Détermination du débit de filtration glomérulaire PDF

Pr Yvan Tack Physiologie NUG 2 Doutre Claire 8/01/2023 - 10h-12h Ronéo n°1 Massat Clémence DÉTERMINATION DU DÉBIT DE FILTRATION GLOMÉRULAIRE Introduction : Déf...

Pr Yvan Tack Physiologie NUG 2 Doutre Claire 8/01/2023 - 10h-12h Ronéo n°1 Massat Clémence DÉTERMINATION DU DÉBIT DE FILTRATION GLOMÉRULAIRE Introduction : Définition de H.W Smith : « La filtration glomérulaire (passage d’un ultrafiltrat plasmatique dans les capillaires glomérulaires vers la chambre urinaire puis le tubule) est l’étape initiale et déterminante de la formation des urines. En conséquence, la mesure du débit de filtration glomérulaire (DFG) est le meilleur index global de la fonction rénale chez le sujet sain ou malade. » Sans la filtration glomérulaire, le reste du néphron ne peut rien faire, et ne peut plus réabsorber ce qui est utile pour notre corps, ou éliminer les excédents/déchets. Pour rappel, le néphron est l’unité fonctionnelle du rein, constituée d'un glomérule et des tubes rénaux qui s'y rattachent. En d’autres termes, un DFG bas indique un rein malade, et un DFG normal indique un rein qui fonctionne globalement bien. Ainsi, dans ce cours, lorsque l’on parle de fonction rénale, on parle de DFG, et inversement. Durant la première partie du cours, nous étudierons la mesure du DFG, puis nous étudierons en deuxième partie l’estimation du DFG. Ce sont deux approches différentes et à savoir distinguer. I. Mesurer le débit de filtration glomérulaire 1) Utilisation d’un traceur Pour mesurer le DFG, nous devons utiliser un traceur. Un traceur est une substance qui va passer à travers le filtre rénal. Ce traceur doit : - Être présent dans le sang (plasma) - Pouvoir être mesuré (facilement) - Être éliminé par le rein par le biais de la filtration glomérulaire Ensuite on mesure l’élimination du traceur puisque si le traceur est présent dans le plasma et éliminé uniquement par filtration, alors la quantité filtrée dans l'urine sera proportionnelle au filtrat glomérulaire. On mesure l’élimination de ce traceur, par deux méthodes : - La décroissance de sa concentration plasmatique (méthode indirecte) - La quantité excrétée dans les urines par unité de temps = le débit d’élimination urinaire (méthode plus précise) Page 1 sur 10 Comment passer d’une quantité de traceur éliminé du plasma à la mesure d’un Débit de Filtration Glomérulaire ? Si on connaît : - La concentration du traceur parfait (mg ou mmol/L) dans le plasma à un temps donné - La quantité (mg ou mmol) de traceur éliminée chaque minute Alors, on peut mesurer le DFG qui équivaut au volume (mL) de plasma contenant la quantité de traceur, qui a été éliminé chaque minute par passage au travers du filtre glomérulaire. 2) Quel traceur pour mesurer le DFG ? Un traceur idéal (= traceur parfait) de la filtration glomérulaire doit être : - Présent dans le sang - Librement filtré au niveau glomérulaire - Ni réabsorbé, ni sécrété par le tubule rénal - Ni métabolisé, ni produit par le tubule rénal - Sans effet propre sur le rein (toxicité ou hémodynamique) On retrouve dans l’urine ce traceur parfait inerte, en quantité identique à la quantité plasmatique filtrée. Aujourd’hui, on a peu de traceurs qui répondent parfaitement à ces conditions. On avait deux marqueurs “gold-standard”, de référence, mais qui ne sont plus disponibles : - L’inuline, responsable de réactions allergiques graves - L'EDTA 51Cr (EDTA marqué au 51Cr radioactif), mais la centrale nucléaire anglaise qui fabriquait le 51Cr a arrêté d’en fabriquer. On utilise aujourd’hui d’autres traceurs du DFG par mesure de leur clairance plasmatique, qui ne sont pas des gold-standard, mais qui restent de très bons outils de la fonction rénale : - Inuline - 51Cr-EDTA - 99Tc-DTPA - 125I-iothalamate - Iohexol, le plus utilisé pour la mesure du DFG. C’est un produit de contraste iodé qui est éliminé presque exclusivement par le rein. Page 2 sur 10  3) Calcul de la clairance urinaire La clairance (ou clearance) d’une substance S est le volume théorique de plasma (en mL) qui est complètement épuré de cette substance par unité de temps (mL/min). On utilise la formule suivante : Attention : n’est pas un volume, c’est un débit (mL/min) C’est une des très rare formule qu’il faut apprendre puisque c’est quelque chose qu’on verra durant notre pratique. 