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1 Med lab BIOCHIMICA CLINICA (Chiosi) Ci sono una serie di fattori che possono essere considerati come fattori del rischio cardiovascolare, cioè fattori la cui presenza da luogo ad un aumento dell incidenza di patologie su base vascolare, e abbiamo stabilito una serie di parametri. Oltre a quelli considerati marcatori di rischio, e quindi marcatori che vengono utilizzati nell ambito della medicina preventiva quindi nell ambito della prevenzione primaria o secondaria delle patologie, vediamo quali sono le caratteristiche specifiche dei cosiddetti marcatori dell infarto, cioè quelli che ci consentono di fare la diagnosi; dal punto di vista pratico la diagnosi deve essere fatta il più precoce possibile perche si è dimostrato che in genere il 50% delle conseguenze di un infarto del miocardio avvengono nelle prime 24 ore; non solo, infatti dal punto di vista terapeutico c è un effetto notevolmente benefico dato dalla terapia capace di sciogliere, frammentare l eventuale trombo che si viene a formare e quindi ricanalizzare il vaso che va a ridurre quelle che sono le conseguenze irreversibili di una certa quota di tessuto. La rivascolarizzazione grazie a questa terapia deve avvenire entro 6 12 ore per ottenere il massimo vantaggio. Da qui deriva l esigenza di avere dei marcatori che consentono entro 6 12 ore di arrivare alla risoluzione. Ma quali sono fondamentalmente i marcatori di danno? gli enzimi o marcatori utilizzati fino a qualche anno fa, quelli che vengono utilizzati attualmente e altri marcatori, che seppur non vengono ancora completamente attuati da tutti e in tutte le situazioni,sono molto propendenti per il tipo di marcatore che si prende in considerazione come l albumina modificata dall ischemia, la proteina C reattiva, il fattore NFkb e una serie di altri tipi. Vediamo quali sono i marcatori che venivano utilizzati e perché sono stati abbandonati e ne vengono utilizzati altri. In passato si usava un enzima cpk o creatinafosfochinasi, così come alcune attività enzimatiche come la lattico deidrogenasi, Ast o l aspartato amminotransferasi e l isoforma di cpk in particolare la forma MB. Questi sono stati sostituiti da altri marcatori perché in genere i tempi previsti per la positivizzazione erano tanti da non consentire una terapia di riperfusione più rapida delle 16 ore, perché 1)la lattico deidrogenasi (LDH) è un marcatore di citolisi ma è anche un enzima che si trova a livello del mitocondrio, quindi anche se è un ottimo indice di necrosi, è aspecifico; inoltre questi tipi di marcatori venivano a positivizzarsi entro 24/48 ore, quindi non consentendo una correlazione diretta con la porzione infartuale, lo stesso dicasi per 2) AST, aspartato ammitransferasi, che è una della transaminasi che si ritrovano in un quantitativo notevole tra gli organi maggiori dell organismo (nel fegato e nel cuore, così come nei muscoli e nei reni). In genere quando utilizziamo i marcatori di transaminasi, per la mutazione da danno epatico, ricordiamo che entrambi,perché questo ci consente eventualmente di abbinarlo al fegatio. Ma Ast risulta essere dal punto di vista della concentrazione, più concentrato nel cuore e nel muscolo e nel rene che nel fegato, l ALT invece ha

2 una prevalenza soltanto epatica. Quindi anche AST veniva utilizzato come marcatore dell infarto del miocardio ma anche in questo caso questo necessitava di almeno 24 ore per sua positivizzazione. Quelli che effettivamente sono i markers del miocardio, utilizzati tuttora, sono tre tipi: la mioglobina, la cpk MB massa e la troponina. ( Necrosi Miocardica) La mioglobina è una proteina tipica delle strutture muscolare, quindi si trova nel cuore e nella muscolatura scheletrica. E un marcatore aspecifico poiché una sua eventuale alterazione o positivizzazione esprime soltanto un danno muscolare ma non un danno strettamente cardiaco. Come mai la prendiamo in considerazione? Anche se è aspecifico, quindi non ci permette di fare diagnosi d infarto, esso è un marcatore estremamente sensibile, cioè una piccolissima quota di tessuto muscolare, anche soltanto un grammo permette la rilevazione di un aumento di questa mioglobina, quindi basta la necrosi di una piccola quota di tessuto per poter avere l evidenziazione di questo marcatore. Ma non possiamo fare diagnosi perchè è aspecifico infatti la componente muscolare scheletrica è nettamente superiore a quella cardiaca, però ha un elemento di vantaggio, infatti: è il primo marcatore a mostrarsi, dopo una o due ore aumenta di livello, in secondo luogo viene ad essere eliminato dopo 12/18 ore,a meno che non esistano cause per la sua persistenza. La cosa principale è che ha un alto valore predittivo negativo, significa che se è vero che compare e scompare rapidamente e, se è vero che è aspecifico, la sua presenza in circolo ci permette di fare la diagnosi,ma la sua assenza ci permette di escludere che sia avvenuto un qualsiasi danno muscolare e quindi anche cardiaco, quindi significa che se entro una o due ore noi non abbiamo mioglobina aumentata non c è stata lesione muscolare quindi neanche del miocardio. Esempio: un soggetto con una sindrome patologica acuta o che ha avuto un ischemia coronarica acuta in atto o presunto arriva al pronto soccorso, qui c è la possibilità di trattenere il paziente sotto osservazione, in genere almeno 24/48ore ore di osservazione, non si può mandare a casa perché c è il rischio che possa aver avuto davvero un infarto. Ricordiamo che gli infarti possono essere stemi o nstemi, cioè infarti con alterazioni critiche di ecg che permettono di fare diagnosi, dall altra invece ci sono quelli in cui non si riscontrano alterazioni di ecg tipiche ma che chiaramente hanno lo stesso tipo di problematiche di un infarto acuto e deve essere diagnosticato e trattato il piu presto possibile. Quindi se la Mioglobina risulta essere negativa dopo due ore dall evento vuol dire che non c è danno muscolare e quindi il paziente può essere mandato a casa con tranquillità, se risulta essere positivi non possiamo fare la diagnosi d infarto e possiamo fare gli altri marcatori, anche se in genere si fanno tutti assieme perché l inizio della patologia non è chiara sempre e non è sempre lineare, a volte abbiamo sintomatologie sfumate, altre volte ci sono condizioni che comportano ischemie prima per poi arrivare alla necrosi quando l evento si aggrava oppure ha avuto una trombosi col blocco completo. Altissima sensibilità, scarsissima

3 specificità e alto valore predittivo negativo inoltre può essere utilizzato come marcatore dei danni da riperfusione: infatti ci sono dei danni che avvengono quando si è risolto il danno ischemico. Avviene perché ci sono alcuni enzimi che vengono inibiti,o si è maggiormente esposti all azione dei radicali ossidanti e in queste condizioni quando sciogliamo un trombo attraverso la fibrinolisi possiamo avere dei danni superiori a quelli avvenuti prima. Per monitorare questi danni uno dei marcatori è quello della mioglobina per il fatto che risulta quella che s innalza più rapidamente e ci permette di valorizzare la quantità di tessuto che viene eventualmente modificato. Il secondo marcatore è invece la cpk MB che sta a significare massa, la creatinfosfochinasi essendo un enzima può essere quantizzato dall attività enzimatica(attraverso la Vmax dell enzima cioè la velocità massima di azione ) in genere agiscono in questo senso, cioè agiscono dove vanno al massimo, se c è una quantità di substrato sufficiente a far funzionare totalmente tutto l enzima presente avremo una condizione lineare, tanto prodotto si forma nell unità di tempo tanto enzima c è. Prima si calcolava l enzima in funzione dell attività enzimatica, il problema era che dovevamo valutare la MB, cioè una quota, mentre la MM,cioè l isoenzima muscolare è il 98/99% di tutto il tessuto muscolare scheletrico solo 1/2% è MB, nel cuore invece dal 20 al 50% circa è costituito da Mb, quando risulta alterato il cuore con ischemia o necrosi aumenta la quota di CPK di tipo MB, se abbiamo MB abbiamo una buona correlazione con la citolisi o col danno del miocardiocita; la massa è importante perché noi andiamo a valutare la presenza dell enzima non grazie all attività enzimatica bensì in base alla propria massa cioè la quantità, utilizzando anticorpi che riconoscono specificamente l isoforma MB, così non avremo errori di sottostima che si avevano precedentemente con la valutazione di cpk MB con l attività enzimatica. L enzima si utilizzava prima per la determinazione ckp totale, poi dopo MM, MB e BB(quest ultima isoforma non è presente perché non passa la barriere encefalica e quindi a parte alcune condizioni particolari come nella iperpiressia maligna cioè la febbre altissima in cui la permeabilità è modificata la BB non c è in circolo); quindi in realtà gli indici sono MM che è più importante,più rilevante ed è relativa al muscolo scheletrico e la MB alcune di derivazione muscolare l altro circa il % di derivazione cardiaca. Per mettere in evidenza la quota MB si evidenziava in primis la reazione catalizzata dalla cretinfosfochinasi, poi si poteva bloccare con un anticorpo la subunità catalitica M e far funzionare soltanto la B, in questo modo ottenevamo la cpk totale. Poi bloccavamo la M e quindi la quota dell isoforma MM non veniva affatto dosata e la MB veniva dosata soltanto al 50 %, perché bloccata la M funzionava soltanto la catena B, in questo modo bastava solo moltiplicare per 2 l attività enzimatica, quindi il prodotto della reazione ottenuta dalla catena B e quindi avere automaticamente la quota di MB. Prima questo meccanismo avveniva attraverso solo il dosaggio enzimatico e quindi non era sensibile perché la quota MB una volta liberata può andare incontro a

