ESPLORAZIONE FUNZIONALE DEL RENE Corso di laurea in Tecniche di Laboratorio Biomedico A.A. 2016-2017 Anno di Corso II Integrato: Fisiopatologia Nefrologia: metodologia clinica e terapia farmacologica e strumentale Docente: dott Giorgio Canepari Lezione n°4 ESPLORAZIONE FUNZIONALE DEL RENE

Come si può misurare la funzione dei reni?

MISURA DEL Filtrato Glomerulare IL Filtrato Glomerulare è la quantità di acqua plasmatica filtrata dai glomeruli, cioè la PREURINA che si forma nella capsula di Bowmann. Pur essendo SOLO un valore di funzione glomerulare, E’ UN INDICE DELLA MASSA RENALE FUNZIONANTE totale. IL RIDOTTO F.G. (filtrato glomerulare)PUO’ ESSERE IL PRIMO E L’UNICO SEGNO DI MALATTIA RENALE. LE MISURE SERIATE DEL F.G. FORNISCONO INFORMAZIONI SULL’ ANDAMENTO DELLE MALATTIE RENALI . LA MISURA DEL F.G. E’ UNA GUIDA PER UN ‘ACCURATA SOMMINISTRAZIONE DI FARMACI A ESCREZIONE RENALE

Rapporto tra Filtrato Glomerulare e Flusso Plasmatico Renale : 625 ml / min. Filtrato Glomerulare UOMINI : 120 +- 25 ml /min. DONNE : 95 +- 20 ml / min. Frazione di Filtrazione* : 20 % * Percentuale di acqua plasmatica che viene filtrata attraverso il glomerulo

Valori normali di Filtrato Glomerulare x età F.G misurato con Clearance Inulina (gold standard storico)

Misura del Filtrato Glomerulare: CLEARANCE Misura della capacità di depurazione renale Misura del Filtrato Glomerulare: CLEARANCE LA CLEARANCE urinaria DI UN SOLUTO E’ IL VOLUME DI ACQUA PLASMATICA TOTALMENTE DEPURATO DA QUEL SOLUTO NELL’UNITA’ DI TEMPO (volume di distribuzione nell’acqua plasmatica della quantità escreta nell’unità di tempo). NEL CASO DI UN SOLUTO : CON STABILE CONCENTRAZIONE PLASMATICA. LIBERAMENTE FILTRATO DAL GLOMERULO. NON RIASSORBITO , SECRETO , SINTETIZZATO O METABOLIZZATO DAI RENI. LA QUANTITA’ ESCRETA CORRISPONDE ALLA QUANTITA’ FILTRATA. IL VOLUME DI DISTRIBUZIONE nell’acqua plasmatica DI QUESTA QUANTITA’ DI SOSTANZA CORRISPONDE ALLA CLEARANCE CHE A SUA VOLTA ESPRIME IL VOLUME DI ACQUA FILTRATA: Il Filtrato Glomerulare .

Misura del Filtrato Glomerulare: la clearance Creat 1 7 7 1- All’equilibrio la quantità immessa nell’organismo ( G) è uguale a quella escreta (E). Nei liquidi corporei si distribuisce con una concentrazione (C)

Misura del Filtrato Glomerulare: la clearance 1 2 3 Creat G Creat G Creat G 7 7 7 C C C C C C E E E 7 7 Con G costante: 2- Se il filtrato (acqua filtrata) si riduce, si ridurrà la quantità escreta E, causando in aumento di C nell’acqua plasmatica. 3- Questo porterà ad un aumento della concentrazione anche nel glomerulo e quindi nella preurina aumentando E, che all’equilibrio sarà di nuovo uguale a G. Unica differenza rispetto a 1 sarà un aumento di C Quindi per capire quanto filtrano i reni non basta dosare E (uguale in 1 e in 3), ma occorre fare il rapporto tra E e C. Quantità escreta/Concentrazione plasmatica----- clearance

