Clearance berechnen: GFR, Nierenphysiologie und Rechenaufgaben

Kurz gesagt: Die Clearance gibt an, welches Plasmavolumen pro Zeit von einem Stoff vollständig befreit wird, und berechnet sich als C = (U · V) / P: Urinkonzentration mal Urinzeitvolumen geteilt durch Plasmakonzentration. Die Inulin-Clearance entspricht der glomerulären Filtrationsrate (GFR, beim jungen Erwachsenen etwa 120 ml/min), die PAH-Clearance annähernd dem renalen Plasmafluss (etwa 600 ml/min). Aus beiden ergibt sich die Filtrationsfraktion von rund 0,2.

Clearance-Aufgaben gehören zu den wenigen Rechenaufgaben im Physikum, die fast immer gleich aufgebaut sind. Trotzdem verlieren viele hier Punkte, weil Einheiten nicht passen oder unklar ist, welcher Stoff für welche Größe steht. Wenn du die Formel, drei Referenzstoffe und die Einheitenumrechnung sicher kannst, holst du diese Punkte zuverlässig. Wie die Niere ihre Filtration selbst reguliert, erklärt unser Beitrag zum tubuloglomerulären Feedback.

Was bedeutet Clearance in der Nierenphysiologie?

Die Clearance eines Stoffes ist das virtuelle Plasmavolumen, das die Niere pro Minute vollständig von diesem Stoff befreit. Sie ist keine echte Flüssigkeitsmenge, sondern eine Rechengröße, mit der sich die Ausscheidung verschiedener Stoffe vergleichen lässt.

Die Formel ergibt sich aus einer einfachen Massenbilanz. Was pro Minute mit dem Urin ausgeschieden wird (U · V), muss aus einem bestimmten Plasmavolumen stammen (C · P). Stellst du nach C um, erhältst du C = (U · V) / P.

• U: Konzentration des Stoffes im Urin
• V: Urinzeitvolumen, meist in ml/min
• P: Konzentration des Stoffes im Plasma

U und P müssen in derselben Einheit stehen, dann kürzen sie sich heraus und die Clearance hat die Einheit von V, also ml/min.

Wie bestimme ich die GFR über die Clearance?

Die GFR entspricht der Clearance eines Stoffes, der frei filtriert, aber weder resorbiert noch sezerniert wird. Der Referenzstoff dafür ist Inulin, ein Polysaccharid, das von außen infundiert werden muss.

In der Klinik nutzt man stattdessen Kreatinin, weil es körpereigen ist und konstant aus dem Muskel freigesetzt wird. Kreatinin wird zu einem kleinen Teil tubulär sezerniert, deshalb überschätzt die Kreatinin-Clearance die GFR etwas. Für das Physikum reicht meist die Aussage: Kreatinin-Clearance ≈ GFR, mit leichter Überschätzung.

Die Faustregel daraus: Ist die Clearance eines Stoffes größer als die GFR, wird er netto sezerniert. Ist sie kleiner, wird er netto resorbiert. Diese Schlussfolgerung wird im Physikum häufig verlangt.

Wie berechne ich renalen Plasmafluss und Filtrationsfraktion?

Der renale Plasmafluss (RPF) wird über die PAH-Clearance bestimmt, weil PAH bei niedriger Plasmakonzentration bei einer Nierenpassage fast vollständig aus dem Plasma entfernt wird. Die Filtrationsfraktion ist das Verhältnis GFR / RPF.

1. RPF: RPF ≈ C_PAH, typischerweise etwa 600 ml/min. Weil PAH nicht ganz vollständig extrahiert wird (Extraktionsrate etwa 0,9), spricht man genauer vom effektiven RPF.
2. Renaler Blutfluss (RBF): RBF = RPF / (1 − Hämatokrit). Bei einem Hämatokrit von 0,45 und RPF 600 ml/min ergibt sich etwa 1.100 ml/min.
3. Filtrationsfraktion (FF): FF = GFR / RPF = 120 / 600 = 0,2. Etwa ein Fünftel des Plasmas, das durch die Glomeruli fließt, wird also filtriert.

Eine typische Verständnisfrage: Was passiert mit der FF, wenn sich das Vas efferens verengt? Der glomeruläre Kapillardruck steigt, die GFR steigt eher, der RPF sinkt. Die Filtrationsfraktion nimmt deshalb zu. Bei Verengung des Vas afferens sinken dagegen GFR und RPF gemeinsam.

