| Datoteka | Velikost |
|---|---|
 pafi-seminartfl2002.doc | 143 kB |
TESTI ZA FUNKCIJO LEDVIC
So vsi testi in postopki, ki jih uporabljamo pri ocenjevanju ledvične funkcije. Z njimi lahko na zdravih preiskovancih (v etično sprejemljivih poskusih) raziskujemo značilnosti normalnega delovanja ledvic. V klinični medicini pa jih uporabimo, ko nas zanima, kakšne in kako obsežne so bolezenske spremembe v delovanju ledvic. Z večkratnimi zaporednimi testiranji, pa opazujemo ali/kako bolezen napreduje. Posledica bolezenskih dogajanj na ledvici so spremembe koncentracij snovi v plazmi, ki se odstranjujejo preko ledvic ali pa prisotnost elementov v urinu, ki se običajno ne izločajo z urinom (eritrociti, proteini in glukoza).
PRESTACIONARNO IN STACIONARNO STANJE
Vrednotenje ledvične funkcije s testi izločanja določenih snovi, je odvisno od tega, ali je organizem za dano snov v stacionarnem ali prestacionarnem stanju. Ko za vrednotenje ledvične funkcije uporabljamo izračune klirensov za eksogene snovi, je pomembno, da se vzpostavi stacionarno stanje, preden pričnemo z meritvami, ali pa si pomagamo s posebnimi algoritmi, s katerimi si kljub temu, da ni stacionarnega stanja lahko priredimo meritve.
PRESTACIONARNO STANJE
Če vnesemo eksogeno snov X v telo, kjer se ne presnavlja, se bo ta porazdelila po telesnih tekočinah (govorimo o volumnu distribucije – Vd). Če se snov izloča z urinom, bo njena plazemska koncentracija (Px) padala eksponentno s časom.
Značilna je torej enačba 1. reda: Px(t) = Px(0) e-t/τ
Koncentracija snovi X se spreminja s časom. Hitrost padanja Px je podana s časovno konstanto τ, ki je odvisna od Vd in očistka (klirensa, Cx) : τ = t1/2/ln2 = t1/2/0,693 = Vd/Cx
Manjša ko je časovna konstanta (manjši Vd in večji klirens), hitreje pada Px.
STACIONARNO STANJE
V stacionarnem stanju sta si dotok in odtok snovi X enaka, zato se koncentracija snovi X ne spreminja s časom. Lahko zapišemo, da je izločanje z urinom (Ux V) v času, enako obremenitvi s snovjo (Px Cx):
Ux V = Cx Px torej je Px = (Ux V) / Cx
KLIRENS
Ledvični klirens (Cx) za snov X je količina plazme na časovno enoto, ki se zaradi izločanja te snovi preko ledvic, popolnoma očisti snovi X. Če snov X v ledvici ne nastaja in se ne razgrajuje, potem velja, da je količina te snovi, ki vstopi v glomerul preko ledvične arterije, enaka tisti, ki se izloči z urinom in izstopi z ledvično veno.
Velja: RPFa Pax = RPFv Pvx + V Ux (a… arterijski; b… venski)
V x UX = RPFa Pax – RPFv Pvx
Ker se očisti le majhen delež plazme, ki gre skozi ledvici (filtrira se le določena frakcija plazme (frakcija filtracije, FF = GRF/RPF) in še ta se v večini reabsorbira iz tubula) lahko majhno razliko med arterijskim in venskim pretokom plazme zanemarimo, torej je RPFa = RPFv .
Potem velja: V x Ux = RPF x Pax (1 – Pvx/Pax )
(V x Ux)/ Pax = RPF x (1 – Pvx/Pax ) = Cx
(če se plazma popolnoma očisti snovi X, je klirens enak pretoku plazme-RPF).
