Ängstlich, unerträglich, elend, quälend, wie mit einem Messer gestochen, schlimmer als eine Geburt.
Als Urologe, der sich auf die Behandlung von Patienten mit Nierensteinen spezialisiert hat, habe ich ein neues Lexikon kennengelernt, das ausschließlich für Steinbildner gilt und Anfälle von Nierenkoliken beschreibt.
Schmerzen, das charakteristische Symptom einer Steinerkrankung, sind in den Vereinigten Staaten jedes Jahr für über eine Million Besuche in der Notaufnahme verantwortlich.
In den letzten Jahrzehnten wurden erhebliche Fortschritte bei der Erforschung der Physiologie der Nierenkolik und der Optimierung der Behandlungsmethoden erzielt. Doch trotz verbesserter wissenschaftlicher Erklärungen wissen wir als Kliniker immer noch nicht genau, warum sie auftritt.
SCHMERZ DURCH STEINE
Patienten leiden seit über zweitausend Jahren an Nierenkoliken infolge von Steinleiden. Es ist bemerkenswert, wie wenig sich das klinische Bild in dieser Zeit verändert hat. Im Jahr 400 v. Chr. bezeichnete Hippokrates die Nierenkolik als erste Nierenerkrankung. Er war einer der ersten Beobachter, der den Zusammenhang zwischen Harnverstopfung und Schmerzen erkannte und schrieb:
Ein akuter Schmerz wird in der Niere, den Lenden, der Flanke und den Hoden der betroffenen Seite empfunden; der Patient lässt häufig Urin ab; allmählich wird der Urin unterdrückt. Mit dem Urin wird Sand ausgeschieden; wenn der Sand die Harnröhre entlangläuft, verursacht er starke Schmerzen, die gelindert werden, wenn er ausgeschieden wird; dann beginnen dieselben Leiden von neuem.
Wir haben inzwischen die komplexe physiologische Grundlage für diese Beziehung auf einer viel tieferen Ebene erkannt.
Wie der Schmerz beginnt
Der erste Schritt in diesem Prozess ist eine akute Verstopfung, am häufigsten durch einen Stein. Bei Steinbildnern können aber auch Massen von Kristallen eine Obstruktion verursachen, ebenso wie Blutgerinnsel, wenn die Blutung besonders stark ist.
Der Urin aus der Niere kann nicht mehr in die Blase gelangen und staut sich daher und dehnt den proximalen – der Niere am nächsten gelegenen – Harnleiter und das Nierensammelsystem. Diese Dehnung aktiviert nozizeptive Nervenfasern – Fasern, die Verletzungen wahrnehmen – innerhalb eines ganzen neuronalen Netzwerks, das sich submukös im Nierenbecken, den Nierenkelchen, der Kapsel und dem Harnleiter befindet.
Abbildung 1 (links) – Beispiel eines obstruierenden proximalen Harnleitersteins mit Dilatation und Dehnung des Sammelsystems oberhalb des Obstruktionsniveaus.
Diese Fasern leiten dann afferente Signale an das Rückenmark T11 – L1 weiter, die der Körper auf der entsprechenden Ebene der neuronalen Aktivierung als Schmerz interpretiert. Wenn der Stein von der Niere den Harnleiter hinunter und in Richtung Blase wandert, verlagert sich der Schmerz in der Regel auch nach unten. Er wird in der Regel in der oberen Flanke empfunden, wenn der Stein im proximalen Harnleiter sitzt, und in der Nähe der Ureter-Vesikus-Kreuzung am Blaseneingang in der Tiefe bis zu den Schamlippen/Hoden.
Patienten, die Steine passieren, können neben dem Schmerz auch andere Symptome verspüren. Viele der an der Obstruktion beteiligten Nerven sind eng mit der Innervation benachbarter Organe, z. B. des Magen-Darm-Trakts, verbunden. Die Kreuzaktivierung dieser assoziierten Nervenfasern wurde als Erklärung für die Übelkeit und das Erbrechen vorgeschlagen, die so häufig im Zusammenhang mit einer akuten Nierenkolik auftreten.
In seltenen Fällen können Patienten sogar andere Symptome haben, ohne dass sie überhaupt Schmerzen haben. In einigen Fällen, insbesondere wenn sich der Stein an der uretero-vesikalen Verbindung befindet, überwiegen die Harnsymptome, und die einzigen nennenswerten Symptome sind Häufigkeit des Wasserlassens, Harndrang und Unbehagen beim Wasserlassen. Diese Symptome täuschen eine Harnwegsinfektion vor und führen oft zu einer vorübergehenden Fehlbehandlung mit Antibiotika, bis die richtige Diagnose gestellt wird.
