Explorari Functionale Renale

Exploråri func¡ionale renale

Institutul Clinic Fundeni Clinica Medicalå - Nefrologie

Radu Dimulescu

Particularitå¡i morfofunc¡ionale renale 1200

1200 1000

Debit cardiac

800 600

Flux sanguin renal

litri / zi

400

180

200

1,5 0 Flux sanguin renal

Filtrat glomerular

Urina eliminata

• Organ pereche ce - prime¿te 1200 ml sânge arterial / minut = 20% din debitul cardiac în repaus ¿i - restituie organismului prin venele (¿i limfaticele) renale 99 % din cantitatea de sânge primitå. Diferen¡a cantitativå se regåse¿te sub formå de urinå • Re¡eaua vascularå renalå este de tip port arterial – un pat capilar la nivelul glomerulului între arteriola aferentå ¿i arteriola eferentå – ¿i cu cel de-al doilea pat capilar dispus peritubular - sângele provine din arteriola eferentå ¿i dreneazå în sistemul venos (¿i limfatic) renal

Principalele func¡ii renale • HOMEOSTATICÅ ªI EXCRETORIE 1. Homeostaticå = men¡inerea în limite fiziologice a volumului ¿i concentra¡iei ionice în sânge ¿i implicit în celelalte compartimente lichidiene ale corpului uman.

Homeostazia apei, echilibrul hidro-electrolitic ¿i acido-bazic 2. Excretorie = eliminarea produ¿ilor finali nevolatili ai metabolismului (în special a produ¿ilor finali ai metabolismului proteic). proteic 3. Detoxifiere - eliminare a toxinelor, medicamentelor ¿i metaboli¡ilor hidrosolubili ai acestora. 4. Reglarea endocrinå a volumului de lichid extracelular ¿i a presiunii arteriale: • • • •

-

sistemul reninå - angiotensinå prostaglandine renale (vasoconstrictoare ¿i vasodilatatoare) sistemul kalicrein - kininic factori medulari vasodilatatori

• FUNCºII NEEXCRETORII (ENDOCRINO - METABOLICE) 1. Controlul eritropoezei - eritropoietinå 2. Controlul endocrin al osteoformårii - sinteza Vitaminei D (1,25 ¿i 24,25 dihidroxi colecalciferol) 3. Degradarea ¿i catabolismul hormonilor peptidici: insulinå, glucagon, PTH, calcitoninå, hormonul etc. 4. Catabolismul proteinelor cu greutate molecularå micå: lan¡uri u¿oare, b2 -microglobulina 5. Verigi ale metabolismului intermediar glucidic (gluconeogenezå) ¿i lipidic. 6. Sinteza factorilor de cre¿tere

de cre¿tere

EXPLORAREA FUNCºIEI EXCRETORII ªI HOMEOSTATICE RENALE • Explorarea func¡iei excretorii a rinichiului se bazeazå în special pe no¡iunea de clearance al substan¡ei x = volumul de plasmå epurat complet de produsul x într-un minut.

Cl =

• • •

U *V P

Ux= concentra¡ie urinarå a substan¡ei x x x Px = concentra¡ie plasmaticå a subsan¡ei x x V = volumul de urinå excretat în intervalul de måsurare Clearanceul unei substan¡ei depinde de måsura în care acea substan¡å se filtreazå, se reabsoarbe ¿i se secretå. Explorarea func¡iei homeostatice a rinichiului se face prin måsurarea comparativå a diverselor substan¡e în plasmå ¿i urinå ca ¿i prin probe de "încårcare". Debitul urinar ¿i compozi¡ia finalå a urinei depind de måsura în care sunt afectate, sau nu, filtrarea glomerularå, reabsorb¡ia ¿i secre¡ia tubularå. Func¡ionalitatea fiecårui segment renal depinde de debitul ¿i compozi¡ia fluidelor ce ajung în acel segment ca ¿i de integritatea morfo-func¡ionalå a segmentelor subiacente - autoreglare intrarenalå - func¡ionalitate “în cascadå”

• Aprecierea globalå a func¡iei nefronale se poate aprecia prin excre¡ia frac¡ionatå a substan¡ei x =raportul dintre concentra¡ia urinarå ¿i sericå a unei substan¡e x fa¡å de excre¡ia de creatininå: FEx = Ux / Px ¸ Ucr / Pcr · 100 = Clx/ClCr

Explorårile func¡ionale renale permit evaluarea: 1. 2. 3. 4. 5.

