Erstmal was ist Harnstoff?
Harnstoff chemisch Kohlensäurediamid, ist eine organische Verbindung, die von vielen Lebewesen als ein Endprodukt des Stoffwechsels von Stickstoffverbindungen (z. B.Aminosäuren) im sogenannten Harnstoffzyklus produziert und im Urin ausgeschieden wird. Reiner Harnstoff ist ein weißer, kristalliner, ungiftiger und hygienisch unbedenklicher Feststoff, der nicht mit Harnsäurezu verwechseln ist.
Physiologische Bedeutung
Harnstoff wird im Protein- und Aminosäure-Stoffwechsel gebildet und gehört zu den harnpflichtigen Substanzen. Bei Säugetieren, Schildkröten, einigen Fischen und bei adulten Amphibien stellt er die wichtigste Ausscheidungsform des insbesondere in Proteinen enthaltenen Stickstoffs dar. Vögel und die meisten Reptilien bilden stattdessen Harnsäure; Kaulquappen, die meisten Fischarten und die anderen Wassertiere scheiden den Stickstoff als Ammoniak aus.
Ammoniak entsteht beim Aminosäureabbau und wirkt in entsprechend hohen Konzentrationen giftig auf Zellen. Um einem Anwachsen der Ammoniakkonzentration entgegenzuwirken, wird dieses über denHarnstoffzyklus in den ungiftigen Harnstoff umgewandelt und über die Nieren ausgeschieden.
Erkrankungen wie das akute oder chronische Nierenversagen, sowie eine diabetisch eingeschränkte Nierenfunktion, können zu erhöhten Harnstoffwerten im Serum/Plasma führen (Normalwert: 10–50 mg/dl).
Störungen und Besonderheiten
Eine hohe Proteinzufuhr führt auch schon bei normaler Nierenfunktion zu erhöhten Harnstoffwerten, was ihn zu einem schlechten Nierenparameter macht. Bei (prä-)terminaler Niereninsuffizienz ist die Harnstoffkonzentration im Serum aber besser geeignet, den Schweregrad der Urämie abzuschätzen, als die Serumkreatininkonzentration.
Aufgrund seines hohen Stickstoffgehaltes von 46,62 % ist Harnstoff weltweit das bedeutendste Stickstoffdüngemittel.
Der Harnstoffpreis bewegte sich lange um 100 US-Dollar/Tonne, seit 2003 stieg er jedoch rasant. Aktuell (Juli 2014) liegt er bei 300 $/t.
Harnstoff wird wegen seiner hohen Wasserbindungsfähigkeit darüber hinaus häufig als Feuchtigkeitsfaktor in Kosmetika eingesetzt (meist als Urea deklariert). In derPharmazie kennt man Harnstoff als Keratolytikum. Diese Eigenschaft macht man sich in verschiedenen Rezepturen zunutze. Beispielsweise wirkt er hoch konzentriert (40 %) in Pasten zusammen mit einem Antipilzmittel (Antimykotikum) gegen Nagelpilz (Onychomykose), wobei der Harnstoff den Nagel so weich macht, dass sich die infizierte Nagelsubstanz Stück für Stück abtragen lässt. Weiter dient er als Feuchtigkeitsspender in Salben zur Bekämpfung von atopischen Ekzemen undLichenerkrankungen.
Zigarettenhersteller mischen Harnstoff dem Tabak bei, damit das Nikotin durch Erhöhung des pH-Wertes in der Lunge besser aufgenommen werden kann. So wird die Wirkung vermeintlich leichter Zigaretten verstärkt.
Harnstoff kann auch als Streusalz-Ersatz eingesetzt werden, was aber wegen seines höheren Preises nicht wirtschaftlich ist.
Harnstoff wird zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Kraftwerken und Verbrennungsmotoren verwendet. In Kraftwerken wird – vornehmlich bei kleineren Anlagen – das SNCR-Verfahren (selektive nichtkatalytische Reduktion) angewandt. Beim sogenannten SCR-Verfahren (Selektive katalytische Reduktion), das in Kraftwerken und in zunehmendem Maß auch in der Fahrzeugtechnik eingesetzt wird, wird Harnstoff oder Ammoniak in den heißen Abgasstrom eingespritzt. Der Harnstoff zersetzt sich zu Ammoniak, das in einem nachgeschalteten Katalysator die Stickoxide reduziert. In der Kraftfahrzeugtechnik wird eine wässrige Lösung mit 32,5 % Harnstoffanteil verwendet, die unter dem Handelsnamen AdBlue bekannt ist. Der Verbrauch an Harnstofflösung beträgt etwa 2 bis 8 % des Treibstoffverbrauchs.
Harnstoff wird Lebensmitteln als Stabilisator zugesetzt. In der EU ist er als Lebensmittelzusatzstoff mit der Bezeichnung E 927b ausschließlich für Kaugummi ohne Zuckerzusatz zugelassen.
In der Milchviehfütterung spielt Harnstoff eine Rolle als Proteinlieferant.
Der Zusatz von Harnstoff in höheren Konzentrationen zu wässrigen Lösungen führt zu einer Denaturierung von Proteinen, Harnstoff wirkt daher als Denaturierungsmittel bzw. als chaotrope Verbindung. Kleine Konzentrationen von Harnstoff können jedoch die gegenteilige Wirkung entfalten, nämlich den hydrophoben Effekt verstärken und somit die Proteinstruktur stabilisieren.
Wirkung von Urea in Cremes
Urea (Harnstoff) ist das Endprodukt des Aminosäurestoffwechsels und kommt daher in tierischen und pflanzlichen Geweben vor.
Harnstoff wird im Stoffwechsel bei Menschen zum einen über die Niere ausgeschieden, ist aber auch auf der Haut zu finden. Er gelangt mit dem Schweiß auf die Haut und macht hier etwa 7 % der natürlichen Feuchthaltefaktoren der Hornschicht aus. Aufgrund seines elementaren Aufbaus zieht er Feuchtigkeit aus der Luft an und hält sie fest, so dass die Haut befeuchtet wird. Wenn Harnstoff auf der Haut fehlt, führt dies zu einer starken Austrocknung.
Harnstoff wird aufgrund seiner Eigenschaften in der Medizin und Kosmetik als nebenwirkungsfreier Feuchthaltefaktor (Natural Moisturising Faktor) eingesetzt, der das Wasserbindevermögen verbessert und so eine stärkere Durchfeuchtung der Haut bewirkt. Dies ist wichtig auch bei der Behandlung von Ichtyosis, Psoriasis und Neurodermitis, hier wird Harnstoff 5 - 10 %ig eingesetzt.
Harnstoff wird als Inhaltsstoff für Kosmetik und Medizinische Kosmetik auch von Ökotest als empfehlenswert eingestuft.
Quellen:
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