Fraktionelle Natriumausscheidung (FENa)

Klinischer Hintergrund

Bei akuter Nierenschädigung unterscheidet sich das therapeutische Vorgehen grundlegend danach, ob die Ursache prärenal ist, also eine verminderte Perfusion bei intakter Tubulusfunktion, oder intrinsisch, also eine Schädigung des Nierenparenchyms. Die prärenale Azotämie erfordert die Korrektur von Volumenstatus und Perfusionsdruck, während die intrinsische Schädigung, vor allem die akute Tubulusnekrose, eine restriktive Flüssigkeitsbilanz und die Behandlung der zugrunde liegenden Ursache verlangt. Diese beiden Zustände zu verwechseln, hat unmittelbare klinische Folgen: Eine unzureichende Volumenzufuhr bei akuter Tubulusnekrose verschlimmert das Lungenödem und die Mortalität, und eine Flüssigkeitsrestriktion bei prärenaler Azotämie verlängert die Ischämie und kann in eine irreversible Nierenschädigung führen. Die fraktionelle Natriumausscheidung (FENa) wurde gerade dafür entwickelt, diese beiden Mechanismen bei oligurischer akuter Nierenschädigung rasch und einfach anhand verfügbarer Serum- und Urinlaborwerte zu unterscheiden [1].

Berechnung der fraktionellen Natriumausscheidung (FENa)

Die FENa gibt den Anteil des filtrierten Natriums an, der im Urin ausgeschieden wird, und berechnet sich nach:

$$\text{FENa} = \frac{\text{Urinnatrium} \times \text{Serumkreatinin}}{\text{Serumnatrium} \times \text{Urinkreatinin}} \times 100$$

Dabei werden Urin- und Serumnatrium in mEq/L sowie Urin- und Serumkreatinin in mg/dL angegeben. Der Wert ist dimensionslos und wird in Prozent angegeben. Mathematisch teilt die FENa die Natrium-Clearance durch die Kreatinin-Clearance und erfasst damit, wie effizient die Tubuli Natrium rückresorbieren. Bei prärenaler Azotämie reagieren die Nieren auf die Hypoperfusion mit gesteigerter Natriumretention, was eine niedrige FENa ergibt. Bei akuter Tubulusnekrose verlieren die Tubuli die Fähigkeit zur Natriumrückresorption, was eine hohe FENa ergibt.

Die Ableitungskohorte bestand aus Personen in der oligurischen Phase einer akuten Nierenschädigung, beschrieben von Espinel 1976 [1]. Personen mit prärenaler Azotämie hatten eine FENa unter 1 Prozent, Personen mit akuter Tubulusnekrose eine FENa über 3 Prozent. Der Unterschied war statistisch signifikant. Die Ursprungsstudie definierte somit einen Bereich zwischen 1 und 3 Prozent als Graubereich, doch spätere systematische Übersichtsarbeiten haben überwiegend 1 Prozent als einzige Schwelle verwendet.

Interpretation in der Praxis

Die FENa wird danach interpretiert, wo der Wert relativ zur Schwelle von 1 Prozent liegt, mit einem Graubereich, auf den zu achten ist:

Die Ursprungsstudie verwendete >3 Prozent als Grenze für die akute Tubulusnekrose [1], und ein Teil der Lehrbücher hält an dieser höheren Schwelle fest. Eine systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse aus dem Jahr 2022 schloss jedoch 15 Studien ein, die alle 1 Prozent als Schwelle verwendeten, und fand, dass dies ein akzeptables Gleichgewicht zwischen Sensitivität und Spezifität ergab [2].

Eine niedrige FENa sollte zur Überprüfung des Volumenstatus, des Blutdrucks und der Medikation und bei Indikation zur Volumenexpansion führen. Eine hohe FENa sollte eine restriktive Flüssigkeitsführung, die Abklärung der Ursache der Tubulusschädigung sowie eine regelmäßige Überwachung von Flüssigkeitsbilanz und Elektrolyten nach sich ziehen. Ein Wert im Graubereich (1–2 Prozent) darf nicht isoliert interpretiert, sondern muss in den klinischen Zusammenhang gestellt werden, besonders vor dem Hintergrund einer laufenden Diuretikatherapie oder einer chronischen Nierenerkrankung.

Validierung und Testgüte

Die bislang größte systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse zur FENa schloss 19 Studien mit insgesamt 1 287 Personen ein [2]. Bei der Schwelle von 1 Prozent betrugen die gepoolte Sensitivität 90 Prozent (95-Prozent-KI 81 bis 95) und die gepoolte Spezifität 82 Prozent (95-Prozent-KI 70 bis 90) für die Abgrenzung einer intrinsischen von einer prärenalen akuten Nierenschädigung. In einer Untergruppe von acht Studien mit 264 oligurischen Personen ohne chronische Nierenerkrankung oder Diuretikatherapie stiegen die Sensitivität auf 95 Prozent (95-Prozent-KI 82 bis 99) und die Spezifität auf 91 Prozent (95-Prozent-KI 83 bis 95), was bestätigt, dass die FENa gerade in der Population am besten abschneidet, für die der Test ursprünglich entwickelt wurde.

