Harnsteinleiden

Harnsteinleiden (Urolithiasis) ist eine der häufigsten urologischen Erkrankungen. Männer sind zwei- bis viermal häufiger betroffen als Frauen. Kinder und Senioren sind seltener betroffen.

Über Harnsteinleiden

Steinentstehung

Voraussetzung zur Steinbildung ist die Übersättigung des Harns mit steinbildenen Substanzen. Diese kristallisieren aus. Durch zusammenlagern vieler Einzelkristalle kommt es schließlich zur Steinbildung.

Risikofaktoren

Infektionen, Zystinurie, Hyperurikämie, Verminderung des Harnvolumens, Hyperkalzurie, Hyperoxalurie, pH-Wert-Veränderungen, Zufuhr tierischer Eiweiße.

Steintherapie

Die Behandlung der Harnsteine ist zunehmend durch den Einsatz minimal-invasiver Verfahren geprägt. Offene Schnittoperationen werden nur mehr in sehr seltenen Situationen angewandt. Heutzutage ist die Steintherapie nicht nur schonender für den Patienten, sondern durch moderne Techniken, wie z.B. die routinemäßige Anwendung flexibler Endoskope in Kombination mit dem Holmium-Laser, deutlich effektiver geworden.

Steinarten

Die Klassifikation der Steine kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen.

  • Lokalisation (Parenchymsteine, Nierenbeckensteine, Kelchsteine, Harnleitersteine, Blasensteine)
  • Chemische Zusammensetzung
  • Röntgendichte Steine oder nicht röntgendichte Steine
  • Steriler oder Infektstein
  • Form des Steins
Calciumoxalatstein
Calciumoxalatstein

Calciumhaltige Steine

Calciumsalze sind zu 50 bis 70 Prozent häufigster Steinbestandteil bei Patienten mit Harnsteinleiden. Es besteht eine  Korrelation zwischen der Bildung von calciumhaltigen Steinen und der Zufuhr von tierischem Eiweiß und geringer Diurese/Urinausscheidung (unter 1 Liter). Auch das Klima kann die Entstehung calciumhaltiger Steine beeinflussen. Durch eine gesteigerte Sonnenlichtexposition kommt es zu einer erhöhten Vitamin D-Produktion in der Haut, was zu einer erhöhten Calciumaufnahme führen kann.

Beispiele für calciumhaltige Steine:

  • Calciumoxalatsteine (ca. 60 Prozent)
    Sie erscheinen in der Röntgenleeraufnahme als schattendichtes Konkrement.
  • Calciumphosphatsteine (ca. 10 Prozent)
    Zu den Calciumphosphatsteinen zählen zum Beispiel Hydroxyapaptit, Karbonatapatit und Brushit. Sie erscheinen in der Röntgenleeraufnahme nur als mäßig schattendichte Konkremente. Calciumphosphatsteine bilden oft große Ausgusssteine.

Harnsäuresteine

Sie machen ca. 10 bis 20 Prozent aller Steine aus. Gehäuft treten sie in industrialisierten Ländern auf. Harnsäuresteine entstehen am häufigsten bei  Hyperurikämie (erhöhter Harnsäure im Blut) durch vermehrte Zufuhr von tierischen Eiweißen über die Nahrung oder eine nierenbedingte Ausscheidungsstörung der Harnsäure.

Harnsäuresteine sind in der Röntgenleeraufnahme nicht sichtbar, ggf. ist nur eine Kalkschale darstellbar.

Struvitstein
Struvitstein

Infektsteine

Frauen sind drei- bis fünfmal häufiger von Infektsteinen betroffen als Männer. Typische bakterielle Erreger, die Infektionen der ableitenden Harnwege mit Steinbildung auslösen können, sind Infektionen mit Proteus-Arten oder andere Urease-bildende Bakterien wie Pseudomonaden, Klebsiellen oder Staphylokokken.

Die Ureasebildung der Bakterien ist Voraussetzung für die Infektsteinentstehung. Urinharnstoff wird durch Urease in Ammoniak und CO2 gespalten. Hierdurch steigt die Konzentration von Ammonium und Bikarbonat. Der Urin wird alkalisch, es kommt zur Bildung von Kalziumphosphat und Magnesiumammoniumphosphat oder zur Bildung von Karbonatapatit, den typischen Infektsteinen.

Die Magnesiumammoniumphosphatsteine = Struvitsteine (ca. 10 Prozent aller vorkommenden Steinarten) kommen oft als Korallenstein vor.

Aufgrund des großen Proteinanteils sind Struvitsteine schlecht mineralisiert und somit in der Röntgenleeraufnahme nur schwer erkennbar.

Zystinsteine

Die Zystinurie ist eine autosomal rezessiv vererbte Stoffwechselkrankheit mit Transportstörungen von Aminosäuren und deren exzessiver renaler Ausscheidung. Sie machen ca. 1 Prozent aller Harnsteine aus.

Zystin ist schwer löslich. Daher  kommt es bei vermehrter Zystinauscheidung im Urin zur Manifestation von Zystinsteinen.