4) Standardisation du DFG (le prof a enlevé la diapo qui existait l’année dernière mais l’a expliqué à l’oral, j’ai repris les explications de l’année dernières qui sont beaucoup plus claires) H.W Smith, en travaillant sur différents chiens de différentes tailles, s’est rendu compte que leurs DFG n’étaient pas comparables. Il a donc cherché à standardiser la fonction rénale. La mesure du DFG doit être standardisée pour établir des normes chez l’Homme, compte tenu de la variabilité interindividuelle en termes de gabarit (poids, taille) qui entraîne des variations du DFG. Il a été choisi d’utiliser une surface corporelle moyenne (surface corporelle d’un individu théorique “moyen”, correspondant alors à 1,73 m2, cette valeur n’est plus correcte aujourd’hui mais est toujours utilisée). On exprime donc le DFG en mL/min/1,73m2 Ainsi, pour obtenir un DFG standardisé, il faut prendre en compte le rapport de la surface corporelle du patient et de la surface corporelle standard (1,73m2). On peut alors obtenir facilement le DFG standardisé avec une règle de 3. Il faut toujours penser en fonction du gabarit de notre patient car la fonction rénale est proportionnelle à la surface corporelle. En revanche, pour des patients obèses, il est inutile de standardiser le DFG avec leur surface corporelle, le résultat serait faussé et trop bas. En effet, les obèses sont chargés en gras, et non en muscle. Or, le gras n’a pas la même contrainte métabolique que le muscle. Donc en termes de fonction rénale, cela n’a pas la même valeur. Page 3 sur 10  5) DFG : Valeurs usuelles et variations physiologiques La valeur en rouge est à connaître ! - On remarque qu’à partir de 50 ans, le DFG diminue de 1 mL/min/1,73m2 par an. - On remarque qu’à 90 ans, la valeur du DFG peut être de 40 mL/min/1,73m2. Or, un DFG < 60 mL/min/1,73m2 révèle une insuffisance rénale chronique (IRC). Ici les reins sont sains mais vieux. Donc l’IRC telle qu’on la définit, s’applique à condition qu’il y ait une maladie rénale car lorsqu’on est très vieux on peut très bien être en dessous de la valeur seuil. Cependant le rein est fragile donc si il est exposé à des toxiques (médicaments) ça déclenche une insuffisance rénale. - On remarque que durant la grossesse, la fonction rénale augmente, car la contrainte métabolique augmente : il y a plus de déchets à éliminer. Au troisième trimestre, la fonction rénale est quasiment 1,5 fois plus grande que celle d’une femme non enceinte. Elle reviendra à la normale dans les semaines qui suivent l’accouchement. Il existe aussi des variations du DFG qui dépendent : - Du rythme nycthéméral - De l’état post-prandial - De l’activité physique (diminution de la fonction rénale) Pour rappel, 20% du débit cardiaque de repos passe dans les reins (1L/min). Lors d’un stress ou d’une activité physique intense, ce volume sanguin envoyé au rein diminue pour être envoyé aux organes indispensables (cœur, muscles). Le DFG diminue durant l’activité physique. Page 4 sur 10  6) Transferts rénaux d’une substance Lorsqu’on s’intéresse à l’élimination d’une substance s, la question qui se pose est : - Est-elle seulement filtrée ? - Est-elle filtrée et sécrétée ? - Est-elle filtrée et réabsorbée ? Pour