Transcript Diapositiva 1 - Università degli Studi della Basilicata

Funzionalità renale
Le funzioni principali del rene sono:
1. Regolazione dell’acqua, degli elettroliti e del bilancio osmolale.
2. Regolazione dell’equilibrio acido-base
3. Eliminazione di prodotti del catabolismo e detossificazione
4. Trasformazione della vitamina D3 nel suo metabolita biologicamente attivo (1,25diidrossicolecalciferolo o calcitriolo)
5. Produzione di sostanze endocrine come renina ed eritropoietina
Unità funzionale: nefrone, dove avviene la trasformazione del filtrato glomerulare in
urina. I nefroni occupano la parte corticale e la parte midollare del rene, e ogni
rene ne contiene circa un milione.
Attraverso i reni transitano circa 600-700 ml di plasma in un minuto, di cui 125 vengono
filtrati per un totale quotidiano di 180 litri di preurina. Di questo impressionante volume
meno dell‘1% viene escreto (circa 1,5 litri al giorno), mentre il rimanente viene
rapidamente
riassorbito.
Il
nostro
organismo
compie
tutto
questo
lavoro,
apparentemente inutile, per poter eliminare in fretta eventuali eccessi o sostanze nocive.
Il rene produce urina mediante tre processi:
 filtrazione glomerulare
 riassorbimento delle sostanze dal liquido tubulare
 secrezione di soluti
In tal modo, il rene è determinante nel mantenimento del volume e della
composizione chimico-fisica dei liquidi corporei, eliminando prodotti di rifiuto e
mantenendo acqua ed importanti elettroliti e metaboliti :
 FILTRAZIONE: avviene tra capillari glomerulari e capsula di Bowman. Per assolvere questa funzione, durante la
giornata i reni filtrano una quantità enorme di plasma (circa 180 litri), per poi operare un riassorbimento selettivo
delle sostanze che non devono essere eliminate. Per le loro eccessive dimensioni, nel filtrato non passano le cellule,
quindi non sono presenti i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine; viene inoltre impedito il passaggio delle
proteine più grandi. Il filtrato assume così la stessa composizione del plasma (parte liquida del sangue) privato delle
proteine a molecola maggiore, dal momento che solo le più piccole e modeste quantità di albumina riescono a
passare nel filtrato. Quando la preurina abbandona la capsula di Bowman va incontro a modificazioni tramite
processi di riassorbimento e secrezione.
 RIASSORBIMENTO: consiste nel recupero di acqua e soluti filtrati, che passano dai tubuli ai capillari sanguigni. La
quantità riassorbita è quindi data dall'acqua più le sostanze che lasciano la preurina e tornano nel circolo
sanguigno. Tra queste rientrano tutti i prodotti utili per l'organismo, come il glucosio, le proteine più piccole che sono
riuscite a passare nel filtrato, gli aminoacidi, le vitamine, una grandissima quantità di acqua e vari sali.
 SECREZIONE: processo, inverso al riassorbimento, per cui alcune sostanze passano dal sangue contenuto nei capillari
ai tubuli renali, aggiungendosi a quelle filtrate. Tra le sostanze secrete rientrano tutte quelle che necessitano di una
rapida eliminazione, come i farmaci, gli ioni H+ e le molecole presenti in eccesso.
ESCREZIONE: consiste nell'eliminazione dell'urina nella pelvi renale. Il volume escreto equivale al volume filtrato meno
quello riassorbito più quello secreto. Nel caso del glucosio, essendo il riassorbimento pari al 100% e la secrezione nulla,
l'escreto è pari a zero. L'acqua e i sali minerali sono in parte riassorbiti ed in parte escreti, grazie ad un fine
meccanismo regolatorio.
FILTRATO = plasma senza proteine
RIASSORBITO = sostanze utili come glucosio, aminoacidi, acqua, vitamine e minerali
SECRETO = sostanze in eccesso (H+), prodotti finali del catabolismo (urea) o farmaci
ESCRETO = FILTRATO + SECRETO - RIASSORBITO
Sostanze prodotte:
 EPO, promuove sintesi di emoglobina
 1-25-diidrossicolecalciferolo, regola l’assorb. di ioni calcio
 Renina, formazione di angiotensina, e, quindi, di aldosterone
Sostanze regolatrici:
 Il paratormone (o ormone paratiroideo o PTH)
è un polipeptide (84 aa) sintetizzato dalle
ghiandole paratiroidi: esercita il controllo del
PTH
metabolismo
del
calcio,
l’assorbimento
nell’intestino
regolandone
tenue
ed
il
riassorbimento a livello renale (assieme allo
ione magnesio).
