KLIRENS

1. Pregled ledvičnih funkcij: Ledvice imajo predvsem izločalno funkcijo, saj omogočajo, da se telo znebi odvečnih snovi in vode. Poleg izločalne opravljajo še regulatorne naloge, kot so regulacija osmolarnosti in volumna telesnih tekočin, regulacija ravnotežja elektrolitov ter regulacija kislinsko-baznega ravnotežja. Med endokrine funkcije ledvic prištevamo izločanje renina, angiotenzina in nekaterih hormonov glukoneogeneze.

2. Pomen stacionarnega oz. prestacionarnega stanja pri določanju ledvičnih funkcij: Ocenjevanje ledvičnih funkcij s pomočjo testov izločanja nekaterih snovi je odvisno od tega ali je organizem za preiskovano snov v stacionarnem oziroma nestacionarnem stanju. Kadar ocenjujemo ledvične funkcije na podlagi klasičnih izračunov klirensov za eksogene snovi, se pred pričetkom meritev mora vzpostaviti stacionarno stanje za to snov v organizmu. V nasprotnem primeru se plazemska koncentracija iste snovi spreminja s časom, kar je potrebno upoštevati v izračunih.

a) Primer prestacionarnega stanja: Če neko snov X v enkratnem odmerku vnesemo v telo in se le-ta v njem ne presnavlja, se ta snov porazdeli po telesnih tekočinah (temu pravimo volumen distribucije - ). V primeru, da se snov iz telesa izloča z urinom, bo njena plazemska koncentracija ( ) padala eksponentno s časom. To lahko ponazorimo z enačbo I. reda, in sicer velja:


Vemo torej, da se koncentracija snovi X spreminja s časom. Hitrost padanja je podana s časovno konstanto , ki je odvisna od in klirensa ( ). Torej velja:


Vidimo, da manjši kot je  (kar je doseženo pri manjšem , večjem ), hitrejše je padanje .

b) Primer stacionarnega stanja: Kadar gre za stacionarno stanje, sta dotok in odtok snovi X enaka, torej se koncentracija snovi X v času ne spreminja. Izločanje snovi X z urinom ( ) v časovni enoti je enako obremenitvi s to isto snovjo ( ):
=

3. Klirens: Princip klirensa temelji na Fickovem principu masnega ravnotežja in ohranitve mas. Za ledvice bi tak princip lahko zajeli v naslednji enačbi:



Torej, če vemo, da določena snov X v ledvici ne nastaja in se ne razgrajuje, potem je količina snovi X, ki vstopi v ledvico enaka količini snovi X, ki iz ledvice izstopi preko urina, plus količina snovi X, ki iz ledvice izstopi preko (venske) krvi.
Pomembno pa je poudariti, da se dejansko očisti le majhen del plazme, ki gre skozi ledvice. Zato je razlika med arterijskim in venskim pretekom plazme skozi ledvice minimalna, tako da predpostavimo, da drži naslednje: RPFa = RPFv = RPF. Z upoštevanjem tega dejstva in rahlo preureditvijo prejšnje enačbe, dobimo:



Če obe strani enačbe delimo s , dobimo:

Kar je v bistvu enačba za klirens: , iz katere je razvidno, da je klirens enak pretoku plazme skozi ledvice (RPF), če se plazma popolnoma očisti snovi X.
Vidimo, da smo s pomočjo klirensa določili, kako hitro ledvice odstranijo določeno snov iz plazme. Torej klirens predstavlja tisti volumen plazme, ki se je v časovni enoti v ledvicah popolnoma očistil snovi X.


MERJENJE GFR

LASTNOSTI SNOVI, KI SE UPORABLJAJO ZA MERJENJE GF
Snov se prosto filtrira v glomerulnih kapilarah. Filtrirana količina snovi naj se ne spreminja, zaradi reabsorbcije ali sekrecije v tubulih. Snov ne sme biti produkt metabolizma ledvic in naj ne vpliva na ledvično funkcijo.

KLIRENS INULINA UPORABLJAMO ZA DOLOČEVANJE GF
Inulin je polisaharidna molekula fruktoze. Je eksogena substanca, za merjenje GF ga v telo vnašamo intravenozno. Inulin se prosto filtrira, se ne reabsorbira ali secernira v renalnih tubulih. Izločanje inulina z urinom (Uin x V) je tako enako filtraciji v glomerulnih kapilarah (GF x Pin):

GF x Pin = Uin x V

GF = (Uin x V)/ Pin = Cin

KAKO MERIMO
Z infuzijo inulina vzdržujemo stalno plazemsko koncentracijo. Gledamo 24-urni seč.