le savoir, on calcule sa clairance C et le DFG. - Si C = DFG : filtrée (ou sécrétion = réabsorption) - Si C > DFG : filtrée + sécrétée (ou sécrétion > réabsorption) - Si C < DFG : filtrée + réabsorbée (ou sécrétion < réabsorption) La majorité des substances de notre organisme sont filtrées et réabsorbées. Par exemple, nous réabsorbons 99% du sodium que nous avons filtré, 98% du calcium, 85% du phosphate … De façon plus précise et mathématique, pour savoir si une substance, en plus de la filtration glomérulaire, est sécrétée ou réabsorbée par les voies rénales, on calcule son excrétion fractionnelle (EF), c’est à dire la fraction qui sera éliminée après filtration. L’excrétion fractionnelle est égale au rapport de la clairance d’une substance s éliminée dans les urines et du DFG (correspondant à la clairance de traceurs “gold standart” comme l’inuline ou de l’EDTA) Formule de l’excrétion fractionnelle : Dans cette formule : - “inul” signifie inuline : traceur parfait du DFG - “s” signifie la substance que l’on étudie - DFG = clairance d’un traceur parfait “gold standard” tel que l’inuline Le calcul de l’excrétion fractionnelle permet de dire : - Si EF = 1 : ni sécrétion ni réabsorption (ou sécrétion = réabsorption) - Si EF < 1 : réabsorption seule (ou réabsorption > sécrétion) - Si EF > 1 : sécrétion seule (ou sécrétion > réabsorption) Page 5 sur 10 Exemple du calcul de l’excrétion fractionnelle de la créatinine : La créatinine est produite par un métabolite musculaire qui est la créatine. Pour la créatinine EF = 1,2 : la créatinine est donc une substance qui est filtrée mais aussi sécrétée. Nous pouvons même dire qu’il y a 20% en plus qui sont sécrétés. En effet, le 1 correspond à ce qui est filtré, et le 0,2 correspond à ce qui est sécrété. Conclusion : La créatinine n’est pas un traceur parfait car elle ne subit pas uniquement une filtration glomérulaire, elle est aussi sécrétée d’environ 20% au niveau du tubule proximal. La clairance de la créatinine ne permet donc pas de mesurer le DFG, contrairement aux traceurs “gold standard”(inuline, EDTA). Elle n’est utile que pour l’estimation du DFG. II. Estimer le débit de filtration glomérulaire Attention : on parle à présent d’estimation du DFG. Dans la majorité des cas pour connaître la fonction rénale d’un patient, on ne se contente que d’estimer le DFG. L’estimation du DFG est plus facile car elle permet d’éviter : - une administration d’un traceur exogène. - un recueil urinaire (très contraignant en pratique), de plus environ 35% des recueils urinaires sont faux (protocole mal réalisé, consignes mal comprises...) donc on surestime la fonction rénale d’un 1⁄4. - une immobilisation prolongée d’un patient (la mesure dure 4 à 6h, on fait ça surtout pour les donneurs de rein pour connaître exactement leur fonction rénale). La mesure du DFG n’est utilisée que dans certains cas 1) Un traceur endogène : la créatinine Pour estimer le DFG, on utilise un marqueur endogène : la créatinine - Elle est facilement dosable, et à faible coût (2,70€). En revanche, elle est très souvent mesurée et son budget annuel est de 50 M€/an ! - Son dosage est d’une fiabilité moyenne : il existe des interférences de dosage colorimétrique avec d’autres substances colorées telles que la bilirubine ou certaines céphalosporines. Page 6 sur 10 Comme vu précédemment, pour la créatinine on a EF = 1,2. La bilirubine est un traceur imparfait, car elle subit une filtration glomérulaire mais aussi un sécrétion tubulaire qui représente les 20% environ de la charge filtrée. Conclusion : La clairance de la créatinine surestime donc d’environ 20 mL/min c’est à dire 20% le DFG normal. 