Fiziologia Aparatului Renal - PDF

hipoxia musculară poate fi un stimul care să determine transmiterea de impulsuri aferente la centrii respiratori Alți factori care influențează respirația Controlul voluntar, de la nivel cortical,realizat prin tractul corticospinal și măduva spinării,trimite impulsuri care ajung direct la mușchii respiratori;nu este mediat de centrii respiratori bulbari Receptorii iritanți din mucoasa căilor respiratorii au rol în tuse și strănut Receptorii “J”,numiți astfel pentru că se află în juxtapoziție față de capilarele pulmonare,intervin când capilarele conțin prea mult sânge sau când presiunea sanguină în capilarele pulmonare este peste normal(edem pulmonar sau insuficiență cardiacă stângă). Consecințele este apariția dispneei A senzației de lipsă de aer În edemul cerebral se instalează dispneea respiratorie.Trebuiesc administrate soluții hipertone intravenos,pentru a retrage apa în spațiul intravascular Unele substanțe cu efect central,ca fenobarbitalul și morfina,determină instalarea depresiei respiratorii FIZIOLOGIA APARATULUI RENO-URINAR I.Noțiuni generale de embriologie si anatomie Rinichiul este unul din organele cele mai dezvoltate și mai bine diferențiate ale organismului uman. La finalul dezvoltării embriologice,aproximativ 30 de timpuri celulare diferite pot fi regăsite la nivelul interstițiului renal,de-a lungul nefronilor,a vaselor sanguine și a capilarelor. Acest conglomerat de celulu controlează o multitudine de procese fiziologice complexe. Pe scară filogenetică,aparatul urinar se dezvoltă din mezodermul intermediar și din cloacă. Datorită faptului că atât aparatul genital cât si aparatul urinar au origini comune,creasta longitudinală a mezodermului din care provin se mai numește și creastă urogenitală. Creasta nefrogenică este partea componentă a crestei urogenitale care generează aparatul urinar. Aceasta mai poartă denumirea de cordon nefrogenic. Rinichiul are o parte secretorie și o parte excretorie. Cele două componente evoluează dintr-un material embriologic diferit și în mod natural acestea se unesc; însă, dacă acest fenomen nu are loc ,veziculele care vor elimina urina nu vor fi conectate cu căile urinare,prin urmare,urina rezultată nu va putea fi eliminată. În procesul de dezvoltare,aparatul urinar trece prin trei etape importante reprezentate de:prenefros(organ rudimentar,nefuncțional),mezonefros(este funcțional o scurtă perioadă de timp) și cea de-a treia,metanefros. Funcția excretorie a rinichiului asigură epurarea organismului de substanțe toxice și reprezintă principala funcție a rinichiului. Rinichiul are roluri importante în reglarea presiunii arteriale, în menținerea echilibrului acido-bazic și hidroelectrolitic al organismului precum și în sinteza și eliminarea unor hormoni și enzime,cum sunt eritropoietina și retina. Aparatul urinar este format din rinichi,uretere,vezică urinară și uretră. Rinichiul este un organ pereche,de culoare roșu închis și are forma asemanătoare unui bob de fasole. Prof. Fr. Rainer menționa că rinichiul împreună cu căile urinare fac parte din “aparatul de export al materiei”. La persoana adultă, fiecare rinichi cântărește in jur de 120-170 grame și are dimensiunile de aproximativ 11 cm x 6 cm x3 cm. Din punct de vedere al dimensiunilor,între cei doi rinichi s-au observat mici diferențe. Astfel,pe partea dreaptă dimensiunea organului excretor este mai mică cu 1-1,5 cm decât pe partea stangă. De această diferență este responsabilă presiunea exercitată de lobul hepatic drept. În plan vertical,rinichiul se întinde de la nivelul vertebrei T11 până la 3-5 cm inferior de creasta iliacă. Variațiile de lungime ale rinichiului se datorează în principal diferențelor de poziționare a polului inferior. Din punct de vedere structural,rinichiului i se descriu doi poli – superior și inferior,două margini – una laterală, convexă și alta medială, o concavitate centrală. Prezintă și două fețe:anterioară convexă și posterioară,mai puțin convexă. În concavitatea de la nivelul marginii mediale este poziționat hilul rinichiului. Aceasta prezintă sinusul renal în porțiunea inițială. Hilul renal este locul pe unde pătrund în rinichi vasele arteriale și nervii. Totodată, acesta este locul pe unde ies din rinichi venele și ureterul. Rinichii sunt orientați cu axul longitudinal oblic supero-inferior și dinspre interior spre exterior. Acest lucru sugerează faptul că distanța dintre cei doi rinichi este mai mică în partea superioară și mai mare în partea inferioară. Axul mic, transversal este poziționat oblic dinspre interior spre exterior și antero-posterior. Fața anterioară a rinichiului stâng are următoarele raporturi: cu pancreasul pe toată treimea superioară cu baza splinei în treimea superioară externă cu fața posterioară a stomacului în treimea superioară internă În jumătatea inferioară intră în contact prin intermediul peritoneului cu mezocolonul transvers,flexura colică stangă și ansele intestinale. Fața anterioară a rinichiului drept are raporturi prin intermediul peritoneului în treimea superioară cu lobul drept hepatic. De asemenea aceasta realizează raport direct în treimea mijlocie cu porțiunea descendentă a duodenului și în partea inferioară, cu flexura colică dreaptă. În poțiunea toracică,fețele posterioare ale rinichilor formează raporturi prin intermediul grăsimii perirenale a lui Gerota cu stâlpii diafragmului(în porțiunea medială) și cu fascicule drepte ale diafragmului (în porțiunea laterală). În porțiunea abdominală,acestea au raporturi mediale cu mușchiul psoas lateral și cu mușchiul pătrat lombar. Marginea medială renală intră în raport la dreapta cu marginea descendentă a duodenului, vena cavă inferioară, iar la stânga cu flexura duodeno-jejunală și aorta abdominală. Marginea laterală a acestuia intră în raport cu fața inferioară a ficatului și colonul ascendent pe partea dreaptă și cu fața renală a splinei și colonul descendent de partea stângă. Polul superior are raport cu glandele suprarenale prin intermediul unui țesut lax ce asigură și poziția stabilă a acestora în caz de ptoză renală. Polul inferior renal vine în contact direct cu mușchiul pătrat al lombelor. Figura 1 prezintă raporturile anatomice ale rinichilor: Rinichiul este înconjurat de capsula renală care aderă intim la parenchimul renal. Aceasta îndeplinește mai multe funcții: mecanică –de protecție a parenchimului, de fixare și contractilă.Prin aceasta din urmă are și rol de favorizare a filtrării glomerulare. Capsula renală este constituită din trei segmente,acestea fiind reprezentate de: stratul extern fibros, stratul mijlociu muscular și stratul intern supraparenchimatos. În exteriorul capsulei fibroase, la nivelul feței posterioare și a hilului se afla grăsimea renală(un strat de țesut adipos lax), ce poartă denumirea de capsulă adipoasă și care a fost descrisă de Gerota. Fascia renală sau perirenală formată din țesut conjunctiv învelește rinichii la suprafață și comunică cu capsula fibroasă cu ajutorul unor fibre ce acoperă atât fața ventrală, cât și fața posterioară. Foița anterioară se mai numește și prerenală și este îngroșată în porțiunea anterioară de fascia de coalescență retrocolică Toldt. Foița posterioară sau fascia retrorenală Zuckerkandl are raporturi cu mușchii posteriori ai abdomenului prin intermediul grăsimii perirenale Gerota. Rinichiul este menținut în poziția sa prin intermediul: fasciei renale mușchilor psoas mare și pătrat al lombelor, care formează loja musculară a rinichiului vasele renale efectului de presă abdominală, care se datorează contradicției mușchilor abdominali Vascularizația rinichilor este asigurată de artera renală care provine din aortă și se divide la nivelul hilului renal în:arterele polare superioare pentru polul superior,arterele polare centrale pentru zona mijlocie și arterele polare inferioare pentru polul inferior. Odată ce vasele pătrund în parenchimul renal și străbat piramidele Malpighi( unitățile lobilor renali), acestea capătă denumirea de artere interlobare. Ajunse la joncțiunea dintre corticală și medulară, ele formează arterele arcuate sau arterele arciforme ce dau naștere mai departe unor artere ce ajung la nivelul corticalei și care poartă denumirea de artere interlobulare. Din arterele interlobulare se formează arteriolele aferente ce pătrund în capsula glomerulară unde formează un ghem de capilare. Acesta, impreună cu capsula Bowman poartă denumirea de glomerul. Capilarele glomerulare se continuă cu arteriola eferentă care iese din glomerul,înconjoară tubii renali capilarizându-se peritubular,apoi se continuă cu venele corespondente sistemului arterial. La ieșirea din hilul renal este prezent un trunchi comun ce poartă denumirea de venă renală,ce drenează ulterior în vena cavă inferioară. Inervația rinichiului este indeplinită de fibre simpatice ce au centrii în coarnele laterale ale măduvei spinării (T9-L2) și fibre parasimpatice vagale. În periferie se constată existența plexului renal format din fibre cu originea în ganglionul celiac, ganglionul mezenteric superior, ganglionul aortico-renal, nervul splahnic mic și ganglionul mezenteric inferior – uneori,plexul renal posterior( ganglionul simpatic retrorenal Walter) și plexul anterior. Pe o secțiune longitudinală, zona situată la periferia rinichiului poartă denumirea de corticală iar cea localizată central de medulară. Aceasta din urmă este formată din piramidele renale sau piramidele lui Malpighi. Bazele piramidelor sunt poziționate spre cortică,iar vârfurile spre sinus. Există aproximativ douăsprezece papile renale care se formează prin unirea a două sau mai multe vârfuri și care se proiectează la nivelul pelvisului renal.Fiecare papilă conține tubuli ce colectează urina și o transportă prin calicele mici. Acestea din urmă se unesc și formează calicele mari. Odată formată,urina este ulterior propulsată prin intermediul unor forțe contractile,de-a lungul căilor excretorii extrarenale spre vezica urinară. Aici rămâne depozitată până când are loc procesul de micțiune. Unitatea funcțională a rinichiului este nefronul. Fiecare rinichi conține aproximativ un milion de nefroni. Componentele nefronului sunt: corpusculul renal,tubul proximal,ansa Henle,tubul distal,tubul colector(Fig 2). Nefronii nu se regenerează;prin urmare,numărul acestora se reduce treptat,fiziologic prin procesul de îmbătrânire sau patologic prin afecțiunile renale. După vârsta de 40 de ani se pierd aproximativ 10% din nefroni la fiecare 10 