Misurazione del Filtrato Glomerulare A- MAGGIOR ACCURATEZZA: CLEARANCE DELL’INULINA. (non utilizzabile rutinariamente) CISTATINA C (maggior costo, meno diffusa) CLEARANCES DI FARMACI MARCATI CON RADIOISOTOPI: (ALCUNI CONSENTONO LA MISURAZIONE DEL Flusso Plasmatico Renale E COSTITUISCONO ANCHE TECNICHE DI IMAGING) B- MAGGIORE COMODITA‘ FORMULE CHE STIMANO IL FILTRATO GLOMERULARE O LA CLERANCE DELLA CREATININA A PARTIRE DAL DOSAGGIO PLASMATICO Stima del Filtrato Glomerulare

CLEARANCE DELLA CREATININA L’esame più usato per MISURARE il Filtrato glomerulare è: CLEARANCE DELLA CREATININA PRELIEVO DI SANGUE VENOSO. RACCOLTA URINARIA DELLE 24 ORE PESO CORPOREO STATURA Cr. CLEARANCE (ml / min )= Cr u x V/min = ml / min . C p PREGI ESTESO IMPIEGO CLINICO. IL MUSCOLO METABOLIZZA LA CREATINA E RILASCIA CRATININA NEL SANGUE A VELOCITA’ COSTANTE ( VARIAZIONI GIORNALIERE < 10 % ). LIBERAMENTE FILTRATA DAL GLOMERULO , NON E’ RIASSORBITA NE’ METABOLIZZATA DAL TUBULO

CLEARANCE DELLA CREATININA LIMITI ED ERRORI : SECREZIONE TUBULARE PROSSIMALE PER 10 –20 % ( PER CUI CREATININA CLEARANCE TENDE A SUPERARE INULINA CLEARANCE PER QUESTO VALORE -- sovrastima del FG). Cl. Creatinina normale nel 50% dei pazienti con GFR da 60 –70 ml /m e nel 25% dei pazienti GFR 50 – 60 ml/m. NEL PLASMA MA NON NELL’URINA SONO PRESENTI CROMOGENI CHE INCREMENTANO IL VALORE DI LETTURA DELLA CREATININEMIA (dosaggio della creatininemia con metodo colorimetrico, sec Jaffè) DEL 10 –20 % FORNENDO UN MECCANISMO DI “ COMPENSO”. PERDE ACCURATEZZA CON LA RIDUZIONE DELLA FUNZIONE RENALE.

CREATININEMIA e F.G. LIMITI ED ERRORI DETERMINANTI DEL VALORE DI CREATININEMIA DIVERSI dal Filtrato Glomerulare: CONTENUTO CORPOREO TOTALE DI CREATINA. (DIETA CARNEA ABITUALE E GROSSA MASSA MUSCOLARE SI ASSOCIANO A MAGGIOR CONTENUTO DI CREATININA) N.B. LENTA EQUILIBRAZIONE. INTAKE DI CREATINA (DOPO UN PASTO CARNEO LA CREATININEMIA PUO’ AUMENTARE ACUTAMENTE ANCHE DI 1 mg / dl. LA DIETA VEGETARIANA RIDUCE LA CREATININEMIA DEL 15 %). ALL’EQUILIBRIO ESCREZIONE DI CREATININA = PRODUZIONE DI CREATININA CREATININA ESCRETA = F.G.(flitrato glomerulare) x Cp F.G. x Cp = COSTANTE CREATININEMIA : UOMO 0,8 – 1,3 mg / dl. DONNA 0,6 – 1 mg / dl.