2) Créatinémie et fonction rénale Créatinémie : - Femme : 45-85 μmol/L (5-10 mg/L) - Homme : 60-110 μmol/L (7-12 mg/L) On remarque que plus la créatininémie est haute, plus la fonction rénale est diminuée. La relation entre la créatininémie (mg/L) et le DFG (mL/min/1,73m2) est une relation hyperbolique extrêmement marquée. La valeur prédictive du chiffre de créatinémie est alors quasiment nulle. Sur cette courbe, lorsqu’on prend des patients qui ont une créatininémie normale (0-12 mg/L), on remarque que : - Certains patients peuvent avoir une fonction rénale extrêmement élevée avec un DFG = 160 mL/min/1,73m2. - Certains patients peuvent avoir une fonction rénale extrêmement basse avec un DFG = 30 mL/min/1,73m2. Une créatininémie normale avec un DFG = 30 mL/min/1,73m2 ne définit pas une insuffisance rénale. Il peut s'agir de patients qui ont un petit gabarit et une petite masse musculaire, et ainsi une petite production de créatinine. Conclusion : On ne peut pas utiliser le dosage de la créatinémie comme un marqueur fiable de fonction rénale, c’est trop imprécis. Page 7 sur 10  3) Clairance urinaire de la créatinine Pour estimer la fonction rénale d’une manière plus précise, on peut utiliser la clairance de la créatinine pour la comparer au DFG (=clairance de l’inuline). On remarque alors que la clairance de la créatinine est environ 20 mL au-dessus du DFG, ce qui correspond à sa sécrétion tubulaire proximale. Conclusion : La clairance urinaire de la créatinine surestime le DFG (d’environ 20%). Cependant, cette méthode n’est pas si simple, car les recueils urinaires sont difficiles à bien réaliser. 4) Formules d’estimation du DFG à partir de la créatinémie En mathématisant l’hyperbole, on peut trouver des formules qui permettent d’estimer un DFG à partir de la créatininémie, tout en s’affranchissant du recueil d’urines. a) Formules anciennes Page 8 sur 10  - La première formule qui a été proposée est celle de Cockcroft-Gaul. Elle tenait compte de la créatinine, de l’âge et du poids, mais n’était applicable que pour l’homme. Puis, un coefficient de correction a été rajouté pour la femme. - Quelques décennies plus tard, une autre formule qui s’affranchit du poids a été proposée par Mr Levey et son équipe MDRD. Elle tenait compte de la créatinine, de l’âge mais aussi de l’ethnicité, avec un coefficient de correction pour les afro-américains. Cependant, cette formule a été obtenue à partir d’une cohorte d’insuffisants rénaux, et n’était donc pas adaptée pour les patients à fonction rénale normale/élevée. b) Formules actuelles - En 2009, la même équipe MDRD propose la formule CKD-Epi-créatinine en gardant les mêmes critères (créatinémie, sexe, ethnicité). Cette formule est beaucoup plus complexe, mais surtout beaucoup plus prédictive, en particulier pour les personnes à fonction rénale normale. - En 2021 est proposée la formule CKD-Epi-2021 qui s’affranchit de l’ethnicité considérée comme stigmatisante, mais qui est moins précise que l’ancienne formule pour les caucasiens. En France, CKD Epi 2009 reste recommandée par l’HAS. 5) Variabilité et limites du CKD-Epi La créatinine est produite en fonction du métabolisme musculaire de la créatine, et est proportionnelle à notre masse musculaire. - Une personne mince et peu musclée produira peu de créatinine, malgré une fonction rénale basse. - Une personne très musclée produira beaucoup de créatinine, malgré une fonction rénale normale/haute. Conclusion : Il faut donc toujours tenir compte de la masse musculaire relative du patient avant d’établir une insuffisance rénale ! Page 9 sur 10 La créatininémie peut aussi varier indépendamment de la fonction rénale, par : - Les apports alimentaires en protéines (+) - L’ethnicité (mélanodermes) - Les anabolisants (+) - La réduction ou perte de masse musculaire (-) - La dénutrition (-) - Les interactions médicamenteuses (-) Conclusion : L’estimation du DFG est donc limitée par la créatinémie. 