ani. Fiecare nefron conține un ghem capilar inclus ăn capsula Bowman alcătuit dintr-o rețea de capilare anastomozate și ramificate,la nicelul cărora are loc filtrarea plasmei. Pentru favorizarea filtrării,presiunea hidrostatică la acest nivel este de aproximativ 60 mmHg. Fluidul filtrat părăsește capsula Bowman și aunge la nivelul tubului proximal, în corticala renală, apoi în ansa lui Henle. Aceasta are două brațe:unul descendent și altul ascendent. Porțiunea deaptă a tubului distal are în structura sa formațiunea receptoare macula densa,parte a aparatului juxtaglomerular,cu rol important de autoreglare a preocesului de filtrare glomerulară. După ce părăsește ansa Henle,filtratul își continuă traseul prin tubul distal,apoi prin ductul colector cortical. Aproximativ 8-10 ducte colectoare se unesc în porțiunea inițială și formează ductul colector medular. Ductele colectoare medulare se unesc și formează ducte cu calibru mai mare. Acestea se deschid în pelvisul renal prin intermediul papilelor renale. II FUNCȚIILE RINICHIULUI Rinichiul realizează funcția excretorie, de eliminare prin urina a produşilor de catabolism (uree, acid uric, creatinină), a unor substanțe chimice, metaboliți, medicamente, pesticide, aditivi alimentari şi este implicat în mai multe funcții importante homeostatice: asigurarea echilibrului hidro-electrolitic, a echilibrului acido-bazic, menținerea constantă a volumelor și osmolarității compartimentelor hidrice. Indeplineste funcție metabolică prin catabolizarea unor hormoni si funcție endocri- no-umorală prin secreția de renina, de eritropoietină și hidroxilarea vitaminei D. Are rol in gluconeogeneza. Principalele funcții ale rinichiului Reglarea hidroelectrolitică Excreția metaboliților și a Reglarea echilibrului acido- substanțelor străine bazic -uree rezultată din -modifică eliminarea de apă metabolismul aminoacizilor - excreția reglabilă de acizi concentrând sau diluând urina (sulfuric, fosforic) sau baze (în funcție de necesitățile -acid uric – rezultat din acizii organismului) nucleici -reglează eliminarea de sodiu -creatinina - din creatina (aportul mediu de sodiu este musculară de 120 mEq/zi, dar poate fi --bilirubina – din - ingerat în cantități variabile, protoporfirina IX a hemului între 10 și 1500 mEq/zi, fără a se modifică concentrația lui hemoglobinic plasmatică) -metaboliți ai hormonilor, pesticide, droguri, aditivi alimentari Principalele funcții ale rinichiului Reglarea tensiunii arteriale Reglarea eritropoiezei Sinteza de vitamină D3 (TA) (formarea globulelor roşii ale sângelui) -prin reglarea concentrației - hipoxia zonei -formarea 1,25-(OH)2- plasmatice a Na+ și a apei juxtaglomerulare renale creşte vitamina D3 prin hidroxilare plasmatice se realizează secreția de eritropoietină, care reglarea TA pe termen lung stimulează multiplicarea și diferențierea celulelor liniei -prin sistemul renină- roșii medulare (în insuficiență angiotensină se realizează renală apare anemie prin reglarea TA pe termen scurt scăderea secreției de eritropoietină) Nefronul este unitatea morfofuncțională a rinichiului. Fiecare rinichi conține aproximativ 1 milion de nefroni. După 40 de ani numărul de nefroni funcționali scade cu 10% la fiecare 10 ani, astfel că la 60 de ani circa 60% sunt funcționali. Ei nu se regenerează, dar cei rămaşi se adaptează funcțional. Nefronii din corticala parenchimului renal sunt înconjurați peritubular de capilare. Unii nefroni (circa 20-30% din ei) au anse Henle lungi care coboarā în medulară, iar in jurul lor sunt arteriole eferente lungi, care merg paralel cu ansa, numi- te vasa recta, avánd rol în concentrarea urinei. La nivelul tubilor au loc procese de secreție și reabsorbție de substanțe și se formează urina finală. II.1. Rinichiul- organ formator de urină Formarea urinei este un proces laborios și presupune parcurgerea următoarelor etape: filtrare glomerulară, reabsorbție tubulară și secreție tubulară. La adultul tânār, sănătos, diureza are o valoare de aproximativ 1500 ml/24ore. Din punct de vedere cantitativ, modificările patologice constau în poliurie - diureză peste 2000 mL, oligurie -diureză sub 500 mL și anurie -diureză sub 200 mL în 24 de ore. a. Filtrarea glomerulară Este un proces fizic prin care apa și substanțele dizolvate trec din sânge în spațiul capsular glomerular, formând urina primară. În medie se filtrează 125 mL/ min, adică 180 L/24 ore, din care se elimină doar 1% ca urină finală, circa 1,8 L, volum care se numeşte diureză. Filtrarea presupune traversarea membranei glomerulare, o barieră foarte subțire cu o suprafață de 0,27 m pentru fiecare rinichi și care este formată din: - Endoteliul fenestrat - un strat de celulele endoteliale care prezintă pori mari, de aproximativ 70-100 nm diametru (nu constituie o piedică pentru endoteliul fenestrat proteine) - membrana bazală glomerulară, care conține colagen și proteoglicani, cu sarcini electrice negative (nu permite trecerea proteinelor, care au și ele sarcini negative) - celulele epiteliale ale capsulei, numite podocite prezintă prelungiri lungi, între care există spații prin care se filtrează urina primară Membrana bazala glomerulara este barieră dintre sânge și urină și este o structură fibrilară densă cu grosime de 350 nm. Această membrană este mărginită de endoteliul fenestrat și de epiteliul podocitar și este compusă din 3 straturi cu densitate optică diferită. În funcție de densitate, stratul din mijloc este denumit lamina densa (dens) iar celelalte două straturi având o densitate optică joasă sunt denumite lamina rara internă și lamina rară externă. Epiteliul podocitar sau foița viscerală a capsulei Bowman este alcătuit din celule numite podocite. Aceste celule prezintă prelungiri care poartă denumirea de pedicele. Prin extremitatea pedicelelor celula podocitară se sprijină pe membrana bazala glomerulara. Între prelungirile adiacente ale podocitelor se crează un spațiu numit "fantă de filtrare" ("slit pore"). Suprafața membranei filtrante depinde de numărul de nefroni aflați în activitate. Ei intră alternant în repaus funcțional, astfel încât la un anumit moment numai o parte din nefroni sunt funcționali. Filtrabilitatea unei substanțe depinde de mărimea moleculei și de sarcina electrică a sa. Astfel, substanțele încărcate cu sarcini pozitive filtrează mai repede decât cele negative de aceeași mărime. Albumina nu se filtrează la nivel renal chin dacă are o moleculă mică. Acest lucru se datorează sarcinilor electrice negativ prezente pe suprafața ei. Celulele sanguine, constituenții plasmatici cu masa moleculară > 68.000 D. (daltoni) precum aminoacizii și proteinele sau substanțele legate de proteine (calciul, majoritatea acizilor grași) nu pot traversa membrana filtrantă. Urina primara este o plasma deproteinizata, Hemoglobina liberă, rezultată din procesul patologie de liză intravasculară a hematiilor are masa moleculară 68.000 daltoni și filtrează, ajungånd în urină. Consecința acestui fenomen este colorarea urinei în roșu precum și aspectul limpede al acesteia. Prezența hemoglobinei libere în urină poartă denumirea de hemoglobinurie. Fracția filtrantă este procentul de plasmā filtrată într-un minut și se calculează ca: debit de filtrare/debit circulator renal -125/650 19-20%. Când creşte debitul circulator renal, filtrarea crește. Când debitul sanguin renal scade, scad și presiunea efectivă de filtrare și volumul filtratului. Factorii de care depinde fluxul sanguin renal sunt următorii: 1. Tensiunea arterială sistemică · În hipotensiunea arterială severă și persistentă (valori persistente ale presiunii arteriale sistolice sub 60-80 mmHg), presiunea efectivă de filtrare glomerulară scade la 0 mm Hg și conduce la apariția insuficienței renale acute, cu anurie (diureză sub 200 ml/24ore). 2. Rezistența vasculară renală Când crește rezistența vasculară la nivel renal fluxul sanguin scade și invers. 3. Sistemul nervos simpatic stimulat puternic Stimularea slabă a sistemului nervos simpatic nu are influență mare, dal stimularea puternică (în ischemia cerebrală, hemoragiile mari) contractă arteriolele aferente și eferente și scade fluxul renal. 4. Diverse substanțe eliberate în circulație · Adrenalina și noradrenalina (substanțe cu efect similar stimulării simpatice), endotelina (eliberată de endoteliile vasculare lezate) scad fluxul renal · Angiotensina II contractă arteriola eferentă: scade fluxul sanguin renal, dar crește presiunea hidrostatică capilară și se opune scāderii filtrārii glomerulare · Prostaglandinele PGE1, PGI2 (prostacielina) si bradikinina au efect pe arteriola aferentă, reducând constricția dată de angiotensină și sistemul nervos simpatic în condiții de stres (intervenții chirurgicale, pierderi volemice). Aspirina, care inhiba formarea prostaglandinelor, poate scădea fluxul renal și filtrarea. Presiunea hidrostatică capilară (Pc) este factorul principal de care depinde filtrarea. Ea, la rândul ei, este influențată de: tensiunea arterială și rezistența vasculara la nivelul arteriolei aferente și eferente, Când arteriola aferentă se contractă (vasoconstricția ei) rezistență crește, Pc scade și scade filtrarea. Dilatarea arteriolei aferente are efect invers. Când se contractă arteriola eferentă, crește rezistența la ieşirea din capilarul glomerular, crește presiunea hidrostatică și cât timp fluxul nu scade, filtrarea crește. Autoreglarea fluxului renal și a filtrării glomerulare Ca și alte organe, rinichiul are capacitate de autoreglare a propriului flux sanguin, ceea ce îi asigură necesarul de oxigen și substanțe nutritive în condiții diferite. Rinichii au însă un flux sanguin mult mai mare decât este necesar pentru a acoperi aceste nevoi (1.200 mL/min, adică 20% din debitul cardiac). Rolul autoreglării renale este în primul rând de a menține constantă filtrarea glomerulară și de a permite controlul eliminării de apă și sodiu. Atâta timp cât presiunea arterială sistemică este menținută între 80 și 180 mmHg, fluxul sanguin renal și ultrafiltrarea nu se modifică decât cu câteva procente. Mecanismul depinde de sensibilitatea față de concentrația NaCl a unei structuri din tubul contort distal numită macula densa. Celulele maculei densa sunt celule epiteliale ale tubului distal în contact direct cu celulele din pereții arteriolei aferente, numite celule juxtaglomerulare. Autoreglarea fluxului renal și a filtrării glomerulare se realizează prin mecanismul de feedback tubulo- glomerular. Această explică modul în care compoziția urinei din