 Arginina vasopressina (AVP), regola bilancio
acqua.
 Aldosterone, regola riassorbimento sodio
La funzionalità renale è riferita alla funzionalità glomerulare e tubulare
 Il filtrato glomerulare ha la stessa composizione del plasma, senza la maggior parte
delle proteine
 Velocità di filtrazione: circa 120-140 ml/min
 Velocità di filtrazione normale dipende da pressione e flusso sanguigno normale
 Età e dimensioni corporee influenzano velocità di filtrazione glomerulare (GFR)
 La diminuzione di velocità di filtrazione glomerulare porta a un aumento di ritenzione di
prodotti di rifiuto del metabolismo nel sangue
 Sostanze che aumentano nel siero nella malattia cronica renale sono creatinina e urea
La valutazione dei livelli sierici di creatinina e urea rappresentano l’indagine
clinica di primo livello ed è essenziale per una diagnosi di insufficienza renale
Il problema è: come misurare la GFR????
Calcolo della
CLEARANCE RENALE
Considerando un qualunque costituente del plasma presente nelle urine:
Dosaggio quantità escreta U (concentrazione, mmol/L) x V (Volume, L) di urine nel tempo
quantità escreta (mmol) : U x V
Il volume di sangue (plasma), che dovrebbe contenere quella quantità, può essere
ottenuto dividendo la quantità escreta per la concentrazione plasmatica, P, della
sostanza in esame (in mmol/L):
U x V x 1,73 m2
Volume di plasma (ml/min) = Clearance =
Px txS
(dal quale il rene elimina una
certa sostanza in un dato tempo)
1,73 m2: superficie corporea media
S: superficie corporea del paziente (m2)
La massima velocità alla quale il plasma può essere ripulito da
qualunque sostanza è uguale alla GFR
CLEARANCE: vero e proprio coefficiente di DEPURAZIONE plasmatica
Questa può essere calcolata dalla clearance di alcuni costituenti plasmatici, che
vengono filtrati a livello glomerulare e non sono
né assorbiti né secreti a livello del tubulo.
Una di queste sostanze è l’inulina (gold standard di GFR)
Inulina: sostanza esogena (carboidrato vegetale, mw 5000 Da), che dopo essere stata filtrata dal
glomerulo, non viene né secreta né assorbita dal tubulo, per cui
ci dà esattamente l’entità della filtrazione glomerulare (~120 ml/min).
Tuttavia ha 2 SVANTAGGI: DEVE ESSERE INIETTATA E IL SUO DOSAGGIO È COMPLESSO
In pratica, nel laboratorio clinico, l’inulina viene sostituita
dalla CREATININA o dall’UREA
CREATININA
 Si tratta dell’anidride della creatina (che è presente nel muscolo, sia in forma libera
che in forma fosforilata: riserva di fosfati ad alta energia per la sintesi di ATP,
necessario per la contrazione muscolare);
 Si forma, nel muscolo, per deidratazione irreversibile della creatina fosfato
(trasformazione indispensabile per l’escrezione della creatinina)
Creatina
Creatinina
 Il livello di creatinina nel siero (CREATININEMIA) rappresenta un'indicazione
importante per la funzionalità dei reni. In casi di insufficienza renale, la creatinina,
così come altre sostanze come l'urea, non viene del tutto filtrata dai reni; in questo
caso la creatinina non passa dal sangue alle urine e rimane nel flusso sanguigno.
 L'insufficienza renale deve essere comprovata anche da acidosi, alti livelli di
potassio e bassi livelli di sodio.
 L'aumento dei livelli di creatinina può derivare anche ad un danno muscolare
grave o a deperimento organico o a seguito di certe terapie.
 La quantità di creatinina prodotta da un individuo è proporzionale alla sua massa
muscolare scheletrica.