6) Estimation du DFG : synthèse - Aujourd’hui, la formule CKD-Epi (2009) est la seule recommandée par l’HAS. Elle intègre créatinémie, âge, sexe et ethnicité. - Cependant, elle possède des limites, telles que : âges élevés (> 70 ans), maigreur (IMC < 18), obésité (IMC > 35). Les chercheurs de la CKD-Epi sont américains, les normes de maigreur et d’obésité américaines sont différentes que les normes françaises - Les variations de la créatininémie indépendantes du DFG empêchent d’estimer correctement le DFG. Point très important : lorsqu’on a une chute brutale de la fonction rénale, ce qu’on appelle une insuffisance rénale aiguë on n’utilise PAS les formules d’estimation du DFG. A cause de la dilution de la créatinine dans tous les secteurs extracellulaires, lorsque la fonction rénale s’effondre, la créatinine monte avec retard, et lorsque le rein récupère, elle tarde à diminuer et la fonction rénale ne remonte que très lentement Ces formules restent des estimations (erreurs possibles) donc il faut toujours prendre en compte la situation clinique. Le prof s’est arrêté là, et terminera ce cours sur le DFG demain Page 10 sur 10 Pr. Tack Physiologie NUG - n°3 Clarisse Gardey de Soos 09/01 - 10h-12h Ronéo n°1 Esther Crouzier DETERMINATION DU DEBIT DE FILTRATION GLOMÉRULAIRE Suite du cours de physiologie de la veille : détermination du débit de filtration glomérulaire. Le professeur n’avait pas terminé son cours la veille. Nous avons donc repris la fin du cours précédent avant de commencer le suivant. Le CKD est une estimation, lorsqu’on nous donne une valeur issue de la CKD-Epi elle reste une estimation, elle ne reflète pas la réalité mais ce qui pourrait l’être. Quand on prend un sujet qui a une fonction rénale normale, comme un homme de 50 ans avec un débit de filtration glomérulaire de 90 ml/min, l'estimation de sa fonction rénale est plus laxe. L’intervalle de confiance dans lequel se situe le patient est compris entre 60 (insuffisance rénale) et 130 (fonction rénale largement normale). Quand on nous donne une mesure de la fonction rénale (clearance de l’EDTA, clearance de l’inuline…), cela correspond à la réalité des faits. Quand on nous donne une MDRD ou un CKD-Epi c’est une estimation, au lieu de passer par la valeur moyenne de l’estimation, on est devant l’intervalle de confiance qui est tellement grand qu’il y a un risque non négligeable de croire normal quelque chose qui ne l’est pas, ou inversement de penser que quelque chose est anormal alors que ce n’est pas le cas. Il faut rester très prudent lorsqu'il y a un enjeu majeur à être sûr de la fonction rénale, ces formules d’estimation ne sont alors pas assez fiables. Si un doute persiste et que l’on est pas sûr de la fonction rénale il faut effectuer une mesure rénale qui reste le gold standard. On considère qu’avec le CKD-Epi Créatinine il y a 90% de chance que la valeur prédite soit la vraie à +/- 30%. ATTENTION PIÈGE QCM : bien différencier mesure et estimation! Dans quelles situations l‘estimation par la clearance mesurée de la créatinine doit-elle être préférée au CKD -Epi : Cette question peut paraître ambiguë car on nous parle de mesure et d’estimation en même temps. En effet, la créatinine n’est pas un traceur parfait, c’est un traceur qui est partiellement sécrété donc ce n’est pas un gold standard pour mesurer la fonction rénale. La mesure qu’il fournit reste une estimation, qui surestime la fonction rénale car il y a la sécrétion de créatinine. Il y a des circonstances où la créatininémie toute seule, ne reflète pas que la fonction rénale. Dans toutes les situations où la production de créatinine n’est pas normale (ex : réduction massive de la masse musculaire), il est préférable d’utiliser la clearance mesurée