CONSIDERAZIONI L A CLEARANCE DELLA CREATININA NON COSTITUISCE UNA METODICA ACCURATA DI MISURAZIONE DEL GFR. LE METODICHE RADIOISOTOPICHE SONO TEORICAMENTE DA PREFERIRE PER ACCURATEZZA. SONO DA CONSIDERARE IL DISAGIO DEL PAZIENTE CHE DEVE STAZIONARE IN OSPEDALE ANCHE ALCUNE ORE E UN COSTO MAGGIORE. L’IMPORTANZA CLINICA DI UNA MISURA ESATTA DEL GFR E’ CIRCOSCRITTA AI CASI DI NEFROPATIE CON FUNZIONE RENALE BORDER LINE (NON RIVELATE DA MODESTE O ASSENTI VARIAZIONI DELLA CREATININEMIA) LA MISURA DEL GFR HA SEMPRE UNO SCOPO DIAGNOSTICO DI MALATTIA RENALE E PROGNOSTICO (PROGRESSIONE)

Valutazione del Filtrato Glomerulare ALTERNATIVE alla Clearance Creatinina A- MAGGIOR ACCURATEZZA- misurare: CLEARANCE DELL’INULINA. (non utilizzabile rutinariamente) CISTATINA C (maggior costo, meno diffusa) CLEARANCES DI FARMACI MARCATI CON RADIOISOTOPI: (ALCUNI CONSENTONO LA MISURAZIONE DI DEL Flusso Plasmatico Renale E COSTITUISCONO ANCHE TECNICHE DI IMAGING) B- MAGGIORE COMODITA‘- stimare FORMULE CHE STIMANO IL FILTRATO GLOMERULARE O LA CLERANCE DELLA CREATININA A PARTIRE DAL DOSAGGIO PLASMATICO

MISURA DEL Filtrato Glomerulare GFR = glomerular filtration rate = F.G.

Metodiche radioisotopiche per la MISURA del F. G Metodiche radioisotopiche per la MISURA del F.G. e del Flusso Plasmatico renale Clearance URINARIA: Iniezione del marker 2-4 raccolte di urina della durata di 20-30’ (minzioni spontanee o catetere vescicale) Calcolo della clearance per ogni periodo di raccolta e calcolo della media Clearance PLASMATICA: Prelievi seriati per il calcolo dell’area sotto al curva della concentrazione: 2-3 punti entro i primo 60’ (1°compartimento) E poi 2-3 punti dopo altri 120’(2° compartimento) Durata complessiva circa 5 h. Se F.G. molto basso fino a 10 h Imaging dinamico: Rilevazione esterna della captazione ed escrezione del tracciante radioattivo

Misurazione del filtrato glomerulare con metodica radioisotopica: GOLD SATANDARD Tc MAG3 NB Tecnezio DTPA e Tecnezio MAG sono i più usati per misurare il Filtrato glomerulare

MISURA del F.G. Biphasic disappearance of injected substance from plasma. During the first phase, equilibration of the injected substance takes place between the intravascular and extravascular compartments (k2). Once equilibration has been reached, the decline in plasma levels (normally measured with a venous sample) should reflect removal of the substance from the arterial system through the kidneys. This is termed the terminal elimination phase (k1)

TECNICHE RADIOISOTOPICHE

TECNICHE RADIOISOTOPICHE

Stima del F.G. a partire dalla creatininemia Rapporto tra Creatininemia e Filtrato Glomerulare (GFR) Rapporto esponenziale

Stima del F.G. a partire dalla creatininemia Riduzione acuta del Filtrato Glomerulare da 100 ml/m a 10 ml/m Il valore della Creatininemia segue una cinetica di accumulo

Formule di STIMA del Filtrato a partire dalla Creatininemia CKD-EPI x x x x

Formula MDRD (completa) Stima del Filtrato Glomerulare a partire dalla Creatininemia Formula MDRD (completa) Filtrato Glomerulare = 170 x [creatinina] -0,999 x [età]-0,176 x [SUN] -0,170 x [albumina] +0,318 x [0,762 se femmina] x [1,180 se black ] NB Il F.G. ottenuto con la formula si esprime in ml/minuto/1,73 mq di BSA Creatinina (sierica) in mg/dl Età in anni SUN (serum urea nitrogen) in mg/dl. SUN = urea x (28/60) Albumina in g/dl Se maschio si moltiplica per 1,00 Se bianco (o non nero) si moltiplica per 1,00

Formula MDRD

Formula CKD-EPI

Maggiore precisione per livelli intermedi di FG CKD-EPI più accurata: angolo più stretto