tubul distal modifică filtrarea glomerulară. Când se produce scaderea filtrării glomerulare scade fluxul în ansa Henle și secundar crește reabsorbția de Nac în ansa Henle ascendentă și scade concentrația NaCl în tubul distal, la nivelul muculei densa, care este stimulată. Aceasta stimulează secreția de renină din celule. juxtaglomerulare care aparțin peretelui arteriolei aferente cu care macula densa află în contact. Renina produce dilatarea arteriolei aferente și determină creșterea filtrării glomerulare. Eliberarea reninei din celulele juxtaglomerulare produce contracția arteriolei eferente și determină prin aceasta creșterea filtrārii glomerula. re. Renina acționează enzimatic asupra angiotensinogenului pe care îl transformă în angiotensină I. Sub acțiunea unei alte enzime, enzima de conversie, aceasta trece în angiotensină II care stimulează contracția arteriolei eferente. b. Reabsorbția și secreția tubulară Tubul nefronului are 3 porțiuni: tubul contort proximal, ansa Henle şi tubul contort distal, care se deschide în tubul colector. La nivel tubular, urina primară se modifică calitativ și cantitativ. Acest lucru se realizează prin procesele de reabsorbție (din tubi în plasmă) și secreție (din plasmă în tubi) a unor substanțe. Rezultatul este formarea urinei finale, care, din tubii colectori ajunge în bazinetele renale şi apoi în uretere (câte unul pentru fiecare rinichi), vezică și uretră. Reabsorbția tubulară este un proces selectiv (numai pentru unele substanțe) și implică mai multe etape: 1. traversarea epiteliului tubular, fie prin membrana celulelor (transcelular), fie prin spațiile intercelulare (paracelular) 2. traversarea epiteliului capilarelor peritubulare In tubul contort proximal se reabsorb: glucoza, Na+, K+, Ca++, Cl-, fostap, uree, acid uric, aminoacizi și apa. La acest nivel, epiteliul este permeabil pentru apă, apa se reabsoarbe prin transport pasiv, prin osmoză și este o reabsorbție obligatorie Urina rămâne aici izoosmotică cu plasma (300 mOs/L), tubul proximal nu dilueaza şi nici nu concentrează urina. În ansa Henle descendentă urina devine hipertonă (cu maximum 1200 mOs/L la vārful ansei) prin reabsorbție de apă. În ansa ascendentă osmolaritatea ei scade din nou. În tubul distal și colector se reabsoarbe facultativ apā, sub acțiunea hormonului antidiuretic ADH. Tot aici se reabsorb Na+, Cl-, Ca++, Mg++, HCO3-, uree. De asemenea se secretă NH3 care se cuplează cu H+ și rezultă ionul amoniu NH4+, eliminat în cantități mari în acidoze, simultan cu economisirea bazelor de Na+ și K+ Procesele de secreție și reabsorbție la nivelul tubilor renali Tub contort proximal Ansa Henle Tub contort distal şi colector Reabsorbție: glucoza, Na+, K+, Reabsorbție: apa Reabsorbție: Na+, Cl-, Ca++, Ca++, Cl, fosfați, uree, acid uric, Mg++, HCO3-, uree, apă aminoacizi și apa obligatorie (reabsorbție facultativă) (osmoză) Secreție: amoniac, H+, PAH Secreție: NH3, K+, H+, PO43- (acid para-aminohipuric), +/-apă în cantitate redusă fenolsulfonftaleină, antibiotice (penicilinele) Urina izotonă 300 mos/L Urina hipertonă 800-1200 Urină cu osmolaritate mos/L diferită 100-1200 mOs/L Transferul transtubular (din lumenul tubului în capilarele peritubulare) se realizează prin 3 mecanisme: · Transferul activ Presupune consum de energie și prezența unui transportor (moleculă carrier) care limitează transferul în momentul în care se saturează -este un mecanism limitat de o capacitate maximā de transport (Tm = transport maxim). Acest tip de transport caracterizează reabsorbția glucozei, sulfaților, fosfaților, acidului uric, vitaminelor C și B12. Toate aceste substanțe au prag de eliminare. Aceasta înseamnă că atunci când concentrația lor intratubulară este peste o anumită valoare, este depășită capacitatea de transfer a transportorului și substanța se elimină în urina finală. Transportul maxim caracterizează substanțele resabsorbite, dar și pe cele secretate activ și se referă la limita până la care pot fi reabsorbite sau secretate, limita impusă de saturarea sistemelor de transport. De exemplu, pentru transportul glucozei: - Glicemia normală medie este de 100 mg/dL. Dacă rata filtrării glomerulare este 125 mL/min deducem că se filtrează 125 mg/min glucoză, care în mod normal se reabsoarbe în totalitate. - La o valoare a glucozei plasmatice peste 176 mg/dIL se va filtra o cantitate de glucoză corespunzător mai mare, de 220 mg/min şi se depășește pragul de eliminare, iar în urină vor fi observate urme de glucoză. - La o glicemie de 256 mg/dL, se filtrează 320 mg/min și de la această concentrație plasmatică în sus, toată glucoza care se filtrează apare direct pro. porțional în urină. Acest lucru se datorează faptului că s-a depășit transportul maxim. Diferența între prag și transportul maxim există pentru că nu toți nefronii ating maximul capacității de transport în același timp. Transportul maxim este de- pășit când toți nefronii au atins maximul capacității de transport. · Transportul activ limitat de gradientul de concentrație Acest tip de transport utilizat în procesul de reabsorbție implică consum de energie furnizată pe cale enzimatică. Astfel se reabsorb electroliți: Na+, CI-, K+, HC03-. Pentru reabsorbția Na+ există ATP-aza de Na+/K+, · Reabsorbția pasiva, fără consum de energie Acest tip de transport transtubular este utilizat pentru apă, uree și clor. Clorul se reabsoarbe pasiv în tubul proximal, dar și activ distal. Apa și ureea se reabsorb pasiv aproape pe tot traiectul tubular. Forțele care permit transferul pasiv sunt: gradientul osmotic (pentru apă), gradientul de concentrație (pentru uree), gradientul electric (pentru clor, care urmează pasiv Na+). Reabsorbția tubulară Transferul activ Transportul activ limitat de Reabsorbția gradientul de pasivă, fără concentrație consum de energie Consum de Consum de energie Pe seama energie şi furnizată pe cale gradientelor prezenţa unui enzimatică (osmotic, transportor concentrație, electric) Reabsorbția Reabsorbția Na+, Reabsorbția apă, glucozei, sulfaților, Cl-, K+, HCO3- uree și clor fosfaților, acidului uric, vitaminelor C şi B12 · Secreția tubulară Este procesul de transport în sens invers reabsorbției. Astfel, unele substanțe din sångele capilar peritubular trec în tubii nefronului. Celulele epiteliului tubular au microvili, numeroase vacuole și granule secretorii, fiind adaptate funcțional pentru reabsorbție și secreție. În tubii proximali se secretă: amoniac, H+, antibiotice (penicilinele), PAH (acid paraaminohipuric), fenolsulfonftaleină. În tubii distali și colectori se secretă: K+, H+, PO43-, eventual apă în cantitate redusă. Substanțele administrate oral sau injectabil se elimină mai rapid decât cele produse de metabolismul organismului și au un transport limitat: PAH, fenolsul- fonftaleină, penicilinele. H+ se secretă activ, cuplat cu reabsorbția pasivă a Na+ la nivelul membranei luminale a celulei tubulare, printr-o proteină specifică. Energia furnizată de deplasarea Na+ în sensul gradientului este folosită pentru deplasarea H+ în direcție opusă. Principalele fenomene la nivel tubular sunt:  În tubul contort proximal: - se reabsorb 65% din electroliții filtrați - apa se reabsoarbe prin osmoză (apa obligatorie) - osmolaritatea rămâne 300 mos/L  În ansa Henle descendentă: - se reabsoarbe apă - este impermeabilă pentru Na+Cl- şi uree - osmolaritatea crește la 1200 mOs/L la vârful ansei  În ansa Henle ascendentă subțire: - este impermeabilă pentru apă - este permeabilă pentru Na+Cl-, Nat se reabsoarbe în interstițiu  În ansa Henle ascendentă groasă: - este impermeabilă pentru apă - -se reabsorb activ: Na+, CI-, K+ etc. - osmolaritatea devine 100 mOs/L  În tubul contort distal - prima porțiune: - ca și la ansa Henle ascendentă groasă  În tubul contort distal - ultima porțiune şi tubul colector cortical: - este impermeabil la uree - osmolaritatea depinde de ADH  În tubul colector medular: - este permeabil la uree - osmolaritatea depinde de ADH și osmolaritatea interstițiului. Diluarea și concentrarea urinei În scopul menținerii homeostaziei mediului intern, rinichiul poate economisi apa concentrând urina și poate dilua urina crescând eliminările de apă sau scāzând eliminările de electroliți. Astfel, cantitatea de urină eliminată în 24 ore, numită diureză, variază între 500 şi 3000 mL. Densitatea urinei variază și ea, între 1003 si 1035 (exprimată față de apă ce are densitatea 1000). Variatiile diurezei: -diureza normală este 1000 -2000 mL/24ore -diureza sub 1000 mL/24ore se numeşte oligurie și apare fiziologic în somn și în efort fizic intens; patologic, în condițiile unor pierderi mari lichidiene (cum sunt vărsăturile și diareile severe, arsurile pe suprafețe întinse ale corpului), când se secretă cantități mari de ADH sau în hipersecreție de adre- nalinā. -diureza sub 500 mL/24ore se numeşte oligoanurie - diureza sub 100 mL/24ore se numeşte anurie -diureza peste 2000-3000 mL/24ore se numeşte poliurie și apare la frig, in emoții, aport exagerat de lichide, condiții de imersie și imponderabilitate, la concentrații mari de glucocorticoizi, concentrații mari de tiroxină, stimularea simpatică, diabet zaharat, diabet insipid. Variații ale densității și osmolaritații urinare: - în condiții normale, la nou născut: densitatea urinara este 1002-1008 și osmolaritatea 200 mOs/L, iar la adult, densitatea este 1024-1030 și osmolaritatea 800-1200 mOs/L; - în diabet insipid și după aport hidric mare: densitatea scade la 1001-1003 și osmolaritatea la 80-100 mOs/L; - în restricții hidrice densitatea urinară crește la 1035-1040 şi osmolaritatea la 1200 mOs/L Densitatea urinară este invers proporțională cu volumul urinar. Densitatea urinară redusă poartă denumirea de hipostenurie, iar densitatea urinară constantă indiferent de aportul hidric poartă denumirea izostenurie. În condiții de deshidratare (hemoragie, febră, diaree, voma) rinichiul normal conservă apa, concentrând urina. Concentrarea urinei se realizează la nivelul anselor Henle lungi care coboară adânc în medulara parenchimului renal și la nivelul tubilor colectori, cu participarea vaselor capilare care le însoțesc traiectul numite vasa recta. Numai nefronii cu anse Henle lungi realizează concentrarea urinei. Ansele Henle şi vasa recta funcționează împreună ca un sistem de contracurent multiplicator, format din tuburi paralele (ansa HemLe ascendentă și cea descendentă sunt paralele și sunt paralele și cu vasa recta). Pe măsură de ansa Henie descendentă coboară, urina pe care