Aportului de sânge/plasmå la nivelul filtrului glomerular Integritå¡ii func¡ionale a "filtrului" glomerular Evaluarea cantitativå a filtratului glomerular Capacitatea rinichului de a dilua, concentra ¿i acidifia urina Capacitatea rinichiului de a prezerva / elimina anumite substan¡e

Explorarea func¡ionalå renalå poate sugera un mecanism etiopatogenic dar diagnosticul bolii renale necesitå, de obicei, vizualizarea tractului urinar ¿i/sau examen histopatologic renal.

EXPLORAREA FUNCºIEI GLOMERULARE 1. Evaluarea iriga¡iei sanguine renale 2. Evaluarea filtratului glomerular

Energia necesarå procesului este furnizatå în special de cord EXPLORAREA FUNCºIEI TUBULARE 1. 2. 3. 4.

Explorarea secre¡iei ¿i reabsorb¡iei principalilor constituen¡i urinari Osmolaritatea urinei - probe de concentrare ¿i dilu¡ie pH-ul urinar - probe de acidifiere Concentra¡ia unor electroli¡i în urina din 24 de ore

La nivelul tubilor are loc peste 90% din consumul de oxigen

Evaluarea func¡iei glomerulare

Evaluarea iriga¡iei sanguine renale a. Metode directe rar folosite · - flowmetru electromagnetic dispus pe arterele renale. · ·

- înregistrarea curbei de dilu¡ie a unui colorant sau radiotrasor injectat în artera renalå. - analiza curbei de dispari¡ie a unui gaz inert radioactiv 85 Kr sau 125 Xe dupå injectarea lor în artera renalå.

Aceste metode permit evaluarea fluxului sanguin renal (FSR) chiar ¿i în anurie. b. Metode indirecte: · Se bazeazå pe måsurarera fluxului plasmatic renal (FPR) ¿i determinarea fluxului sanguin cu ajutorul hematocritului:

·

- måsurarea fluxului plasmatic renal prin clearance-ul acidului paraaminohipuric (PAH).

•

PAH este o substan¡å care, pentru concentra¡ii plasmatice mai mici de 10 mg/dl, se eliminå complet din plasmå la primul pasaj renal - prin filtrare glomerularå (90%) ¿i prin secre¡ie tubularå (10%)

FSR=

Valori normale FPR = 500 - 700 ml / min. FSR = 1200 ml / min.

FPR 1-Ht

Implica¡ii fiziopatologice -1 • Fluxul sanguin renal (FSR) este 1200 ml/min sau 5ml/min*g din care 4ml/min*g în corticalå ¿i 1 ml/min*g în medularå.· · Fluxul sanguin glomerular este men¡inut - pentru valori ale TA cuprinse între 80 ¿i 180 mm Hg - la valori constante. Men¡inerea FSR ¿i FPR la valori constante în condi¡ii de varia¡ie fiziologicå a TA se nume¿te autoreglarea fluxului sanguin renal. Scåderea FSR = clearance PAH < 400 ml /min. Circumstan¡e fiziologice - în cursul eforturilor fizice mari. De regulå apare în circumstan¡e patologice ¿i are drept consecin¡å scåderea filtratului glomerular ¿i IRA de cauzå prerenalå.

Implica¡ii fiziopatologice -2 Circumstan¡e fiziopatologice Cauze generale (sistemice): -

hemoragii scåderea debitului cardiac cre¿terea propor¡iei de sânge din vasele de capacitan¡å (sist. venos) pråbu¿irea tonusului aretriolar - ¿oc (cardiogen, neurogen, infec¡ios, endotoxinic, anafilactic, hemoragic) - redistribu¡ia fluidelor extracelulare în afara patului vascular (edeme masive, ileus, peritonitå sau ascitå etc.) - pierderi de apå ¿i electroli¡i prin tubul digestiv (vårsåturi, diaree, fistule, ileostomii), prin tegumente (arsuri, transpira¡ii profuze) sau prin urinå (diabet zaharat sau insipid, abuz de diuretice)

Cauze vasculare (loco-regionale):

- scåderea debituluide sânge în aorta abdominalå. - ocluzii arteriale renale - nefroangioscleroza

Evaluarea filtratului glomerular - 1 = måsurarea cantitå¡ii de urinå primitivå ultrafiltratå pe minut Cadru fiziologic Filtrarea urinei este procesul de separare a aproximativ 20% din FPR con¡inând apa ¿i substan¡e solvite cu greutate molecularå micå (cristaloizi) în capsula Bowman. ¥n compartimentul vascular glomerular råmân toate componentele coloidale ale plasmei. Procesul de filtrare a urinei primitive are se conformeazå legii Starling de filtrare printr-o membranå semipermeabilå: FG = Kf[(Ph - Pc) - (Po - Poc)] Kf = coeficient de filtrare Kf = Lp*S unde Lp este coeficient de permeabilitate hidrosolubilå, S = suprafa¡a efectivå de filtrare Ph = presiunea hidrostaticå capilarå = 65 mm Hg Pc = presiunea hidrostaticå capsularå = 10 - 12 mm Hg Po = presiunea oncoticå capilarå = 20 (a. aferentå) - 35 (a. eferentå) mm Hg Poc= presiunea oncoticå capsularå = 0 mm Hg

Presiunea efectivå de filtrare

Pef = 10 mm Hg

Evaluarea filtratului glomerular - 2 S - Suprafa¡a de filtrare totalå - estimatå la 1 m2 Suprafa¡a de filtrare este modificatå la nivelul fiecårui glomerul prin contrac¡ia celulelor mezangiale - capilarele glomerulare sunt semiarteriole Lp - coeficientul de permeabilitate hidrosolubilå - este o caracteristicå intrinsecå a structurii microscopice a glomerululului – fenestre – permeabilitatea înaltå permite o ultrafiltrare de 180 l/zi în timp ce ultrafiltrarea întregului pat capilar restant din organism este de 20 l/zi • Kf - coeficientul de filtrare glomerular - se modificå în bolile glomerulare – cre¿te fiziologic în sarcinå, eforturi fizice mari, postprandial – cre¿te patologic în stadiile incipiente ale nefropatiei diabetice – cre¿te compensator la nivelul nefronilor restan¡i în insuficien¡a renalå • rezerva func¡ionalå renalå = cre¿terea Kf în IR • scåderea filtratului glomerular prin cre¿terea presiunii hidrostatice în capsula Bowman = IRA obstructivå

Evaluarea filtratului glomerular - 3 • Frac¡ia de filtare - raportul dintre filtratul glomerular ¿i fluxul plasmatic renal: FF= FG/FPR Valoare normalå 20% - (19,3 +/- 3,7%) • cre¿terea frac¡iei de filtrare -> cre¿terea presiunii coloidosmotice în capilarul peritubular = echilibru glomerulo-tubular

Filtratul glomerular depinde de fluxul plasmatic renal, presiunea de filtrare, coeficientul de filtrare ¿i frac¡ia de filtrare Ace¿ti parametrii sunt greu de identificat experimental ¿i nu se determinå în clinicå

Evaluarea filtratului glomerular prin clearance • Volumul de solu¡ie apoaså filtratå în glomerul se poate estima prin determinarea clearanceului unei substan¡e care stråbate structurile glomerulare la fel de u¿or ca apa, nu se reabsoarbe ¿i nu se secretå la nivelul tubilor Exemple: – Inulinå, manitol, hiposulfit de sodiu – Compu¿i ioda¡i osmotic activi - Iothalamat, Iohexol – Substan¡e radioactive (Tc, Cr) chelate de substrat specific DTPA – Ciancobalamina – Creatinina ¿i ureea