Valori di Creatininemia (creatinina nel siero)
VALORI DI RIFERIMENTO UOMO :
I valori normali sono compresi tra 0,7 e 1,9 mg/dl (61,9 - 114,9 μmol/l)
VALORI DI RIFERIMENTO DONNA :
I valori normali sono compresi tra 0,6 e 1,2 mg/dl (53,1 - 106,1 μmol/l)
VALORI DI RIFERIMENTO BAMBINO:
I valori normali, nei bambini di età inferiore a 2 anni, sono compresi tra 0,3 e 0,6
mg/dl
 L’escrezione giornaliera di creatinina con le urine(creatininuria) è una costante
dell’organismo e, rapportata alla taglia corporea, è costante in individui diversi
della stessa età e sesso.
 I valori di creatinina nel plasma (creatininemia) possono essere invariati durante le
prime fasi dell’insufficienza renale, per cui la loro determinazione può non
consentire una diagnosi precoce; è per tale motivo che è usata maggiormente la
determinazione della CLEARANCE della CREATININA
Quindi, una stima della GFR può essere ottenuta calcolando il contenuto di creatinina
nelle urine delle 24h e la sua concentrazione plasmatica nello stesso periodo:
UxV
Volume plasmatico in ml/min  GFR 
P
U = conc urinaria creatinina (mmoli/l)
P = conc plasmatica creatinina (mmoli/l)
V= flusso urinario in ml/min
Per esempio, se la concentrazione urinaria di creatinina è 196 mg/dl, la
concentrazione plasmatica di creatinina è 1,4 mg/dl e il volume urinario è
1500 ml nelle 24h (1440min), il volume di plasma che viene depurato dalla
creatinina in 1 minuto (ovvero la Clearance, C, espressa in ml/min) è:
196mg/dl x 1500ml/1440min
C
 146ml/min
1,4 mg/dl
La clearance di creatinina plasmatica è riferita direttamente a GFR a condizione che:
 volume urine accurato
 non ci siano chetoni o elevata proteinuria
L’identificazione del volume di filtrato glomerulare con la clearance della creatinina
non è del tutto corretta poiché la creatinina è in parte (10%) secreta dai tubuli, e la
quota tubulare aumenta se aumenta quella plasmatica.
Tuttavia, in condizioni normali o lievemente patologiche, tale differenza non viene
presa in considerazione (sostanze interferenti presenti al dosaggio nel plasma
compensano la quota secreta nella urine).
Se, invece, si ha insufficienza renale avanzata, le sostanze interferenti sono sempre le
stesse, mentre la quantità di creatinina secreta è molto più alta, per cui i valori di
clearance tendono ad essere più alti di quelli del filtrato glomerulare: il dato
sopravvaluta lievemente la funzionalità renale.
Valori di Clearance della Creatinina
VALORI DI RIFERIMENTO UOMO :
I valori normali sono compresi tra 95-130 ml /min
VALORI DI RIFERIMENTO DONNA :
I valori normali sono compresi tra 80-120 ml /min
EFFETTO DELL’ETA’ (in condizioni normali)
Da 50 a 75 anni, sottrarre 5 ml/min per ogni 5 anni
Oltre i 75 anni, sottrarre 8 ml/min per ogni 5 anni
UREA
È il prodotto della fissazione dell’ammoniaca che deriva dalla transaminazione e dalla
deaminazione ossidativa degli aminoacidi, unità costitutive delle proteine (ciclo
dell’urea, nel fegato). Viene eliminata dai reni, attraverso l'urina.
 L’urea prodotta dal fegato entra in circolazione ed è in gran parte escreta dal rene:
nelle 24h, normalmente, un individuo adulto elimina con le urine 10-20 g di azoto
sotto forma di urea (1-2 g con le feci).
 La
concentrazione
plasmatica
dell’urea
dipende
dalla
sintesi
epatica
e
dall’eliminazione renale.
 E’ filtrata a livello glomerulare (56g/die): una quota è riassorbita, insieme all’acqua,
nel prossimale, un’altra lascia il lume a livello del dotto collettore e si accumula
nell’interstizio della midollare; la quota escreta è di circa 28 g/die, ovvero il 50% di
quella filtrata
 La produzione di urea non è costante, potendo aumentare, se la dieta è
iperproteica o c’è ipercatabolismo delle proteine endogene, o diminuire, in caso di
denutrizione o per ridotta attività del ciclo enzimatico.
