insufficienza renale

Filtrazione glomerulare
ed
Insufficienza renale
Sistema urinario
• Funzioni del sistema urinario:
• filtrare il sangue per regolare la composizione
ionica, l'osmolarità, il volume e il pH del plasma
• rimuovere i prodotti metabolici di scarto e le
sostanze estranee dal plasma. Questo processo
porta alla formazione dell'urina
• Componenti del sistema urinario: reni, ureteri,
vescica e uretra
Reni
• I reni: sono organi pari
localizzati ai lati della colonna
vertebrale, nella regione
lombare. Pesano circa 150 g
l’uno e hanno una forma a
fagliolo
•
La sezione trasversale del rene: mostra la corticale piu’ esterna e la
midollare piu’ interna. La midollare è formata dalle piramidi renali, il cui
apice interno (papilla renale) è rivolta verso la pelvi renale. Ogni rene
riceve gran parte della gittata cardiaca dalla propria arteria renale, che si
dirama dall’aorta addominale. Il sangue esce dal rene dalla vena renale
Il nefrone
•
•
Il nefrone è l’unità funzionale del rene. Ce ne
sono 1-1.5 milioni. E’ costituito da un
corpuscolo renale e da un sistema tubulare.
Corpuscolo renale: di forma rotondeggiante, è
formato dal glomerulo e dalla capsula di
Bowman. Il glomerulo è costituito dall’insieme
dei capillari che collegano l’arteriola afferente
all’arteriola efferente e che attuano
l’ultrafiltrazione di acqua e soluti dal sangue. Il
sangue lascia il glomerulo dall’arteriola
efferente che convoglia il sangue ai capillari
peritubulari in cui si verifica il riassorbimento
di acqua e soluti. Da qui il sangue, attraverso il
sistema venoso renale, raggiunge la vena renale.
Il glomerulo è avvolto dalla capsula di Bowman
che forma anche il primo tratto del tubulo
renale. Il primo stadio della formazione
dell’urina consiste nell’ultrafiltrazione del
sangue nello spazio di Bowman
Il nefrone
• Il sistema tubulare: è
formato dal tubulo
prossimale, dal tratto
discendente dell'ansa di
Henle, dal tratto
ascendente dell'ansa di
Henle e dal tubulo
distale. Il tubulo distale
riversa il suo contenuto
nel dotto collettore. Piu’
nefroni si allacciano ad
un dotto collettore e
circa 20 collettori
midollari si allacciano
alla papilla renale
Apparato iuxtaglomerulare
• Regola la filtrazione glomerulare e il riassorbimento di
sodio e di acqua. Dal punto di vista anatomico, esso è una
struttura situata presso il polo vascolare del glomerulo. Tra
l’arteriola afferente e quella efferente si trova un ansa del
tubulo distale. In questa zona alcune cellule del tubulo
renale costituiscono la macula densa. Tali cellule vengono
in contatto con le cellule granulari delle pareti muscolari
lisce dell’arteriola afferente (che contengono ormone
renina) e con le cellule del mesangio extraglomerulare
interposte tra le due arteriole
Trasformazione del filtrato in urina
• 3 processi di base della
funzione renale
1) Ultrafiltrazione glomerulare
• ultrafiltrazione glomerulare del plasma sanguigno
con trasporto di acqua e soluti (zuccheri,
aminoacidi, bicarbonato, elettroliti, etc.) dai
capillari glomerulari attraverso o tra le giunzioni
serrate delle cellule tubulari fino al liquido che
scorre entro il tubulo prossimale. la presenza di
fenestrature nei capillari glomerulari e di pori
nell'epitelio della capsula di Bowman favoriscono
il flusso di liquido, libero da proteine, dal sangue
al lume della capsula di Bowman
2) Riassorbimento
• Il processo di riassorbimento di acqua e soluti riduce il volume e la
composizione del filtrato glomerulare durante il suo percorso lungo il
tubulo. Le sostanze riassorbite si muovono dal liquido tubulare,
presente nel lume del tubulo, al liquido peritubulare che circonda
esternamente il tubulo. Successivamente, esse tornano nuovamente nel
plasma mediante trasporto attraveso i capillari peritubulari posti
attorno al tubulo. Il trasporto attivo di soluti attraverso l'epitelio
tubulare è attuato da proteine trasportatrici durante i processi di
riassorbimento o di secrezione. Il tubulo prossimale è specializzato per
riassorbire grandi quantità di soluti e di acqua, restituendo tali sostanze
al flusso ematico. Il tubulo distale e il dotto collettore sono
specializzati per i processi di trasporto regolati, fondamentali per il
controllo del volume e della composizione del plasma. Il meccanismo
cellulare del riassorbimento del sodio è importante non solo per la
regolazione della composizione plasmatica, ma influisce anche sul
riassorbimento di altri soluti e di acqua e sulla secrezione di alcuni
soluti.