o conține devine din ce în ce mai hipertonă, atingånd 1200 mOs/L la vârful ansei. Sunt mai multe mecanisme care contribuie la acest fenomen: - reabsorbția Nat+Cl- din ansa Henle ascendentă în interstițiu creează hipertonia interstițiului; - ansa Henle ascendentă este impermeabilă pentru apă și apa nu urmează osmotic Na+Cl- reabsorbit; - din tubul colector în medulară are loc transportul activ de ioni; - ureca difuzează pasiv din tubii colectori medulari în interstițiul medular; - apa difuzează în cantități foarte mici din tubii din medulară în interstițiu, mult mai puțin față de reabsorbția substanțelor. Reabsorbția continuă de ioni din ansa Henle ascendentă face ca la intrarea în tubul contort distal urina să aibă osmolaritatea de 100 mOs/L. În tubul contort distal Na+ se reasoarbe activ, în condițiile în care epiteliul tubular are permeabilitate variabila pentru apă, în funcție de ADH. In lipsa ADH, osmolaritatea scade. În tubul colector cortical și în cel medular rebsorbția de apă depinde major de ADH, În funcție de concentrația ADH-ului, din tubul contort medular pleacă o urină mai concentrată sau mai diluată. Capacitatea rinichiului de a dilua și concentra urina se demonstrează prin proba de diluție și concentrare Volhard, care presupune eliminarea printr-o urină diluată, în timp de 4 ore, a excesului de apă adus prin aport, respectiv reducerea diurezei și creşterea densități urinare în condiții de restricție hidrică. În insuficiență renală eliminarea excesului de apă întârzie, densitatea urinei este în jur de 1010 (izostenurie) atât în condiții de hiperhidrare cât și în cazul restricției hidrice, pentru că rinichiul nu diluează și nici nu concentrează urina. Car- cateristic acestei condiții clinice este faptul că pacienții elimină noaptea o cantitate de urină mai mare decât în timpul zilei (nicturie). Hormonul antidiuretic, ADH, are un rol foarte important în reglarea diurezei. Lipsa de secreție de ADH duce la instalarea diabetului insipid, care se manifestă prin poliurie, deshidratare, polidipsie. ADH-ul este produs de nucleii supraoptic și paraventricular din hipotalamus și apoi este transportat prin tija hipofizară în hipofiza posterioară de unde se eliberează la nevoie. Cauza diabetului insipid poate fi hipotalamică, afecțiunea se numește diabet insipid central și răspunde la administrarea injectabilă de ADH. Forma de diabet insipid periferic înseamnă o rezistență a porțiunii terminale a tubilor nefronilor la ADH și nu răspunde la administrarea injectabilă de ADH. Compoziția urinei finale În urina finală, 95% este apă și 5% reziduu uscat, format din substanțe organice și anorganice. Substanțe organice sunt: - uree 25-40 g/1000 mL urină, acid uric, creatină, creatinină, aminoacizi, acid lactic, oxalic, citric, enzime (amilază), vitamine, urocrom (bilirubina urinara), estrogeni, pregnandiol, uropepsinogen, aldosteron, catecolamine, amilaza; - În urina normală nu există glucoză, proteine și nici corpi cetonici decelabili în urină. Substanțe anorganice sunt: - radicali acizi: cloruri; sulfați; fosfați; - radicali bazici: Na+, K+, Ca++, Mg++, NH3. II.2. Rolul rinichiului în reglarea echilibrului acido-bazic și hidroelectrolitic Rinichiul contribuie esențial la menținerea echilibrului acidobazic prin recuperarea bicarbonatului și eliminarea valențelor acide. Astfel, sunt mai multe mecanisme prin care se realizează rolul rinichiului în menținerea pH-ului: reabsorbția bicarbonatului filtrat plus reabsorbția de sodiu, excreția acidității titrabile aldosteron dependentă (aldosteronul reabsoarbe sodiul și excretă H+) și eliminarea H+ împreună cu NH3 (sub formă de NH4CI). A fost demonstrat că bicarbonatul filtrat este reabsorbit în totalitate în condițiile în care concentrația plasmatică este sub valoarea de 26-28 mmol/L, însă peste această valoare reabsorbția este limitată, surplusul fiind excretat prin urină. Date fiind aceste valori, se consideră că, în condiții normale, reabsorbția bicarbonatului are loc într-o proporție de peste 99,9%. În ciuda acestui fapt, dacă bicarbonatul nu este sintetizat constant, apare acidoza metabolică. Prin aciditate titrabilă se înțelege cantitatea de baze necesară pentru a aduce pH-ul urinar māsurat în urina de 24h la valoarea pH-ului sanguin și are valoarea normală cuprinsă între 10-40 mEq/zi. În procesele normale metabolice se formează acizi în urma metabolizării glucidelor (acid lactic, acid piruvic), acizilor grași (cetoacizi), aminoacizilor sulfurați (acid sulfuric), acizilor nucleici (acid fosforic). Secundar eliberării acestor acizi, se formează H+ și anioni. Cantitatea de bicarbonat care se formează este în funcție de cantitatea de acizi organici și anorganici. Pentru ca rinichiul să asigure echilibrul acidobazic, HCO3- trebuie să fie filtrat, însă reabsorbția în totalitate a sa nu ar putea asigura eliminarea completă a sarcinii acide Mai mult de atât, rinichiul este răspunzător în a asigura refacerea bicarbonatului prin schimbarea Na+ cu H+, pentru un H+ secretat se reabsoarbe un ion Na+. Prin formarea și eliminarea amoniului, este realizată atât eliminarea sarcinii acide cât și păstrarea unui echilibru al Na+ și K+. În mod normal cantitatea de acizi produsă este egală cu cantitatea de acizi eliminată și, prin urmare, aflând aciditatea totală din urina zilnică se află cantitatea de acizi liberi produsă zilnic. Aciditatea urinară este rezultatul sumei dintre aciditatea titrabilă și amoniu urinar din care se scade pierderea de bicarbonat, așa cum este reprezentat și mai jos. Aciditatea urinară = Aciditatea titrabilă + Amoniu urinar - Pierderea de bicarbonat Alt mecanism care contribuie la recuperarea și refacerea bicarbonatului se realizează prin excreția de amoniac. NH3 este o bază, nu are încarcătură electrică și este liposolubil. Prin combinarea cu un H+ se formează ionul amoniu (NH4+) care este electropozitiv, hidrosolubil și difuzează slab în celule. Odată format, amoniacul este transportat pasiv spre lumenul tubular sau spre capilarele peritubulare. Difuziunea pasivă se realizează de la faza cea mai acidă spre cea mai alcalină. Cand urina este acidă amoniacul se transformă în ionul amoniu și astfel este incapabil de a på- råsi lichidul tubular. In urma excreției amoniacului se excretă H+, se reabsoarbe sodiu și se reface HCO3-. Excreția renală de amoniac este direct dependentă de pH-ul urinar și sanguin. Atunci când urina este mai acidă, are loc difuziunea facilă a NH3, spre lumenul tubular, aceasta traducându-se printr-o amoniurie ridicată. În cazul în care pH-ul un- nar și cel sanguin au aceeași valoare, scade producția de amoniac, acesta fiind transportat predominant în circulația peritubulară deoarece debitul sanguin este superior celui urinar. Datorită regenerării de 2-3 ori mai mare a bicarbonatului decât excreția aciditații titrabile, sistemul NH3-NH4+, este recunoscut drept tamponul major al urinei. II.3. Rolul rinichiului în controlul presiunii arteriale Fluxul sanguin renal este de aproximativ 4 ml./min/g, iar debitul sanguin renal este 1200 mL min, ceca ce corespunde la 20% din debitul cardiac de repaus de 5L/min. Filtratul glomerular reprezintă 20% din fluxul plasmatic renal, având valoarea de 120-125 mL/min, ceea ce înseamnă 180 litri pe zi din care 99% este reabsorbit și drenat prin circulația renală sanguină și limfatică. Pentru formarea corespunzătoare a urinei există mecanisme eficiente care mențin presiunea capilară glomerulară constantă. În medulara renală, fluxul sanguin renal este mai mic decât în corticală. La nivel renal are loc un consum ridicat de oxigen necesar sistemelor enzimatice de transport tubular, dar şi celulelor endoteliale și fibrelor musculare netede. Valoric, consumul de O2 este de 400 umolO2/min/100 g țesut renal ceea ce reprezintă aproape 8% din consumul total de O2 al organismului. Valoarea fluxului sanguin renal este dată de raportul dintre presiunea de perfuzie și rezistența vasculară. Rezistența la curgere este direct proporțională cu puterea a 4-a a razei vasului (r) și gradientul de presiune (∆P) și invers proporțională cu vâscozitatea sângelui (ŋ) și lungimea vasului (1), iar debitul sanguin (Q) este direct proporțional cu puterea a 4-a a razei vasului. Q=∆Pr4/8ŋl Din acest raport reiese că până și cele mai mici schimbări ale diametrelor vaselor produc modificări majore ale rezistenței vasculare și fluxului sanguin tisular. Din punct de vedere al presiunii hidrostatice, există trei zone la nivelul rinichiului: · zona preglomerulară, unde presiunea este 45-60 mmHg, · zona arteriolei eferente, unde presiunea scade pană la 15 mmHg, · zona capilarelor peritubulare și a segmentului venos, unde presiunea este 10 mmHg. Distribuția debitului sanguin este diferită la nivelul medularei şi cortica- lei. Ca valoare, fluxul cortical este cuprins între 4-6 mL/min/g, iar cel medular 2-3,5 mL/min/g în medulara extremă și 0.2- 1 mL/min/g în medulara interna și papilă. Acest lucru înseamnă că sângelui îi trebuie aproximativ 1- 3 secunde pentru a traversa corticala renală, 4-6 secunde pentru medulara extemá și 10-30 secunda pentru a străbate medulara internă. Reglarea fluxului sanguin renal depinde de factori externi, factori umorali un mecanism intrinsec de autoreglare. În cazul creșterii presiunii arteriale sisteni. ce, adrenalina și noradrenalina au efect vasoconstrictor intens în zona periferică ceea ce duce la vasoconstricție renală. Fluxul sanguin renal scade în hipoxie, anxietate sau schimbări posturale. De asemenea, acelaşi efect de scădere a FSR se obține și prin administrarea de anestezice sau barbiturice. Rezistența vasculară este reglată printr-o serie de mecanisme ce au loc în celulele musculare netede din peretele vasului, printre care se numără creșterea concentrației de calciu intracitoplasmatic (prin legarea de calmodulină, proteină intra- celularã fixatoare de calciu) și activarea miokinazei lanțului ușor. Pentru reducerea concentrației intracitoplasmatice de calciu, intervin AMPc și GMPc. Celula mezangială deține un rol important în reglarea rezistenței vasculare. Prin contracția acesteia, se reduce suprafața de filtrare glomerulară, cu creșterea concentrației de calciu, Celulele endoteliale contribuie la acest mecanism prin eliberarea de EDRF (factor de relaxare derivat din endotelii), care are rol de relaxare a musculaturii netede IS vasculare și vasodilatație. Pentru realizarea unei bune homeostazii a mediului intern precum și pentru eliminarea produşilor toxici, fluxul