Die normale Zystinausscheidung liegt bei 10-60 mmol/l. Bei Zystinsteinbildnern ist sie auf 1000-4000 mmol/l erhöht.

Zystinsteine machen 1 bis 3 Prozent aller Steine aus. Sie sind in der Röntgenleeraufnahme eben noch sichtbar.

Xanthinsteine

Xanthinsteine machen wie die Zystinsteine ebenfalls nur 1 Prozent aller Harnsteine aus. Durch einen autosomal-rezessiv vererbten Defekt der Xanthinoxidase kommt es zur stark erhöhten Ausscheidung von Xanthin mit der Folge einer Steinbildung.

Dihydroxyadeninsteine

2,8-Dihydroxyadeninsteine entstehen aufgrund eines seltenen angeborenen Enzymdefekts des Pruinstoffwechsels (Adeninphosphoribosyltransferasemangel). Die vermehrte renale Ausscheidung von Dihydroxyadenin führt zur Steinbildung.

Desweiteren gibt es Mischsteine, die alle vorgenannten Steinarten teilweise beinhalten können. Auch eine Medikamenteneinnahme kann zur Steinbildung bei vermehrter Ausscheidung des Arzneistoffes führen (zum Beispiel Allopurinol oder Indinavir).

Prozentuale Häufigkeit der unterschiedlichen Steinarten:

  • Calciumoxalatsteine: 65 Prozent
  • Harnsäuresteine: 15 Prozent
  • Struvitsteine: 10 Prozent
  • Calciumphosphatsteine: 9 Prozent
  • Cystinsteine  und Xanthinsteine: 1 Prozent

Steintherapie

Extrakorporale Stoßwellen-Lithotripsie (ESWL)

Die Entwicklung der Extrakorporalen Stoßwellen-Lithotripsie (ESWL) zur kontaktlosen Zertrümmerung von Harnsteinen gilt als eine der großen Pionierleistungen in der Medizin. Bei der Zertrümmerung von Nierensteinen kleiner und mittlerer Größe hat die Technik einen so konkurrenzlosen Stellenwert, dass sie heute in jeder gut ausgestatteten Urologischen Klinik zur Verfügung steht.

Mit dem ESWL Gerät der Urologischen Klinik des EvKB werden mehrmals wöchentlich Patienten mit Nierensteinen behandelt. Hierfür ist keine Vollnarkose erforderlich, es werden aber Medikamente gegeben, die die Therapie schmerzfrei gestalten.

Mit dem Gerät können die Nierensteine sowohl mit Röntgenstrahlen als auch durch Ultraschall geortet werden. Die Lokalisation der Steine mit Ultraschall ist insbesondere bei Kindern wichtig, bei denen nach Möglichkeit eine Röntgenstrahlenexposition vermieden werden soll; ebenso bei Patienten mit Nierensteinen, deren chemische Zusammensetzung eine Darstellung durch Röntgen nicht zulässt (Harnsäuresteine). Nicht angewandt werden darf die ESWL u.a. bei  Gerinnungsstörungen, bei Einnahme von blutgerinnungshemmenden Medikamenten und während einer Schwangerschaft.

Das Funktionsprinzip der ESWL ist die elektromagnetische oder piezoelektrische Erzeugung von Stoßwellen, die durch einen Hohlspiegel auf den Stein fokussiert werden. Von der Haut bis zu dem Stein kann eine Stoßwelle ungehindert durch das Körpergewebe laufen, da die weichen Gewebe des Körpers zu 70 Prozent aus Wasser bestehen. Der Stein selbst stellt für eine ankommende Stoßwelle jedoch eine Grenzfläche mit erhöhtem Widerstand dar: die Welle bricht und erzeugt an dem Stein Druck-, Zug- und Scherkräfte (Kavitationsphänomene). Meist kann ein Stein mit 2000 – 3000 solcher Stoßwellen innerhalb von 30 – 60 Minuten so zerstört werden, dass nur mehr kleine Trümmer (Fragmente) übrig bleiben, die dann spontan über die ableitenden Harnwege ausgeschieden werden.

ESWL-Einheit in der Klinik für Urologie
ESWL-Einheit in der Klinik für Urologie

Insgesamt handelt es sich bei der ESWL um ein gut verträgliches und komplikationsarmes Verfahren. Als wichtigste Risiken sind Koliken zu nennen, die durch den Abgang von Steinfragmenten ausgelöst werden können.

Röntgenbilder: Extrakorporaler Stoßwellen-Lithotripsie (ESWL)
Röntgenbilder vor und nach einmaliger Behandlung mit Extrakorporaler Stoßwellen-Lithotripsie (ESWL) mit sehr guter Auflockerung des Steins (sogenannte Desintegration). Außerdem sind abgegangene Steine bereits im unteren Harnleiter sichtbar.

