Biochimica Clinica della funzionalità renale

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1 Biochimica Clinica della funzionalità renale

2 Nefrone Tubulo prossimale (dove avviene principalmente il riassorbimento) Dotto collettore (riassorbimento dell acqua) Tubulo distale (secrezione) Ansa di henle (concentrazione del filtrato) Glomerulo Capillari glomerulari Filtrato glomerulare verso il tubulo

3 Per la differenza tra la pressione idrostatica nel capillare (PGC), pressione idrostatica nella capsula (PBC), pressione oncotica capillare (ΠGC) il plasma viene ultrafiltrato nella capsula ( P R E U R I N A )

4 Il totale della preurina prodotta da tutti i nefroni (FILTRATO GLOMERULARE) è, in un individuo adulto, di circa ml/min ossia di circa L/die. L URINA escreta dallo stesso individuo adulto è, invece, di circa L/die. Ciò significa che la maggior parte dell acqua e dei soluti della preurina debbono essere riassorbiti attraverso la parete dei tubuli in modo da eliminare dall organismo solo le scorie e mantenere inalterato l equilibrio idro-salino ed il ph del sangue che esce dal rene per immettersi nel circolo.

5 Funzionalità renale Marcatori biochimici di filtrazione glomerulare Urea Creatinina Velocità di filtrazione glomerulare stimata Clearance della creatinina Cistatina Proteinuria Marcatori biochimici di funzionalità tubulare Valutazione dell osmolarità ph delle urine Proteinuria specifica Glicosuria.

6 Urea Sintesi a livello di fegato, rene e cervello, dal catabolismo proteico A livello renale viene filtrata e riassorbita per circa il 50%. La concentrazione plasmatica dipende da: Velocità di produzione (apporto proteico, catabolismo tissutale, funzione epatica) Velocità di eliminazione (velocità di filtrazione glomerulare, funzione renale) Elevati livelli: Aumentato catabolismo proteico Cause renali: Glomerulonefriti, sindromi nefrosiche ecc. Cause post renali: Ostruzione uretere, uretra, tumori

7 Urea Limitazioni: - La quantità prodotta presenta notevoli variazioni in relazione alla dieta e alla funzionalità epatica - Non può essere utilizzata per il calcolo della clearance in quanto viene riassorbita in quantità variabile in relazione allo stato di idratazione del paziente - L urea è riassorbita passivamente nel tubulo distale insieme all acqua: in condizioni di diuresi viene escreta una quantità maggiore di urea; in antidiuresi la concentrazione plasmatica aumenta. - Questo spiega la tendenza all aumento dell urea prima di quello della creatinina nei pazienti con alterazioni prerenali della funzione renale.

8 Azotemia Tasso di azoto presente in un dato volume di plasma dopo l allontanamento delle proteine. Quindi indica la concentrazione ematica dell azoto non proteico (detto anche azoto incoagulabile o azoto residuo). Azotemia Azoto ureico (10-20 mg/dl) + azoto di amminoacidi, polipeptidi, ac. urico, creatina, creatinina, guanidina ed ammoniaca (10-20 mg/ dl).

9 Creatinina: catabolita della creatina La creatina è sintetizzata nel rene e nel fegato (da arginina, glicina e metionina), attraverso il circolo diffonde ai tessuti, soprattutto quello muscolare, dove viene fosforilata ed utilizzata come riserva energetica Parametri analitici e biologici Campione biologico: siero, plasma, urine Emivita = 2,5 ore Liberamente filtrata (PM 113,12 Da) % secreta dai tubuli Sostanza endogena variabilità intra-individuale: 4.3% variabilità inter-individuale: 12.9% (sesso, età, BMI, alimentazione) La concentrazione della creatinina ematica dipende molto dalla massa muscolare, poco dalla dieta

10 variabilità interindividuale più elevata della variabilità intraindividuale E congruo utilizzare i valori di riferimento? i valori di riferimento potrebbero essere di utilità limitata Bisogna considerare l individualità del parametro in esame

11 L individualità di un analita si stabilisce calcolando l indice di individualità (II) II = variabilità intra-individuale (CV 1 )/ variabilità inter-individuale CV G Un indice di individualità basso indica che l analita ha una marcata individualità e viceversa

12 La creatinina possiede una marcata individualità La variabilità intra-individuale (CV 1 ) della creatinina (4.3%) è inferiore a quella inter-individuale (CV G ) 12.9 : 4.3<<12.9 L II 0.3 della creatinina è basso soggetti Limite inferiore di riferimento Limite superiore di riferimento Un individuo potrebbe avere risultati insoliti per lui ma che potrebbero rientrare ancora nei limiti del convenzionale intervallo di riferimento