sanguin renal trebuie să fie cât mai constant, chiar și când au loc modificări importante ale presiunii arteriale sistemice. Mecanismul de autoreglare permite menținerea constantă a fluxului sanguin renal când valorile presiunii arteriale variază între 80-200 mmHg. Acest fenomen de autoreglare poate fi explicat prin mai multe ipoteze: · Prima ar fi ipoteza presiunii intrarenale, conform căreia orice creştere a presiunii arteriale duce la creșterea presiunii interstițiale ce comprima rețeaua capilară, producând creșterea rezistenței vasculare renale, ce se opune creșterii fluxului sanguin renal. · Ipoteza separării celulare presupune că funcția renală de autoreglare se realizează prin modificări ale váscozității sângelui. Astfel, în arteriolele aferente rezistența la curgere este mai mică deoarece vâscozitatea este scăzutā (mai multā plasmă decât elemente figurate), iar în arteriolele distale eferente, rezistența la curgere este mai mare, ducând la scăderea presiunii de perfuzie renală. · Cea de-a treia ipoteză, miogenā, susține că autoreglarea se datorează proprietaților intrinseci ale celulelor musculaturii netede de la nivelul pereților vasculari, care își pot crește tonusul. Ipoteza juxtaglomerulară susține că prin scăderea presiunii vasculare, consecința directă a presiunii arteriale scăzute, are loc stimularea aparatului juxtaglomerular şi eliberarea consecutivă a reninei din celulele juxtaglomerulare aparținând arteriolelor aferente, pentru că scade și concentrația de NaCl în urina tubului distal care stimulează macula densa. Renina eliberată va conduce la creșterea producției de angiotensină II cu efect vasoconstrictor pe arteriola eferentă, crescând filtrarea glomerulară. Acest mecanism este considerat echivalentul unui feedback tubulo-glomerular care funcționează când crește concentrația angiotensinei II, urmare a scăderii filtrării glomerulare din hipovolemie. Prostaglandinele PGI2, PGE2, PGF20 determină vasodilatație arteriolară renala, iar tromboxanul TXA2 și leucotrinele LTC4 și LTD4 induc vasoconstricție. În condiții normale, rolul prostaglandinelor în hemodinamică este redus, ele crește fluxul sanguin în cortexul renal și îl scad în medularã. Bradikinina este un polipeptid vasodilatator asupra căreia acționează kalikreina (provenitá din kalikreinogen). Enzima de conversie are acțiune asupra bradikininci, inactivând-o și totodată transformå angiotensina I în angiotensină II, ambele acțiuni având efect vasoconstrictor. II.4. Rolul endocrin al rinichiului Rinichiul are și funcție endocrină prin care intervine în homeostazia compar. timentelor hidric și în eritropoieză. Prin acțiune asupra vitaminei D, parathormon-dependentă, rinichiul intervine și în metabolismul fosfo-calcic. Rinichiul este, la rândul lui, un organ țintă al hormonilor, astfel că celulele renale prezintă receptori stimulați de hormonii care își exercită efectele la nivel re. nal. Hormonul antidiuretic sau ADH (numit şi vasopresină), mediatorii sistemul simpatic și factorii sistemului renină-angiotensină-aldosteron intervin în reglarea echilibrului hidric și a presiunii arteriale. Un alt hormon cu efecte la nivel renal este parathormonul sau PTH. PTH-ul scade calciuria prin creșterea reabsorbției tubulare de calciu, crește fosfaturia prin inhibarea reabsorbției de fosfat și stimulează activitatea a-hidroxilazei, enzimā care transforma 25-hidroxicolecalciferolul, forma principală sub care circulă vitamina D inactiva, in 1,25-dihidroxicolecalciferol, forma activă a vitaminei D. Antagonistul PTH-ului, calcitonina, are acțiune hipocalcemiantă, inhibā reabsorbția tubulară de calciu şi fosfat, favorizând eliminarea lor urinară. Insulina are efect renal de scădere a excreției de sodiu. Hormonii tiroidieni pot influența transportul sodiului și apei și pot produce efect diuretic, iar catecolaminele intervin în reglarea ratei filtrārii glomerulare, fluxului sanguin renal, precum și a secreției de renină și eritropoietină. Renina secretată de rinichi, numită și angiotensinogenază, este o proteină care acționează enzimatic asupra angiotensinogenului formând angiotensina I care se transformă ulterior în angiotensina II sub influența enzimei de conversie. Eliberarea de renină este controlată de presoreceptori din arteriolele aferente și de scăderea concentrației de sodiu la nivelul maculei densa. Scāderea fluxului sanguin renal și a presiunii în arteriolele aferente duce la creşterea secreției de renină, care crește la loc presiunea de perfuzie, La acestea, contribuie și efectul angiotensinei și aldosteronului și prostaglandinele locale. Sistemul renină-angiotensină-aldosteron are, prin componentele sale, numeroase efecte: acțiune vasoconstrictoare cu creștere a rezistenței periferice și creștere a lucrului mecanic cardiac -produsă de angiotensina II, reabsorbție de sodiu și excreție renală de potasiu cu creșterea consecutivă a volemiei și presiunii arteriale date de aldosteron. La nivelul sistemului nervos central, angiotensina produce stimularea centrilor hipotalamici ai setei, iar la nivelul hipofizei eliberarea de hormon antidiuretic, care scade diureza. Rinichiul este esențial în reglarea eritropoiezei datorită sintezei de eritropoietină, hormon produs la nivelul celulelor fibroblaste interstițiale asociate capilarelor peritubulare și tubilor contorți proximali, mai ales în corticala renală. În cazul anemiei sau ischemiei renale, hipoxia rezultată determină creșterea sintezei de eritropoietină care este o proteină-semnal pentru māduva eritroformatoare, stimulánd precursorii liniei roșii medulare, unitāțile de colonii hematopoietice eritroformatoare și formarea de noi hematii. În lipsa eritropoietinei, eritropoieza nu are loc. Secundar, eritropoietina are rol de eliberare a reticulocitelor în sânge și rol angiogenetic. Sinteza acestui hormon este stimulată de HIF-1a (hypoxia- inducible factor 1-alpha) factor cu rol esențial în răspunsul celulelor la hipoxie, prostaglandine, vasopresină, radicalii liberi de oxigen și este inhibată de antiinflamatoarele nesteroidiene, interleukina I şi TNF-α. Rinichiul joacă un rol esențial în metabolismul vitaminei D. Fie că se sintetizează în piele din colesterol sub acțiunea razelor UV (vitamina D3 sau colecalciferol) sau că provine din dietă (vitamina D3, dar și D2 sau ergocalciferol), aceasta nu este activă din punct de vedere biologic. Colecalciferolul este metabolizat într-o primă etapă la nivelul ficatului în 25-hidroxicalciferol. Ergocalciferolul este metabolizat la 25- hidroxiergocalciferol. Ulterior are loc a doua hidroxilare la nivel renal, În urma căruia se formează 1,25- dihidroxicolecalciferolul numit și calcitriol, care este activ biologic. Vitamina D activă, calcitriolul, circulă în plasmå și acționează ca un hormon, avand rol esențial în reglarea calcemiei și fosfatemiei, contribuind la creșterea și remodelarea osoasă. Acționează asupra intestinului, osului, rinichiului, și are rol și în menținerea funcției neuromusculare și imune, reducând inflamația. III. LUCRARE PRACTICĂ EXPLORAREA FUNCȚIEI RENALE Explorarea paraclinică a funcției renale este esențială pentru diagnosticul afecțiunilor renale, examenul clinic al bolnavilor renali fiind insuficient. Se efectuează mai multe teste care explorează etapele renale de formare urinei sau eliminarea acesteia: teste care explorează filtrarea glomerulară: probe de clearance, modificări urinare și sanguine teste care explorează procesele tubulare, reabsorbția și secreția: - investigarea proceselor care au loc în tubii proximali (transportul maxim al acidului paraaminohipuric PAH, al glucozei, unor aminoacizi) și în tubii distali (proba de concentrare și diluție a urinei) - urmărirea unor modificări urinare și sanguine, dozarea unor substanțe secretate de rinichi (renină, eritropoietină, prostaglandine, 1-25 dihidroxicolecalciferolul) · teste care explorează circulația renală: clearance-ul PAH, explorări radiologice (arteriografie); · teste ce explorează căile urinare - endoscopia și metode radiologice O explorare paraclinică reno-urinară completă a pacienților cuprinde: examenul de urină dozări ale unor constituenți sanguini explorarea mecanismelor funcționale renale (în special funcția glomerulară) teste imunologice explorări radiologice și ecografice metode radio-izotopice puncția biopsie renală O parte din aceste teste sunt de specialitate și se realizează numai în cadrul unui serviciu spitalicesc adecvat (de nefrologie). Altele sunt testele de orientare, "de primă intenție", efectuate în mod uzual: examenul de urină proba de diluție și concentrare a urinei determinarea clearance-ului unor substanțe III.1. Examenul de urină Cuprinde trei categorii de teste urinare: examenul sumar de urină examenul total de urină examenul bacteriologic III.1.1. Examenul sumar de urină Se realizează din prima urină de dimineață (jetul din mijloc), urina este recoltată în vas steril, după ce s- a curățat în prealabil zona organelor genitale. La pacienții de sex feminin, pentru evitarea rezultatelor eronate, se recomandă recoltarea eşantionului urinar în afara perioadei de menstruație. În cadrul examenului sumar de urină se urmăresc mai mulți parametri: a.Transparenta urinei Urina în mod normal este un lichid transparent. Transparența este diminuată (urina este tulbure) în următoarele situații: · exces de celule descuamate -apare un "nor fin" care sedimentează în timp și nu are semnificație patologică · exces de săruri: -fosfați – urina se clarifică dupå adăugarea de acid acetic; -oxalați – urina se clarifică după adăugare de acid clorhidric; -urați – urina se clarifică la încălzire, · prezența de puroi în urina, numită piurie (este patologică, sugerează infecție) b. Culoarca Prezenja urocromului determină culoarea normala, galben pal, a urinei. Modificările culori urinei apar în următoarele situații: · după aporturi hidrice crescute, datorită eliminării prin urină a unor cantități proporțional mai mari de apă, culoarea acesteia este mai deschisă; · în condiții de aport hidric redus, urina se concentrează și culoarea ei este galben închis; · in ictere, datorită eliminări crescute prin urina a pigmenților biliari (bilirubină conjugata), culoarea acesteia devine brun maronie; · urina roşie și tulbure apare în hematurie - condiție clinică patologică; · urina roșie și limpede este caracteristică hemoglobinuriei (prezența de hemoglobină liberă în urină) dar poate să apară și ca urmare a eliminării renale a unor substanțe medicamentoase (piramidon, ciocolax etc.). Prezența hemoglobinei și a hematiilor în urină nu sunt fiziologice. Masa moleculară a hemoglobinei se află la limita superioară a filtrabilității membranei glomerulare, astfel că dacă în sânge există hemoglobinā liberă (produsă prin hemoliză intravasculară), că va filtra și se va regăsi în urina finală. c. Densitatea (greutatea specifică) Densitatea urinară se apreciază prin comparație cu apa distilată, a cărei densitate este considerată 1000. Valorile normale ale densității urinare sunt cuprinse între 1015 - 1025 (normostenurie). Limitele extreme normale variază de la 1001 -urina foarte diluată (hipostenurie), la 1035 -urina foarte concentrată (hiperstenurie). Determinarea densității urinare se realizează cu urodensimetrul. Urina se pune într-un cilindru suficient de adânc și se introduce aparatul care plutește în lichid. Citirea densității se face direct pe urodensimetru, la nivelul meniscului inferior al lichidului. Fiecare urodensimetru este calibrat pentru o anumită temperatură, notatā pe el. Pentru fiecare 3°C de temperatură a mediului în care se face determinarea în plus sau minus față de temperatura notată pe aparat se adaugă, respectiv se scade 1 din valoarea citită a densității. Densitatea urinară depinde de cantitatea de substanțe dizolvate. Înmulțind ultimile două cifre ale valorii densității urinare cu 2,3 (coeficientul Hauser) se obține cantitatea (în grame) de substanțe dizolvate în 1 litru de urină. De exemplu, dacă densitatea urinei este 1010, putem calcula 10 x 2,3 = 23 g/l substanțe dizolvate. d. pH-ul pH-ul urinar variază în limite largi, între 4 și 8. Rinichiul este foarte important în menținerea valorii normale a pH-ului sanguin și acest lucru se datorează eliminării unor cantități variabile de acizi și baze prin urină. Variațiile pH-ului urinar sunt: valori mai acide de pH-ului urinar (4-4,5) apar după prânzuri proteice, în hiperaldosteronism, acidoze sanguine, diabet zaharat; valori mai alcaline de pH-ului urinar (8) apar la vegetarieni, în alcaloze sanguine, infecții urinare. Determinarea pH-ului urinar se realizează cu ajutorul benzilor indicatoare sau, mai precis, folosind pH- metre. e. Proteinuria În mod normal nu există proteine decelabile în urină deoarece filtrul glomerular impiedică trecerea lor în urina primară. Dacă mecanismele de respingere a proteinelor sunt depășite și acestea trec filtrul renal și primele tipuri de proteine care se identifică în urină vor fi albuminele (proteinele cu masa moleculară cea mai mică). Ele formează un precipitat alb la adăugarea de acid tricloracetic, acid sulfosalicilic sau reactiv nitro-nitros. Identificarea proteinelor în urină se realizează la examenul sumar de urină: cu acid sulfosalicilic - într-o eprubetă se pun: 5 mL urină + 10-15 picāturi acid sulfosalicilic 20% - se observă transparența conținutului eprubetei pe un fond întunecat: - limpede => proteine (albumine) absente -uşor opalescent=> albumină prezentă (+) -tulbure albumină prezentă (++) - tulbure și cu flocoane > albumină dozabilă (+++) *proba Heller (cu reactiv nitro-nitros: acid azotic 100ml, nitrat de sodiu 0,06 g, apă distilată ad 200 ml) Într-o eprubetă se pun 5 ml urină și apoi reactivul nitro-nitros ce se introduce la fundul eprubetei, cu o pipetă efilată, fără să se amestece; reacția se citeşte după 5 min: dacă sunt proteine în urină, se formează un inel de precipitat opalescent la limita dintre cele două lichide. f. Glucoza Glucoza în mod normal nu este prezentă în urină. Ea se filtrează glomerular și apoi se reabsoarbe complet la nivelul tubilor proximali. Valoarea normală a glicemiei este 60-120 mg/dL (depinde și de metoda de dozare a laboratorului), în medie 100 mg/dL. Dacă filtrarea glomerulară este de 125 mL/min atunci se filtrează 125 mg/min glucozā, cantitate care se reabsoarbe în totalitatea. La o valoare a glicemiei de 176-180 mg/dL, se filtrează 220 mg/min și este depăşit pragul de absorbție a glucozei, apārând glucozuria. La o valoare a glicemiei de 256 mg/dL, se filtrează 320 mg/min și este depășit transportul maxim al glucozei, de la această concentrație în sus, toată glucoza care se filtrează apare în urină. Nu toți nefronii ating maximul capacității de transport în acelaşi timp. La valoarea prag a glicemiei unii nefroni ating capacitatea lor maximă de transport. Transportul maxim este depășit când toți nefronii au atins maximul capacității de transport. Identificarea glucozei în urină (reacția Fehling): Principiul reacției este acela că în prezența glucozei, la cald și în mediu alcalin, hidroxidul de cupru (din reactivul Fehling) trece în oxid cupros de culoare cărămizie. Metoda are următoarele etape: - se pun într-o eprubetă I ml urină + 0,5 mL reactiv Fehling I + 0,5 ml. reactiv Fehling II - eprubeta se agită și se încălzește în acelaşi timp pe baia cu apă - în prezența glucozei apare un precipitat roșu de oxid cupros Reacția este pozitivā și pentru alte monozaharide: fructoză, galactoză. g. Corpi cetonici Corpii cetonici sunt acetona, acidul acetoacetic și acidul b-hidroxibutiric. Ei se formează în ficat prin b- oxidarea acizilor graşi liberi neesterificați eliberați în circulație din chilomicroni sub acțiunea lipoproteinlipazei sau din țesutul adipos prin lipoliză. Din ficat trec în sânge și pot fi folosiți ca material energetic în ciclul Krebs. Concentrația sanguină normală este de 1 mg/dL, iar eliminarea urinară este sub 1 mg/24 ore. Procesul de formare a corpilor cetonici se numește cetogeneză. Creşterea patologică a concentrației corpilor cetonici în sânge se numește cetoză și apare atunci în următoarele situații: în diabet zaharat sau post alimentar prelungit (peste 24 ore), când glucidele nu sunt disponibile pentru a fi metabolizate; dacă dieta este predominant lipidică; în stări fiziologice sau patologice cu necesar energetic crescut -sarcină, lactație, hipertiroidism, sindrom febril. Identificarea acetonei cu reactiv Legal-Imbert Reactivul Legal-Imbert este format din: nitroprusiat de sodiu 10 g, acid acetic glacial 50 mL, apă distilată ad 100 mL). În prezența acetonei, nitroprusiatul din 2. reactiv formează un complex de culoare violet. Identificarea acetonei în urină se realizează astfel: - într-o eprubetă se pun 10 mL urină - 10 picături reactiv Legal-Imbert şi se amestecă - se prelinge 1 ml. amoniac pe pereții eprubetei, fără a se agita - reacția se citeşte după 10 min: dacă în urina există corpi cetonici, se formează un inel violet la limita de separare a lichidelor Pentru aprecierea densității, a pH-ului și identificarea unor produși patologici din urina (proteine, glucoza, corpi cetonici, hematii etc.) există teste speciale, realizate pe benzi de hârtie impregnată cu soluții indicatoare, care se introduc în eşantionul urina și se citește imediat. În laborator veți folosi Multistix-Bayer h. Sedimentul urinar Sedimentul urinar se obține prin sedimentare în pahar conic sau ultracentrifugarea urinei. Sedimentul se examinează la microscopul optic, urmărindu-se prezenta de celule epiteliale, hematii, leucocite, cilindrii urinari. · Celulele epiteliale din urină sunt diferite în funcție de proveniența lor: -plate -provin din uretră sau vezică urinară -cilindrice -provin din uretere SYO -rotunde sau poligonale -au origine renală Prezența celulelor epiteliale este normală. Dacă însă, se asociază un număr crescut de epitelii descuamate cu hematurie, poate fi indiciu de calcul care migrează pe căile urinare. Dacă în urină apar epitelii în exces și numeroase leucocite este sugerată prezența unei infecții urinare. · Hematiile din urină arată prezența unui proces patologic. Prezența hematiilor în urină se numeşte hematurie. Când sunt < 500.000/mL urină, hematuria este microscopică. Un număr de peste 500.000/ml. modifică culoarea urinei și hematuria este macroscopică. · Leucocitele din urină În mod normal, în urină nu există leucocite sau sunt maximum 5/câmpul microscopic (echivalent cu 10/mm urină). Numărul lor crește în infecțiile reno-urinare · Cilindrii urinari Cilindrii urinari sunt mulaje proteice ale tubilor renali care apar patologic in urina. Prezența cilindrilor urinari indică o suferință la nivelul parenchimului renal și anume la nivelul membranei filtrante glomerulare. Pot fi observați ca atare sau cu alte elemente fixate la nivelul lor, astfel că pot fi de mai multe tipuri: -cilindrii hematici - cu aglomerări de hematii fragmentate, -cilindrii leucocitari - cu aglomeråri de neutrofile segmentate, -cilindrii hialini -cu mucoproteine, -cilindrii granuloși - cu celule epiteliale renale degenerate granular, -cilindrii grăsoși -cu granule lipidice. III.1.2. Examenul total de urină Examenul total de urină se face pe urina colectată pe 24 de ore, pe antiseptic pentru a împiedica fermentația. Ca antiseptice se folosesc: cloroform, formol, toluol- cel mai indicat pentru că nu modifică rezultatele determinărilor. Se efectuează urmātoarele determinări: a. Volumul de urină /24 ore - diureza, la adult este de 1200-1800 mL. diureză < 1000 mL oligurie diureză < 500 mL = oligo-anurie !! diureză < 100 mL = anurie diurezi > 2000 mL- poliurie Diureza variază în funcție de mai mulți factori: - aport hidric:- variază direct proporțional; - vårstă: la nou-născut = 20 mL, la 1 an - 500 mL; - sex: este mai mare la bărbați decât la femei: - alimentație: prânzul proteic crește diureza; - efort fizic, transpirații abundente, vărsături, diareei -diureza scade; - temperaturi joase diureza crește. b. Densitatea urinei colectată pe 24 de ore este normală dacă are valori de 1015-1035 (normostenurie). Urina cu densitate sub 1015 caracterizează hipostenuria ce apare după aport lichidian exagerat, după administrarea de diuretice, în faza compensată a insuficientei renale cronice. Urina cu densitate peste 1035 cunoscută sub denumirea de hiperstenurie, la bolnavi deshidratați, în unele boli renale (glomerulonefrita acută difuză). Izostenuria este patologică, apare în insuficiență renală și constă în menținerea unei densități urinare fixe (în jur de 1010), indiferent de aportul hidric (vezi proba de diluție și concentrație). c.Dozarea proteinelor se face la examenul total de urină, dacă prezența lor a fost demonstrată la examenul sumar: · Proteine 3 g/4 ore = proteinurie severă (ex. sindroame nefrotice) !! d. Sedimentul urinar realizat din urina de 24 ore se numește proba Addis Se realizează astfel: se amestecă 10 mL din urina diurnă cu 10 mL din urina nocturnă și se centrifughează timp de 10 min, la 1500 turații/min, apoi se numără elementele din sediment, pe camera de numărat. Valorile normale sunt: hematii 0-400.000/24 ore (în medie 60.000 /24 ore) leucocite 30.000 - 1. 