Was später passiert
Der zunehmende Druck im Nierenbecken durch die anhaltende Obstruktion bewirkt eine Freisetzung von Prostaglandin E2. Dieser chemische Vermittler der Verletzungsreaktion erzeugt einen perfekten Sturm.
Er verursacht eine Hyperperistaltik des Harnleiters (erhöhte Intensität der Wellen koordinierter Harnleiterkontraktionen, die normalerweise den Urin in die Blase befördern) und schließlich sogar einen Harnleiterkrampf. Sie führt auch zu einer Dilatation der afferenten Arteriolen – jener winzigen Widerstandsgefäße, die den Blutfluss in die Kapillaren der Nieren kontrollieren.
Die Dilatation der Arteriolen erhöht den Blutfluss zur Niere und fördert eine vorübergehende Diurese, während die Hyperperistaltik der glatten Muskulatur des Harnleiters und schließlich der Spasmus den Harnleiter um den Stein herum verengen und die Obstruktion verschlimmern. Der Spasmus führt zu einer Ansammlung von Milchsäure, wie sie bei jeder Überanstrengung eines Muskels auftritt, und setzt eine Entzündungskaskade in Gang, die ihrerseits die Schmerzen verschlimmern kann.
Mit der Zeit nimmt der Blutfluss zur betroffenen Niere ab, obwohl die Arteriolen, die das Blut in die Nierenkapillaren leiten, erweitert bleiben. Er sinkt, weil die efferenten Arteriolen, die das Blut aus den Kapillaren, in denen die Filtration stattfindet, herauslassen, sich zu verengen beginnen und die Filtration durch die Nierenglomerulae erhöhen. Die erhöhte Filtration hält den Druck aufrecht und kann ihn sogar erhöhen.
Abbildung 2 – Schema des Blutflusses zum Nephron. Das Blut tritt durch die afferente Arteriole ein und wird dann im Glomerulus gefiltert, wobei Urin produziert wird. Das Blut tritt durch die efferente Arteriole aus. Sowohl die afferente als auch die efferente Arteriole sind in der Lage, sich zu erweitern und zu verengen, um den Druck und schließlich die Filtration durch die Urinproduktion zu regulieren.
In vielerlei Hinsicht ist dieses komplexe System mit den Schläuchen vergleichbar, die viele Menschen zur Bewässerung ihres Rasens verwenden. Die afferenten Arteriolen sind der Wasserhahn, an den der Schlauch angeschlossen ist, und die efferenten Arteriolen sind die Öffnung am Ende des Schlauchs, die geschlossen oder offen gelassen werden kann und in einen Rasensprenger mündet.
Die Filtration besteht aus den vielen winzigen Wasserströmen entlang des Schlauchs, die das Gras wachsen lassen.
Wenn das System richtig funktioniert, sind sowohl der Wasserhahn als auch das Ende offen, und Wasser (Urin) wird mit einer langsamen, konstanten Rate produziert (Abbildung 4 – links). Bei einem verstopften Stein wird der Hahn sozusagen stärker geöffnet und das Ende stärker festgeklemmt, so dass mehr Flüssigkeit – Wasser – mit hohem Druck über die gesamte Länge des Schlauchs herausgefiltert wird (Abbildung 4 – rechts). In der Niere findet diese Filtration in den Nephronen statt und erhöht den Druck. Wenn die Klemme angezogen wird, kann die Gesamtdurchflussmenge durch den Schlauch sinken, während die Menge an Wasser, die entlang des Schlauchs herausgefiltert wird, steigt.
Abbildung 4 – Analogie zum Blutfluss und zur Filtration in der Niere: Soaker-Schlauch. Auf der linken Seite ist der Druck im System gering, und das Wasser (Urin) sickert langsam entlang des Schlauches aus. Rechts ist der Zufluss viel höher als der Abfluss, und das Wasser (Urin) schießt mit sehr hohem Druck aus dem Schlauch heraus.
Drei Schmerzphasen im Detail
Die Physiologie
Keine Diskussion über Harnleiterobstruktion wäre vollständig ohne die Arbeit von E. Darracott Vaughan, der in den 1970er Jahren die Physiologie der Harnwegsobstruktion charakterisierte.
Ausgehend von zwei funktionstüchtigen Nieren lassen sich die physiologischen Auswirkungen einer akuten unilat
eralen Harnleiterobstruktion durch drei verschiedene Phasen kennzeichnen.