13 q II basso (<0.6) : L Intervallo di Riferimento è di poca utilità, maggiori vantaggi con il confronto del risultato con valori precedenti ottenuti dallo stesso paziente q II elevato (>0.6): il confronto del risultato con l Intervallo di Riferimento possiede un peso elevato in numerose situazioni cliniche

14 Creatinina indicatore poco precoce (comincia ad aumentare quando 50% del rene è compromesso) egfr (Estimated Glomerular Filtration Rate- Velocità di Filtrazione Glomerulare Stimata) GFR(ml/min/1.73 m2)= 175x{[creatinina sierica (mg/dl o µmol/l/88.4)] x { età (anni) } x se femmina e x 1.21 se afro-americano il coefficiente 175 si riferisce a metodi ricalibrati contro standard internazionali

15 egfr Velocità di Filtrazione Glomerulare Stimata Limiti: Non è applicabile a donne in gravidanza, soggetti defedati e/o affetti da patologie multiple soggetti con età <18anni e >75 anni Determinare clearance della creatinina

16 Lo studio della funzionalità renale ossia della sua capacità di eliminare e/o riassorbire acqua e soluti nelle varie parti del nefrone può essere condotto con vari test di clearance, con i quali si riesce a valutare la quantità di plasma ( ml ) depurata della sostanza in esame nell unità di tempo ( 1 min ). Indicando con C = Clearance P = concentrazione plasmatica della sostanza in esame U = concentrazione urinaria della sostanza in esame V = volume/minuto di urine escrete, si ha C * P = U * V Da cui C = ( U * V ) / P che rappresenta la formula per tutti i test di clearance.

17 Correlazione tra la creatininemia e la clearance della creatinina 4.5 Creatinina 3.5 Plasmatica 2.5 (mg/dl) Clearance creatinina (ml/min) La creatininemia è un indice poco sensibile nelle fasi iniziali di una nefropatia. Diventa molto sensibile a valori di FG molto ridotti, ma in questo caso diminuisce l accuratezza per l aumento della secrezione tubulare

18 La clearance più comunemente utilizzata in biochimica clinica è quella della Creatinina, prodotto endogeno derivante dal metabolismo della creatina. si ottiene il volume/min di urine ( V ) dividendo per 1440 (60 min*24 h) il volume di urine escrete in 24 h e si determina la concentrazione plasmatica ( P ) ed urinaria ( U ) della creatinina. La Ccreatinina = ( U * V ) / P Per valutare meglio la capacità funzionale renale del soggetto in esame, si tiene conto della sua superficie corporea ( Sc ) rispetto a quella di un soggetto ideale sano, normale ( 1.75 m 2 ), per cui la formula definitiva diventa C = ( U *V / P )*(Sc / 1.75 ).

19 Raccolta delle urine ll campione di urina può essere raccolto secondo distinte modalità, in relazione al tipo di indagine da eseguire, all età ed allo stato del paziente. Possono essere distinte 3 differenti modalità di raccolta dell urina: 1. Raccolta del primo mattino (per l esame completo delle urine: l urina è più concentrata, quindi sono più evidenti eventuali alterazioni) 2. Seconda minzione o mitto intermedio (per le analisi di chimica clinica e le indagini colturali) 3. Raccolta temporizzata (negli studi di clearance; se devono essere dosate sostanze escrete con ritmi variabili durante il giorno; se è necessario aumentare l accuratezza di misura per sostanze presenti in concentrazione ridotta) Precauzioni: Recipiente monouso di differente capacità (a seconda dei test da eseguire) e sterile per le indagini culturali Rapido invio al laboratorio

20 La storia del sig. F.L. Il sig. F.L. è un uomo di 35 anni, che presentava dolore lombare, e creatinina sierica di 150 µmoli/l (V.R Uomo; Donna) Si richiede di effettuare la raccolta delle urine delle 24 ore per valutare la clearance della creatinina, considerando che il volume tot. è di 2160 ml e la conc. della creatinina nelle urine è di 75 mmoli/l Contenitore per la raccolta delle urine nelle 24 ore

21 Clearance della creatinina: misura indiretta: stima della filtrazione glomerulare (GFR) GFR= (UxV)/P U= concentrazione urinaria della creatinina P= concentrazione della creatinina nel plasma o nel siero 1440 (60 min*24 h), pertanto il volume minuto V= 2160/1440= 1,5 ml/min La concentrazione di creatinina urinaria è: U= 7500 µmoli/l. La concentrazione di creatinina sierica è: P= 150 µmoli/l Quindi, la clearance della creatinina dal plasma (UV/P) sarà: 7500x1,5/150= 75 ml/min (V.R ml/min uomini e ml/min donne) Questo valore è troppo basso per un uomo di 35 anni!!