KLIRENS INULINA (danes bolj sinistrina)
Inulin je eksogeni polimer fruktoze, ki se izloča le s filtriranjem v glomerulih, in ga zato po vnosu v organizem (intravenska infuzija, i.v.) lahko uporabimo za merjenje glomerulne filtracije (GF). Se ne reabsorbira, ne secernira, niti ga ne presnavljajo celice nefronov. Zato je količina izločenega inulina v urinu na enoto časa enaka filtrirani količini plazme (GF Pin).
GF Pin = Uin Vu GF = (Uin Vu) / Pin = Cin
Sinistrin je inulinu zelo podoben, a bolj topen in zato enostavnejši za i.v. uporabo.
KLIRENS KREATININA
Kreatinin je endogena snov. Nastaja v presnovi fosfokreatina v skeletnih mišicah. Sintetizira se relativno stalno, njegova plazemska koncentracija pa je odvisna le od skupne mišične mase (ne od aktivnosti ali prehrane).
Se prosto filtrira in se ne reabsorbira, 10 se ga secernira v proksimalnem tubulu. To se "popravi", saj pri merjenju Pkr dobimo za 10 višje vrednosti od dejanskih. V klinični praksi zato klirens kreatinina zagotavlja dovolj natančno oceno GF. Merimo 24- urni volumen urina, koncentracijo kreatinina v plazmi in v urinu.
GF Pkr = Ukr V GF = (Ukr V) / Pkr = Ckr
KLIRENS PAH (paraaminohipurna kislina)
PAH je organski anion, ki ne nastaja v telesu, zato ga dodamo i.v.. Del PAH-a preide iz plazme v tubul z glomerulno filtracijo, del pa potuje s krvjo do peritubulnih kapilar, kjer se aktivno transportira v tubul (secernira). To velja za 90 PAH, saj vsa kri ne teče skozi peritubulno mrežje. Pri nizkih koncentracijah v plazmi, lahko CPAH uporabimo za merjenje RPF (renal plasma flow = PPL: pretok plazme skozi ledvice).
RPF = UPAH · V / Pa PAH
TRANSPORTNI MEHANIZMI
Izločanje urina = glomerulna filtracija – reabsorbcija + sekrecija.
Reabsorbcija: privzem snovi iz ledvičnih tubulov v kri.
Sekrecija: izločanje snovi iz krvi v ledvične tubule.
GLOMERULNA FILTRACIJA (GF)
GF je odvisna od:
• hidrostatskega tlaka v kapilari (PG) in Bowmanovem prostoru (PB)
• onkotskega tlaka v kapilari (G) in Bowmanovem prostoru (B je približno nič; ne vsebuje proteinov)
• kapilarnega filtracijskega koeficienta (Kf = permeabilnost x površina )
GF = Kf ( PG - G - PB )
TUBULNA REABSORBCIJA
Poteka v dveh korakih:
• reabsorbcija preko tubulnega epitelija v intersticij (aktivno ali pasivno, transcelularno, paracelularno)
• reabsorbcija iz intersticija v peritubularno kapilaro z ultrafiltracijo, ki je odvisna od hidrostatskega in onkotskega tlaka
Večina snovi, ki se aktivno reabsorbirajo, potrebujejo prenašalne proteine in encime, ki imajo neko določeno zmogljivost prenosa in ko tubulno breme preseže kapaciteto prenašalnih proteinov in specifičnih encimov vpletenih v transport, se snov ne more več reabsorbirati in se pojavlja v urinu Pravimo, da ima ta snov določen tubulni maksimum -Tmax.
Primer reabsorbiranih snovi je glukoza, ki se normalno ne pojavlja v urinu, saj se vsa filtrirana glukoza reabsorbira v proksimalnem tubulu. Če pa količina filtrirane glukoze presega zmožnost reabsorbcije, se izloča z urinom ( takrat je tudi plazemska koncentracija glukoze visoka). Pri odraslem človeku znaša tubulni maksimum za glukozo približno 340 mg/min. Ker pa imajo nefroni različne tranportne maksimume, se začne glukoza pojavljati v urinu že prej. Plazemska koncentracija, pri kateri se glukoza pojavi v urinu, je definirana kot prag za glukozo.