In anderen Populationen fällt die Leistung jedoch ab. Bei Personen mit chronischer Nierenerkrankung oder Diuretikatherapie betrugen die gepoolte Sensitivität 83 Prozent und die Spezifität 66 Prozent. In einer Untergruppe von fünf Studien mit 238 Personen unter Diuretika fiel die Spezifität auf 54 Prozent (95-Prozent-KI 31 bis 75) [2], das heißt, eine hohe FENa kann bei Diuretikatherapie in hohem Maße falsch positiv sein.

Eine retrospektive Studie eines deutschen Universitätsklinikums mit 431 Personen einer nephrologischen Station fand für eine FENa unter 1 Prozent eine Sensitivität von 91,4 Prozent, aber eine Spezifität von nur 36,1 Prozent für eine prärenale Ursache [3]. In dieser Kohorte war eine FENa über 1 Prozent nicht signifikant mit einer intrinsischen akuten Nierenschädigung korreliert, und die fraktionelle Harnstoffausscheidung schnitt schlechter ab als alle übrigen Parameter. Die Studie schloss eine komplexe Patientenpopulation mit hohem Anteil chronischer Nierenerkrankung und Multimorbidität ein, was die niedrige Spezifität vermutlich erklärt und unterstreicht, dass die Testgüte populationsabhängig ist.

Limitationen

Die FENa hat mehrere bekannte Schwächen, die ihre Anwendbarkeit begrenzen. Die wichtigsten sind:

Diuretika. Schleifendiuretika hemmen die Natriumrückresorption im dicken aufsteigenden Teil der Henle-Schleife und erhöhen damit Urinnatrium und FENa unabhängig von der Ursache der Nierenschädigung. In der Metaanalyse fiel die Spezifität von 82 auf 54 Prozent, wenn Personen unter Diuretika eingeschlossen wurden [2]. Unter Diuretikatherapie sollte stattdessen die fraktionelle Harnstoffausscheidung (FEUrea) verwendet werden, da Harnstoff passiv rückresorbiert und von Schleifendiuretika weniger beeinflusst wird. Eine Metaanalyse zur FEUrea mit 12 Studien und 1 240 Personen fand eine gepoolte Sensitivität von 0,74 und eine Spezifität von 0,78 bei einer zusammenfassenden AUC unter der SROC-Kurve von 0,83 [4]. In einer Diuretika-Untergruppe stieg die Spezifität auf 0,87, und die Heterogenität nahm ab, was die FEUrea gegenüber der FENa stützt, wenn Diuretika im Spiel sind. Die traditionelle Schwelle für die FEUrea liegt bei <35 Prozent für eine prärenale Ursache. Dieselbe deutsche Studie, die eine niedrige Spezifität der FENa zeigte, fand allerdings, dass die FEUrea die niedrigste Sensitivität und Spezifität aller geprüften Parameter aufwies [3], was zeigt, dass kein Index fehlerfrei ist.

Chronische Nierenerkrankung. Bei chronischer Nierenerkrankung ist die Fähigkeit zur Natriumretention bereits vermindert, und die FENa kann unabhängig von der aktuellen Ursache der akuten Nierenschädigung erhöht sein. Die FENa ist daher bei vorbestehend eingeschränkter Nierenfunktion mit Vorsicht zu interpretieren.

Zustände, in denen eine niedrige FENa irreführend ist. Eine niedrige FENa kommt nicht nur bei prärenaler Azotämie vor. Eine kontrastmittelinduzierte Nephropathie im Frühverlauf, eine frühe Harnwegsobstruktion, bestimmte Formen der Glomerulonephritis und das hepatorenale Syndrom können alle eine FENa unter 1 Prozent ergeben. Beim hepatorenalen Syndrom ist die Natriumretention extrem, der Mechanismus aber nicht prärenal im klassischen Sinn, und eine Volumenexpansion hilft nicht.

Nichtoligurische akute Nierenschädigung. Die FENa wurde spezifisch für Personen in der oligurischen Phase abgeleitet [1]. Bei nichtoligurischen Personen ist der Harnfluss höher und die Natriumkonzentration verdünnt, was die Diskriminationsfähigkeit des Tests mindert. Die Metaanalyse zeigte, dass die Leistung bei oligurischen Personen ohne chronische Nierenerkrankung und ohne Diuretika deutlich besser war [2].

Quellen

1. Espinel CH. The FENa test. Use in the differential diagnosis of acute renal failure. JAMA. 1976. PMID: 947239
2. Abdelhafez M et al. Diagnostic Performance of Fractional Excretion of Sodium for the Differential Diagnosis of Acute Kidney Injury: A Systematic Review and Meta-Analysis. Clin J Am Soc Nephrol. 2022. PMID: 35545442
3. Buckenmayer A et al. Evaluation of simple diagnostic parameters in acute kidney injury in hospitalized patients, diagnostic recommendations for non-nephrologists. Intern Emerg Med. 2023. PMID: 37452960
4. Pan HC et al. Assessing the utility of fractional excretion of urea in distinguishing intrinsic and prerenal acute kidney injury in hospitalised patients: a systematic review and meta-analysis. BMJ Open. 2026. PMID: 41535079