4 processi di inibizione e/o riattivazione di subunità catalitica, quindi c è una variazione tra la funzione effettiva e quantità di enzima che viene ad essere dosata. Quindi in questo modo, misurando l attività enzimatica potevamo avere una sovrastima o una sottostima rispetto alla quantità di MB effettivamente ottenuta; cosa che non succede con cpk mass; in questo caso si va a riconoscere la forma MB con l anticorpo che riconosce la subunità, indipendentemente dalle modifiche che potrebbe avere in seguito alla sua liberazione. E la cpk di massa risulta essere correlata alla quantità di tessuto che risulta essere effettivamente alterato. Che vantaggi ha? Ha il vantaggio di essere un marcatore sensibile. La mioglobina aumenta rapidamente in breve tempo, i tempi di comparsa invece per la cpk vanno da 2 a 6 ore dall insulto. Inoltre cpk MB mass ha il picco intorno a 12 ore e scompare dopo 2 3 gg, questo ci fa capire che è un marcatore abbastanza pratico, abbastanza precoce, abbastanza specifico e che è correlato a fenomeni acuti, cioè entro tre gg. Dopo 2 3 giorni la cpk non si trova in circolo a meno che non ci sono stati altri eventi. Può essere utilizzato per la diagnosi dell insulto al miocardio però dobbiamo prendere alcuni eventi di riferimento, quali le troponine. Quest ultime possono essere considerate il gold standard nella diagnosi dell infarto del miocardio cioè un aumento ci permette di fare direttamente diagnosi e se aumentate possono avere valore predittivo positivo di circa 99%, quindi significa avere uno dei marcatori più specifici e più diagnostici in senso generale. Le troponine sono delle proteine che si ritrovano nella struttura muscolare, ne abbiamo di tre tipi, I, T e C. La C è quella modulatrice che non viene dosata perché è analoga sia al muscolo scheletrico che al muscolo cardiaco; fortunatamente quelle cardiache sono differenti rispetto a quelle muscolari e quindi possiamo usare degli anticorpi( per I o T) che riconoscono esclusivamente quella troponina d interesse. Quindi, quando andiamo a dosare le troponine I o T che siano, possiamo individuare quella che è presente nel muscolo cardiaco e ci permette di individuare direttamente quella di nostro interesse. La troponina aumenta entro 3 8 ore, quindi in questo periodo si positivizza, dura in genere da 9 a 14 giorni, ciò serve perché nella sesta giornata avendo questa alterata ci aiuta a fare diagnosi di infarto pregresso, recente o silente a seconda delle condizioni che l abbiano provocato. La mioglobina ha un alto valore predittivo negativo, ha un alta sensibilità, è quello più rapido ma che non ci permette di fare diagnosi ma può essere usato per escludere la patologia. CPK MB è un enzima specifico, cardiaco, sensibile, relativamente rapido( entro 2 6 ore) ed entro 48 ore scompare, e quindi ci permette di stabilire l acuzia di una patologia; lo utilizziamo per la diagnostica, per fenomeni ischemici, per quantizzare la massa di cuore che è stata alterata. Inoltre può essere utilizzato come marcatore di danno da riperfusione, oltre al fatto che ci permette di valutare l eventuale danno cardiaco entro 2 o 3 gg, quindi ci permette di stabilire se c è un infarto acuto recente. Nel caso in cui aumentasse di uno è l unico che ci permette di stabile se c è

5 stato un altro re infarto, perché ricomincia ad aumentare laddove è passato il tempo della riperfusione; se per esempio un soggetto al quinto giorno ha solo la troponina aumentata noi facciamo diagnosi di infarto ma non sappiamo se è un fatto recente o passato(per passato s intende 9 14 giorni che sono l emivita di questi marcatori), quindi per avere la condizione di diagnosi di re infarto o di condizione acuta di ischemia acuta o di infarto del miocardio ci affidiamo al cpk MB. Con questi 3 marcatori abbiamo quindi la possibilità di effettuare la diagnosi, il monitoraggio (seguire il paziente), stabilire la sua storia con le sue caratteristiche, permette di fare diagnosi aldilà della condizione acuta e tutto ciò implica che possiamo effettuarli all inizio (quando il paziente entra nel pronto soccorso) e saggiarli ogni 3 ore al fine di ottimizzare l accuratezza, ovviamente nel caso in cui siano positivi è il caso d intervenire. È chiaro che se la mioglobina risulta aumentata è inutile farlo ogni 3 ore perché la ritroveremo ancora. Se questi sono i marcatori, ora vediamo quali sono le altre condizioni in cui possiamo avere una troponina elevata ed eventualmente perché; secondo, andiamo a vedere poi altri possibili markers che possono essere utilizzati. Normalmente abbiamo detto che possiamo dosare due diversi tipi: la Tn I, Tn T; la differenza tra queste due proteine è nel peso molecolare: la Tn I è di circa 25 kda, mentre la Tn T è di circa 39 kda; questo implica che a livello renale (dove le proteine a basso peso molecolare vengono filtrate) la Tn I (che è ai limiti della filtrabilità) può essere eliminata con le urine. La Tn T ha una maggiore difficoltà, essendo di peso molecolare maggiore; tuttavia è, in soggetti sani, normalmente eliminata mentre in soggetti che presentano insufficienza renale si possono avere aumentati livelli sierici di Tn T. Questo implica che la troponina può essere utilizzata anche come marker di insufficienza renale (oltre che di infarto e di tutta una serie di patologie cardiache quali miocarditi, pericarditi o infezioni cardiache). Una delle conseguenze più frequenti dell ima (infarto del miocardio) è la insufficienza cardio circolatoria o scompenso cardiaco. Lo scompenso cardiaco si ha quando il cuore non riesce a funzionare come una pompa di perfusione e dunque non riesce a inviare quantità sufficienti di sangue in periferia in quanto si perde una quota di tessuto muscolare cardiaco con conseguente riduzione della sua forza contrattile. Lo scompenso può avere in realtà moltissime altre cause, non solo ischemiche. Come si può fare diagnosi di scompenso cardiaco? E quando? La sintomatologia è aspecifica: un soggetto che presenta una insufficienza di pompa cardiaca incomincia a avere astenia, dispnea (stasi del sangue a livello polmonare poiché il cuore in riesce a pompare sangue dal polmone). Questi sintomi sono aspecifici in quanto comuni anche ad altre patologie quali patologie respiratorie un soggetto che presenta bronchite, polmonite può avere astenia, per scarsa ossigenazione del sangue, cianosi (poiché gli scambi gassosi sono alterati), dispnea.