3) escrezione delle urine
Escrezione: La velocità con la quale una sostanza viene
escreta nelle urine è determinata da tre fattori:
la velocità con la quale viene filtrata nel glomerulo,
la velocità con la quale viene riassorbita
la velocità con la quale viene secreta.
Se la quantità di soluto escreto al minuto è minore del carico
filtrato, allora il soluto è stato riassorbito dai tubuli renali.
Se la quantità di soluto escreto al minuto è maggiore del
carico filtrato, allora il soluto è stato secreto nei tubuli
renali
Velocità di filtrazione glomerulare
(VFG)
• La VFG è il volume di filtrato che si forma nell’unità di
tempo.
• Dipende da:
1. Pressione netta di ultrafiltrazione (Pf) risultante dal
bilancio tra le forze idrostatiche e colloidoosmotiche agenti
attraverso la membrana di filtrazione.
2. Coefficiente di ultrafiltrazione (Kf = permeabilità x
superficie filtrante), nel rene 400 volte superiore a
quello degli altri distretti vascolari.
Bilancio idrico
Per essere in bilancio, la somma dell'assunzione e della produzione di una
sostanza deve essere uguale alla somma della perdita e
dell'utilizzazione di quella sostanza. Il plasma può ricevere o perdere
sostanze in seguito a scambi con le cellule o con il liquido
extracellulare. Questo può avvenire anche in seguito a scambi tra il
plasma e l'ambiente esterno. Quando i soluti e l'acqua entrano ed
escono dal plasma alla stessa velocità, il plasma è in bilancio. Quando
una sostanza entra nell'organismo ad una velocità maggiore di quanto
ne esca, si verifica un bilancio positivo. Quando una sostanza esce dal
corpo ad una velocità maggiore di quella con cui entra, si verifica un
bilancio negativo. Affinché l'acqua sia in bilancio, la quantità in
ingresso dovuta all'ingestione di alimenti e liquidi e la quantità
prodotta dal metabolismo cellulare devono essere uguali alle perdite
che si verificano con le urine, le feci etc…
Bilancio idrico
Il controllo dell'escrezione di acqua da parte dei reni regola il volume e l'osmolarità del
plasma. Nei tubuli renali, il riassorbimento dell'acqua avviene per via osmotica in
seguito al riassorbimento attivo di soluti. Il gradiente osmotico midollare crea una
condizione per il riassorbimento dell'acqua per osmosi durante il suo percorrere il tubulo
distale e il dotto collettore. L'osmolarità indica la concentrazione delle particelle
osmoticamente attive. In condizioni normali l’osmolarità del liquido intracellulare (LIC)
è uguale a quella del liquido extracellulare (LEC). La pressione osmotica spinge l’acqua
attraverso le membrane per mantenere tale equilibrio. Il fluido tubulare nel tratto
terminale del tubulo distale e nei dotti collettori è iposmotico rispetto al fluido
interstiziale, determinando un gradiente osmotico tra il lume e l'interstizio che permette
il riassorbimento di acqua nel liquido interstiziale. Il trasporto dell'acqua e di molti
soluti nel tubulo distale e nel dotto collettore viene regolato da diversi ormoni. Un
singolo ormone influenza spesso sia l'escrezione renale di acqua che quella di elettroliti.
Inoltre, il movimento dei soluti genera forze che agiscono sulle molecole d'acqua e
viceversa. Molta dell'acqua filtrata (70%) viene riassorbita nel tubulo prossimale.
Quanto del rimanente 30% possa essere riassorbito nel tratto terminale del tubulo distale
e nel dotto collettore dipende dai livelli di ADH nel plasma. L'ADH aumenta la
permeabilità tubulare all'acqua, permettendone il riassorbimento. L'ADH viene secreto
dall'ipofisi posteriore in risposta sia all'aumento di osmolarità del liquido extracellulare
che alla diminuzione della pressione e del volume del sangue.