Per questo motivo la molecola dell’urea non ha i requisiti ideali per la
determinazione del filtrato glomerulare
Il laboratorio nelle studio delle malattie renali
 La velocità di filtrazione glomerulare (GFR), dal punto di vista clinico, è la funzione più
importante del rene;
 la misura della clearance della creatinina è lo strumento pratico per la
determinazione della funzionalità renale;
 per lo studio delle sindromi tubulari l’impiego dei test biochimici è di fondamentale
importanza:
L’esame delle urine si suddivide in tre momenti principali:
L’urina è un liquido di composizione estremamente variabile:
RACCOLTA DELLE URINE
Fase preanalitica: raccolta e conservazione del campione
Come regola generale, ogni campione dovrebbe essere esaminato entro
30’ e comunque entro un massimo di due ore dalla minzione
RECIPIENTE DI
RACCOLTA
BEN PULITO E, IN CASO DI URINOCOLTURA, ANCHE STERILE
CAMPIONE
PRIMA MINZIONE MATTUTINA
URINE 24 ORE
ALCUNI PARAMETRI BIOCHIMICI SUBISCONO VARIAZIONI CRONOBIOLOGICHE – SCARTARE
PRIMA MINZIONE E RACCOGLIERE IN UN UNICO RECIPIENTE (conservato a freddo) TUTTE LE
URINE EMESSE NELLE 24 ORE
Tipi di informazioni:
a) condizioni anatomiche e/o funzionali del rene
b) presenza di alterazioni (infezioni, tumori, ecc) delle vie urinarie
c) eliminazione anomala di sostanze esogene (farmaci, sostanze tossiche e metaboliti)
Tipi di indagine:
 esame urine (qualitative/semiquantitative);
 analisi semiquantitative di accertamento preliminare particolare (test di gravidanza);
 analisi
quantitative
di
sostanze
endogene
(in
condizioni
normali/patologiche)(glicosuria, ormoni, ecc);
 determinazione di farmaci e dei loro metaboliti per indagini farmacologiche,
tossicologiche o di funzione
 analisi batteriologiche
 analisi citologiche
Tipi di campione:
 Estemporaneo (urina del mattino, per l’esame delle urine, per il test di gravidanza
ecc; urina 3h dopo il pasto, per il diabete)
 Temporaneo (12-24h) (ev. aggiunta di conservanti)
Esame urine:
a) Esame fisico:
 colore
 trasparenza (torbidità, lattescenza, indici di infezioni batteriche, presenza di grassi)
 odore (sui generis, ammoniacale (degradaz. da ureasi batterica), di urina di topo, di
sciroppo d’acero)
 volume (1200-1500 ml/die, altrimenti poliuria, oliguria o anuria)
 peso specifico (o densità) (1002-1029 g/L)
b) Esame chimico (effettuato con strisce reattive, esame qualitativo)
c) Esame microscopico del sedimento
b) Esame chimico:
 Peso specifico (o densità)
 emoglobina
 pH
 bilirubina
 glucosio
 urobilinogeno
 corpi chetonici
 leucociti
 proteine
 nitriti
 Peso specifico
La densità urinaria è dovuta alla presenza di sostanze solide (urea e NaCl); costituisce
indice di normale funzionalità renale; infatti, in condizioni normali, l’urina sarà ipertonica
rispetto al plasma.
 pH
Di norma acido, compreso tra 5.5 e 6.5, esprime la capacità del rene di mantenere
l’equilibrio acido-base nell’organismo. Influenza la forma di cristallizzazione delle diverse
sostanze escrete nelle urine
 Glucosio
Valutazione semiquantitativa fatta con cartine (metodo enzimatico colorimetrico).
Aumenti della quantità di glucosio (iperglicemia) riflettono l’incapacità dei tubuli renali
di riassorbirlo completamente (per diagnosi di diabete procedere con esami più
approfonditi).
 Corpi chetonici
Aumentano nell’alterazione del metabolismo glucidico e, di riflesso, di quello lipidico
(acetone, acido acetacetico, acido beta-idrossibutirrico). Nei bambini aumentano per
vomito (come nelle gravide), digiuno prolungato, febbre.