Endoskopische Steintherapie (minimalinvasive Therapie)

Nierensteine

Kleine und mittelgroße Nierensteine werden heute in aller Regel mit der ESWL behandelt. Große Nierensteine, die früher noch durch offene Schnittoperationen behandelt wurden, werden dagegen in der modernen operativen Urologie minimal-invasiv endoskopisch behandelt (perkutane Nephrolithotomie (PCNL) und so genannte Mini-PCNL (dünneres Gerät mit spezieller Spültechnik)).  Hierbei wird das Endoskop über die Flanke durch die Haut in das Nierenbeckenkelchsystem eingeführt und der oder die Steine entfernt.  Hierfür stehen unterschiedliche endoskopische  Geräte zur Verfügung. Größere Steine werden vor der Entfernung zerkleinert. Im EvKB stehen ein Lithoklast (ein miniaturisierter Presslufthammer), eine Stein-Lasersonde und eine ultraschallgestützte Steinzertrümmerung zur Verfügung.

Die folgenden Bilder zeigen einen Patienten mit beidseitigen Ausgusssteinen. Die ersten Bilder zeigen den Patienten vor der Behandlung:

Röntgenaufnahmen eines Patienten: nach der Steinbehandlung (PCNL)
Röntgenaufnahmen eines Patienten: nach der Steinbehandlung (PCNL: perkutane Nephrolitholapaxie) mit noch liegender Drainage sowie die Steinfreiheit der rechten Seite.
Schematische Darstellung der flexiblen und starren ureterorenoskopischen Steinentfernung (URS)
Schematische Darstellung der flexiblen und starren ureterorenoskopischen Steinentfernung (URS)

Harnleitersteine

Harnleitersteine können heute mit speziellem endoskopischem Instrumentarium, den so genannten Harnleiterspiegelinstrumenten, aus dem Harnleiter entfernt werden. Je nach Steinlage werden starre oder flexible (bewegliche) Harnleiterspiegelinstrumente verwendet. Mit diesen Endoskopen kann der gesamte  Harnleiter sowie das Nierenbecken über natürliche Körperöffnungen untersucht und behandelt werden. Eine offene Schnittoperation ist nur noch in seltenen Ausnahmefällen notwendig. Sollte der Stein für die Entfernung im Ganzen zu groß sein, kann er mit feinen Instrumenten oder einer Laser-Sonde  im Harnleiter unter Sicht zertrümmert werden. Die dabei entstehenden Teilstücke können dann einfach entfernt oder sogar von alleine ausgeschieden werden.

 

Computertomogramm eines Harnleitersteins rechts
Computertomogramm eines Harnleitersteins rechts
Modernes flexibles Ureterorenoskop
Die modernen flexiblen Ureterorenoskope, die im EvKB verwendet werden, sind sehr dünn.

Holmium-Laser

Durch die Entwicklung des Holmium-Lasers wurde eine effektive und gleichzeitig sichere Therapie von Harnleitersteinen in die Urologie eingeführt.

Die dünnen Laserfasern erlauben nämlich die Verwendung von Instrumenten zur Harnleiterspiegelung (Ureterorenoskope) mit sehr geringem Durchmesser. Optimalerweise können sogar flexible Ureterorenoskope verwendet werden. Das Risiko einer Verletzung des Harnleiters ist daher minimiert worden.

Diese therapeutische Entwicklung war nur möglich, weil die Laserfaser, die durch das Ureterorenoskop unter Sicht in den Harnleiter eingeführt wird, eine hocheffektive Zerstörung des Steins zulässt. Der Stein wird meist so stark pulverisiert, dass er über die ableitenden Harnwege als Staub ausgeschieden wird.

An der Spitze der Laserfaser leuchtet ein rotes Pilotlicht, mit dem der Operateur die Laserfaser exakt auf den Stein ausrichten kann. Das eigentliche Laserlicht tritt mit einer Wellenlänge von 210 nm aus der Faser aus und erzeugt auf dem Weg durch das Wasser zu dem Stein eine Stoßwelle, die wiederum eine Kavitationsblase generiert. Die resultierenden Druck-, Zug- und Scherkräfte zerstören dann den Stein. All diese Phänomene sind auf mikroskopisch kleine Volumina begrenzt, so dass das umliegende Gewebe des Harnleiters selbst nicht von der Energieentladung des Lasers in Mitleidenschaft gezogen wird.

Die Behandlungsdauer richtet sich nach der Größe des Steins. Sie kann zwischen wenigen Minuten und bis zu einer Stunde variieren. In der Regel wird der Eingriff in Vollnarkose oder Spinalanästhesie durchgeführt.

Offene Steinentfernung

Nur noch in seltenen Fällen wird eine offene Steinbehandlung erforderlich. Hier ein Beispiel für eine offene Steinbehandlung bei zwei großen Blasensteinen.

Röntgenbild: Zwei große Blasensteine vor der Operation
Röntgenbild: Zwei große Blasensteine vor der Operation
Die beiden Blasensteine nach der Operation
Die beiden Blasensteine nach der Operation mit einem maximalen Durchmesser von ca. vier bzw. acht Zentimeter