Maschio 65 anni , peso 65 Kg Clearance calcolata Metodo Jaffé Astra STANDARDIZZARE LE FORMULE E I METODI DI MISURA DELLA CREATININA è imperativo per la Variabilità delle formula e dei metodi di misura……………. Maschio 65 anni , peso 65 Kg Clearance calcolata (ml/min) 80 70 60 50 40 Metodo Jaffé Astra Metodo enzimatico Beckman 80 ml/min (MDRD) 67 ml/min (Cockroft) 59 ml/min (MDRD) 28 ml/min!! +56% Data la Variabilità dei risultati del calcolo con le varie formule e dei metodi di misura della creatinina è fondamentale essere consapevoli che STANDARDIZZARE LE FORMULE E I METODI DI MISURA DELLA CREATININA è una esigenza prioritaria. Quali differenze possono derivare dall’uso di formule diverse e di metodi di misura diversi è illustrato da questo esempio in un uomo di 65 anni che pesa 65 Kg. Se si misura la creatinina con il classico metodo di Jaffé, il suo filtrato risulta 52 ml/min se calcolato con il metodo di Cockroft, e 59 ml/min se calcolato con la formula MDRD. Se si cambia metodo e si adotta il metodo enzimatico implementato su misuratore multicanale Beckman la creatininemia nello stesso soggetto risulta decisamente più bassa, 1 mg/dl (invece di 1.3) e ripetendo i calcoli, il filtrato risulta 67 ml con il Cockroft e 80 ml con la formula MDRD. Quindi la variabilità dei risultati attribuibili alle formule di calcolo e e ai metodi di misura può generare differenze di 28 ml/min, cioè differenze del 56%! 52 ml/min (Cockroft) 1.3 mg/dl Creatininemia 1.0 mg/dl Creatininemia

Calibrazione Tradizionale o Convenzionale (HPLC) Kit Johnson & Johnson per apparecchi della serie VITROS Kit Dade Behring per apparecchio SIMENS Dimension o Dimension Vista Kit Roche per apparecchi COBAS, COBAS INTEGRA o MODULAR Calibrazione Tradizionale o Convenzionale (HPLC) Picrato alcalino Kit Dade Behring per apparecchio SIMENS Dimension Kit Beckman per apparecchi Synchron o Unicel Enzimatici Kit Roche per apparecchi COBAS INTEGRA o MODULAR Picrato alcalino cinetico Kit ABBOT per apparecchio Architect Kit per apparecchi Olympus Kit per apparecchi Simens ADVIA Picrato alcalino cinetico con “bianco” Kit Roche per apparecchio MODULAR E’ importante adottare la formula appropriata al metodo di misura della creatinina! I metodi del commercio che adottano il calibratore tradizionale, cioè la creatinina calibrata sulla misura effettuata con la Cromatografia ad Alta pressione o HPLC sono elencati in questa diapositiva. Per questi metodi va adottata la formula MDRD 186

=186 x (S Cr -1. 154x età -0. 203) x (0. 742 se donna ) x (1 =186 x (S Cr -1.154x età -0.203) x (0.742 se donna ) x (1.21 se di razza negra) MDRD186

Calibrazione Tracciabile IDMS (isotope dilution mass spectroscopy) Picrato alcalino Kit Beckman per apparecchi Synchron o Unicel Enzimatici Kit Roche per apparecchi COBAS, COBAS INTEGRA o MODULAR Kit Johnson & Johnson per apparecchi della serie VITROS Picrato alcalino cinetico Kit Dade Behring per apparecchio SIMENS Dimension Kit ABBOT per apparecchio Architect Kit per apparecchi Olympus Kit Roche per apparecchi COBAS, COBAS INTEGRA o MODULAR Kit per apparecchi Toshiba Picrato alcalino cinetico con “bianco” Kit per apparecchi Simens ADVIA Kit per apparecchi Simens ADVIA =175 x (S Cr -1.154x età -0.203) x (0.742 se donna ) x (1.21 se di razza negra) MDRD175 Se invece il metodo di misura è calibrato sulla diluizione isotopica e spettrometria di massa (isotope dilution mass spectroscopy o IDMS) come i metodi qui elencati, la formula da adottare è la MDRD175, una formula assolutamente identica alla precedente fatta eccezione per il coefficiente della formula stessa che qui è 175 invece di 186. 175 invece di 186, per il resto identica formula