KLIRENS KREATININA UPORABLJAMO ZA DOLOČANJE GF
Kreatinin je endogena substanca. Je stranski produkt metabolizma skeletnih mišic, nastaja v presnovi fosfokreatina (1 mg/min). Plazemska koncentracija kreatinina je stalna, metabolizem in prehrana nanjo ne vplivata. Odvisna je od skupne mišične mase.
Kreatinin se prosto filtrira in se ne reabsorbira. Majhne količine kreatinina se secernirajo v tubulih in zaradi tega bi lahko kreatinin proglasili za neidealnega pokazatelja GF, vendar pa zaradi značilnosti postopka meritve pride tudi do odstopanja pri merjenju plazemskega kreatinina (precenjena Pkr) in tako se ti dve napaki izničita; v praksi tako klirens kreatinina zagotavlja dovolj natančno oceno GF.
Izločanje kreatinina z urinom (Ukr x V) je tako enako filtraciji v glomerulnih kapilarah (GF x Pkr):

GF x Pkr = Ukr x V

GF = (Ukr x V)/ Pkr = Ckr


DOBLJENI REZULTATI IN VREDNOTENJE
Moški Ženske
normalna serumska konc. 1.19  0.33 mg/100 ml 0.96  0.28 mg/100 ml
dnevno izločanje 20 – 28 g/dan/kg TT 15 – 21 g/dan/kg TT
Ckr novorojenčki 45 – 65 ml/min/1.73 m2
18 mesecev 124  25 ml/min/1.73 m2 108  13 ml/min/1.73 m2
odrasli 90 – 145 ml/min 80 – 130 ml/min
Določene miopatije vodijo do  vrednosti plazemskega kreatinina.


MERJENJE PPL (RPF)

KLIRENS PAH-a UPORABLJAMO ZA DOLOČEVANJE PPL (RPF)
PAH je eksogena substanca. Del PAH-a se prosto filtrira v glomerulnih kapilarah, del pa se aktivno transportira v tubulih (secernira). Vsa kri ne teče skozi peritubulno mrežje, zato se le 90 PAH-a izloči iz plazme. Vendar se kljub temu uporablja kot približek PPL. Količina PAH-a, ki prispe s plazmo do ledvic (PPL x PPAH), je enaka količini, ki se izloči z urinom (UPAH x V):

PPL x PPAH = UPAH x V

PPL = (UPAH x V)/ PPAH = CPAH

KAKO MERIMO
Za merjenje pretoka plazme prek ledvic (PPL) ga v telo vnašamo intravenozno. Koncentracijo PAH-a v plazmi moramo vzdrževati pod renalnim pragom (0 - 2 mg/ml), sicer so rezultati meritve nižji od dejanskih.






TUBULNI TRANSPORTNI MEHANIZMI

Ekskrecija (izločanje s sečem) = Filtracija – Reabsorpcija + Sekrecija


Določanje tubulne reabsorbcije oziroma sekrecije iz ledvičnih klirensov:
Če poznamo glomerulno filtracijo in renalno sekrecijo substance lahko določimo ali gre za neto reabsorpcijo substance ali pa za neto sekrecijo substance v renalnih tubulih. Če je količina izločene substance manjša od filtrirane lahko zaključimo, da gre za reabsorpcijo deleža substance. Če pa je količina izločene substance večja od filtrirane, sklepamo da se je snov poleg filtrirane izločila tudi iz tubulov.

TUBULNA REABSORPCIJA
Glomerulni filtrat, ki vstopi v ledvični tubul, se v večini reabsorbira nazaj v kri. TR je visoko selektiven proces. Poteka v dveh korakih:
1) transport prek tubularne epitelijske membrane v ledvični intersticij (aktivno)
2) transport iz intersticija prek peritubulne kapilarne membrane nazaj v kri

TR snovi X je razlika med filtratom in izločkom v urinu:

TRx = (GF x Px) – (Ux x V)

TUBULNI MAKSIMUM - Tmax
Mnoge snovi, ki se aktivno reabsorbirajo (tudi secernirajo), imajo določeno zmogljivost prenosa. Snovi za transport potrebujejo prenašalne proteine in specifične encime, ki se nahajajo v omejenih količinah na membrani. Ko tubulno breme preseže kapaciteto prenašalnih proteinov in specifičnih encimov vpletenih v transport (100 saturacija), se snov X ne more več reabsorbirati ter se začne pojavljati v urinu. Takrat pravimo, da ima snov X določen tubulni maksimum (Tmax). Tmax je največja količina določene snovi, ki se lahko reabsorbira oz. secernira v določeni časovni enosti. PRAG pa imenujemo plazemsko koncentracijo snovi X, pri kateri se le-ta prvikrat pojavi v urinu (npr. glu) in nastopi prej kot se doseže Tmax; to se zgodi zaradi tega, ker nimajo vsi nefroni enak Tmax za to snov. Tmax v celoti se doseže takrat, ko so vsi nefroni dosegli maksimalno kapaciteto reabsorpcije glu.

KLIRENS GLUKOZE IMA VREDNOST 0
Glukoza je monosaharidna molekula. Prosto se filtrira v glomerulih in v celoti reabsorbira v ledvičnih tubulih pri normalni plazemski koncentraciji (0,8 – 1,0 mg/ml). V normalnih pogojih ne sme biti prisotna v urinu. V patoloških razmerah pa lahko najdemo v urinu različne koncentracije glukoze.

TUBULNA SEKRECIJA
Tmax imajo tudi snovi, ki se aktivno secernirajo. PAH se secernira v proksimalnih tubulih (90). Pri nizkih koncentracijah PAH-a v plazmi, ga uporabljamo za določevanje PPL (RPF); CPAH = PPL. Pri visokih koncentracijah te snovi, pa se transportni mehanizmi zasitijo, snov se ne more v celoti secernirati, zato del snovi ostane v plazmi; tedaj CPAH  PPL. TS snovi X je razlika med izločkom v urinu in filtratom:
TSx = (Ux x V) - (GF x Px)


DILUCIJSKA IN KONCENTRACIJSKA SPOSOBNOST LEDVIC

Zdrava ledvica ima veliko sposobnost koncentracije in redčenja urina. Kadar je v telesu višek vode in je osmolarnost telesnih tekočin zmanjšana, ledvice lahko izločajo urin z osmolarnostjo samo 50 mOsm/L (1/6 osmolarnosti plazme), kadar pa vode primanjkuje in je osmolarnost izvenceličnih tekočin velika, lahko urin koncentrirajo do 1200 mOsm/L. Pomembno je, da ledvice lahko izločajo velik volumen razredčenega urina ali majhen volumen koncentriranega urina ne da bi se bistveno spremenilo izločanja topljencev kot sta K+ in Na+. Ta sposobnost regulacije izločanja vode neodvisno od izločanja topljencev je prepotrebna predvsem, kadar je omejen vnos tekočine.

Osmolarni klirens je volumen plazme, ki vsebuje enako količino topljencev, kot se jo izloči z urinom v eni minuti. Izračunamo ga po sledeči formuli:
, kjer je Uosm osmolarnost urina, V pretok urina, Posm pa osmolarnost plazme.

Klirens proste vode, nam pove, ali ledvice urin koncentrirajo ali diluirajo glede na plazmo.
CH2O = V – Cosm ; če je CH2O pozitiven je urin razredčen glede na plazmo, največja vrednost klirensa proste vode pri človeku znaša približno 15 ml/min. Če pa je CH20 negativen se iz telesa izloča koncentriran urin. Negativen CH20 imenujemo tudi transport proste vode (TH2O), največja vrednost le-tega je pri človeku 7ml/min.

Ledvice lahko redčijo urin, dokler ni dosežen maksimalni CH20, nato se reabsorpcija topljencev neha povečevati in odvečni topljenci se prično izločati z urinom, kar tudi poveča njegovo osmolarnost. Prav tako je koncentracija urina omejena z maksimalnim transportom proste vode, nato pa povečevanje (osmolarnost medularnega intersticija je izenačena z osmolarnostjo tubulne tekočine) reabsorpcije vode ni več mogoče, zato se začne izločati z urinom, kar posledično zmanjša njegovo osmolarnost.


AKUTNA LEDVIČNA ODPOVED

Definicija:

Akutna ledvična odpoved je definirana z zmanjšanjem renalne funkcije in akumulacijo dušikovih spojin v krvi (azotemija). Vzroki vključujejo prerenalne motnje (npr. renalno hipoperfuzijo iz kateregakoli vzroka), postrenalne vzroke (npr. obstruktivno uropatijo), ali intrizično renalno boleznen (ledvičnega žilja, tubulov, intersticija).

Razlikovanje med vzroki azotemije in ALO nam omogoča upoštevanje nekaterih kazalcev (indeksov).

C(krea)u/
C(krea)p C(Na)
Mmol/l Osm(urin)/
Osm(plazma) GFR
Ml/min FENa
Prerenalna azotemija > 20 < 20 > 1,2 20 - 50 < 1
Postrenalna azotemija > 20 < 20 < 1,2 različno

V tabeli so predstavljeni tipični izvidi za različne tipe ALO. FENa je delež izločenega Na, izračunana po formuli FENa= [k(Na)u/k(Na)pl] / [k(kr)u/k(kr)pl]X100.

Pri prerenalni azotemiji je količnik osmolalnosti urina in plazme večji kot 1,2 in je izločanje Na z urinom manjše kot v normalnem stanju. Pri akutni ledvični odpovedi je ta količnik manjši od 1,2, izločanje Na večje kot v normalnem stanju zaradi nezmožnosti ledvic, da zadržijo natrij.