800.000/24 ore (în medie 320.000 /24 ore) cilindrii 0- 4.000/24 ore (în medie 1.000 /24 ore) e. Cristalele din sedimentul urinar au importanță pentru diagnosticul litiazei renale. Examenul total al urinei poate fi completat cu dozări sanguine: -dozarea ureei, creatininei, ionograma; - dozarea unor hormoni sau metaboliți hormonali (catecolamine, estrogeni, aldosteron etc.); -dozarea unor enzime (LDH) etc. III.1.3. Examenul bacteriologic Se efectuează pentru punerea diagnosticului de infecție urinară. Acest examen constă în evidențierea și aprecierea cantitativă a germenilor din urină Sunt cateva condițiile care trebuie respectate pentru recoltarea corectă a urinei: - vezica trebuie să fie plină, se recomandă recoltarea urinei formată noaptes pentru că este favorizată multiplicarea germenilor, -se evită contaminarea externă, - cel puțin I ml de urină trebuie să spele uretra înainte de recoltarea ei în eprubeta sterilă, - la pacienții tratați cu antibiotice se recoltează după 1-3 zile de la întreruperea tratamentului Interpretarea rezultatului obținut la numărarea germenilor: · 10.000 germeni /ml urină = rezultat nesemnificativ · 10.000 - 100.000 germeni /ml urină = infecție urinară probabilă · peste 100.000 germeni /ml urină = infecție urinară sigură Dacă este infecție urinară sigură, în continuare se efectuează urocultura pentru identificarea germenului și antibiograma, care stabilește antibioticul cel mai eficient pentru germenele respectiv. În vederea efectuării uroculturii, proba de urină se însămânțează pe mediile de cultură imediat după recoltare sau se păstrează la 4°C până la însămânțare. Majoritatea germenilor care produc infecții urinare folosesc glucoză pentru metabolism și reduc nitrații la nitriți. Prezența nitriților în urină este sugestivă pentru infecția urinară și poate fi urmárită cu uşurință cu ajutorul unor teste biochimice. Prezența bacteriilor în urina (bacteriuria) se însoțește de multe ori de piurie Bacteriuria nu indică și localizarea infecției urinare, care poate fi înaltă (la nivelul parenchimului renal) sau joasă (la nivelul căilor urinare). III.2. Proba Volhard de diluție și concentrare a urinei Apreciază capacitatea rinichiului de a economisi apa (de a concentra urina) sau de a dilua soluții (de a dilua urina). Pacienții sunt supuşi unor probe de încărcare hidrică și respectiv restricție hidrică și se urmăresc volumele și densitatile urinare. 1. Proba de diluție Se desfășoară astfel: · orele 7.30-8.00 - pacientul ingeră 1500 ml apå sau ceai uşor indulcit, în decurs de 30 min; · între orele 8.00 și 12.00 se recoltează căte o probă de urină din 30 min în 30 min, sau la intervale de 1h. Daçă rinichiul diluează normal, în primele 2 ore se elimină 800-1000 ml. urina și restul de 500-700 în urmātoarele 2 ore, deci tot volumul ingerat se elimina în 4 ore. Densitatea probelor de urină este mică, de 1001-1003 ·. În insuficiență renală, la proba de diluție se observă următoarele: eliminarea întârzie, iar volumul urinei recoltate în primele 4 ore de la ingestie este mai mic de 1500 mL; · diureza este mare noaptea (nicturie); · densitatea urinei este de aproximativ 1010, pentru că rinichiul nu diluează; valoarea de 1010 a densității urinare, menținută indiferent de aportul hidric se numeşte izostenurie sau izogravurie și corespunde unei presiuni osmotice de circa 300 mOsm/L. Proba nu se face la bolnavi cu edeme sau insuficiență cardiacă pentru că încărcarea volemică le înrăutățește starea, precum nu se face nici în cazurile cu diaree, vărsături, diabet, pentru că nu are valoare diagnostică. Mecanismul prin care se face în mod normal diluția urinei este dependent de acțiunea ADH - ului, În tubii proximali ai nefronilor se absorb substanțe și apa în gradient osmotic, iar urina rămâne izoosmoticã (300 mOsm/1). În ansele Henle descendente se reabsoarbe apă prin osmoza și în tubi se creează hiperosmolaritate, În ansele ascendente, impermeabile pentru apă, se reabsorb numai substanțe (Nar, K+, CI-) și urina de diluează atingând 100 mOsm/l. Apoi, în tubii distali și colectori, continuă reabsorbția de Na+CI-, iar apa se reabsoarbe doar în prezența ADH-ului. În lipsa ADH acest segment tubular este impermeabil pentru apă și osmolaritatea urinară poate ajunge la 50 mOsm/l. 2.Proba de concentrare a urinei Se face fie pe un interval de 24 ore când este permisă o alimentație uşoară aport hidric minim de 500 mL lichid, fie pe o perioadă de 8 ore, după proba de diluție (între orele 12.00 - 20.00), cu suprimarea aportului hidric. Pentru efectuarea probei de concentrare a urinii se recoltează probe de urină la intervale de 2h. Rinichiul normal crește reabsorbția de apă (efect al eliminării crescute de ADH) și menține normală excreția de substanțe. Elimină în aceste condiții 300 ml urină/8ore sau 700-800 mL/24 ore, cu densități mari, măcar una dintre probe având densitatea 1025-1035. Diureza obligatorie este în jur de 0,5 1/zi. Capacitatea maximă de concentrare a urinei este de 1200 mOsm/l, iar eliminarea renală de substanțe la o persoană de 0 kg este de 600 mOs/zi. Pentru a se elimina aceste substanțe este deci nevoie de 600/1200 =0,5 1 urină/zi. În insuficiența renală, la proba de concentrare: · densitatea urinei rămâne tot în jur de 1010 (izostenurie); · volumul urinar poate fi mare (1500 mL/zi). Răspunsul rinichiului normal la cele 2 probe se datorează variațiilor de secretie a hormonului antidiuretic ADH. Lipsa de secreție de ADH duce la instalarea diabetului insipid, boală caracterizată prin poliurie, deshidratare şi polidipsie. Cauza poate fi hipotalamică (diabetul insipid central) sau poate fi o rezistență a porțiunii terminale a tubilor nefronilor la acțiunea ADH-ului (diabet insipid periferic). Există și secreția non-reglabilă de ADH, din adenoame situate ectopic, cu hipersecreție de ADH și hipervolemie consecutivă, care produce de asemenea o creştere a diurezei ca urmare a creșterii presiunii arteriale și a presiunii hidrostatice din capilarele glomerulare. III.3. Clearance-ul renal Definiția clearance-ului renal. Clearance-ul la inulină Se referă la capacitatea rinichilor de a epura, de a curăța plasma de diferite substanțe. Clearance-ul unei substanțe reprezintă volumul de plasmă (mL) complet curățat de acea substanță în 1 minut. Se măsoară în mL/min. La nivelul nefronului au loc procese de filtrare, secreţie şi reabsorbţie. Sunt substanțe care se filtrează glomerular şi apoi se elimină în totalitate prin urină, fără să fie reabsorbite sau secretate la nivel tubular: inulina, manitolul, hiposulfitul de sodiu, creatinina. Luăm ca exemplu inulina, o substanță care nu este produsă de organism. Este obținută din tuberculul de dalie. Pentru că din plasmă se filtrează glomerular şi nu se reabsoarbe şi nu se secretă tubular, înseamnă că toată cantitatea filtrată (mg de inulină filtrate/min) se elimină prin urina finală (mg inulină eliminate prin urină/ min) și volumul de plasmă filtrată este complet curățată de inulină. mg de inulină filtrate/min = mg inulină eliminate prin urină/min volumul plasmei filtrate/min = volumul plasmatic complet curățată de inulină/min volumul plasmatic complet curățată de inulină/min = clearance-ul inulinei Notăm în filtrat şi în urină relația: concentrația insulinei = cantitatea inulinei volumul în care se distribuie În filtrat: P= C/F În urină: U= C/V Unde: Unde: P= concentrația inulinei în plasmă = concentrația U= concentrația inulinei în urină inulinei în filtrat C = mg inulină eliminte/min = mg inulină C = mg inulină filtrate/min filtrate/min F=volumul filtratului/min V = volumul urinar/min Rezultă că: Px F = U x V, iar F=U x V/P F= Clearance-ul inulinei = U x V/P Pentru inulină clearance-ul CI in= 120-125 mL/min la bărbați, 110-117 mL/min la femei şi spre 50 mL/min la copii şi bătrâni. Aceeaşi valoare are clearance-ul pentru orice substanță care se filtrează renal, fără să se reabsoarbă sau secrete tubular. Pentru orice substanță plasmatică A, clearance-ul se calculează după formula: CIA = U x V/ P unde: U = concentrația substanței A în urină (mg/mL) V= debitul urinei finale (mL/min) P= concentrația substanței A în plasmă (mg/mL) Substanțele care după filtrare se absorb la nivel tubular, sau mai mult se reabsorb decât se secretă, au Cl mai mic decât filtratul/min (Cl = 0 - 125 mL/min). Unele dintre aceste substanțe se resorb parțial: ureea şi acidul uric.  ureea se absoarbe în procent de 50%, iar Cl uree = 75 mL/min Altele se resorb în cantităţi mari şi au clearance-uri foarte mici: glucoza, apa, Na+, K+, aminoacizii, bicarbonații, fosfații, sulfații, Ca++, Cl-, Mg++.  glucoza se reabsoarbe 100% şi Cl =0 mL/min  apa se reabsoarbe 99% şi Cl apă= 1mL/min  Na+ se reabsoarbe 99% şi Cl glucoză = 0 mL/min  aminoacizii se absorb 99,5% şi Cl aminoacizi = 1 mL/min Substanțele care după filtrare se secretă la nivel tubular sau mai mult se secretă decât se absorb, au Cl mai mare decât filtratul/min (Cl > 125 mL/min). Exemple de astfel de substanțe sunt: rosu fenol, diodrast, acid paraaminohipuric (PAH), H+, antibiotice. Ele se elimină foarte rapid prin urină, la prima trecere prin rinichi. Substanțele care se secretă foarte intens, precum PAH ajută la determinarea debitului circulator renal. Cl PAH este 585 mL/min, ceea ce înseamnă că 585 mL plasmă sunt complet curățați de PAH în timp de 1 minut. Pentru că eliminarea lui este de 90% la prima trecere prin rinichi, putem calcula: 585 mL/min…………90% x…………………………100% x = 650 mL/min = debitul plasmatic renal Dacă volumul globular (hematocritul) este de 46%, iar volumul plasmatic de 54% => 650 mL/min plasmă.......X 54 mL plasmă………………100 mL sânge x = 1200 mL/min sânge = debit sanguin renal Acest debit de 1200 mL/min înseamnă între 24% dintr-un debit cardiac normal, de repaus, de 5000 mL/min. Procentul de plasmă filtrată glomerular din plasma care trece prin rinichi în unitatea de timp este fracția filtrantă renală (19-20%). Fractia filtrantă renală = debit de filtrare / debit circulator renal = 125 / 650 = 19% Debitul circulator renal şi filtrarea depind de calibrul arteriolelor aferente şi eferente. Constricția arteriolei aferente glomerulare scade debitul circulator renal (scade Cl PAH) şi scade şi filtrarea (scade Cl inulină). Constricţia arteriolei eferente scade debitul circulator renal (scade Cl PAH), dar creşte