6 Quindi per effettuare diagnosi di scompenso cardiaco si devono utilizzare una serie di esami quali: RX del torace, ecocardiogramma, la spirometria, ecocardiografia (per valutare se vi è o meno un alterazione della meccanica cardiaca). Per quanto riguarda invece gli esami di laboratorio, vi è la possibilità di avere un marcatore specifico della funzionalità cardiaca: il peptide natriuretico. Esistono diversi tipi di peptide natriuretico: 1)urotelina, 2)peptide natriuretico A (ANP) atriale 3)peptide natriuretico B (BNP) B sta per Brain (cerebrale) poiché è stato scoperto per la prima volta come molecola prodotta a livello cerebrale; in realtà è il ventricolo cardiaco che ne produce grandi quantità. 4) peptide natriuretico C. Funzione di questi peptidi: essi sono natriuretici, ossia mediano l eliminazione del Na attraverso le urine, cioè fanno da contraltare al sistema renina angiotensinaaldosterone, cioè regolano la quantità e volume di sangue! Lo scompenso cardiaco compare per due motivazioni: o la quantità di sangue che arriva al cuore è superiore a quella che viene pompato (vi è quindi un eccesso di precarico) oppure vi è eccesso di pressione a valle (un eccesso di post carico). Se dunque troppo sangue giunge al cuore oppure se la pressione è elevata, il cuore presenta difficoltà a pompare sangue nei tessuti. Questa condizione può essere regolata: modulando il volume di sangue che giunge al cuore (volemia), regolando le resistenze periferiche cioè la resistenza che offre il vaso al passaggio del sangue (quindi pressioni e flusso a livello dei vasi). Il BNP è un ottimo marker perché esso viene prodotto dal ventricolo ogni volta che va incontro a un eccessiva distensione delle fibrocellule muscolari (ricorda la legge di Starling: il cuore aumenta la forza prodotta man mano che si ha la distensione della parete; ciò accade fino a un certo punto in cui esso non svilupperà più forza all aumentare della distensione). Quando dunque le fibrocellule vengono stirate a causa dell aumento del pre carico o del post carico, sintetizzano e rilasciano il BNP. In condizioni normali esso si porta a livello renale, induce una riduzione della volemia (quindi riduce il pre carico) e ristabilisce le condizioni normali. Nelle condizioni di scompenso cardiaco invece, in cui le fibrocellule vengono continuamente stirate, si avrà un cronico aumento del BNP. Questa è la ragione per cui il BNP può essere utilizzato quale marcatore di scompenso. Ha un elevato valore PREDITTIVO POSITIVO; consente di effettuare diagnosi anche in condizioni latenti. Questo perché il BNP consente di valutare il grado di funzionalità del cuore dal punto di vista della forza contrattile. Esso può essere misurato: come tale, cioè l ormone specifico; come una sua componente, cioè la porzione N terminale pro BNP.

7 Questo è possibile perché il BNP viene prodotto come pre pro ormone; viene successivamente clivato a pro ormone e poi viene ulteriormente clivato e di questi uno esce direttamente come ormone, e un altra porzione, il pro BNP (simile al peptide c dell insulina). Il dosaggio del pro BNP presenta dei vantaggi rispetto al dosaggio dell ormone perché: il BNP funziona rapidamente; è presente in piccole quantità e viene rapidamente inattivato. Il pro BNP viene prodotto in quantità equimolecolari rispetto al BNP, con la differenza che ha un emivita maggiore (e dunque una concentrazione ematica maggiore) per cui è più semplice dosarlo. Il 60 70% di tutti gli esami vengono effettuati sulla base delle tecniche ottiche. Una di queste è la SPETTROFOTOMETRIA: è la capacità delle diverse sostanze di interagire in maniera differente, in base alla struttura chimica, con le radiazioni elettromagnetiche. Prendiamo ad esempio la luce bianca: nm. Se si scompone la luce bianca posso andare a selezionare tutte le singole componenti della luce bianca da 300 a 700 nm. [Poiché la lunghezza d onda è inversamente proporzionale al periodo dell onda, possiamo avere onde più frequenti e onde più lunghe che sono l una l inverso dell altra e possiamo andare sino ai raggi gamma ecc..] Soffermandoci su questo intervallo avremmo: luce ultravioletta, con intervallo immediatamente inferiore a 300nm; luce infrarossa, con intervallo immediatamente superiore a 700nm. Le sostanze hanno la capacità di assorbire specificamente una lunghezza d onda. Esempio: l enzima LDH. Questo utilizza come coenzimi NAD e NADH. Il vantaggio è che il NADH assorbe sia a 290nm sia, specificamente, a 340nm mentre il NAD assorbe solo a 290 nm. Quindi se abbiamo una reazione in cui utilizziamo come substrato il NADH o il NAD, sappiamo in ogni momento la loro concentrazione e quindi abbiamo la possibilità di monitorare l attività enzimatica poiché a 290nm avremo assorbimento sia di NAD che di NADH invece a 340nm avremo l assorbimento del solo NADH. (questo per molti enzimi come LDH, le transaminasi) Questo implica che se si fa riferimento alla legge di lambert beer* noi avremmo che l assorbimento delle radiazioni elettromagnetiche da parte di una sostanza in soluzione è direttamente proporzionale alla concentrazione della sostanza stessa. Dunque stabilire quanta radiazione elettromagnetica è stata assorbita da quella miscela significa saperne la concentrazione. *= In ottica la legge di Lambert-Beer, conosciuta anche come legge di Beer-Lambert o Legge di Beer- Lambert-Bouguer, è una relazione empirica che correla la quantità di luce assorbita da un mezzo alla natura chimica, alla concentrazione ed allo spessore del mezzo attraversato.

8 Quando un fascio di luce (monocromatica) di intensità I 0 attraversa uno strato di spessore l di un mezzo, una parte di esso viene assorbita dal mezzo stesso e una parte ne viene trasmessa con intensità residua I 1. Il rapporto tra le intensità della luce trasmessa e incidente sul mezzo attraversato è espresso dalla seguente relazione (si veda dimostrazione seguente) (da wikipedia) Le tecniche ottiche si basano essenzialmente su questi elementi; le principali sono le tecniche: Colorimetriche Fotometriche se si utilizza la luce bianca Spettrofotometriche se si utilizza tutto lo spettro della luce visibile (UV e infrarossi) Quindi è possibile andare a individuare una sostanza attraverso la quantità di luce assorbita. Queste tecniche ottiche presentano una sensibilità di 10 4 : possono,cioè, misurare delle sostanze presenti nell ordine di decimi di mg nell ambito di una soluzione. Esistono poi dei meccanismi che consentono di aumentare la sensibilità di queste tecniche, cioè possiamo andare a misurare anche quantità inferiori (fino a 10 7 ) utilizzando sempre tecniche ottiche ma insieme alla colorazione o la fluorescenza. TORBIDIMETRIA E NEFELOMETRIA : sono delle misure che si effettuano per valutare delle miscele (quindi non soluzioni ma miscele! La differenza sostanziale tra miscele e soluzioni è che le soluzioni sono omogenee in tutte le strutture mentre nelle miscele si ritrovano delle sospensioni esempio acqua con la sabbia). La torbidimetria misura la torbidità della miscela; la torbidità è rappresentata dalla capacità delle radiazioni elettromagnetiche di essere ostacolate nel passaggio dalla presenza delle sospensioni. Se io prendo una miscela con queste sospensioni grossolane e ci faccio passare la luce, questa luce può essere ostacolata, in base alla quantità delle sospensioni. Misurando la quantità delle sospensioni, misuriamo la quantità di sostanze. Esempio: tutte le prove di emocoagulazione, in cui si forma coagulo di fibrina, la miscela si intorbidisce per la formazione di questa maglia. Anche nel caso in cui si utilizzano gli Anticorpi (Ab): se si utilizzano maggiori quantità di Ab rispetto a quelle di Antigene (Ag) si avrà la formazione di macroaggregati (4 5 Ab legati a 2 ag); questi ostacolano il passaggio della luce e vi danno indicazioni sulla quantità di macroaggregati e quindi la quantità di Ab o Ag. La nefelometria consente la misurazione di miscele FINEMENTE sospese; cioè permette la misurazione di piccole molecole per esempio un Ag o un Ab. In questo caso non si andrà a valutare l ostacolo della luce come nelle torbidimetria ma si andrà a valutare la quantità di luce riflessa da queste fini sospensioni. Se ad esempio

9 vi è un Ab e un Ag e si colpisce la miscela con la luce, essa viene deviata. L angolo di deviazione è di solito tra 0 90 ; la quantità di luce che viene deviata, sarà deviata tutta nello stesso modo se le molecole sono tutte uguali. Cioè se le molecole sono tutte ag e ab si valuterà semplicemente la quantità di luce riflessa. Con la nefelometria e la torbidimetria si possono misurare proteine fino a 10 7 (decimi di microgrammi). Per aumentare la sensibilità: ELISA e RIA, IRMA tecniche radioimmunologiche o immunometriche che permettono di arrivare a Tecniche più sensibili PCR: permette di evidenziare la presenza di pochissime molecole. Isa e Cla