Filtratul glomerular - ClCr, ClU • Creatinina = substan¡å ce provine din metabolizarea creatinei musculare, nu se reabsoarbe tubular dar se secretå în cantitå¡i mici • Urea = provine din metabolizarea hepaticå a proteinelor, se reabsoarbe ¿i se secretå tubular; depinde de alimenta¡ie (aport caloric ¿i ra¡ie de proteine) – Cel mai folosit indicator al filtrårii glomerulare este creatinina concentra¡ie plasmaticå ¿i clearance – Clearance-ul ureei oferå informa¡ii suplimentare despre filtratul glomerular dacå este coroborat cu clearance-ul creatininei – Aceste clearance-uri se interpreteazå în dinamicå

Creatinina - måsurare, valori normale Se produc zilnic 15 mg pentru fiecare Kg maså muscularå

• • Metode de måsurare:

– reac¡ie colorimetricå Jaffe – alte metode - nu sunt folosite în România

• Valori normale - 1mg/dl ± 10% – propor¡ionale cu vârsta ¿i sexul celui examinat • Femei • Bårba¡i

0,9 - 1,1 mg/dl 1 - 1,2 mg/dl

– valori cu siguran¡å patologice • Femei • Bårba¡i

> 1,5 mg/dl > 2 mg/dl

• Surse de eroare: • reac¡ie încruci¿atå cu creatinina - corpii cetonici • inhibi¡ia secre¡iei tubulare - Trimetoprim, Cimetidina, Probenecid

•

Corelarea valorilor creatininemiei cu filtratul Rela¡ia dintre filtratulglomerular glomerular ¿i concentra¡ia plasmaticå a creatininei poate fi aproximatå matematic:  Formula Cockroft/Gault

GFR ml/min = 1.2*[(140 – vârsta (ani))*G(kg)]/Pcr (mmol/1)  Formula empiricå

ClCr(ml/min) = 1/Pcr (mg/dl)  MDRD – necesita calculator • Måsurarea directå • Valori normale • Valori maximale

U Cr * V = 120 -Cl 130 Cr ml/min PCr renalå -> 170 ml/min rezerva func¡ionalå

Curba de regresie ce ilustreaza corelatia dintre FG real si ClCr

Corelatia dintre FG si Cr in functie de nivelul IR

Implica¡ii fiziopatologice • Cre¿terea filtratului glomerular – fiziologic – patologic

sarcina nefropatia diabeticå, paraproteinemiile

• Scåderea filtratului glomerular – întotdeauna patologic - echivaleazå cu apari¡ia insuficien¡ei renale • prin scåderea presiunii hidrostatice în capilarul glomerular – 80 -> 50 mmHg scade propor¡ional; la 50 mmHg înceteazå • deplasarea punctului de echilibrare a presiunii de filtrare cåtre capåtul aferent al glomerulului – vezi graficul • cre¿terea presiunii intracapsulare • scåderea coeficientului de filtrare - glomerulonefrite acute/cronice, nefrotoxice

Punct de echilibrare

Evaluarea func¡iilor tubulare

Cadru fiziologic • Prin procesele de reabsorb¡ie ¿i secre¡ie tubularå: se reabsoarbe 99% din FG se concentreazå sau se dilueazå urina la osmolaritå¡i cuprinse între 50 ¿i 1200 mOsm/l – se eliminå 50 - 100 mEq H+/ zi la un pH cu 1 - 2 unitå¡i mai mic sau mai mare decât al sângelui – –

• Consumul de oxigen în rinichi se efectueazå aproape exclusiv la nivelul tubilor - în special la nivelul pompelor ionice – ¥n TCP intrå 170-180 l/zi ¿i ies 30 l la ansa Henle - urinå izostenuricå, fårå glucozå, aminoacizi, bicarbonat (primii 1/3), cu supliment de acizi organici, creatininå, penicilinå etc. secretate în ultimele 2/3 – ¥n ansa Henle se reabsoarbe 25% din NaCl ¿i 15% din apå - segment de dilu¡ie - controlat de HAD (AVP) – ¥n nefronul distal - TCD, tub colector cortical ¿i medular - se schimbå Na+ pentru H+ sau K+ sub controlul aldosteronului - segment de acidifiere ¿i se reabsoarbe apå sub controlul HAD - segment de concentrare