Wie löse ich typische Clearance-Rechenaufgaben?

Gehe bei jeder Aufgabe nach demselben Schema vor: Werte notieren, Einheiten angleichen, Formel einsetzen, Ergebnis auf Plausibilität prüfen. Zwei Beispiele zeigen, wie das aussieht.

Beispiel 1: Urinkonzentration von Inulin 30 mg/ml, Plasmakonzentration 0,25 mg/ml, Urinzeitvolumen 1 ml/min. C = (30 · 1) / 0,25 = 120 ml/min. Das ist eine normale GFR.

Beispiel 2: In 24 Stunden werden 1.440 ml Urin gesammelt, Kreatinin im Urin 100 mg/dl, im Plasma 1 mg/dl. Zuerst V umrechnen: 1.440 ml / 1.440 min = 1 ml/min. Dann C = (100 · 1) / 1 = 100 ml/min.

Rechne vor der Prüfung zehn bis fünfzehn solcher Aufgaben unter Zeitdruck. Danach sitzt das Schema. Wie sich solche Aufgaben in eine komplette Prüfungssimulation einfügen, übst du mit der Physikum-Prüfungssimulation mit 1000 MC-Fragen.

Was sagt die Glucose-Clearance über die Niere aus?

Normalerweise ist die Glucose-Clearance null, weil die gesamte filtrierte Glucose im proximalen Tubulus über SGLT-Transporter resorbiert wird. Erst wenn die Plasmakonzentration die Nierenschwelle von etwa 180 mg/dl überschreitet, erscheint Glucose im Urin.

Ab dann sind die Transporter gesättigt, und das Transportmaximum ist erreicht. Steigt die Plasmaglucose weiter, nähert sich die Glucose-Clearance schrittweise der GFR an, erreicht sie aber nie ganz. Dieses Verhalten nennt man Splay, weil einzelne Nephrone ihr Transportmaximum bei unterschiedlichen Konzentrationen erreichen.

Die Physiologie der Niere mit Transportprozessen, Regulation und Rechenwegen erarbeitest du strukturiert im Physiologie-Komplettkurs fürs Physikum. Wann du welche Physiologie-Kapitel in deinem Zeitplan bis zur Prüfung unterbringst, steht auf der Seite Physikum Frühjahr 2027 mit Lernplan. Die Rahmenbedingungen der schriftlichen Prüfung veröffentlicht das IMPP zu den Medizinprüfungen.

Das Wichtigste in Kürze

• Clearance-Formel: C = (U · V) / P, Einheit ml/min.
• Inulin-Clearance = GFR (etwa 120 ml/min), Kreatinin-Clearance überschätzt die GFR leicht.
• PAH-Clearance ≈ renaler Plasmafluss (etwa 600 ml/min), Filtrationsfraktion etwa 0,2.
• Clearance größer als GFR heißt Nettosekretion, kleiner heißt Nettoresorption.
• Einheiten angleichen und Tagesvolumen in ml/min umrechnen, sonst stimmt das Ergebnis nicht.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie lautet die Formel für die Clearance?

Die Clearance berechnet sich als C = (U · V) / P. Dabei ist U die Urinkonzentration, V das Urinzeitvolumen und P die Plasmakonzentration des Stoffes.

2. Warum misst man die GFR mit Inulin?

Inulin wird frei filtriert, aber weder resorbiert noch sezerniert. Seine Clearance entspricht deshalb genau der glomerulären Filtrationsrate.

3. Warum überschätzt die Kreatinin-Clearance die GFR?

Kreatinin wird zusätzlich zu der Filtration in geringem Umfang tubulär sezerniert. Dadurch erscheint mehr Kreatinin im Urin, als allein filtriert wurde.

4. Was ist die Filtrationsfraktion?

Die Filtrationsfraktion ist der Anteil des renalen Plasmaflusses, der glomerulär filtriert wird. Sie berechnet sich als GFR geteilt durch RPF und liegt normalerweise bei etwa 0,2.

5. Wofür nutzt man die PAH-Clearance?

Mit der PAH-Clearance bestimmt man den renalen Plasmafluss. PAH wird filtriert und zusätzlich fast vollständig sezerniert, sodass das Plasma bei einer Nierenpassage nahezu komplett davon befreit wird.

6. Wie hoch ist die normale GFR?

Bei jungen, gesunden Erwachsenen liegt die GFR bei etwa 120 ml/min. Sie nimmt mit dem Alter ab und wird klinisch meist über Kreatinin abgeschätzt.

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