10 CHIOSI 15/03/2014 Di Monica Avino, Domenica 16 marzo 2014 alle ore Esame delle urine Per quanto riguarda l'esame standard delle urine diciamo che le urine rappresentano una matrice biologica su cui possono essere effettuate una serie di indagini. Le indagini variano a seconda dell'utilità clinica; questo permette di fare sull'esame delle urine una serie di campioni o prelievi differenti per indagini differenti. Possiamo avere le urine delle 24 ore e quindi fare una determinazione quantitativa di una serie di sostanze. Allo stesso modo possiamo fare ad esempio un urinocultura nel caso di un sospetto di infezioni. Queste sono condizioni che determinano da un lato l'utilizzazione delle urine delle 24 ore per fare una concentrazione, dall'altro lato prevede l'utilizzazione di recipienti assolutamente sterili per quanto riguarda l'urinocultura. Riguardo invece l'esame standard delle urine, è il normale, comune esame di base che viene utilizzato per avere una serie di informazioni dal punto di vista metabolico e dal punto di vista delle patologie che hanno interessamento renale. Per quanto riguarda il campione di urine da esaminare è rappresentato in genere dalle prime urine del mattino, eliminando la prima quota che potrebbe essere contaminata da sostanze esterne o da sostanze dell'ultimo tratto soprattutto dell'uretra.detto questo, il campione come si preleva? Occorre prelevare almeno 10 ml di campione di urine; è preferibile che il contenitore sia sterile ma basta che sia pulito, perchè non si fa un esame colturale ne tantomeno un arricchimento per evidenziare la quantità o eventualmente la presenza di batteri e microorganismi. Si prende quindi il minto intermedio che dovrebbe essere esaminato in genere nell'arco di 1-2 ore dalla preparazione, al fine di evitare che ci possano essere delle contaminazioni o la decomposizione di sostanze all'interno come per esempio i cilindri. Bisogna conservarlo in frigo in ogni caso e trasportarlo poi al laboratorio. Dal punto di vista dell'esame delle urine, questo è un esame che costa poco, dà diversi tipi di informazioni e comprende diversi parametri che fondamentalmente possono essere divisi in tre gruppi: 1)Esame fisico 2)Esame chimico 3)Sedimento urinario Per quanto riguarda l'esame FISICO delle urine si devono valutare fodamentalmente: il colore, l'aspetto, la quantità, il peso specifico e l'odore. Queste sono caratteristiche specifiche perchè attraverso la variazione di alcuni di questi parametri possiamo avere delle informazioni o addirittura una condizione specifica come marcatore di danno e/o di funzione. Normalmente le urine che vengono prodotte nell'arco delle 24 ore ammontano ad 1l-1,5l al giorno; tuttavia poniamo un limite minimo a 600 ml fino ad un limite massimo di 2l al giorno. Poniamo questi limiti perchè al di sotto di 500 ml al giorno si parla di OLIGURIA; se la quantità di urina prodotta nelle 24 ore è al di sotto di 100 ml si parla di ANURIA, mentre una quantità superiore a 2-3l al giorno è indice di POLIURIA. Questi paramentri sono estremamente importanti perchè possono sottendere un'alterata funzionalità renale, un'alterata funzione cardio-circolatoria soprrattutto per quanto riguarda l'anuria e l'oliguria. È chiaro che un ridotto quantitativo di sangue che arriva al glomerulo provoca una riduzione della filtrazione e quindi una riduzione della quantità di urina prodotta, e questa è una condizione tipica da deficit circolatorio o da deficit della funzionalità renale. Dall'altra parte abbiamo la poliuria, ovvero la produzione di più di 2l di urina al giorno che può essere una poliuria IPEROSMOTICA come quella del diabetico,in quanto il diabetico dà luogo all'eliminazione del glucosio quindi la cosiddetta glicosuria. La glicosuria si verifica quando si supera la soglia di riassorbimento renale del glucosio, che è di 180 mg/dl; in questa condizione possiamo dire che la quota in eccesso di glucosio passa la membrana di filtrazione ed

11 essendo osmoticamente attiva trattiene acqua, provocando poliuria. Nell'ambito della poliuria la quantità di urina eliminata può ammontare anche a 10l-20l al giorno nei pazienti affetti dal cosiddetto diabete insipido, provocato da deficit o alterata funzionalità dell'ormone antidiuretico ADH. L'ADH è l'ormone capace di dar luogo al riassorbimento di acqua che in questo caso non avviene; quindi si eliminano grandi quantità di acqua. Il peso specifico, invece, è importante perchè indica la quantità di soluti presenti all'interno delle urine; un rene, infatti, può eliminare molte sostanze idrosolubili e quindi l'urina può contenere varie concentrazioni delle sostanze prodotte. Il peso specifico normalmente va da 1005 g/l a 1025 g/l; esso può aumentare in quelle condizioni in cui il metabolismo basale risulta essere accentuato come per esempio nella febbre, nell'attività fisica, nello sforzo fisico o in determinate patologie come l'ipertiroidismo. Può essere inoltre ridotto quando c'è la tendenza ad avere un'alterazione della funzione di riassorbimento, della funzione di filtrazione, oppure della funzione di secrezione. È importante il peso specifico perchè in genere in condizioni di insufficienza renale è uno dei paramentri di cui maggiormente si ha considerazione. Il colore normalmente viene definito giallo paglierino, cioè va dal bianco al giallo appena accennato. Normalmente ci sono delle scale per la determinazione del colore, tra le quali quella più usata è la scala di Vogel. Secondo Vogel il colore va fondamentalmente in 4 tipi di colorazione: dal bianco al bianco paglierino al giallo al giallo relativamente più intenso. Tutte le altre alterazioni della colorazione delle urine sono di tipo patologico. Il giallo, infatti, può essere un giallo bruno tendente al marrone e caratterizzare le cosiddette "urine marsala": rappresentano una condizione in cui le urine contengono birilubina, prodotti del metabolismo della birilubina ed eventualmente anche pigmenti biliari, tipica di colestasi, ostruzione delle vie biliari e ittero. La presenza di pigmenti biliari dà luogo alla produzione di schiuma a livello delle urine ed è sempre indice ovviamente di una compromissione delle vie e delle funzionalità biliari. Le urine possono anche essere rosse, per vari tipi di situazioni: 1) per la presenza di emoglobina, e in questo caso il rosso è limpido perchè è una soluzione omogenea della proteina; 2) per la presenza di globuli rossi, e avremo un rosso torbido perchè gli elementi corpuscolati saranno birifrangenti e non potranno dar luogo ad una soluzione omogenea. L'entità del colore ovviamente deriva dalla quantità di sangue escreta. Urine rosse possono tuttavia essere anche provocate da altre cause, come l'assunzione di determinati farmaci (per es. la rifampicina,il complesso p) o l'ingestione di alimenti come le barbabietole; queste chiaramente non sono condizioni patologiche. Le urine possono apparire verdi o azzurre se un soggetto utilizza come disinfettante il blu di metilene oppure per la presenza di biliverdina, uno dei metaboliti della birilubina. Un altro colore assunto dalle urine è il nero, indice della cosiddetta alcaptonuria; l'alcaptonuria rappresenta la presenza di prodotti del catabolismo della fenilalanina nelle urine, causata da un deficit congenito dell'idrossilazione della fenilalanina, per cui è particolarmente importante diagnosticarlo alla nascita. Questo difetto comporta conseguenze deficitarie nel sistema nervoso in particolare a livello della trasmissione dopaminergica, perchè non viene prodotta dopamina e con essa neppure molti neurotrasmettitori e sostanze ad attività ormonale con funzioni stimolatorie basilari su vari organi, per esempio sul cuore. L'aspetto è normalmente limpido; in altri casi può essere torbido,chiloso od opalescente. È torbibo quando sono presenti in sospensione elementi macromolecolari e/o corpuscoli; se un soggetto elimina con le urine molte cellule o proteine soprattutto di grosse dimensioni o prodotti della macrofagia può presentare urine torbide. Allo stesso modo poichè l'apparato urinario è deputato all'eliminazione delle sostanze idrosolubili non dovrebbero essere presenti lipidi; se sono presenti si avranno urine chilose od opalescenti e sono indice di disfunzione della membrana filtrante o dell'attività renale in senso stretto. L'odore viene generalmente definito sui generis,perchè è tipico delle urine. È fondamentalmente determinato dalla presenza di urea a livello delle urine, un prodotto del catabolismo azotato che avviene proprio attraverso il rene. Tuttavia l'odore può risultare modificato: può essere