La loro presenza indica che l’organismo usa acidi grassi per produrre energia, piuttosto
che immagazzinarli per un uso successivo (chetoacidosi diabetica, chetoacidosi
alcolica)
 Proteine
Normalmente, l’eliminazione urinaria di proteine è, nelle 24h, inferiore a 150 mg. La loro
presenza in quantità maggiori indica perdita di capacità dei glomeruli di essere
impermeabili alle proteine, o l’incapacità dei tubuli di riassorbirle, o ancora la presenza
di cellule o sangue nelle urine.
 Emoglobina
La presenza di sangue nelle urine (ematuria) può avere diverse spiegazioni, che
comprendono condizioni maligne, infezioni del tratto urinario e contaminazioni da
mestruazioni. Usate striscioline reattive per il sangue (reazione pseudoperossidasica,
ovvero liberazione di ossigeno da un perossido e ossidazione di un cromogeno da parte
dell’ossigeno), in grado di rivelare emo- e mioglobina; anche l’analisi del sedimento
urinario, con ritrovamento di globuli rossi, consente la diagnosi di ematuria.
 Bilirubina
La presenza di bilirubina coniugata nelle urine è sempre patologica (interruzione della
circolazione entero-epatica), poiché viene normalmente escreta, attraverso le vie
biliari, nell’intestino, dove viene catabolizzata; una piccola parte, normalmente, è
riassorbita nella circolazione portale, ritorna al fegato e viene riescreta nella bile
 Urobilinogeno
Nell’intestino, la bilirubina coniugata è frammentata, dai batteri, in prodotti noti come
urobilinogeno fecale (stercobilinogeno), che entra nella circolazione enteropatica. A
differenza della bilirubina, può essere normalmente rilevato nelle urine, per cui il suo
significato diagnostico è meno rilevante della bilirubina. I suoi livelli sono elevati nei casi
di turnover alterato della bilirubina (emolisi, circolazione enteropatica bloccata per
danno epatico).
 Leucociti
La presenza di leucociti indica presenza di infiammazione acuta del tratto urinario.
 Nitriti
Conversione del nitrato (dalla dieta) a nitriti per azione di batteri urinari: quindi, indicano
probabile infezione.
c) Esame microscopico del sedimento
Viene osservata a fresco una goccia di sedimento ottenuto centrifugando una
parte del campione di urine.
Si evidenziano eritrociti, leucociti, cellule epiteliali, cilindri, filamenti di muco,
cristalli, microorganismi patogeni.
Metodi di misura - Esame chimico delle urine
 Glucosio
Valutazione semiquantitativa con strisce reattive.
 Proteine
Valutazione semiquantitativa con strisce reattive; metodi torbidimetrici (precipitazione con
acido tricloroacetico) o colorimetrici (precipitazione con acido tricloroacetico seguito da
reazione del biureto); le singole frazione proteiche possono venir misurate con tecniche
immunochimiche (immunodiffusione radiale, RIA).
 Albumina ed altre proteine
Misurate
con
tecniche
immunochimiche
(immunodiffusione
radiale,
nefelometria,
turbidimetria, ecc)
 Emoglobina e mioglobina
Rilevate
su
strisce
sfruttando
la
reazione
(trasferimento di O2 su un substrato cromogeno).
pseudoperossidasica
dell’emoglobina
 Urobilinogeno
Reagisce con p-dimetilaminobenzaldeide in ambiente acido (reattivo aldeidico di Ehrlich),
dando colore rosso. Per la misura della urobilina, tutto l’urobilinogeno viene ossidato a
urobilina con soluzione iodoiodurata; per reazione con zinco acetato si ha formazione di
fluorescenza verde
 Bilirubina nelle urine (pigmenti biliari)
Valutazione mediante ossidazione con iodio e formazione di composti colorati (verde, blu)
o , meglio, con reazione di diazotazione.
 Corpi chetonici
In ambiente alcalino reagiscono con il nitroprussiato di sodio dando un colore rosso
violaceo.
 Osmolalità
Misurata in funzione dell’abbassamento crioscopico del materiale biologico.
 Enzimi urinari
Misurata con tecniche simili a quelle impiegate sul siero.