Exploråri func¡ionale renaleExploråri func¡ionale renale

Institutul Clinic FundeniClinica Medicalå - Nefrologie

Radu Dimulescu

• 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

Particularitå¡i morfofunc¡ionale Particularitå¡i morfofunc¡ionale renalerenale

Debit cardiac

Flux sanguin renal

0

200

400

600

800

1000

1200

litri / zi

Flux sanguinrenal

Filtratglomerular

Urina eliminata

1200

180

1,5

Principalele func¡ii renalePrincipalele func¡ii renale• HOMEOSTATICÅ ªI EXCRETORIEHOMEOSTATICÅ ªI EXCRETORIE

1. Homeostaticå 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-bazicHomeostazia apei, echilibrul hidro-electrolitic ¿i acido-bazic

2. Excretorie Excretorie = eliminarea produ¿ilor finali nevolatili ai metabolismului (în special a produ¿ilor finali ai metabolismului proteicmetabolismului proteic).

3. DetoxifiereDetoxifiere - eliminare a toxinelor, medicamentelor ¿i metaboli¡ilor hidrosolubili ai acestora.4. Reglarea endocrinå 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)FUNCºII NEEXCRETORII (ENDOCRINO - METABOLICE)1. Controlul eritropoezei - eritropoietinå2. 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 de

cre¿tere etc.4. Catabolismul proteinelor cu greutate molecularå micå: lan¡uri u¿oare, b2 -microglobulina5. Verigi ale metabolismului intermediar glucidic (gluconeogenezå) ¿i lipidic.6. Sinteza factorilor de cre¿tere

• Explorarea func¡iei excretorii a rinichiului se bazeazå în special pe no¡iunea de clearanceclearance al substan¡ei x = volumul de plasmå epurat complet de produsul x într-un minut.

Ux= concentra¡ie urinarå a substan¡ei xPx = concentra¡ie plasmaticå a subsan¡ei 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 excre¡ia frac¡ionatå 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/ClCrFEx = Ux / Px ¸ Ucr / Pcr · 100 = Clx/ClCr

EXPLORAREA FUNCºIEI EXCRETORII ªI EXPLORAREA FUNCºIEI EXCRETORII ªI HOMEOSTATICE RENALEHOMEOSTATICE RENALE

ClU * V

Pxx

x

Explorårile func¡ionale renale permit Explorårile func¡ionale renale permit evaluareaevaluarea:

1. Aportului de sânge/plasmå la nivelul filtrului glomerular2. Integritå¡ii func¡ionale a "filtrului" glomerular 3. Evaluarea cantitativå a filtratului glomerular4. Capacitatea rinichului de a dilua, concentra ¿i acidifia urina5. Capacitatea rinichiului de a prezerva / elimina anumite substan¡e

Explorarea func¡ionalå renalå poate sugera un Explorarea func¡ionalå renalå poate sugera un mecanism etiopatogenic dar diagnosticul bolii mecanism etiopatogenic dar diagnosticul bolii

renale necesitå, de obicei, vizualizarea tractului renale necesitå, de obicei, vizualizarea tractului urinar ¿i/sau examen histopatologic renal.urinar ¿i/sau examen histopatologic renal.

EXPLORAREA FUNCºIEI GLOMERULAREEXPLORAREA FUNCºIEI GLOMERULARE

1. Evaluarea iriga¡iei sanguine renale2. Evaluarea filtratului glomerular

Energia necesarå procesului este furnizatå în special de cord

EXPLORAREA FUNCºIEI TUBULAREEXPLORAREA FUNCºIEI TUBULARE1. Explorarea secre¡iei ¿i reabsorb¡iei principalilor constituen¡i

urinari2. Osmolaritatea urinei - probe de concentrare ¿i dilu¡ie3. pH-ul urinar - probe de acidifiere4. 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 renaleEvaluarea iriga¡iei sanguine renalea.a. Metode directeMetode 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 85Kr sau 125Xe dupå injectarea lor în artera

renalå.

Aceste metode permit evaluarea fluxului sanguin renal (FSR) chiar ¿i în anurie.

b. b. Metode indirecte: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%)

Valori normaleValori normale FPR = 500 - 700 ml / min.FPR = 500 - 700 ml / min.

FSR = 1200 ml / min.FSR = 1200 ml / min.

FSR=FPR

1-Ht

Implica¡ii fiziopatologice -1 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 -2Implica¡ii fiziopatologice -2

Circumstan¡e fiziopatologiceCircumstan¡e fiziopatologiceCauze 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 - 1Evaluarea filtratului glomerular - 1= måsurarea cantitå¡ii de urinå primitivå ultrafiltratå pe

minutCadru fiziologicCadru 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)]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 HgPc = presiunea hidrostaticå capsularå = 10 - 12 mm HgPo = presiunea oncoticå capilarå = 20 (a. aferentå) - 35 (a.

eferentå) mm Hg

Poc= presiunea oncoticå capsularå = 0 mm Hg

Presiunea efectivå de filtrarePresiunea efectivå de filtrare Pef = 10 mm Hg Pef = 10 mm Hg

Evaluarea filtratului glomerular - 2Evaluarea filtratului glomerular - 2

S - 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

LpLp - 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 Kf - coeficientul de filtrarede filtrare glomerular - se modificå în bolile glomerular - se modificå în bolile

glomerulareglomerulare– 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 - 3Evaluarea filtratului glomerular - 3

• Frac¡ia de filtareFrac¡ia de filtare - raportul dintre filtratul glomerular ¿i fluxul plasmatic renal:

FF= FG/FPRValoare normalå 20% - (19,3 +/- 3,7%)• cre¿terea frac¡iei de filtrare -> cre¿terea presiunii coloidosmotice

în capilarul peritubular = echilibru glomerulo-tubularechilibru glomerulo-tubular

Filtratul glomerular depinde de fluxul plasmatic renal, Filtratul glomerular depinde de fluxul plasmatic renal, presiunea de filtrare, coeficientul de filtrare ¿i frac¡ia de presiunea de filtrare, coeficientul de filtrare ¿i frac¡ia de filtrarefiltrare

Ace¿ti parametrii sunt greu de identificat experimental ¿i nu Ace¿ti parametrii sunt greu de identificat experimental ¿i nu se determinå în clinicå se determinå în clinicå

Evaluarea filtratului glomerular prin Evaluarea filtratului glomerular prin clearanceclearance

• 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, ClUFiltratul 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 Creatinina - måsurare, valori normalenormale• 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 0,9 - 1,1 mg/dl• Bårba¡i 1 - 1,2 mg/dl

– valori cu siguran¡å patologice• Femei > 1,5 mg/dl• Bårba¡i > 2 mg/dl

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

Corelarea valorilor Corelarea valorilor creatininemiei cu filtratul creatininemiei cu filtratul

glomerularglomerular• Rela¡ia dintre filtratul glomerular ¿i concentra¡ia plasmaticå a Rela¡ia dintre filtratul glomerular ¿i concentra¡ia plasmaticå a creatininei poate fi aproximatå matematic:creatininei poate fi aproximatå matematic: Formula Cockroft/Gault

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

Formula empiricåClCr(ml/min) = 1/Pcr (mg/dl)

MDRD – necesita calculator• Måsurarea directåMåsurarea directå

• Valori normale 120 - 130 ml/min• Valori maximale rezerva func¡ionalå renalå -> 170 ml/min

Cr

CrCr P

V*UCl

Curba de regresie ce ilustreaza Curba de regresie ce ilustreaza corelatia dintre FG real si ClCrcorelatia dintre FG real si ClCr

Corelatia dintre FG si Cr in functie de Corelatia dintre FG si Cr in functie de nivelul IRnivelul IR

Implica¡ii fiziopatologiceImplica¡ii fiziopatologice

• Cre¿terea filtratului glomerular– fiziologic sarcina– patologic 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 tubulareEvaluarea func¡iilor tubulare

Cadru fiziologicCadru 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 maximalProbe 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 osmoregulatoareFunc¡ia osmoregulatoare- probe de concentra¡ie ¿i dilu¡ie -- 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 concentrareProbe de concentrare

• Exploreazå diabetul insipid nefrogen/hipofizarExploreazå diabetul insipid nefrogen/hipofizarIndica¡ii - bolnav deshidratat cu urini diluatebolnav 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/lInterpretare

• Osm ~ 200 mOsm DI nefrogen (primar, hipercalcemie, litiu, demeclociclinå)

• Osm ~ 1000 mOsm DI hipofizar complet• Osm < 600 mOsm DI hipofizar par¡ial

Probe de dilu¡ieProbe de dilu¡ie

• Exploreazå SIADHExploreazå SIADHIndica¡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 < 1002Interpretare

• 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 acidifiereFunc¡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