22 Il personale infermieristico riferisce, successivamente, di aver raccolto le urine solo per 17 ore: è stato quindi commesso un errore di campionamento! Il risultato può essere influenzato! bisogna ricalcolare la clearance della creatinina Se il volume minuto è: V= 2160/1020= 2,1 ml/min, la clearance della creatinina è 105 ml/min, un valore nella norma per un uomo di giovane età, come il sig. F.L. Gli errori nella raccolta sono senz altro i più frequenti e i più gravi nella stima della clearance della creatinina

23 Farmaci che interferiscono sulla VFG e quindi sulla creatininemia - VFG Crea - Nefrotossici (diminuiscono il parenchima renale): cisplatino, carboplatino - Diuretici (diminuiscono il volume plasmatico) - VFG Crea - Glucocorticoidi

24 Cistatina C Polipeptide cationico di circa 13 kda Appartiene alla famiglia delle cisteine proteasi, quindi è coinvolta nel catabolismo proteico Sintesi costante in tutte le cellule (non aumenta durante gli stati infiammatori) A livello renale viene filtrata, riassorbita in tutto il tubulo e degradata ad AA La concentrazione plasmatica correla strettamente con la VFG, quindi risponde più prontamente alle variazioni di VFG Marcatore più sensibile della creatininemia in pazienti in trattamento con cisplatino e carboplatino

25 Esame delle urine Esame fisico Esame microscopico Esame biochimico

26 Esame fisico Volume urinario (diuresi delle 24 ore) Densità (peso specifico) Osmolarità Aspetto ph Note su raccolta e conservazione L'urina del primo mattio varaccolta e conservata in recipienti di plastica sterili e va mantenuta al fresco fino al momento dell'esame. Le donne devono evitare di sottoporsi a questo esame nel periodo mestruale.

27 Volume: varia in funzione dell età Peso specifico: emoconcentrazione, diabete - emodiluizione, diabete insipido Aspetto: limpido e Colore: giallo paglierino - urine torbide: leucociti, muco, cellule, eritrociti - urine rosse: contaminazione fluido mestruale, ematuria, emoglobinuria, alimenti - urine verde-marrone: negli itteri ostruttivi a causa di elevate quantità di bilirubina. Odore: nei soggetti sani lievemente aromatico o ammoniacale per la fermentazione dell urea operata dai germi - Fetido: neoplasie vescicali - Caratteristico dopo ingestione di alcuni alimenti, es., asparagi - Di topo: nelle fenilchetonurie

28 ph valori normali: variano da 4.5 a 7.5 ph maggiore di 7.5 può essere determinato da alcalosi metabolica o respiratoria. ph inferiore a 4.5 è indice di acidosi che può essere determinata da digiuno prolungato, da acidosi metabolica o respiratoria. I tubuli renali normalmente operano l escrezione di ioni idrogeno, con meccanismi che assicurano la regolazione della concentrazione di ioni idrogeno nel sangue

29 - Glucosio - Bilirubina - Urobilinogeno - Corpi chetonici - Proteine - Emoglobina - Nitriti Esame chimico

30 Esame delle urine con multistick La striscia si colora: Se è presente un determinato componente dell urina Proporzionalmente alla concentrazione del componente rilevato A B C A) Immersione della striscia reattiva in un campione di urina (30 sec-2 min) B) Rimozione dell eccesso di urina (posizione orizzontale) C) Confronto della strisciolina con la tabella dei colori riportata sul contenitore

31 Esame delle urine con multistick: Confronto della strisciolina con la tabella dei colori riportata sul contenitore "

32 GLUCOSIO Deve essere assente nelle urine Glicosuria: presenza di glucosio nelle urine Indica che la quantità di glucosio filtrato supera la capacità dei tubuli renali di riassorbirlo completamente. iperglicemia Può essere determinata da: Diabete (programmare altri esami, es. glicemia a digiuno) Gravidanza (causata da Glicosuria renale: abbassamento della soglia renale per il glucosio, anche se la glicemia è normale) Altre cause: catecolamine (feocromocitoma), cortisolo (sindrome di Cushing, uso di steroidi), danno tubulare.