12 acido,chetosico oppure solforato. Queste modificazioni possono essere indice di alterazioni di tipo metabolico (per esempio la presenza di chetoni è causata da condizioni quali digiuno o diabete), oppure della presenza di infezioni a livello del tratto urinario o strettamente renale da parte di batteri fermentati (che possono quindi produrre acido solfidrico e dare l'odore solforato). Passiamo adesso ai PARAMETRI CHIMICI. Uno dei più importanti parametri chimici è rappresentato dalla presenza e quota delle proteine, che ci consente di evidenziare l'insorgenza di una importante condizione patologica chiamata proteinuria. Noi sappiamo che normalmente il rene non filtra le proteine, a meno che non abbiano un peso molecolare al di sotto dei Da; di conseguenza peptidi e piccole proteine possono essere eliminati e le proteine più grandi vengono salvaguardate. In ogni caso se alcune di esse dovessero attraversare il filtro glomerulare c'è il fenomeno del riassorbimento che consente il recupero di una parte di esse. Ma perchè è così importante la proteinuria? Perchè può essere il primo e unico segno di insufficienza renale e/o nefropatia primitiva o secondaria. Quindi valutare la quantità di proteine presenti nelle urine equivale a valutare direttamente la funzionalità del rene diagnosticando le malattie che conseguono alla sua alterazione. Normalmente la quantità di proteine eliminate con le urine ammonta a 150 mg- 200 mg al giorno; se la quotà si rivela superiore parliamo di proteinuria. Per questo tipo di esame non è importante conoscere il tipo di proteina eliminata, o la quantità di proteine escrete in termini assoluti ma è importante la quantità in senso generale; questo consente l'utilizzazione di metodi che diano riposte del tipo si/no,maggiore o minore di 200mg di proteine nelle urine delle 24ore. Se poi un soggetto è affetto da proteinuria può effettuare ulteriori esami per capire qual'è la proteina maggiormente rappresentata, in modo da distinguere proteinurie pre-glomerulari, glomerulari, miste, nefritiche e così via. Il secondo parametro chimico è il glucosio; la presenza di glucosio nelle urine viene definita glicosuria. La glicosuria normalmente non deve essere superiore a 40-50mg nelle urine delle 24 ore: se è superiore a questa quota è indice del fatto che è stata superata la soglia di riassorbimento renale di glucosio. Quest'ultima è comunemente considerata 180mg/dl; un superamento di questa soglia indica che il soggetto presenta una glicemia, anche transitoria, superiore a 180mg/dl, presente nel diabete mellito, nelle sindromi metaboliche o in caso di ridotta tolleranza agli idrati di carbonio. IL glucosio si misura con un metodo enzimatico, cioè grazie alla specificità dell'enzima glucosio ossidasi o esochinasi che ha una particolare e alta affinità nei confronti del glucosio e che ci consente di capire la quantità del glucosio presente nelle urine in base alla quantità di prodotto di reazione formatosi. Questo è un metodo abbastanza specifico perchè l'enzima utilizza prevalentemente e quasi esclusivamente il glucosio come substrato, a differenza invece di metodi biochimici che valutavano la presenza di glucosio nelle urine in base al potere riducente dello zucchero, che possiede un carbonio riducente. Valutare l'attività riducente equivaleva a valutare la quantità di glucosio; in realtà oggi sappiamo che esistono molte altre sostanze riducenti come l'acido urico, la birilubina, la vitamina C, altri zuccheri, per cui questi metodi non risultavano essere molto specifici,cioè non riuscivano a distinguere il glucosio da altre sostanze più o meno simili. Allo stesso modo si può determinare la presenza di corpi chetonici. I corpi chetonici sono l idrossibutirrato e l acetoacetato, sono sostanze acide, in genere dovuti alla attivazione della beta-ossidazione degli acidi grassi, quindi derivano dalla demolizione degli acidi grassi, in modo da non consentire, però, l attivazione di acetil CoA, ma di acetoacetato o idrossibutirrato, che sono, appunto, radicali ossidanti, sono radicali acidi, che conducono alla chetosi. La chetosi si può avere nel digiuno, nel diabete, ed in tutte quelle condizioni in cui si va in deficit di ossigeno, quindi si riduce l utilizzo di glucosio ai fini energetici e viene attivata la beta-ossidazione degli acidi grassi. Tutto questo, può comportare questa condizione di cheto-acidosi e/o di chetoni presenti, in questo caso, anche nelle urine. Un altro dei parametri importanti è il ph, il cui valore è importante perché il rene è uno di quegli organi che dà luogo alla regolazione della omeostasi dell equilibrio acido base,

13 quindi è alla base della regolazione del ph dell organismo. Il ph è estremamente importante perché piccole modifiche, anche nell ordine di decimi, può essere indicativo di uno stato di obnubilamento del sensorio, cioè il primo tipo di coma o di confusione mentale, per poi arrivare ai vari gradi di coma, che in genere sono legati ad una condizione di acidosi o alcalosi di vario tipo. Normalmente l emoglobina è assente, se è presente può dipendere da un alterazione della membrana, quindi dalle glomerulonefriti; può dipendere dalla eccessiva emolisi, quindi dalle anemie emolitiche, oppure le anemie emolitiche dovute ad agenti ossidanti, o ad auto-anticorpi, o farmaci, quindi abbiamo una serie di malattie emolitiche che possono dar luogo alla degradazione di emoglobina, che dà luogo ad emoglobinuria. L urobilina, di solito, è presente in tracce, quando è presente in quantità maggiori di 0,2 mg, può essere indicativa di epatopatie. Analogamente, la bilirubina è, di norma, completamente assente e se c è ci sono epatopatie, dovute ad alterazioni di tipo colestatiche. Normalmente l urea è il prodotto del catabolismo azotato, perché una delle funzioni che svolge il rene è quella di determinare l equilibrio della quantità di azoto in ingresso, rispetto a quello eliminato, al fine di mantenere un livello di azoto fisso nell organismo, perché l azoto, di per sé è tossico se non utilizzato in determinate concentrazioni. Questi sono i parametri clinici, il terzo gruppo di parametri che possono essere determinati da un esame normale di urine: il SEDIMENTO URINARIO, che è la descrizione, caratterizzazione, quantizzazione degli elementi macroscopici che si trovano nelle urine, quindi delle sospensioni nelle urine. Dal punto di vista pratico sono: globuli rossi: ematuria, globuli bianchi: leucocituria, flora batterica o agenti (batteri, protozoi, funghi, o altri microrganismi), possono essere cellule delle vie urinarie, oppure, due tipi fondamentali, cristalli e cilindri. I cristalli sono aggregazioni di Sali, derivati dalla concentrazione e precipitazione di particolari tipi di sali, tra cui: urati, ossalati e fosfati, che sono i principali, poi ci sono altri Sali di cristalli che possono dar luogo ad una serie di indicazioni o di tipo (30.42), o di tipo abbinabile alle colelitiasi, cioè la presenza di calcoli renali. I cilindri sono concrezioni, agglomerati di forma cilindrica che si formano sullo stampo tubulare, quindi qualsiasi condizione che determini un rallentamento della filtrazione urinaria o un rallentamento dei processi circolatori, o tutte le condizioni che diano luogo ad una tubulo-necrosi può essere accompagnato alla formazione di questi cilindri, che sono aggregati di cellule e/o proteine, aggregati, con o senza Sali. Quindi andiamo dai cilindri ematici, a quelli di globuli bianchi, a quelli ialini, granulosi, a seconda del tipo di sostanza che li compone. Il motivo importante, per cui le urine dovrebbero essere analizzate entro 1-2 ore dalla produzione del campione, è che i cilindri sono, in realtà, delle strutture impacchettate, assemblate, per cui lo scuotimento, la variazione del tempo, determinano un disfacimento di questi cilindri ed, automaticamente, la loro non visione nel caso in cui passi molto tempo, o le urine non vengano mantenute in condizioni idonee. Tra gli elementi principali, abbiamo l ematuria, che significa presenza di globuli rossi nelle urine, quindi globuli rossi interi, quindi può essere indicativa, e può far sospettare una flogosi di qualsiasi natura, quindi sia di natura chimica, che fisica, che da agente batterico o da microrganismo, che dà luogo all erosione dei vasi principali e alla liberazione di sangue intero e quindi di globuli rossi. Quindi qualsiasi processo flogistico a carico del rene, della vescica o dell uretra, può dar luogo ad ematuria; ematuria si può avere anche in tutte le condizioni traumatiche o post- traumatiche; in tutte le condizioni legate a neoplasie, sia renali, che vescicali, che uretrali; può dipendere da una calcolosi, soprattutto dopo una colica renale per sabbia, e/o renella concrezioni di calcariche- necrotiche, quindi nefrolitiasi in senso stretto. Fanno eccezione dalle vie urinarie, l ematuria dovuta a carcinoma della prostata, o dovuta a prostatite. Altre condizioni che possono essere determinate nell ematuria, è l ematuria con globuli rossi modificati morfologicamente, cioè con g. rossi di morfologia alterata, che prendono il nome di acantociti, tipici delle glomerulonefriti, in cui il sangue viene filtrato attraverso la membrana glomerulare e quindi abbiamo la possibilità di deformare la forma a disco biconcavo dei