Tubulna reabsorbcija snovi X (TRx) predstavlja razliko med tistim, kar se filtrira in tistim, kar se izloči z urinom.
TRx = GF Px - Ux V
Slika 1: reabsorbcija in izločanje glukoze v odvisnosti od plazemske koncentracije glukoze
TUBULNA SEKRECIJA
Transportni maksimum imajo tudi snovi, ki se aktivno secernirajo (npr. PAH). PAH se zelo hitro secernira v proksimalnem tubulu, Tmax za PAH znaša 80 mmol/min. Če je plazemska koncentracija PAH pod 0,12 mmol/L, lahko uporabimo klirens PAH-a za določanje toka ledvične plazme.
TSx = Ux V – GF Px
Pri visokih koncentracijah so transportni mehanizmi zasičeni (preseže se Tm) in presežek PAH ostane v plazmi, pojavi se v venski krvi v večjih količinah, tedaj CPAH ≠ RPF.
Slika 2: sekrecija in izločanje PAH v odvisnosti od plazemske koncentracije PAH
TRANSPORTNI MEHANIZMI IN KLIRENS
Spremembe plazemske koncentracije tistih snovi, katerih izločanje je odvisno od tubulnih transportnih mehanizmov, vplivajo zaradi transportnega maksimuma na klirense teh snovi.
REABSORBCIJA
Px tubulno breme (Px GF) transportni mehanizem se zasiti snov se (povečano) izloča z urinom.
Če se plazemska koncentracija še zvišuje, se delež, ki ga prispeva reabsorbcija, znižuje. Pri tem se zvišuje klirens, ki se približuje klirensu inulina.
SEKRECIJA
Ko se zasiti transportni mehanizem, se izločanje povečuje samo na račun filtracije. Tudi tukaj se klirens približuje klirensu inulina.
Slika 3: vpliv plazemskih koncentracij inulina,
PAH in glukoze na njihov klirens
OCENA KONCENTRACIJSKE IN DILUCIJSKE SPOSOBNOSTI LEDVIC
Ledvice normalno koncentrirajo ali redčijo urin glede na vnos tekočine v telo in s tem sodelujejo pri vzdrževanju osmolarnosti in volumna telesnih tekočin. Ko je vnos tekočine povečan, ledvice izločajo več vode v urinu (diluiran urin). Ko pa je vnos tekočine omejen, pa izločajo manj vode (koncentriran urin). Proces koncentracije in dilucije urina zahteva neodvisno izločanje vode in topljencev.
Koncentracijski in dilucijski test ocenjujeta ledvično kapaciteto za koncentriranje urina, kot odgovor na pomanjkanje tekočine v telesu (kakšna je največja možna osmolarnost urina), oz. za redčenje urina, kot odgovor na presežek tekočine v telesu (kakšen je lahko največji klirens proste vode).
• klirens proste vode, CH2O (ml/min)
Predstavlja količino proste vode (voda brez topljencev), ki jo ledvice izločijo v eni minuti in je grobo merilo za dilucijsko sposobnost ledvic. Ker je tok seča (V) vsota osmolarnega klirensa (Cosm - količina izločene plazme, ki vsebuje toliko topljencev, kot se jih izloči izloči z urinom v eni minuti) in klirensa proste vode (CH2O), lahko zapišemo: CH2O = V - Cosm
in ker je
Cosm = (Uosm V) / Posm
zapišemo
CH2O = V – ((Uosm V) / Posm)
oziroma CH2O = V (1 – (Uosm / Posm))
Klirens proste vode (CH2O) je pozitiven, zato je Uosm < Posm in iz telesa se izloča razredčen urin. Največja vrednost klirensa proste vode (CmH2O) pri človeku je približno 15 ml/min.