Probe de transport maximal • Exploreazå TCD – Tmx(mg/min)=(Px*FG)-(Ux*V)

• Glucoza - Tm

glucozå

= 350 mg/min

• scade în diabet - zaharat sau renal -> glicozurie > 500mg/zi la bolnav normoglicemic

• Aminoacizi • existå transportori specializa¡i pentru 5 clase de aa. • sunt suspectate la copiii cu deficien¡e de dezvoltare

• Disfunc¡ia tubularå proximalå neselictivå =Sindrom Fanconi • glicozurie, aminoacidurie neselectivå, acidozå tubularå proximalå, fosfaturie (rahitism renal) ¿i uricozurie • primitiv • secundar - disproteinemii, intoxica¡ie cu cadmiu/plumb, paraproteinemii, boli autoimune

Func¡ia osmoregulatoare - probe de concentra¡ie ¿i dilu¡ie • Måsurarea osmolaritå¡ii – prin stabilirea punctului criogenic OsmU=t0C/0,00186 – Din densitatea urinarå OsmU=(p-1000)*40

• Explorarea de ansamblu - Proba Zimni¡ki • Se recolteazå urina la intervale de 4 ore timp de 24 de ore – din fiecare probå se måsoarå volum, densitate, conc. Cl ¿i uree • Interpretare – volum egal cu 2/3 - 3/4 din ingesta de lichide – densitatea så oscileze între 1010 ¿i 1025 – cloruri ¿i uree concordant cu alimenta¡ia

Probe de concentrare • Exploreazå diabetul insipid nefrogen/hipofizar Indica¡ii - bolnav deshidratat cu urini diluate • Tehnicå – Se suprimå ingestia de apå pânå când • densitatea depå¿e¿te 800 mOsm (p - 1020) • greutatea corporealå scade cu 3-5%

– Se injecteazå s.c. 5uI AVP

Normal - 1000 ± 200 mOsm/l Interpretare DI nefrogen (primar, hipercalcemie, litiu, • Osm ~ 200 mOsm demeclociclinå) • Osm ~ 1000 mOsm DI hipofizar complet • Osm < 600 mOsm DI hipofizar par¡ial

Probe de dilu¡ie • Exploreazå SIADH Indica¡ii hiponatremie cu urinå concentratå maximal • Tehnicå – Se administreazå 1200 ml apå ¿i se preleveazå probe de urinå la fiecare orå timp de 3 ore

Normal osmolaritate sub 80 mOsm/l sau p < 1002 Interpretare • secre¡ie inadecvatå (crescutå) de HAD - tumori maligne secretante de polipeptide, afec¡iuni SNC, infec¡ii pulmonare • modificarea efectului HAD - Clorpropamidå, tiazide, Ciclofosfamidå, Vincristinå - insuficien¡å CSR

Func¡ia de acidifiere • Cadru fiziologic + + • la FG normal se filtreazå 4000 mEq HCO3 ¿i la HCO3 plasmatic normal (>24 mEq/l) se reabsoarbe integral în TCP • se face activ prin anhidraza carbonicå • în TCD se secretå zilnic, activ, 50 - 100 mEq H+, radicali nevolatili • atât în TCP cât ¿i în TCD la secre¡ia de acizi participå ¿i amoniogeneza din celulele tubulare

– Se nume¿te aciditate titrabilå urinarå cantitatea de baze ce se adaugå urinei pentru atinge pH egal cu al sângelui; cea mai mare parte provine din neutralizarea fosfa¡ilor urinari – pH urinar se måsoarå direct ¿i are valori normale 4,5 - 8

• Proba de acidifiere se face cu NH4Cl dar are indica¡ii de excep¡ie