14 globuli rossi. La presenza di acantociti da un lato ci consente di fare diagnosi di glomerulonefriti, rispetto ad altre cause di ematuria, dall altra però gli acantociti devono essere più dell 80% del totale dei globuli rossi presenti in queste urine. Riguardo la leucocituria, normalmente i globuli bianchi non sono presenti nelle urine, se sono presenti in numero considerevole, cioè da 2 a 5 in poi, per campo ottico, che significa: prendo le urine, le centrifugo, abbasso numero di giri, dopo di che si ottiene una precipitazione al fondo della provetta, si aspira il liquido, e questo precipitato si mette sul vetrino portaoggetti, si copre con il vetrino copri-oggetto e si analizza al microscopio ottico con ingrandimento 40X. Se in un campo visivo abbiamo da 2 a 5, abbiamo una lieve leucocituria, se è da 5 a 10 media leucocituria, e così via, se è a tappeto, abbiamo una leucocituria o ematuria (forse voleva dire leucocituria?!) a tappeto. La presenza di leucociti nelle urine indica un processo flogistico, perché è indicativo di tutte le condizioni in cui è attivata la flogosi, soprattutto acuta, quindi tutte le infiammazioni, di qualsiasi natura siano, possono essere correlate alla presenza di globuli bianchi nelle urine. Cellule di transizione e/o epiteliali sono le normali cellule che rivestono le strutture renali o le strutture escretrici. Queste cellule normalmente sono presenti in tracce perché come tutti gli epiteli, hanno un attività rigenerativa estremamente rapida, nel senso che in 3-4 giorni (5 giorni per gli epiteli renali), vengono sostituiti; se c è un eccesso di queste cellule vuol dire che il soggetto è debilitato, o c è un infezione o infiammazioni; bambini ed anziani ne avranno di più, defilati in senso generale, ne avranno ancora di più. Batteri, miceti ed altri elementi non sono indicativi per la diagnosi, ma per un eventuale sospetto. Non si può fare la caratterizzazione del batterio sulle urine prese in questo modo e sull esame delle urine fatto in questo modo, ma per fare l esame colturale, occorre che le urine siano sterili e che vengano trattate con terreni di arricchimento per produrre e selezionare la parte o il tipo di agente microbiologico che risulta essere maggiormente rappresentato, qui si possono, invece, fare solo distinzioni se ci sono o non ci sono batteri ed eventualmente dire, cosa sono questi batteri (cocchi, diplococchi, spirochete, ecc.) e quindi dare descrizione generica e quindi non caratterizzazione dei batteri. Relativamente all esame standard delle urine non c è altro, mentre ci sono i marcatori di funzione e gli esami dell equilibrio acido-base, che interessano direttamente l apparato renale. Quali sono i parametri funzionali renali? Il rene svolge molte funzioni differenti, abbiamo detto che elimina le sostanze idrosolubili, è alla base del bilancio azotato, agisce come regolatore della volemia, ma soprattutto delle concentrazioni degli elettroliti, svolge un ruolo fondamentale riguardo il metabolismo e l equilibrio di magnesio, fosfato e calcio, in particolare per quanto riguarda il calcio è estremamente importante riguardo la produzione di vit D, in particolare il diidrossicolecalciferolo, è importante anche nella regolazione e nella produzione del paratormone, che è correlato direttamente con calcio e fostato, ed è importante per quanto riguarda l eritropoiesi, perché produce l eritropoietina che fa parte dell eritrone (che è quello che va a stimolare il midollo osseo per aumentare la sintesi dei globuli rossi), interviene, inoltre, nell equilibrio acido-base. Ci sono tutta una serie di funzioni importanti che determina la possibilità di avere vari parametri che possono essere utilizzati. I parametri funzionali quali sono? Nell esame standard delle urine, ci sono già parametri importanti: peso specifico, quantità, ph, proteinuria, sono tutti parametri funzionali che si possono avere nell esame standard delle urine, ma oltre questi noi possiamo determinare la quantità di sodio, di potassio di calcio e di cloro escreto, e quindi avere elementi di valutazione della (51.28) idroelettrolitico, si può vedere l osmolarità delle urine, si può dosare la quantità di paratormone, di vit D, l eritropoietina e si può effettuare un esame emocromocitometrico, perché una delle condizioni per cui il terreno dà luogo ad alterazioni, soprattutto di tipo cronico, dà luogo ad una intossicazione, o meglio ad una mancata detossificazione, essendo le tossine tossiche per i globuli rossi, aumenta la crasi ematica dei globuli rossi, aumenta la nocività per i globuli rossi e si riduce la loro vita media; si riduce anche la quantità di

15 eritropoietina che viene prodotta, per cui abbiamo da un lato l aumento della crasi ematica e dall altro la diminuzione degli stimoli idonei ad attivare la produzione di globuli rossi, perciò spesso diciamo che con un insufficienza renale o con nefropatia, si ha anche un anemia correlata. Tra i parametri di funzionalità, più specificamente quelli che comunemente vengono usati sono: concentrazione di elettroliti, calcio, magnesio e fosfato, paratormone, esame emocromocitometrico, ecc. sono tutte funzioni renali che vengono valutate normalmente, invece quelle che apparentemente sembrano essere più specifiche del rene, che sono: la creatininemia, la clereance della creatinina, azotemia e acido urico. Azotemia: è quella che fa riferimento alla funzione di bilancio azotato a cui assolve il rene, in realtà, questo rappresenta la quantità di azoto non proteico. La azotemia, in realtà, pur essendo non esclusivamente renale è indice della funzione renale stessa, perché se il rene non elimina l urea e le sostanze azotate abbiamo un aumento dell azotemia, però non è esclusivamente renale, perché parte del ciclo dell urea avviene nel fegato, quindi l azotemia è un parametro di funzionalità renale, ma anche di funzionalità epatica, per esempio. Creatiinemia: la creatinina è il catabolita della fosfocreatina, che si trova nei muscoli ed è una sostanza che conceste di essere usata in caso di riduzione della energia chimica spendibile, cioè ATP, perché il fostato legato alla creatina ha un alta energia e quindi può dar luogo alla fosforilazione dell ADP e formare ATP e dare energia ai sistemi. In particolare nei muscoli, perché entra in funzione il debito di ossigeno, cioè ogni volta che la quantità di ATP non è in quantitativo idoneo a sviluppare il lavoro muscolare, quindi in casi di necessità interviene la fosfocreatina. La caratteristica importante, che la rende il principale marcatore di funzione renale è data dal fatto che la creatinina è una sostanza con caratteristiche di sostanza del tutto filtrabile, non riassorbibile e praticamente non escreta, se non in quota piccolissima di 10-15%. Questo significa che se noi facciamo riferimento ai normali test fatti in fisiologia relativamente alla capacità di depurazione dell organismo, di una sostanza, cioè la clereance di ogni sostanza, possiamo fare a meno di iniettare una sostanza con queste caratteristiche, cioè l inulina perché viene tutta filtrata, non viene riassorbita e non viene escreta, quindi inettarla significa stabilire qual è la concentrazione di...(58:13) quindi quanto sangue viene depurato perché ogni volta che passa per il rene viene eliminata e quindi si concentra. Questo significa che possiamo stabilire il flusso di filtrazione renale o la frazione di filtrazione renale è direttamente correlata alla funzione depuratrice del rene, quindi alla funzione renale in senso stretto. Quindi noi attraverso la clereance della sostanza, abbiamo la possibilità di stabilire quale sia la frazione di filtrazione renale o il flusso di filtrazione glomerulare, che è intorno a 125 mg/ml. La creatinina, poiché viene del tutto filtrata, non viene riassorbita e viene solo parzialmente escreta, può essere usata come indicatore di una sostanza che ha l effetto analogo a quello dell inulina, ma che non deve essere iniettata, che è già nell organismo e quindi valutando la quantità di creatininemia (creatinina nel plasma) rispetto alla quantità di creatinuria (cioè la quantità di creatinina escreta nelle 24h) riusciamo a calcolare il flusso glomerulare o flusso renale. Questa clearance della creatinina, quindi, si ottiene attraverso il rapporto tra la (concentrazione urinaria della creatina X il volume delle urine prodotte nelle 24h)/ la concentrazione plasmatica della creatinina. Così sappiamo il flusso glomerulare e quindi la frazione di filtrazione glomerulare e quindi l indice di filtrazione renale e quindi l indice funzionale e allora questo tipo di clearance della creatinina va in realtà corretto in funzione del sesso, in funzione della massa corporea..perchè questo? Perché in realtà essendo la creatinina prodotta dai muscoli, maggiore è la quanità di lesione muscolare scheletrico, tanto maggiore sarà la quantità di creatinina In un maschio, quindi o in un soggetto atletico si avrà quini una maggiore quantità di creatinina. Vi ho detto che la creatinina può essere usato come marcatore funzionale, ma in realtà è la creatininemia che è un indice di funzione renale..perchè se è vero che è sempre filtrabile, in un soggetto con il rene sano, il livello di creatinina non può essere alto. Infatti i livelli di creatininemia vanno da 0.6 a 1.2 mg/dl

16 nell uomo, 0.6/0,95 mg nella donna. (si devono sapere!) Anche variazioni di pochi decimi di questi valori possono essere indicativi di una iniaziale alterazione della funzionalità renale. Allora c è un altro parametro chimico- fisico che è la microalbuminuria. Questo è il più precoce e principale indice di danno renale o di necropatia, quindi tutti i soggetti che hanno malattie o compromissione della funzione renale possono determinare questo, anche a livello di screening; quindi è un test ad alto valore ad alto livello predittivo positivo, altamente significativo per quanto riguarda a nefropatia e che risulta essere uno dei parametri più iniziali che si possano avere. Che cosa è la microalbuminuria? E l eliminazione di piccole quantità di albumina nell ordine di mg/l. Quindi questa quantità di albumina, se presente nelle urine può essere prognostico di iniziale danno renale. A chi si fa? Per esempio ai diabetici. Tutti diabetici tendono ad avere la possibilità di sviluppare una leucopatia e nefropatia diabetica, necroangiopatia diabetica e così via..ora la nefropatia è importante perché senza rene non è possibile la vita e con reni malfunzionali si arriva alla emodialisi, con tutti i problemi che essa comporta sia dal punto di vista economico, che sociale, che fisico. E allora microalbuminuria in particolare per quanto riguarda i diabetici si dovrebbe fare dal momento della diagnosi ad un anno e indipendentemente da tutto avere dei parametri di valutazione renale per sapere quando è iniziata la nefropatia e evitare un aggravamento della funzione renale stessa. Se questi sono gli esami principali, andiamo a vedere l Equilibrio acido base. Equilibrio acido base Voi sapete che in emergenza o in un urgenza, nei reparti di rianimazione, di malattie gravi, nelle condizioni di coma, si deve fare l esame di emo gas analitico. Come lo facciamo? Cosa determiniamo? Perche? In che modo può aiutari? Innanzitutto si effettua sul sangue arterioso; in genere viene usata la radiale o la femorale. Normalmente su questo sangue non vengono determinate solo le concentrazioni di ioni bicarbonato, non solo le concentrazioni di PH, non solo gli elettroliti, ma anche i gas come per esempio la Pco2 e la Po2. Per far questo occorre che il sangue godi del contatto con l aria. Quindi il sangue deve essere prelevato e messo il più rapidamente possibile nell apparecchiatura per la sua auto analisi. Viene utilizzata la sierica con un anticoagulante come l eparina. Si aspira un po di questa sierica ( bastano 3/4 ml) con l eparina, e quindi si effettua l esame emogas analitico con cui andiamo a misurare una serie di parametri. Ma perché è così importante? Perché un alterazione del h determina un alterazione di tutte le condizioni psico fisiche del soggetto. Normalmente il ph è di 7.4 e anche variazioni di pochi decimi determinano variazioni importanti. Normalmente l organismo tollera il 7.38, 7.42,in alcuni casi , ma piccolissime quantità perché l organismo ha tre sistemi di regolazione dell equilibrio acido base. Alterare l equilibrio significa squilibrare la permeabilità di membrana e quindi uno squilibrio elettrolitico e quindi determinare alterazioni dei processi di eccitazione della membrana, quindi la stimolazione nervosa, la contrattilità cardiaca, circolatoria, muscolare dipende tutto dall equilibrio, per esempio, di Na e k. Quindi possiamo avereuna riduzione o una ipereccitabilità come conseguenza di questi tre sistemi. Possiamo poi avere problemi circolatori, cardiaci, di sensibilià, di dolenzia eccecc..quindi ecco perché a condizioni di acidosi e di alcalosi corrispondono alterazioni di oblutinamento del sensorio e/o coma dei 4 gradi. Condizioni di acidosi e di alcalosi si possono avere per vari motivi. Vediamo però innanzitutto quali sono i tre sistemi che li regolano. Sono abbiamo detto tre: di questi tre abbiamo 1)Sistema tampone, 2)sistema respiratorio 3)sistema renale. Come intervengono?il primo, cioè i tampone, intervengono automaticamene perché sono di tipo chimico e quindi automaticamente sono quelli che entrano in gioco inizialmente e il più rapidamente possibile determinando una eliminazione, laddove è possibile, delle variazioni del ph. I sistemi tampone sono formati in genere da un acido forte e una base debole o un acido debole e una base forte, ma in reatà ogni soluzione capace di accettare o di cedere idrogenioni è una soluzione tampone..e infatti nell organismo umano l 80% dell azione tampone viene effettuata dalle proteine,

17 perché proteinati sono sostanze anfot3ere cioè capaci di cedere e prendere H+. La proteina più rappresentata è l emoglobina che è tre volte più presente dell albumina (12g contro i 3/4g). Ci ricordiamo poi l effetto Borr dellhb, ci ricordiamo che la Co2 essendo un gas è diffusibile, perché non è che l Hb trasporta la co2. Vi o detto questo perché se l 80% del sistema tampone dipende dalle proteine, un soggtto meno proteine ha, meno capacità tamponante ha. Se questo è il sistema allora perché c è il bicarbonato? Perché il bicarbonato è il sistema tampone di riferimento; riferimento non perchè sia il più importante (perché al massimo svolge un attività del 20%), ma perché è quello che correla i due sistemi di regolazione del ph, perché c è l apparato respiratorio che interviene in ore e che attraverso l eliminazione e la regolazione della quantità di co2 da luogo all equilibrio acido base. Dall altro c è il sistema renale che riassorbe i bicarbonati dando luogo alla regolazione del ph. Questo però è un sistema che ha bisogno di più tempo (1 o 2 giorni). Il fatto che vi abbia tutte queste ore è indicativo di tutti i parametri che possiamo andare a stabilire. Innanzitutto come possiamo determinare il ph? Equazione di endelson hasselback Dice che il ph della soluzione equivale al pk del tampone + log[base]/[acido]. Il ph equivale alla concentrazione di idrogenioni, mentre il pk corrisponde a quel valore di ph in cui un acido è dissociato al 50% come base e come idrogenioni. Il pk del sistema tampone, che voi sapete è dato dal fatto che la co2 in soluzione acquosa da luogo alla formazione di h2co3 (acido carbonico) il quale da luogo alla formazione di H+ e ioni bicarbonato. Quindi l anidride carbonica in oluzione è un acido. Se io aumento l acido, si abbassa il ph. Allra l eq di hendelson hasselback dice proprio questo. Per avere il ph 7.4, se il pk è 6.1 il rapporto tra base e acidi deve essere pari ad un numero il cui logaritmo è 1.3, che sommato a 6.1 mi dia 7.4. E quale è questo numero il cui logaritmo in base 10 mi da 1.3? Normalmente le basi variano da 22 a 28 milliequivalenti Noi per comodità diciamo che è 24. La pco2 è 40, ma è chiaro che nn possiamo dividere una concentrazione per una pressione e quindi dobbiamo trasformare una pressione in moli usando l equazione dei gas PV=nRT oppure basta moltiplicare per il fattore di diffusione della co2 che è pari a Allora 0.03 per 40 fa 1.2. Se sono 24 i bicarbonati e 1.2 la co2, il loro rapporto è 20. Quindi, che cosa significa? Che per avere un ph di 7.4 occorre che la base sia venti volte superiore all acido in modo tale che il rapporto sia venti e che il log in base venti sia 1.3. Qualsiasi condizione che faccia modificare questo rapporto mi può dare acidosi o alcalosi. Se per esempio c è polmonite con conseguente alterazione degli scambi gassoi e siaccumula co2 la cui pressione parziale aumenta a 60mm/hb avremo un aumento degli acidi e quindi una acidosi. A che cosa corrisponde 60 mm/hg di co2? a 1.8 millimoli di co2 (acido). Se faccio il rapporto tra 24 e 1.8 avrò un rapporto uguale a 13, faccio il logaritmo che è 1.1 e il soggetto sarà in acidosi. Che cosa occorre fare? O si togli la co2, ma l unico che può togliere co2 è il polmone, ma se il polmone ha una compromissione questo non lo può fare, o interviene il rene che riassorbe bicarbonati, li porta a 36 che diviso 1.8 porta i rapporto ad un valore tale da avere un valore di ph uguale a 7.4. Abbiamo così corretto una acidosi respiratoria compensata a livello renale. Questo è quello che fate con l emogas analisi. Cioè con l emogas analisi valutiamo la pco2, la quantità di bicarbinati. Possiamo capire inoltre se è una condizione acuta o cronica; se è una acidosi respiratoria o metabolica. Perché lo possiamo avere? Se la causa è respiratoria, la pco2 è coinvolta e sarà aumentata. Questa condizione di aumento della CO2 determina alcalosi..però intervengono tutti gli altri sistemi tampone come l emoglobina per cercare di riportare questo valore di acidità al livello di 7.4; se non ci riesce si ha acidoi scomensata respiratori: questo significa che la Pco2 è aumentata e il ph è diminuito A questo punto interviene il rene..quindi solo se interviene il rene possiamo riavere l equilibrio grazie all aumento dei bicarbonati. Questa è l acidosi respiratoria. Acidosi metabolica: sono aumentati gli acidi fissi come l acido lattico, acido urico, chetoacidi..quindi ci sono diversi tipi di acidosi metabolica. Il corpo non può eliminare questi acidi

18 fissi e quindi entra in funzione il sistema respiratorio che elimina co2, e quindi la Pco2 diminuisce (intorno a 35 mmhg), in modo tale da eliminare una quota di acidi. Ultima cosa Il rene può eliminare idrogenioni in piccola quantità per diminuire l acidosi. Come fa il rene a riassorbire bicarbonati? La CO2 dal angue passa nella cellula, nella cellula trova l anidrasi carbonica che attiva la conversione di CO2 in acido carbonico che si scinde in H+ e ioni bicarbonato. L H+ viene scambiato con il sodio, il bicarbonato viene riassorbito. Il risultato finale sarà aumentata co2, riassorbimento di bicarbonato e eliminazione di H+

19 lezione 19 marzo 2014 prof caraglia RENE E CLEARENCE ( INSERISCI A PAG 72 DELLE SBOBBINATURE) FUNZIONI DEI RENI: 1. REGOLAZIONE VOLUME E OSMOLARITÀ DEI LIQUIDI CORPOREI 2. REGOLAZIONE DEL BILANCIO IDRO-ELETTROLITICO E ACIDO-BASE DELL'ORGANISMO 3. ESCREZIONE DI PRODOTTI DEL METABOISMO QUALI AD ES.UREA, CREATININA ED UROBILINA 4. ESCREZIONE DI SOSTRANZE ESOGENE QUALI I FARMACI 5. SINTESI ED ESCREZIONE DI ORMONI ( ES ERITOGENINA CHE SERVE ALLA PRODUZIONE DI ERITROPOIETINA MA ANCHE L'ACE CHE È UNA CONVERTASI CHE SERVE NEL SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA CONVERTENDO L'ANGIOTENSINOGENO IN ANGIOTENSINA E QUINDI REGOLA LA PRESSIONE SANGUIGNA. INFATTI IL SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA PRODUCE IPERTENSIONE TRAMITE UN AUMENTO DELLA TONICITÀ DELLA MUSCOLATURA LISCIA VASCOLARE. GLI ACE INIBITORI INIBISCONO PROPRIO L'ENZIMA ACE PRODOTTO DAL RENE) 6. GLUCONEOGENESI ( NON AVVIENE SOLO NEL FEGATO MA IN PICCOLA PARTE ANCHE NEL RENE) COSA PASSA NEL FILTRATO GLOMERULARE Alcune sostanze passano liberamente; altre sono filtrate meno facilmente mentre altre ancora non sono filtrate. Le sostanze che vengono filtrate liberamente sono l'acqua, ovviamente, ma anche gli ioni ( Na+, K+, Cl-, lo ione bicarbonato, calcio, magnesio, fosfato), il glucosio, l'urea, la creatinina e l'insulina. La massima parte di tutto quello che viene filtrato è poi riassorbito nel tubulo contorto prossimale e distale. C'è infatti sia un riassorbimento della gran parte dell'acqua, degli elettroliti e del glucosio. Se così non fosse dovremmo mangiare e bere di continuo. In piccola parte è riassorbita anche l'urea e viene riassorbita l'inulina. Ciò che non è molto riassorbito è la creatinina e ciò ci risulterà utile nei tests di valutazione della funzionalità renale. Le sostanze che vengono meno liberamente filtrate sono la beta2- microglobulina, la RBP( retinol binding protein), l'alfa1-microglobulina e l'albumina. Quindi le proteine sono meno facilmente filtrate però possono filtrare in piccole quantità e possiamo ritrovarle nelle urine in concentrazioni molto basse. Se la loro concentrazione aumenta vuol dire che c'è qualcosa che non va e che quindi c'è un'alterazione della permeabilità della membrana mesangiale; c'è una nefrosi. Infatti come abbiamo visto nel quadro elettroforetico delle proteine ci sarà un decremento dell'albumina perché essa viene filtrata dal rene. Vi può essere inoltre un aumento delle beta2globuline perché c'è un'infiammazione che ha alterato la membrana mesangiale renale. Sostanze di solito non filtrate sono le immunoglobuline, la ferritina e le cellule. Se troviamo cellule nelle urine ci dobbiamo preoccupare perché se sono cellule che provengono dall'alto può essere un tumore renale; se invece provengono dal basso quindi dalla vescica può esservi un'infiammazione o un'infezione della vescica ma può essere anche un tumore della vescica RIASSORBIMENTO:

20 Acqua 99,2% sodio 99,6% potassio 92.9% cloruri 99,5% bicarbonato 99,9% glucosio 100% ( se troviamo glucosio nelle urine c'è il diabete che viene chiamato mellito perché i primi medici assaggiavano le urine dei pazienti e sapevano che erano dolci e quindi definivano il diabete mellito cioè dolce per distinguerlo da quello insipido che non sa di niente e che è dovuto invece a iposecrezione dell'ormone antidiuretico) albumina 95-99% urea 50-60% cratinina 0% Il riassorbimento tubulare può avvenire attraverso meccanismi attivi: ad esempio il glucosio e gli aminoacidi sono riassorbiti attivamente, le proteine sono riassorbite per pinocitosi. Poi abbiamo anche sistemi escretori; fino ad oggi ne abbiamo identificati tre: per acidi organici, per basi organiche forti e per il DTA (?). Il riassorbimento può avvenire anche passivamente come nel caso dell'urea che segue l'acqua e perciò segue sodio e cloro. Abbiamo una lenta diffusione attraverso la membrana per cui vi è una escrezione netta di urea che viene riassorbita solo per il 20-30%. Un flusso più rapido, quindi quando si beve più acqua, comporta l'eliminazione di una maggiore quantità di urea. Perciò è importante bere almeno 1,5l di acqua al giorno perché più il flusso è elevato più si eliminano le tossine. Acidi e basi deboli vengono riassorbiti attraverso diffusione non ionica attraverso i lipidi della membrana. PERCHÈ CI SERVE VALUTARE LA FUNZIONALITÀ RENALE? Per identificare una disfunzione renale, per diagnosticare una malattia renale; non solo per motivi diagnostici ma anche per motivi prognostici e quindi per monitorare la progressione di una malattia renale; per monitorare la risposta ad un trattamento: se trattiamo un nefropatico dobbiamo sapere come quest'ultimo risponde al trattamento; per valutare alterazioni della funzionalità che possono influenzare alcune terapie. Per esempio ci sono alcuni chemioterapici come il cis-platino, che essendo nefrotossici,per essere somministrati al paziente bisogna prima andare a vedere qual è la funzionalità renale e la dose da somministrare va calcolata dopo aver fatto la velocità di filtrazione glomerulare renale e quindi la funzionalità renale. Anche per somministrare la digossina ( la digitale) si deve andare a valutare la funzionalità renale perché se essa non viene eliminata dal rene il paziente muore. La velocità di filtrazione glomerulare è l'analisi più frequentemente utilizzata per valutare la funzionalità renale. La misurazione è basata sul concetto di CLEARENCE (in italiano significa pulitura) Essa è la determinazione del volume di plasma dal quale una detta sostanza viene rimossa attraverso la filtrazione glomerulare nell'unità di tempo. Quindi è il volume di plasma che viene completamente ripulito di una determinata sostanza nell'unità di tempo attraverso la filtrazione glomerulare. La clearence si determina facendo il semplice rapporto UxV/P dove: U è la concentrazione urinaria della sostanza; V è la velocità di formazione delle urine (ml al minuto) e quindi è il volume urinario nelle 24 ore;