• transport proste vode, TH2O (ml/min)
Kadar je klirens proste vode (CH2O) negativen, ga imenujemo transport proste vode. Z njim merimo količino proste vode, ki jo ledvice reabsorbirajo v eni minuti in je grobo merilo za koncentracijsko sposobnost ledvic.
TH2O = - CH2O = Cosm – V
TH2O = - CH2O = V ( (Uosm / Posm) - 1)
Transport proste vode (TH2O) je pozitiven, zato je Uosm > Posm in iz telesa se izloča koncentriran urin.
Največja vrednost transporta proste vode (TmH2O) pri človeku je približno 7 ml/min.
• vpliv osmolarnega klirensa (Cosm) na dilucijsko in koncentracijsko sposobnost ledvic
Ledvica lahko maksimalno diluira ali koncentrira urin le, če dnevni vnos topljencev ni prevelik in je osmolarni klirens (Cosm) razmeroma majhen. Če pa se Cosm povečuje, se sposobnost obeh mehanizmov zmanjšuje. Urin zato postaja izoosmolaren s plazmo.
Dilucija urina je namreč posledica reabsorpcije topljencev iz tubulne tekočine, ki pa je omejena z maksimalno sposobnostjo ledvic za »hipoosmozno« reabsorbcijo topljencev (CmH2O). Ledvice lahko normalno redčijo urin dokler ni dosežen maksimalni klirens proste vode (CmH2O), potem se reabsorbcija topljencev ne povečuje več (dosežen je tubulni transportni maksimum) in se odvečni topljenci izločajo z urinom, zaradi česar je osmolarnost urina povečana.
Koncentriranje urina pa je posledica reabsorbcije vode iz tubulne tekočine, ki pa je omejena z maksimalno sposobnostjo ledvic za »hiperosmozno« rabsorbcijo vode (TmH2O). Ledvice lahko maksimalno koncentrirajo urin dokler ni dosežen maksimalni transport proste vode (TmH2O), potem pa se reabsorbcija vode ne more več povečevati (osmolarnost medularnega intersticija je izenačena z osmolarnostjo tubulne tekočine) in se zato več vode izloča z urinom, zaradi česar je osmolarnost urina zmanjšana.
AKUTNA LEDVIČNA ODPOVED (ALO)
Akutna ledvična odpoved je sindrom, definiran s hitrim padanjem GF in posledičnim zadrževanjem dušikovih odpadnih snovi v plazmi (azotemija, zvišanje [Pcr] in [Psečnine]). Povzroča motnje v zunajceličnem volumnu, acido-baznem ravnotežju in elektrolitski homeostazi.
Do ALO lahko privedejo vzroki, ki zmanjšajo prekrvavitev ledvic (prerenalni vzroki), ki neposredno ovirajo parenhim (renalni vzroki) ali preprečujejo normalno odtekanje urina (postrenalni vzroki). Razlikovanje med temi stanji je pomembno, ker vzročno zdravljenje lahko prepreči okvare ledvičnega parenhima pri prerenalnih in postrenalnih vzrokih za azotemijo.
1. Prerenalna azotemija
Razvije se kot posledica hipoperfuzije ledvic iz različnih vzrokov ( zaradi dehidracije, krvavitve, akutnega popuščanja srca ali kompenzacije teh stanj).
2. Renalna azotemija
Poleg prerenalnih in postrenalnih vzrokov, ki brez zdravljenja peljejo v okvaro parenhima in ledvično odpoved, so pomembne predvsem različne za ledvice strupene snovi (nefrotoksini, npr. aminoglikozidni antibiotiki, analgetiki , etilen glikol,…).
3. Postrenalna azotemija
Med postrenalne vzroke za ALO spadajo obstrukcije v toku urina.