33 BILIRUBINA Normalmente non deve essere presente nell urina Di colore giallo-rosso, è prodotta dalla scissione dell emoglobina, pigmento rosso presente nei globuli rossi del sangue. Conferisce il colore scuro alle feci; è il principale pigmento presente nella bile. Esiste nel sangue nella forma coniugata e non-coniugata È solubile in acqua, quindi la bilirubinuria indica la presenza nell urina di bilirubina coniugata (interruzione del circolo-enteroepatico) In presenza di bilirubina le urine assumono colore marsala scuro. Cause: - Ostruzione meccanica delle vie biliari: calcoli, tumori delle vie biliari o del pancreas, cirrosi epatica - Danno all epatocita: epatite da virus, alcool, farmaci, avvelenamento da arsenico, fosforo e piombo

34 UROBILINOGENO Valori normali: 0,2 mg (milligrammi) nelle urine raccolte nell arco delle 24 ore Prodotto di trasformazione, per mezzo dei batteri intestrinali, della bilirubina coniugata Entra a far parte del circolo enteroepatico. Nell urina è presente solo in tracce, quindi ha un significato diagnostico meno rilevante della bilirubina. Si possono rilevare livelli alti di urobilinogeno nelle urine quando il turnover della bilirubina è aumentato (emolisi) Valori inferiori possono essere determinati da ostruzione delle vie biliari.

35 CORPI CHETONICI Non devono essere presenti nell urina Sono dei composti chimici, formati dalla degradazione di altri composti chimici (acidi grassi) e ciò succede quando l organismo non ha più una quantità sufficiente di zuccheri. La loro presenza indica che l organismo utilizza acidi grassi per produrre energia, piuttosto che immagazzinarli Chetoacidosi diabetica Chetoacidosi alcolica Iponutrizione

36 PROTEINE Dovrebbero essere assenti, ma a volte sono presenti in quantità minime e non patologiche e comunque in quantità inferiore a 150 mg nelle urine delle 24 ore. Proteinuria: escrezione abnorme di proteine dai reni Presenza significativa può essere determinata da patologie che danneggiano il glomerulo L entità del danno glomerulare può essere valutata in base a: - Quantità della proteinuria - Peso molecolare delle proteine eliminate Tuttavia, può essere data dalla presenza di cellule o sangue! Verificare quindi la positività per sangue o leucociti ed effettuare un esame microbiologico.

37 Normale Flusso in sovraccarico Glomerulare Tubulare Secreto Proteinuria di Bence-Jones Microalbuminuria mg/l Proteinuria Microglobinuria Proteinuria di Tamm-Horsfall Altri elementi Classificazione della proteinuria

38 EMOGLOBINA (Hb) Non deve essere presente nell urina La presenza nell urina può essere determinata da anemia (dovuta a una produzione ridotta o difettosa di globuli rossi o a un ritmo troppo elevato della loro distruzione) e da emolisi E importante distinguere: - Emoglobinuria presenza di emoglobina nell urina - Ematuria presenza di sangue nell urina

39 Nitriti Sono indice di infezione delle vie urinarie La positività indica batteriuria > /ml e batteri che metabolizzano l azoto ed hanno nitriti come prodotto terminale (E. Coli, Proteus, Klebsiella, Pseudomonas, Stafilococco, Enterococco, ecc.)

40 Esame microscopico sedimento urinario

41 SEDIMENTO URINARIO É costituito dagli elementi presenti nell urina in forma di sospensione che si raccolgono nella provetta dopo centrifugazione spesso fornisce informazioni essenziali non ottenibili con il solo esame chimico fisico I principali elementi che si possono riscontrare dall analisi al microscopio sono i globuli rossi, i globuli bianchi e i cilindri Si possono, inoltre, osservare cristalli, cellule epiteliali (prodotte dallo sfaldamento delle vie urinarie) e anche batteri e parassiti In condizioni normali, nell urina non si dovrebbero riscontrare questi elementi e quindi il sedimento dovrebbe essere quasi nullo

42 La valutazione microscopica del sedimento urinario Si esegue su uno striscio ottenuto da urine emesse da poco tempo e successivamente centrifugate, con l aggiunta di alcune speciali colorazioni Nell urina di soggetti normali il sedimento urinario è scarsissimo, si osservano normalmente elementi organizzati costituiti da elementi a struttura cellulare o di derivazione cellulare ed elementi non organizzati costituiti da sostanze cristalline o amorfe. ELEMENTI ORGANIZZATI 1 cellule ematiche (emazie-leucociti) 2 cellule epiteliali ELEMENTI NON ORGANIZZATI 1 muco 2 cilindri 3 cristalli ELEMENTI INUSUALI 1 cellule estranee (spermatozoi) 2 microrganismi (batteri-miceti) 3 artefatti

43 Indicazioni refertuali non si dispone di dati veramente certi sui limiti massimi di eliminazione giornaliera si indica, con una certa arbitrarietà, come limite normale, il riscontro, per ogni campo microscopico (40x), di un emazia, uno-due leucociti e solo occasionalmente di cilindri S c a l a numerica S c a l a nominale >30 Rari Pochi Alcuni Numerosi A Tappeto

44 Cellule di sfaldamento Valori di riferimento: poche unità per campo Rappresentano il normale sfaldamento delle cellule senescenti. Cause di aumento: danno meccanico (calcoli, cateteri), neoplasie, ecc.