de la créatinine. Aujourd’hui on a une autre alternative qui est d’utiliser un autre traceur que la créatinine, mais bien souvent on estime la fonction rénale avec une clearance mesurée de la créatinine (nécessaire en réanimation médicale). Une des contre-indications à l’usage des formules d’estimation c’est l’insuffisance rénale aiguë. Dans ce cas, on fait des recueils urinaires tous les jours et on calcule la clearance de la créatinine, qui reflète instantanément la fonction rénale. Ainsi, dans toutes les situations où l’excrétion rénale de la créatinine change rapidement (insuffisance rénale aiguë) on utilise la clearance de la créatinine. Page 1 sur 4 Tableau à titre d’information : La maladie rénale chronique en réalité n’existe pas, c’est un terme qui permet au néphrologue de mettre dans une même case tout ce qui endommage le rein de façon irréversible et qui peut se terminer par une perte complète de la fonction rénale. Elle correspond à : - La présence à l’échographie d’un rein unique, des kystes multiples, d’atrophie partielle, de lithiases multiples, de sténose significative des artères rénales. - La présence à la biologie : d’une protéinurie, d’un DFGe < 60 ml/ min/ 1,73 m2, d’une hématurie glomérulaire, d’un désordre électrolytique rénal persistant (hypokaliémie…). - La présence à la biopsie : de lésions glomérulaires ou de lésions tubulo-interstitielles avec fibrose (=chronique). Tout cela doit être présent pendant plus de 3 mois pour être dans le cas d’une maladie rénale chronique. Il existe une classification internationale permettant d’établir le pronostic. Elle comprend 5 stades de maladie rénale chronique : 2 stades où on a pas encore atteint le stade d’insuffisance rénale chronique (le débit de filtration glomérulaire estimé ou mesuré est > 90 ou compris entre 60 et 89) et 3 stades où le débit est inférieur à 60 ml/ min/ 1,73 m2, on est donc dans l’insuffisance rénale chronique. On peut donc avoir une maladie rénale chronique sans insuffisance rénale chronique, en revanche, l’inverse n’est pas possible. → IR chronique : DFG < 60ml/mn/ 1.73 m2 Page 2 sur 4 Plus le stade augmente de 1 vers 5, plus la fonction rénale baisse. L’élément qui classifie les patients, c’est la fonction rénale comme on l’a vu dans la ronéo de la veille. On tient compte du niveau de formation de l’étape initiale de formation de l’urine. Quand on arrive au stade 5, on est à moins de 15% de la fonction rénale normale (moins de 15 ml/min/ 1,73m2), on est alors en insuffisance rénale terminale et c’est le stade où on se prépare à dialyser le patient voire dans les pays comme la France qui ont des moyens et une conscience sociétale, à transplanter (si donneur compatible). Plus on descend, plus on augmente le risque de morbi mortalité, le risque cardiovasculaire (hypertension, déchets toxiques pour les cellules endothéliales s’accumulent, complications métaboliques). Voici un document qui illustre la prévalence des complications métaboliques de l’atteinte rénale. On peut voir les différents stades de la maladie rénale chronique et la prévalence des complications métaboliques classiques. On voit l’apparition de l’anémie, d’une hyperparathyroïdie, d’une acidose métabolique, d’une hyperkaliémie, et d’une hyperphosphatémie. Plus le DFG baisse, plus la proportion de complications augmente. Ceci explique la cohérence et la logique de la classification par le DFG. Si on retrouve sur un individu un DFG entre 20 et 30, statistiquement il a 20% de risque d’avoir une hyperkaliémie, 20% de risque d’avoir une hyperphosphatémie, et quasiment 80% de risque d’avoir une anémie et une hyperparathyroïdie. Le professeur s’est arrêté sur cette dernière diapositive. On vous met la suite du diapo si vous voulez regarder. Page 3 sur 4 Page 4 sur 4