La Cistatina C Non si può utilizzare per la clearance urinaria

La Cistatina C

Stima del F.G nei bambini

FUNZIONI DEL TUBULO RENALE RIASSORBIMENTO DEI SOLUTI SECREZIONE DEI SOLUTI FUNZIONI ENDOCRINE

PARAMETRI DI VALUTAZIONE CLINICA DEL TRASPORTO TUBULARE DI SOLUTI CONCENTRAZIONE URINARIA DEI SOLUTI Limitata utilità. E’ migliorato dal rapporto con Creat U ( es: Ca U / creat U , A.Urico U / Creat U…) Può essere diagnostico nell‘Insuff Renale Acuta la concentrazione di Na (mEq /l) (NaU < 10 m Eq/l indica danno renale funzionale, reversibile NaU > 40 mEq / l probabile danno anatomico renale) ESCREZIONE URINARIA DEI SOLUTI Escrezione giornaliera: : U x V ( g / die) Escrezione per minuto : U x V / min. Escrezione per unità di F.G. (FE%):U x V / GFR sodiuria, potassiuria, calciuria, fosfaturia, magnesiuria, ossaluria, citraturia, uricuria, azoturia,creatininuria, glicosuria

RIASSORBIMENTO TUBULARE DEI SOLUTI PARAMETRI DI VALUTAZIONE CLINICA DEL TRASPORTO TUBULARE DI SOLUTI CLEARANCE FRAZIONARIA ( FE % x ) Clx /GFR RIASSORBIMENTO TUBULARE DEI SOLUTI Riassorbimento assoluto (TRx) : ( P ufx x GFR) - UxV Riassorbimento per unità di GFR (Trx). Riassorbimento % del carico filtrato: ( 1- FE x ) x 100.

Escrezione frazionale di un soluto Esprime il riassorbimento FRAZIONALE (cioè in % della quota presente nell’acqua plasmatica e quindi filtrata) di una sostanza da parte del tubulo Si usa prevalentemente per: Na, Urea, Fosfati

PARAMETRI DI VALUTAZIONE CLINICA DEL TRASPORTO TUBULARE DI SOLUTI MASSIMA CAPACITA’ DI RIASSORBIMENTO TUBULARE ( T m ) Quando il carico filtrato di un soluto Tm limitato supera la capacità di massimo riassorbimento tubulare la quota di carico filtrato eccedente viene completamente eliminata nelle urine. Esempi di soluti Tm limitati: glucosio , fosforo, aminoacidi, bicarbonato, magnesio.

MASSIMA CAPACITA’ DI RIASSORBIMENTO TUBULARE (Tm)

STUDIO DELL’ACIDIFICAZIONE URINARIA PARAMETRI STATICI: Equilibrio acido / base : pH , PCO2 , bicarbonati . GAP anionico plasmatico. pH urinario.( < 5,5). Ammoniuria ( NH4). Acidità titolabile.(Titolando con NaOH 0,1 N al pH arterioso) Escrezione netta degli acidi (acidità titolabile + ammoniuria) TESTS DINAMICI. TM bicarbonato acidosi tubulare prossimale Test di acidificazione con NH4Cl acidosi tubulare distale

VALUTAZIONE DELLA CAPACITA’ RENALE DI CONCENTRARE E DILUIRE LE URINE. PARAMETRI STATICI Volume urinario Nicturia PARAMETRI DINAMICI Massima capacità renale a concentrare le urine. (Test dell'assetamento, Osmolarità urinaria) Laboratorio Osmolalità plasmatica (P Osm) Osmolalità urinaria