FAZE AKUTNE LEDVIČNE ODPOVEDI:
a) Faza anurije (urina je manj kot 100ml/dan) oziroma oligourije (urina je manj kot 400ml/dan).
b) Faza poliurije (urina je več kot 2000ml/dan) se pokaže v času, ko se že deloma obnavljajo celice glomerulov, tubulni transportni mehanizmi pa zaradi nezrelosti celic epitele ne delujejo.
c) Faza vračanja funkcije obsega čas do 2 leti, zaradi dolgoletnega okrevanja tubulnega transporta, ki se v celoti nikoli ne povrne.
ALO iz pre- in postrenalnih vzrokov je pogosto mogoče preprečiti s pravočasno diagnozo in ustreznim zdravljenjem.
Razpredelnica diagnostičnih kazalcev in njihovih značilnih vrednosti pri akutni ledvični odpovedi
Prerenalni vzroki Postrenalni vzroki Renalni vzroki
Uosm / Posm > 1,5 1 – 1,5 1 – 1,5
Nau (mEq/l) < 20 > 40 > 40
FENa < 1 > 2 > 2
sečnina / kreatinin > 15 > 15 N
FENa delež izločenega Na od filtriranega Na
KRONIČNA LEDVIČNA ODPOVED
Kronična ledvična odpoved je postopna, napredujoča izguba funkcije nefronov, kar vodi v zmanjšanje celotne funkcije ledvic. Gre za zmanjševanje glomerulne filtracije, kar prizadene koncentracijo različnih snovi v plazmi.
Ob postopnem propadu nefronov se preostali, še delujoči funkcijsko in anatomsko prilagodijo na povečano izločanje na nefron (hipertrofirajo, manjši je upor žilja in hiperperfuzija glomerulnih kapilar, manjša je tubulna reabsorbcija), kar omogoča prizadetemu skoraj normalno izločanje vode in topljencev, dokler je ohranjenih pribl. 20-30 še delujočih nefronov (območje kompenzacije). Te prilagoditve pa same vplivajo na nadaljnji propad preostalih nefronov, kar vodi v končno odpoved ledvične funkcije (bolnik potrebuje dializo oz. presaditev ledvice). Izgubi < 50 nefronov je preostala zdrava ledvica normalno kos (darovanje ledvice !).
Kljub določeni stopnji prilagoditve ledvic na postopen propad nefronov – ohranjen skupen GFR, pa ob nadaljnjem propadanju nefronov pride do zmanjševanja GFR, kar ob hkratnem zmanjšanem izločanju snovi v urinu vodi v zvečano koncentracijo teh snovi v plazmi.
Glej Graf, Izbrana poglavja, Kronična insuficienca ledvic, str. 219.
A – snovi se izločajo predvsem z GFR, postopen padec GFR rezultira v postopnem porastu koncentracije te snovi v plazmi. UREA, KREATININ, katerih izločanje iz telesa je odvisno le od GFR.
B – izločanje snovi tega tipa odvisno še od tubulnih transportnih mehanizmov, manjši GFR tako vodi v zmanjšano tubulno reabsorbcijo oziroma večjo tubulno sekrecijo teh snovi. Urat, fosfat, H-ion, kalij ustrezajo krivulji B.
C – koncentracija teh snovi v plazmi ostane normalna, kljub vse manjši GF, torej mora biti tubulna reabsorbcija/sekrecija takšna, da se izločanje teh snovi ne spremeni. NaCl ustreza tej krivulji.
POMEMBNO: merjenje koncentracije snovi tipa A v plazmi (ob predpostavki, da je njeno nastajanje v telesu konstantno) nam je v pomoč pri oceni GFR in s tem diagnozi kronične ledvične odpovedi, saj velja : produkcija snovi A = izločanju snovi A ( ledvice s tem dosežejo novo stacionarno stanje, ko je izločanje snovi A iz telesa spet enako njeni produkciji, pri tem pa se spremeni koncentracija snovi A v plazmi – glej tudi Izbrana poglavja – Kronična insufienca ledvic, str. 218 ), oz. produkcija snovi A = Pa GFR (torej, padec GFR za 50 pomeni tudi približno podvojeno koncentracijo snovi tipa A v plazmi).V kliniki se tudi dejansko meri koncentracijo kreatinina v plazmi za oceno ledvične funkcije.