Bilancio elettrolitico
•
•
Bilancio del sodio: La regolazione del sodio è critica per mantenere una
normale osmolarità del liquido extracellulare e una normale attività dei tessuti
eccitabili.
controllo ormonale del sodio: avviene mediante gli ormoni aldosterone e il
peptide natriuretico atriale che appunto regolano il riassorbimento del sodio.
La liberazione di aldosterone è controllata dai livelli plasmatici di potassio e
dal sistema renina-angiotensina-aldosterone. La secrezione di renina è
stimolata da un aumento dell'attività dei nervi simpatici, da una diminuzione
della pressione delle arteriole afferenti o da una diminuzione delle
concentrazioni di sodio e cloro nei tubuli distali. La renina converte
l'angiotensinogeno in angiotensina I, la quale viene convertita dall'enzima
convertasi in angiotensina II, che stimola la secrezione di aldosterone da parte
della corteccia surrenale. L'aldosterone aumenta il riassorbimento di sodio e la
secrezione di potassio. Il peptide natriuretico atriale: viene secreto dalle cellule
degli atri cardiaci in risposta alla distensione delle pareti atriali determinate da
un aumento del volume del plasma. Il peptide natriuretico atriale diminuisce la
velocità di filtrazione glomerulare e riduce il riassorbimento di sodio,
aumentandone l'escrezione.
Bilancio elettrolitico
• Bilancio del potassio: il bilancio del potassio è
critico per il normale funzionamento delle cellule
eccitabili. Il potassio viene sia riassorbito che
secreto nei tubuli renali. Nonostante l'effetto netto
del movimento di potassio attraverso i tubuli
renali sia il riassorbimento, è la secrezione di
potassio ad essere regolata.
• Controllo ormonale del potassio: la secrezione
di potassio viene aumentata dall'aldosterone.
Concentrazioni elevate di potassio plasmatico
stimolano la secrezione di aldosterone
Bilancio elettrolitico
• Bilancio del calcio: il calcio è critico per il funzionamento
cellulare. Esso può giungere al plasma dalle ossa o in
seguito ad assorbimento da parte del tratto digerente. Il
calcio viene rimosso dal plasma in seguito all'azione di
sequestro svolta dalle ossa e all'escrezione renale.
Controllo ormonale del calcio. L'ormone paratiroideo:
stimola il riassorbimento di calcio dalle ossa,
l'assorbimento di calcio nel tratto digerente e il
riassorbimento di calcio e l'attivazione del calcitriolo nel
rene. Il calcitriolo: stimola l'assorbimento di calcio nel
tratto digerente e nel rene. La calcitonina: diminuisce i
livelli di calcio plasmatico aumentando la calcificazione
delle ossa e diminuendo il riassorbimento di calcio nel rene
Bilancio elettrolitico
Bilancio del fosfato: il fosfato è critico poiche’ e’ un costituente dell’osso
e un tampone per gli ioni H+ presenti nelle urine. I reni regolano la
concentrazione ematica di fosfato.
Controllo ormonale del fosfato: L'ormone paratiroideo (PTH) regola il
riassorbimento del fosfato (70% nel tubulo contorto prossimale)
poiche’ inibisce il cotrasporto Na+-fosfato. Il risultato è una inibizione
del riassorbimento e quindi un aumento della sua escrezione
(fosfaturia)
Bilancio del magnesio: viene riassorbito dal tubulo per il 95% (60% nella
branca scendente spessa dell’ansa di Henle) con una alta percentuale
(5%) di escrezione. I diuretici inibiscono fortemente il riassorbimento
del magnesio e produrre un eccesso di escrezione (ipomagnesiemia)
Malattie renali
• Le malattie renali sono molte e colpiscono varie strutture del rene.
Negli ultimi 15 anni, tra le cause di nefropatia evolutiva prevalgono la
malattia aterosclerotica, l’ipertensione arteriosa, ed il diabete. Altre
malattie dei reni sono di origine immunologica/infiammatoria, come le
glomerulonefriti, o di origine infettiva, come le pielonefriti. Altre
ancora sono ereditarie, come la malattia policistica dei reni. Secondo i
dati epidemiologici degli ultimi anni colpiscono maggiormente le
persone al di sopra dei 60 anni.
• Molto spesso i reni si ammalano senza dare dolori o disturbi
importanti. A volte, invece, sono presenti alcuni sintomi che possono
suggerire la presenza di una malattia renale:
› aumento della pressione arteriosa;
› necessità di urinare spesso, specie la notte;
› stanchezza immotivata;
› comparsa di edemi (gonfiore alle caviglie e/o al volto).
Malattie renali
• Molte malattie renali, se diagnosticate precocemente e
curate adeguatamente, possono guarire o stabilizzarsi. In
altre situazioni invece non si riesce a fermare la malattia e
questa procede sino a compromettere la funzione renale
determinando l’insufficienza renale. Raggiunta questa fase,
le malattie renali hanno tutte la tendenza ad evolvere
ulteriormente (insufficienza renale progressiva), riducendo
sempre di più la capacità depurativa dei reni. Si parla di
insufficienza renale quando i reni non svolgono
completamente la loro funzione depurativa e nel sangue si
accumulano sostanze di “scarto”: urea, creatinina, potassio,
acidi.
Insufficienza renale
• L'insufficienza renale è una patologia
conseguente la riduzione della funzionalità renale.
Fisiologicamente viene rilevata dalla riduzione del
flusso di filtrazione glomerulare, espresso come
VFG: Velocità di Filtrazione Glomerulare e
clinicamente da valori elevati di creatinina.
Può essere suddivisa in due categorie:
• Insufficienza renale acuta (IRA)
• Insufficienza Renale Cronica (IRC)
Insufficienza renale acuta
• L'Insufficienza Renale Acuta è una sindrome
clinica che è caratterizzata da una acuta riduzione
della filtrazione glomerulare per ore o giorni, che
determina una condizione di oliguria o di anuria in
circa il 50% dei casi, in altri casi la produzione di
urina può risultare normale o addirittura
aumentata.. Si riconoscono tre cause generali di
IRA:
• cause prerenali o IRA o iperazotemia prerenale
• cause renali o IRA o iperazotemia intrinseca
• cause postrenali o IRA o iperazotemia postrenale
Insufficienza renale cronica
L'IRC è una patologia caratterizzata dalla riduzione graduale
e irreversibile della funzionalità renale. Il grado della
compromissione renale è inversamente proprorzionale al
numero residuo di nefroni funzionanti, per cui l'IRC puo
essere classificata in 5 stadi progressivi:
• Stadio 1: Nefropatia cronica
• Stadio 2: IRC lieve
• Stadio 3: IRC moderata
• Stadio 4: IRC grave
• Stadio 5: IRC terminale
Insufficienza renale cronica
• Chi soffre di insufficienza renale (IRC), spesso
può capitare che non si accorga di questa malattia
fino a quando, almeno, la funzione dei reni non
cessi totalmente. L'insufficienza renale è una
patologia cronica diffusa, che aumenta e complica
il decorso di altre malattie cardiovascolari o come:
• Diabete
• Ipertensione
• Pielonefrite
• Malattia Renale Policistica
• Anemia
Diagnosi
• Il primo provvedimento è determinare se
l'insufficienza renale è acuta, cronica o acuta
instauratasi su una cronica. La progressione fino
all'IRC è comune quando la concentrazione della
creatinina sierica è > 1,5-2 mg/dl.
• L’esame delle urine e alcune analisi del sangue,
come azotemia e creatininemia, sono sufficienti a
diagnosticare una malattia renale. A questi esami
va sempre accompagnata anche la misurazione dei
valori di pressione arteriosa.
Diagnosi
Vi sono numerosi approcci allo studio della funzionalità renale:
Test di filtrazione glomerulare La CLEARANCE di una sostanza è il volume di sangue
depurato (di questa sostanza) dal rene in una certa unità di tempo. Questa misura serve a
indagare la capacità di filtrazione glomerulare. Di solito si misura la clearance della
creatinina, ma si misura anche la clearance della inulina, dell’acido
paraamminoippurico, della β2-microglobulina.
Test di secrezione Il rene secerne nell’urina diverse sostanze:
• test di carico dell’acido para amminoippurico
• misura dell’acidità titolabile delle urine
Test di concentrazione
• diuresi (cioè il volume delle urine raccolte nelle 24 ore)
• osmolalità
• gravità specifica
Analisi della proteinuria
Quando si parla di insufficienza renale si suole distinguere: OLIGURIA da SINDROME
UREMICA
La diuresi permette di fare una stadiazione della compromissione della funzionalità renale:
- OLIGURIA: è lo stadio di minore gravità
- SINDROME UREMICA:è lo stadio di maggiore gravità
Clearence della creatinina
• La CREATININA è un metabolita che si forma nei muscoli
dalla creatina o dalla fosfocreatina. Un soggetto adulto normale
produce ~ 1,5 gr di creatinina al giorno. La produzione della
creatinina varia in funzione della massa muscolare. La
creatinina si misura con vari test enzimatici, tra cui il più usato
è: l’idrolizzazione della creatinina (ad opera dell’enzima
creatinina ammido idrolasi) in creatina; successivamente la
creatina reagisce con creatinasi, formando urea e sarcosina e la
sarcosina a sua volta viene ossidata da una ossidasi, dando
formaldeide, glicina e acqua ossigenata. Per ultimo, con
perossidasi si ottiene il classico Trinder colorimetrico. I valori di
riferimento sono attorno al mgr/dl. La creatinina può risentire
del tipo di alimentazione proteica adottata dal soggetto in esame,
cioè dall’apporto proteico.
Clearence della creatinina
•
•
•
Quando i valori superiorii a 90 mL per minuto il danno renale è in genere svelato solo
da alterazioni urinarie (proteinuria, e sangue nelle urine), da un’ipertensione arteriosa,
ed eventualmente da edemi o da alterazioni renali evidenziabili con indagini
radiografiche o ecografiche.
Valori intermedi, tra 90 e 30, indicano che è già andato danneggiato oltre il 50% del
tessuto renale. Specialmente quando si scende al di sotto di 60 mL per minuto, diviene
importante una valutazione dell’evolutività del danno, dell’attività della malattia
renale,dell’entità della proteinuria, e la correzione di eventuali fattori favorenti la
progressione della malattia, in primis dell’ipertensione arteriosa, di un’eventuale
ipercolesterolemia, di un marcato eccesso di peso, di un’abitudine al fumo, e della
persistenza o meno dei fattori causali. Già in queste fasi è anche necessario prestare una
particolare attenzione al sistema cardiocircolatorio la cui compromissione è favorita
dalla presenza del danno renale. Con il progredire dell’insufficienza renale, i valori della
pressione arteriosa tendono abitualmente ad aumentare, in relazione a meccanismi
combinati di alterata regolazione della produzione di sostanze che regolano la pressione
arteriosa il ricambio del sodio, che i reni non sono più in grado di eliminare
normalmente; l’ipertensione può a sua volta aggravare il danno renale e indurre gravi
lesioni cardiocircolatorie.
Con valori al di sotto di 20 – 30 mL/ min i sintomi dell’insufficienza renale divengono
sempre più evidenti (astenia, edemi, disturbi gastrointestinali, disturbi dell’attenzione,
sonnolenza, difficoltà crescente a tener controllata la pressione arteriosa, “mancanza di
fiato”, disturbi ormonali etc) e in queste condizioni di parla di sindrome uremica o
uremia.
Urea
• Anche l’UREA è un parametro di laboratorio che subisce
molto l’influenza della dieta: L’urea è il principale
prodotto catabolico delle proteine. La sua misura viene
fatta con l’ureasi, a questa reazione si accoppia una
reazione indicatrice colorimetrica oppure una reazione
enzimatica Nel sangue ci sono ~ 20-45 mg/dl di urea (±
quanto il glucosio) e la variabilità biologica per questo
fattore è abbastanza elevata (11%) in quanto i livelli di
urea sono molto influenzati dal catabolismo (= turn-over)
proteico e quindi dalla dieta.
Azotemia
•
L'azotemia è la quantità presente nel sangue di azoto non proteico (derivante
cioè da aminoacidi, acido urico, creatina, creatinina, urea); per misurarla si
eliminano le proteine con opportune procedure. I valori normali arrivano fino a
50 mg/dl. C'è molta confusione attorno al termine in quanto si parla di azoto
non proteico e poi si afferma che è azoto che deriva dalle proteine assimilate
con il cibo. Le due affermazioni non sono in contraddizione. Nel sangue sono
presenti proteine fondamentali per il nostro organismo, ma anche prodotti di
rifiuto che vengono trasportati agli organi deputati a eliminarli. Tali prodotti di
rifiuto derivano dalla degradazione delle proteine: una volta portati al rene
vengono eliminati con le urine. Se l'apparato renale non funziona bene, si ha
accumulo di scorie nel sangue. In sostanza nel sangue esiste un azoto legato a
proteine che hanno una funzione biologica e azoto legato a composti che
devono essere eliminati. Un altro motivo di confusione è il fatto che si parla di
azoto ureico come sinonimo di azotemia; in realtà l'urea è solo il principale
prodotto di rifiuto (acido urico, ammoniaca ecc.): sintetizzata dal fegato, passa
nel sangue per poi essere eliminata con le urine nella misura di 15-25 g al
giorno.