In Phase eins verursachen die Auswirkungen der oben beschriebenen Entzündungskaskade einen progressiven Anstieg des renalen Blutflusses und des Drucks im Nierenbecken und im Harnleiter. Diese Phase dauert etwa eine bis eineinhalb Stunden. Dies ist der Abschnitt, in dem die afferente Arteriole – der Hahn – maximal geöffnet ist.
Phase zwei ist durch eine efferente arterioläre Vasokonstriktion gekennzeichnet, die einen Rückgang des gesamten renalen Blutflusses, aber einen Anstieg des Harnleiterdrucks für bis zu fünf Stunden bewirkt. Der Wasserhahn wird geöffnet und die Endklemme angezogen.
Phase drei ist durch eine weitere Abnahme des renalen Blutflusses in die betroffene Niere und schließlich durch einen verminderten Harnleiterdruck gekennzeichnet. Die Endklemme wird schrittweise angezogen, so dass der Blutfluss zur Niere so weit reduziert wird, dass die Filtration und die Urinproduktion und damit auch der Druck zu sinken beginnen.
Messungen des Ureterdrucks (rot) und des renalen Blutflusses (blau) nach Beginn einer akuten einseitigen Ureterobstruktion. (Mit freundlicher Genehmigung von Campbell-Walsh Urology, Tenth Edition, Elsevier Inc.)
Der Rückgang des Blutflusses ist bei einem akuten Anfall nicht schädlich, kann aber im Laufe der Zeit auftreten. Das bedeutet, dass die Beseitigung eines blockierenden Steins eine wichtige Angelegenheit ist. In der Regel gehen Steine von selbst ab. Aber Steinanfälle müssen ärztlich behandelt werden, denn wenn der Stein weiterhin blockiert, muss er entfernt werden.
Die Symptome
Es ist leicht zu erraten, wie diese drei verschiedenen Phasen klinisch mit den Symptomen korrelieren, die während einer akuten Kolik auftreten.
Das Auftreten von Schmerzen korreliert klassischerweise mit Phase eins und dem auslösenden blockierenden Ereignis. Zu diesem Zeitpunkt sucht der Patient in der Regel die Notaufnahme oder die Arztpraxis auf.
Die Schmerzen halten in der Regel mehrere Stunden lang auf einem hohen Niveau an (Phase zwei), klingen aber schließlich zumindest teilweise ab (Phase drei).
In vielen Fällen treten die Schmerzen in Wellen auf, was möglicherweise ein Zeichen für eine intermittierende Obstruktion ist, die den oben beschriebenen Weg jedes Mal aktiviert, wenn der Harnfluss behindert wird. Dies geschieht durch eine Kombination aus der Bewegung des Steins und den Spannungen des Harnleiters mit Zu- oder Abnahme des Muskelspasmus.
Das KONUNDRUM – Schmerzen ohne Obstruktion
Meinungen von Urologen im Allgemeinen
Die physiologische Grundlage von Schmerzen im Zusammenhang mit einer Obstruktion ist zwar klar, bietet aber keine Erklärung für eines der häufigsten Rätsel bei Steinerkrankungen – den symptomatischen, nicht-obstruierenden Stein. Dabei kann es sich um freie Steine handeln, die nicht abgegangen sind, um Steine, die an Plaques haften, oder um tatsächliche Pfropfen in den Nierentubuli, die so zusammengeballt sind, dass sie auf einem CT-Scan als „Steine“ erscheinen, obwohl es sich in Wirklichkeit um Gewebeverkalkungen handelt.
Die klinischen Meinungen zu solchen Fällen variieren vielleicht so stark wie bei jedem anderen klinischen Szenario auf diesem Gebiet.
Wenn man eine Gruppe von Urologen fragen würde, ob sie glauben, dass kleine, nicht blockierende Steine eine Nierenkolik verursachen können, würden die Meinungen von absoluter Gewissheit bis zur völligen Ablehnung des Konzepts reichen.
Was mit den Patienten geschieht
Deshalb gibt es keinen Behandlungsstandard für die optimale Behandlung solcher Patienten. In allen Fällen ist es zunächst unerlässlich, andere mögliche Schmerzquellen auszuschließen; solche Untersuchungen enden jedoch oft mit dem gleichen Ergebnis – einem Patienten mit lästigen Flankenschmerzen und dem Nachweis eines oder mehrerer nicht-obstruktiver Steine in der Bildgebung.
Da es keine physiologische Erklärung für ihre Symptome gibt, werden Patienten mit Schmerzen und nicht-obstruktiven Steinen oft zu detaillierten Untersuchungen, sekundären und tertiären Konsultationen und Überweisungen an Schmerzspezialisten und sogar Psychiater geschickt. In einem Zeitalter, in dem die flexible Ureteroskopie recht sicher und ambulant durchgeführt werden kann, muss man sich jedoch fragen, ob solche Patienten angemessen behandelt werden.
Ein konkretes Beispiel
Ein Beispiel: Vor kurzem traf ich eine Patientin, die von einem mehrere Stunden entfernten Ort überwiesen worden war, um eine vierte Meinung zu ihren chronischen Flankenschmerzen einzuholen. Sie hatte monatelang unter starken Schmerzen in der linken Flanke gelitten, die ihre Arbeitsfähigkeit und ihr normales Leben einschränkten.
Sie hatte die Schmerzen auf einen 7 mm großen, nicht behindernden Nierenstein am unteren Pol dieser Seite zurückgeführt, der auf einer CT
-Untersuchung bei ihrer ersten Vorstellung in einer externen Notaufnahme entdeckt worden war (Abbildung 3). Keiner der Ärzte, die sie aufgesucht hatte, stimmte jedoch mit ihrer Selbstdiagnose überein.
Abbildung 3 – CT-Bild des linken unteren Pols mit nicht behinderndem Stein (roter Pfeil). Es gibt keine Anzeichen für eine Obstruktion oder Entzündung um die Niere herum.
In der Notaufnahme erhielt sie narkotische Schmerzmittel und wurde nach Hause geschickt, um einen Urologen aufzusuchen.
Der erste Urologe, den sie aufsuchte, sagte ihr, dass der Stein zwar sichtbar sei, aber aufgrund seiner Lage in der Niere unmöglich die Ursache ihrer Schmerzen sein könne. Er verschrieb ihr Schmerzmittel und schickte sie zu einem Schmerzspezialisten.
Der Schmerzspezialist versuchte eine physikalische Therapie für etwas, von dem er annahm, dass es eine muskuloskelettale Ursache sein könnte, aber letztendlich erwies sich dies nicht als wirksam, und sie erhielt weitere Schmerzmittel.
Später suchte sie einen zweiten Urologen auf, der ihr ebenfalls sagte, dass der Stein unmöglich ihre Schmerzen verursachen könne, wenn keine Verstopfung vorliege. Dieses Mal wurde ihr jedoch vorgeworfen, dass sie ein bestimmtes Ziel verfolgte und die Behandlung nur aufsuchte, um Schmerzmittel zu erhalten. Ähnliche Besuche in verschiedenen Notaufnahmen führten zu weiteren CT-Untersuchungen und zu dem Vorwurf, Schmerzmittel zu benötigen. Jedes CT-Ergebnis war jedoch gleich, alle zeigten einen 7 mm großen, nicht blockierenden Stein am linken unteren Pol.
In einem Fall ermahnte ein behandelnder Arzt sie sogar mit den Worten, dass nicht blockierende Steine keine Schmerzen verursachen und er es wissen müsse, da auch bei ihm solche Steine zufällig bei einer CT-Untersuchung diagnostiziert worden waren.
Schließlich begab sie sich zur Konsultation in die Klinik, wo ihr eine Ureteroskopie und Steinentfernung angeboten wurde. Der Eingriff verlief gut und sie wurde mit einem Stent für eine Woche entlassen. Sie wurde zuletzt 5 Wochen nach dem Eingriff wieder gesehen und berichtete, dass ihre Schmerzen vollständig verschwunden waren. Sie nahm keinerlei Schmerzmittel mehr ein, und die Nachuntersuchungen ergaben keinen Hinweis auf einen Stein oder eine Hydronephrose.
Was bisher bekannt ist
Solche Patienten sind häufig anzutreffen. Obwohl es keine physiologische Erklärung dafür gibt, warum diese nicht-obstruktiven Steine Schmerzen verursachen können, gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass sie es tun und dass ihre Entfernung die Schmerzen heilen kann.
2006 beschrieben Taub et al. die Ergebnisse von zwanzig solchen Patienten, die chronische Flankenschmerzen sowie röntgenologisch erkennbare Verkalkungen in ihren Papillen ohne offensichtliche Steine im Sammelsystem hatten. An siebenundzwanzig Nieren wurde eine Ureteroskopie mit Laserpapillotomie durchgeführt, um alle offensichtlichen Steine freizulegen und zu entfernen. In 85 % der Fälle kam es zu einer Schmerzlinderung, die in fast 60 % der Fälle länger als ein Jahr anhielt.
Diese Studie wurde dann in mehreren Einrichtungen mit 65 Patienten wiederholt, die sich über einen Zeitraum von zehn Jahren ähnlichen Verfahren unterzogen. Insgesamt wurden in dieser Kohorte 176 Verfahren durchgeführt, wobei die Patienten in 85 % der Fälle über weniger Schmerzen nach dem Verfahren berichteten. Die durchschnittliche Dauer des Ansprechens lag bei 26 Monaten, wobei bei 60 % der Patienten eine nachhaltige Verbesserung der Schmerzwerte für mehr als ein Jahr erreicht wurde.
Dieses klinische Szenario kommt so häufig vor, dass es im Massachusetts General Hospital seinen eigenen Spitznamen erhalten hat, wo es als „Small Stone Syndrome“ bezeichnet wurde. In einer retrospektiven Untersuchung von Patienten, die dort wegen chronischer Schmerzen mit der ureteroskopischen Entfernung kleiner, nicht behindernder Steine (<4mm) behandelt wurden, gaben 11/13 Patienten an, nach dem Eingriff schmerzfrei zu sein, während die anderen beiden eine teilweise Reaktion feststellten.
Was ich denke
Wir verstehen die physiologische Erklärung für die Schmerzen bei diesen Patienten noch immer nicht vollständig. Doch ähnlich wie Hippokrates vor über zweitausend Jahren geht die klinische Beobachtung dem wissenschaftlichen Verständnis oft voraus. In dieser Hinsicht ist es unfair, die Vorstellung abzutun, dass kleine, nicht-obstruierende Steine legitime Nierenkoliken auslösen können.
Physiologische Durchbrüche im Verständnis von Schmerzsignalen und Entzündungen vollziehen sich derzeit in rasantem Tempo, und es ist wahrscheinlich, dass wir mit der Zeit besser in der Lage sein werden, zu entschlüsseln, welche nicht-obstruierenden Steine wirklich für Symptome verantwortlich sind. Bis dahin werden solche Szenarien jedoch weiterhin eine häufig anzutreffende klinische Komplexität für Urologen darstellen.
Zurzeit würde ich noch dafür plädieren, in solchen Situationen alternative Schmerzursachen in Betracht zu ziehen, einschließlich Harnwegsinfektionen, Obstruktionen und bösartige Erkrankungen. Eine sorgfältige Anamnese ist von entscheidender Bedeutung, um nicht-urologische Ursachen wie Erkrankungen des Bewegungsapparats, der Lunge, der Gynäkologie und des Magen-Darm-Trakts auszuschließen. Ein weiteres wichtiges Element der Anamnese ist die Frage, ob der Patient schon einmal einen Stein ausgeschieden hat und ob die aktuellen Symptome mit den damaligen Erfahrungen vergleichbar sind.
Wenn andere Erklärungen ausgeschlossen wurden, ist es durchaus sinnvoll, eine Steinentfernung anzubieten. Dies kann nicht nur die Schmerzen lindern, sondern auch das Risiko eines zukünftigen Steinwachstums oder einer spontanen Passage zu einem späteren Zeitpunkt verringern. In solchen Fällen ziehe ich die flexible Ureteroskopie mit Steinentfernung der Stoßwellenlithotripsie vor. Erstens ist bei der Ureteroskopie die Wahrscheinlichkeit am größten, dass alle Steine identifiziert und entfernt werden können, was besonders wichtig ist, wenn die Schmerzen nach dem Eingriff anhalten. Zweitens kann man bei der Ureteroskopie das Innere der Niere in hoher Auflösung untersuchen, was Informationen liefert, die auf Röntgenbildern und CT-Scans nicht ohne weiteres verfügbar sind, wie z. B. eingebettete Steine, Gewebeverkalkungen und andere Pathologien (Abbildung 4).
Abbildung 4 – Hochauflösende Bilder, die bei der Nierenendoskopie gewonnen wurden und tubuläre Verstopfungen (in der Niere eingebettete Steine) zeigen (mit freundlicher Genehmigung: AE Evan, IMCD und BD Pfropfen: Do they have a role in stone formation).
Schließlich ist es von entscheidender Bedeutung, vor der Operation realistische Erwartungen in Bezug auf die Schmerzkontrolle zu haben. Unser Verständnis dieses Konzepts befindet sich noch in der Entwicklung, und die veröffentlichte Literatur, die ein Ansprechen auf die Behandlung nahelegt, beschränkt sich auf relativ wenige Patienten. Wie uns Wissenschaft und Geschichte jedoch gezeigt haben, bedeutet die Tatsache, dass wir den Zusammenhang noch nicht vollständig verstehen, nicht, dass er nicht existiert.