VPLIV IZGUBE DELUJOČIH NEFRONOV NA :
• NaCl TRANSPORT: Ob enakem vnosu soli v telo dosežejo ledvice zaradi zmanjšane GFR relativno večje izločanje soli:
• REABSORPCIJO VODE: Zmanjšana je koncentracijska in dilucijska sposobnost ledvic, kar vodi v izostenurijo. Bolj je prizadeta koncentracijska sposobnost ledvic, zato je njeno testiranje pomembno za diagnozo kronične ledvične odpovedi.
• PRESNOVO KALCIJA IN FOSFATA (osteomalacija): [fosfata] v krvi veže se s plazemskim Ca2+ [Ca2+] v plazmi stimulus za izločanje PTH sproščanje Ca2+ iz kosti => osteomalacija. Tudi : zmanjšano nastajanje aktivne oblike vitamina D v ledvicah => zmanjšana reabsorbcija Ca2+ v črevesu => osteomalacija.
• ANEMIJO: Manjša sinteza eritropoetina, ki stimulira tvorbo eritrocitov v rdečem kostnem mozgu.
• ACIDOZO: Zmanjšana ledvična funkcija – manjša sposobnost ledvic za dnevno izločanje nehlapnih kislin, nastalih v telesu oz. privzetih od zunaj.
• SEKRECIJO KALIJA: Poveča se sekrecija K+ (zbiralca – večji pretok urina in večje tubulno anionsko breme spodbujata sekrecijo kalija). Glej zgornji Graf, Izbrana poglavja, str. 219 (krivulja B, območje kompenzacije).
KLINIČNI PRIMERI:
Primer 1:
Ženska, stara 43 let, prihaja zaradi pogostega in obilnega uriniranja (več kot 7 litrov na dan).
Primer 2:
Moški, star 21 let obišče zdravnika zaradi splošnega slabega počutja, pomanjkanja apetita in zmanjšanega odvajanja vode. V anamnezi pove, da je pred 14 dnevi prebolel angino, zaradi katere ni jemal antibiotikov.
Posebnosti pri pregledu: Pa 170/110
otekline obeh goleni in gležnjev ter vek.
Preiskave dajo naslednje rezultate:
Kri: koncentracija kreatinina 180μmol/l
koncentracija sečnine 12mmol/l
koncentracija K+ 5,1mmol/l
Na+ 138mmol/l
Urin: koncentracija beljakovin 0,8 g/l
150 eritrocitov/μl
Primer 3:
Moški, star 70 let, dolgoletni rekreativni športnik, obišče zdravnika zaradi splošnega slabega počutja, napetosti v trebuhu, zmanjšane telesne zmogljivosti v zadnjem mesecu in otekanja obraza in nog, ki se je pojavilo pred nekaj dnevi. Sam si je zatipal zatrdlino, ki sega do popka.
Posebnosti v laboratorijskih izvidih (v krvi): K+ 7,8 mmol/l
Sečnina 48,1 mmol/l
Kreatinin 1483 μmol/l
Plinska analiza krvi: pH 7,29
pCO2 4,27
pO2 16,7
HCO3 15,8
BE –9,0
LITERATURA:
Izbrana poglavja iz patološke fiziologije, Ljubljana, Medicinska fakulteta, Inštitut za patološko fiziologijo, 2001
Guyton & Hall: Textbook of Medical Physiology, W. B. Saunders company, 2000
Harrison`s principles of Internal Medicine, McGraw-Hill, 1998
Berne, Levy: Physiology, Mosby, 1998
Bullock, Boyle, Wang: Physiology, NMS, 1991