45 Leucociti Valori normali: inferiori ad un numero di 5-10 in 1 millilitro di urina. 4-8 per campo Un aumento è il segnale generico di un infezione Può essere determinato da infezioni delle vie urinarie o della prostata, da diabete mellito, da neoplasie delle vie urinarie, da traumi. Occorre valutare se sono presenti anche grandi quantità di eritrociti o meno: in questo caso potrebbe trattarsi di una patologia delle basse vie urinarie, es. uretrite, prostatite, Microscopia a campo chiaro" Microscopia a contrasto di fase"

46 Nefrone 1) Morfologia normale: ematuria extra/ postglomerulare Tubulo prossimale (dove avviene principalmente il riassorbimento) Dotto collettore (riassorbimento dell acqua) 2) Morfologia alterata: ematuria glomerulare 1 Tubulo distale (secrezione) Ansa di henle (concentrazione del filtrato) Glomerulo Capillari glomerulari Filtrato glomerulare verso il tubulo 2

47 Eritrociti valori normali: nelle 24 h 0-2 per campo Caratteristiche morfologiche degli eritrociti Morfologia normale: ematuria extra/post-glomerulare Morfologia alterata: ematuria glomerulare Emazie ben conservate di aspetto simile a quelle del sangue circolante." Microscopia a campo chiaro." Emazie a margini raggrinziti (elementi spinosi)" Microscopia a contrasto di fase."

48 Cilindri elementi di origine pre-renale o renale che si formano per precipitazione di alcune sostanze filtrate o secrete dall epitelio tubulare Jalini: proteine; senza alcun significato patologico. Si riscontrano dopo anestesia, sforzo, iperpiressia Granulosi: cellule di sfaldamento dell epitelio tubulare. Sono significativi nelle nefropatie solo se accompagnati da albuminuria Eritrocitari: eritrociti; permettono di accertare l origine renale di una ematuria. Sono presenti nelle nefriti acute e croniche Leucocitari: leucociti; permettono di accertare l origine renale di una leucocituria. Sono presenti nelle pielonefriti

49 Batteri Batteriuria massiva. " Flora batterica bastoncellare" Microscopia a campo chiaro." Batteriuria massiva. " Flora batterica coccica" Colorazione Papanicolaou." Ife e spore micetiche" Microscopia a campo chiaro" " Ife e spore micetiche" Microscopia a campo scuro." "

50 Cristalli Sono spesso presenti nelle urine di soggetti sani. A ph basico: fosfati amorfi, fosfati tripli, biurato di ammonio, A ph acido: di acido urico, urati amorfi, ossalato di calcio In stati patologici: Cistina Leucina Tirosina sulfadiazina

51 Cilindro ialino." Microscopia a campo chiaro" Cilindro granulomatoso." Colorazione Papanicolau" Cilindro " ialinogranulomatoso" " Microscopia a contrasto di fase" Cilindro ialino" " Microscopia a contrasto di fase" Cilindro ematico" " Microscopia a campo chiaro " Cilindro granulomatoso" Microscopia a contrasto di fase"

52 Cristalli di ossalato di calcio a clessidra " Microscopia in campo chiaro" Cristalli di acido urico" Voluminose formazioni esagonali. " Microscopia in campo chiaro" Cristalli di acido urico" Aggregati. Microscopia in campo chiaro" Cristalli aghiformi di tirosina. Microscopia a campo chiaro " "" Cristalli di triplo fosfato a forbice " Microscopia a campo chiaro" Cristalli di fosfato ammonio magnesiaco." Microscopia a campo chiaro" Cristalli di leucina" Microscopia a campo chiaro" Cristalli da farmaci" Microscopia a contrasto di fase" Cristalli da farmaci" Microscopia a luce polarizzata"

53 Esempi di elementi figurati riscontrati nel sedimento urinario Cristalli di fosfati tripli Cellula epiteliale di sfaldamento Cilindro ematico Cilindro granuloso