filtrarea și crește Cl inulină. Determinarea Clearance-ului la uree Ureea este cel mai abundent produs al catabolismului proteic care se elimină prin urină. Provine din metabolismul aminoacizilor aminaţi care rezultă din scindarea proteinelor sub acțiunea enzimelor proteolitice din stomac şi intestin şi sunt absorbit la nivel intestinal. Aminoacizii aminați sunt decarboxilare şi dezaminați oxidativ, procese în urma cărora se formează amoniacul NH3. NH3 și CO2 formează uree prin condensare. Cl uree = U x V /P unde: U = concentrația ureei în urină (mg/mL) V= debitul urinar (mL/min) P= concentrația ureei în plasmă (mg/mL) Valorile normale sunt: 70 - 75 mL/min. Pentru dozarea ureei în urină și plasmă se folosește metoda Kowarski. Principiu: ureea este descompusă în mediu alcalin, sub acțiunea hipobromitlui de sodiu, în azot (N2) bicarbonat de sodiu și apă. Se măsoară volumul de azot degajat şi se calculează cantitatea de uree. Dozarea ureei din urină Materiale necesare:  aparat Kowarski  hipobromit de sodiu (12 picături brom, 6 mL NaOH 33%)  soluție alcalină Kowarski (150 g K2SO4, 350 g NaCl, 1000 mL apă fiartă fierbinte)  2 mL urină din urina recoltată în 24 ore; în urgențe se foloseşte urina recoltată la o probă Urina este diluată în funcție de densitatea ei:  Densitate < 1010 =>1 volum urină + 1 volum apă  Densitate = 1010-1020 => 1 volum urină +2 volume apă  Densitate > 1020 => 1 volum urină + 3 volume apă Tehnica:  se precipită proteinele din urină cu acid tricloracetic  se umple aparatul cu soluție Kowarski şi se aspiră surplusul din pâlnie  se pipetează 3 mL urină diluată în pâlnia aparatului, se deschide robinetul și se introduc în aparat 2,5 mL; restul se îndepărtează şi pâlnia se spală cu apă distilată  se pun 7 mL hipobromit de sodiu în pâlnie şi se introduc în aparat 5 - 6 mL se aşteaptă circa 15 minute, timp în care ureea din urină este în reacție cu hipobromitul şi se eliberează N2, care, fiind gaz, se acumulează în partea superioară a aparatului; o parte din soluția Kowarski este eliminată din aparat şi va fi recuperată într-un pahar. Calculul:  se citesc mL de N2, degajat din cei 1,25 mL urină şi se notează n;  din 1000 mL urină se degajă (n x 800) mL N2: n mL N2.............1,25 mL urină x………………………1000 mL urină x=n x 800  din 1000 mL urină se degajă (n) g N2: 28 g N2…………22400 mL N2 x……………………n x 800 22400 mL N, x =n x 800 x 28 / 22400 = n  pentru că raportul dintre masele moleculare ale ureei şi N2 este ~2, rezultă că în 1000 mL urină sunt (n x 2) g uree. Exemplu: se citesc 9 mL N2 (n = 9) => concentrația ureei din urină este 9 x 2= 18 g/l. Valorile normale ale concentrațiilor ureei urinare sunt cuprinse între 15 - 35 g/l. Eliminări urinare crescute de uree apar în condițiile unei diete bogate în proteine, în stări patologice în care predomină catabolismul (hipertiroidism, febră etc.), în faza de recuperare a unei insuficiențe renale acute, când se reia funcția renală. Reducerea concentrației ureei urinare se înregistrează în perioadele în care predomină reacțiile anabolice (copilărie, primele două trimestre ale sarcinii, convalescenţă), în insuficiențe hepatice grave, în faza oligoanurică a insuficienței renale cronice. Dozarea ureei din sânge Se realizează folosind aceeaşi tehnică Kowarski.  se recoltează 4 mL sânge pe anticoagulant;  se precipită proteinele adăugând 4 mL acid tricloracetic, centrifughează;  se filtrează și se se folosesc 2,5 mL sau 5 mL plasmă diluată cu apă distilată în raport 1: 1. Dacă se folosesc 2,5 mL plasmă diluată şi se degajă n mL N2.  concentrația ureei plasmatice este (n x 2) g/l. Dacă se folosesc 5 mL plasmă diluată și se degajă n mL N:  concentrația ureei plasmatice este: n/2 g/l Valorile normale ale concentrațiilor ureei plasmatice sunt cuprinse între 0,20 – 0,40 g/l (20-40 mg/dL). Valori mai mari apar după mese proteice, în cazul predominării catabolismului, în deshidratări, în afecțiuni renale (când fluxul glomerular este sub 30% din normal). Concentrațiile peste 50 mg/dL caracterizează azotemiile. Creşterea anormală a uremiei este un indicator nespecific al gravității afectării renale în insuficiența renală cronică. Concentrații sub valorile normale apar rar, în malnutriție proteică, hiperhidratări, insuficienţe hepatice grave fără insuficiență renală. Determinarea Clearance-ului la creatinină Este utilă pentru urmărirea evoluției bolnavilor cu insuficiență renală, pentru că redă cel mai fidel eficienţa filtrării glomerulare. Nu este un marker perfect pentru că o mică cantitate se și secretă. Creatinina rezultă din catabolismul creatininei şi concentraţiile ei plasmatice şi urinare depind de mărimea masei musculare a organismului şi doar în mică măsură de tipul alimentației. Cl creatinină = U x V /P unde: U= concentrația creatininei în urină (mg/mL) V = debitul urinar (mL/min) P = concentrația creatininei în plasmă (mg/mL) Valorile normale sunt: 125 -140 mL/min. Cl creatinina se determină dimineața, după un repaus de 12 ore, pe nemâncate. Se goleşte vezica urinară, apoi se ingeră 250 mL apă (nu ceai, cafea sau substanțe cu efect diuretic). După 90 minute se recoltează sânge. Urina se adună pe o perioadă de 3 ore din momentul ingestiei de apă, prin urinare spontană sau cateterism vezical, dacă este cazul. Pentru dozarea creatininei în urină şi plasmă se foloseşte reacţia Jaffe. Principiul acestei reacții este următorul: în mediu alcalin, creatinina reacționează cu acidul picric, rezultând un complex roşu orange. Dozarea creatininei din urină Materiale:  soluție saturată acid picric (1,2 g%)  soluție hidroxid de sodiu (NaOH) 10%  creatinină standard 1 mg%  urină diluată 1:100 Tehnică:  În 3 eprubete se pregătesc soluțiile probă, standard şi blanc, aşa cum arată tabelul următor: PROBĂ STANDARD BLANC Urină diluată 1:100 2 mL - - Creatinină standard - 2 mL - Apă - - 2 mL Acid picric 2 mL 2 mL 2 mL NaOH 1 mL 1 mL 1 mL  Se lasă cele 3 soluții în repaus timp de 10 minute  Se citesc și se notează extincțiile probei (Ep) și standardului (Es) față de blanc, la spectrofotometru, la 520 nm. Calculul: Ep x 100/ Es = mg creatinină /100 mL urină nediuluată Valorile normale ale creatininei urinare sunt de 0,5-1 g/l (50-100 mg/dL) sau 0,8 1,9 g/24 ore Concentrații mai mari apar la sportivi, după efort fizic; în stări de inaniție, când se accelerează metabolismul proteic; în afectări musculare (miopatii, polimiozite), când creşte rata degradării proteice. Concentrații mai mici ale creatininei urinare se găsesc după imobilizări prelungite sau în distrofii musculare, când formarea creatininei se reduce; în insuficiența renală cronică, chiar în stadiul compensat, pentru că scade numărul de nefroni funcționali. Dozarea creatininei din sânge Se realizează tot cu reacția Jaffe, folosind:  soluție saturată acid picric (1,2 g%)  soluție hidroxid de sodiu (NaOH) 10%  creatinină standard 2 mg% Tehnică:  Se amestecă 2 mL sânge de cercetat cu 2 mL acid picric. Se lasă 10 min în repaus apoi se centrifughează, obținând serul din care se va face dozarea.  În 3 eprubete se pregătesc soluțiile probă, standard şi blanc, conform tabelului: PROBĂ STANDARD BLANC Ser (filtrat) 5 mL - - Creatinină standard - 1 mL - Apă - - 1 mL Acid picric - 4 mL 4 mL NaOH 1 mL 1 mL 1 mL  Se citesc şi se notează extincțiile probei (Ep) şi standardului (Es) față de blanc, la spectrofotometru, la 520 nm. Calculul: Ep x 2/Es = mg creatinină /100 mL ser Valorile obținute sunt ceva mai mari decât cele reale, pentru că metoda folosită este colorimetrică, iar urina conține substanțe cromogene. Chiar metodele moderne rapide, de autoanaliză, dau valori mai mari cu circa 0,2 mg/dL. De asemenea, valorile trebuie corectate în funcţie de greutate și vârstă. Există nomograme pentu vârste între 25 şi 60 ani. Valorile normale ale creatininei sunt: 0,5 – 1,2 mg/dL. În insuficiența renală cronică, creşterile creatininei din sânge sunt mai specifice decât ale ureei. Chiar la valori mari, creșterea creatininemiei este direct proporţională cu gradul de reducere a filtrării glomerulare şi cu gradul de afectare renală. Creatininemie (mg/dL) 1,5; 2; 4; 6; 8; 11; 14 Procentul nefronilor funcționali (%) 50; 30; 15; 10; 8; 5; 1 Clearance-ul osmolar Clearance-ul osmolar este clearance-ul tuturor substanțelor sanguine luate împreună. Se calculează ca și pentru o singură substanță și este egal cu numărul de mL de plasmă epurată de substanţele conținute, în timp de 1 min. Cl osmolar = U x V/P unde: U = osmolaritatea urinei (mOsm/l) V = debitul urinar (mL/min) P= osmolaritatea plasmei (mOsm/l) Apa şi diferitele substanțe din urină sunt excretate oarecum independent în urina diluată apa se excretă în exces, iar în cea concentrată, solvenții se excretă în exces. Dacă osmolaritatea plasmei are o valoare de 300 mOsm/L (care poate varia fiziologic doar cu câțiva mosm/L), osmolaritatea urinară variază fiziologic foarte mult, între 50 şi 1200-1400 mOsm/L. De exemplu, urina are osmolaritate mai mare decât plasma (este hipertonă): U =600 mOsm/L V = 1 mL/min (0,001 L/min.); P= 300 mOsm/L Cl osmolar = 600 x 0,001/300 = 0,002 L/min. = 2 mL/min Dacă urina este izotonă cu plasma, clearance-ul osmolar este 1, iar dacă urina este hipotonă, clearance-ul osmolar este subunitar. Clearance-ul apei libere Apa liberă este apa fără substanțe solvite. Clearance-ul apei libere este diferența dintre excreția apei reprezentată de debitul urinei finale (V) și clearance-ul osmolar. Cl apei libere =V – Cl osmolar În condiții normale, debitul urinei finale este 1 ml/min, echivalentul unei diureze de 1400-1500 ml/24 ore. De exemplu, dacă V=1 mL/min şi Cl osmolar = 2 mL/min (calculat mai sus, pentru cazul în care urina este hipertonă, având osmolaritatea 600 mOs/L) Cl apei libere = 1-2 = -1 mL/min Valoarea clearance-ului apei libere este negativă, ceea ce înseamnă că atunci când osmolaritatea urinei este mai mare decât a plasmei, rinichii reintroduc apa în circulaţie, apa se reabsoarbe în cantităţi mari. Se întâmplă în deficite hidrice: deshidratări prin deficite de aport de apă sau pierderi crescute de lichide (hemoragii, diaree, vărsătură, transpirație, arsuri pe suprafeţe mari). Dacă urina este diluată, hipoosmolară (osmolaritatea este sub 300 mOsm/L), Cl osmolar este sub 1 mL/min şi clearance-ului apei libere are valori pozitive. Valorile pozitive ale clearance-ului apei libere arată că apa este eliminată în exces față de substanțele solvite.

Fiziologia Aparatului Renal - PDF

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript