Figure 26.1

RENE E VIE URINARIE

Figure 26.3

RENE E VIE URINARIE

STRUTTURA DEL RENE

GLOMERULO

BARRIERA DI FILTRAZIONE

BARRIERA DI FILTRAZIONE

BARRIERA DI FILTRAZIONE

Figure 26.10a, b

Copyright ©2006 American Society for Clinical Investigation

Farquhar, M. G. J. Clin. Invest. 2006;116:2090-2093

BARRIERA DI FILTRAZIONE

www.fisiokinesiterapia.biz

BARRIERA DI FILTRAZIONE

BARRIERA DI FILTRAZIONE

Endocrine Functions of the Kidney

• The Renin-Angiotensin-AldosteroneMechanism– Plays important part in regulation of blood pressure

• Erythropoietin– Regulates the differentiation of red blood cells in

bone marrow• Vitamin D

– Increases calcium absorption from the gastrointestinal tract

– Helps regulate calcium deposition in bone

APPARATO IUXTAGLOMERULARE

Figure 25.6

Le funzioni corporee procedono regolarmente se la composizione ed il volume dei liquidi sono mantenuti entro un range appropriato

•gittata cardiaca e pressione arteriosa dipendono da un volume plasmatico ottimale

•gli enzimi funzionano correttamente in un range stretto di pH e concentrazione ionica

•il potenziale di membrana dipende dalla concentrazione di K+

•l’eccitabilità di membrana dipende dalla concentrazione di Ca2+

QUALI SONO LE FUNZIONI DEI RENI?

Il principale lavoro del rene consiste nella correzione delle perturbazioni della composizione e del volume dei liquidi corporei che si verifica a seguito di ingestione di cibi, metabolismo, fattori ambientali ed esercizio fisico

Nei soggetti sani queste perturbazioni sono corrette rapidamente per cui tutto resta nella normalità

Nelle malattie renali la correzione è lenta per cui alcuni o tutti i parametri sono alterati per tempi più o meno prolungati

La valutazione di tali parametri consente di accertare lo stato di malattia e/o lo stato funzionale del rene

QUALI SONO LE FUNZIONI DEI RENI?

ESAMI MORFOFUNZIONALI RENALI

• ESAME DELLE URINE• ESAMI EMATOCHIMICI

– CREATININEMIA– AZOTEMIA

• VALUTAZIONE DELLA FUNZIONE RENALE• CISTOSCOPIA• ECOGRAFIA• ESAMI RADIOLOGICI• ESAMI RADIOISOTOPICI

DIURESI

• Oligouria – excrete < 300 ml/day.– Might be “physiological” as in hypotension or hypovolaemia where we

compensate, but more often due to renal disease or obstructive nephropathy.

• Polyuria – persistent, large increase in urine output associated with nocturia.– Must distinguish from higher frequency of small volumes of urine.– Usually due to hysterical intake of water, increased excretion of solute

(e.g. hyperglycaemia/glycosuria), defect in concentrating ability or ADH failure).

• Osmolality – useful for determining whether ionic imbalances exist in subject.– May indicate renal failure (e.g. excess urea) or problems with ADH.

• Urinary pH – mainly for acidosis/alkalosis determination – important when studying metabolism of various nutrients e.g. glucose during exercise

DIURESI

• Temperate climates: output of 800-2500 ml urine per day is usual.

• Dependent upon subject’s activity, hydration status, diet and body size.

• Always need to urinate to get rid of metabolic wastes, even if not drinking. Remember that you can urinate to death if you are shipwrecked either through lack of water, or by ingestion of salt water!

• Sudden changes in volume of urine can indicate problems with ability to concentrate urine, or in feedback mechanisms that help you control ECF volume/osmolality.

VARIAZIONI DI COLORE DELLE URINE

Blue Green Pink-Orange-Red

Red-brown-black

Methylene Blue Haemoglobin Haemoglobin

Pseudomonas Myoglobin Myoglobin

Riboflavin Phenolpthalein Red blood cells

Porphyrins Homogentisic Acid

Rifampicin L -DOPA

Melanin

Methyldopa

VARIAZIONI DI COLORE DELLE URINE

Increasing concentration of urine

Urine may also be clear, bloody, cloudy or flocculent (big bits in it).

www.medaille.edu

E’ un esame semplice che fornisce rapidamente informazioni su diverse malattie renaliNon è utile per valutare la funzione renale Dimostra soltanto la presenza di una malattia renale

Parametri da considerare:Colore Giallo paglierinoAspetto LimpidopH 5.5 – 6.5Peso specifico 1015 - 1025Proteine <20 mg/dlGlucosio <10 mg/dlBilirubina AssenteUrobilinogeno <0.2 mg/dlChetoni AssentiEmoglobina AssenteNitriti Assenti

Sedimento: emazie, leucociti, batteri, cilindri, cristalli

ESAME DELLE URINE

Dipstix

www.mdsdx.com

ESAME DELLE URINE

Chemical (Stix) testing• Blood – very sensitive – 2 or more cells can produce result.

– Sometimes TOO sensitive, giving false positives.– Can’t distinguish between blood and free Hb, so usually double-check

with microscope.• Protein

– Strips detect 100 mg/l or more in urine – react with albumin.– Check throughout 24 hr period– Some protein always excreted, but can be falsely increased by exercise,

growth, fever etc.– Time of day taken – lying down causes protein to settle and it’s not

detected in urine.• Glucose

– Positive test can mean diabetes mellitus.– Have to exclude ingestion of high sugar diet.

• Now a really easy, cheap, sensitive, routine way of testing subjects, but not good enough on its own and not quantitative.

SEDIMENTO URINARIO

CILINDRURIA

CILINDRURIA

CRISTALLI

CRISTALLI

CRISTALLI

BATTERI

CELLULE SQUAMOSE

PROTEINURIA

Proteinurial’escrezione giornaliera normale è <150 mg/24 ore

La proteinuria superiore al valore normale può essere:•glomerulare•tubulare•sovraccarico•tissutale

Esistono metodi più sensibili in grado di misurare la albuminuria anche a basse concentrazioni•normoalbuminuria <30 mg/24 h •microalbuminuria 30-300 mg/24 h •proteinuria >300 mg/24 h

Urinocolturaè patologica quando si sviluppano >100.000 colonie per mL di urinaimportante accuratezza della raccolta

050

100150200250300350400

0 20 40 60 80 100 120

UREA mg/dL

FG mL/min

MISURA DELLA FUNZIONE RENALE

sostanze la cui concentrazione aumenta nel sangue

Urea PM 60 Da vn 20 – 50 mg/dLè sintetizzata dal fegato in base al catabolismo proteicoE’ liberamente filtrata dal glomerulo. Dal 20% al 80% è riassorbita dal tubulo assieme all’acqua

Produzione influenzata da: apporto proteico, farmaci, emorragia gastro-enterica, stati ipercataboliciConcentrazione ematica influenzata da diuresi, età, funzione renale, dieta, diuretici

C=O

NH2

NH2

CREATININEMIA

PM 113 Da vn 0.6 – 1.2 mg/dLè una sostanza endogena, metabolita del muscolo che si genera per conversione enzimatica della creatinala sua concentrazione riflette l’entità delle masse muscolari e varia poco negli intervalli breviE’ liberamente filtrata dai glomeruli in parte viene anche secreta dai tubuli. Tale quota varia nello stesso individuo, tra individui ed in base alla funzione renaleInfluenzata da: età, sesso, masse muscolari, gravidanza

0

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80 100 120

Creatinina mg/dL

Fg mL/min

OutputKidney

PlasmaPoolContent

CreatinineInput

NormalMuscleMass

NormalKidneys

DiseasedKidneys

NormalMuscleMass

DiseasedKidneys

NormalKidneys

IncreasedMuscleMass

ReducedMuscleMass

Effect of Muscle Mass on Serum Creatinine

PROTEINE DI PICCOLO PESO MOLECOLARE

tutte le proteine di peso inferiore a quello dell’albumina (70.000 Da)

sono filtrate e totalmente riassorbite dai tubuli

β2-microglobulina (pm 11.800), cistatina C (pm 13.300), TATI (pm 6.200)

0

50

100

150

0 40 80 120GFR (mL/min)

TATI

(g/

L)

*

** * * 0

5

10

15

20

0 40 80 120

GFR (mL/min)

ß2 M

ICRO

GLO

BULI

N(m

g/L)

*

** *

0

2

4

6

8

0 40 80 120

GFR (mL/min)

CREA

TIN

INE

(mg/

dL)

*

** 0

2468

101214

0 40 80 120

GFR (mL/min)

NO

RMA

LIZE

D V

ALU

ES

1

ALTRI ESAMI DI PERTINENZA NEFROLOGICA

• URICEMIA (2,2 – 7,0 mg/dL)• OSMOLALITA’ PLASMATICA (275 – 295 mOs/kg)• SODIEMIA (136 – 145 mEq/L)• POTASSIEMIA (3,5 – 5,5 mEq/L)• CLORUREMIA (98 – 106 mEq/L)• CALCEMIA (4,5 – 5,5 mEq/L)• FOSFATEMIA (1,4 – 2,8 mEq/L)• EMOCROMO• IMMUNOGLOBULINE• COMPLEMENTO C3• COMPLEMENTO C4

PROTIDOGRAMMA

PROTEINURIA

Cl = U x VP x t

U x VminP

Per valutare variazioni della funzione renale per valori che oscillano dalla normalità alla insufficienza renale iniziale è necessario misurare la clearance = la quantità di plasma depurata di una sostanza nell’unità di tempo

La sostanza ideale per la misura di clearance è l’inulina che non viene riassorbita o secretaPer semplicità si usano sostanze endogene quali urea e creatininaL’urea è riassorbita dal tubulo per cui la sua clearance sottostima il FGLa creatinina è secreta dal tubulo per cui la sua clerance sovrastima il FGMetodi semplificati per la misura della clearance della creatinina

(140 – età) x kgcreatininemia x 72

Quando è necessaria una conoscenza precisa si impiegano isotopi radioattivi

BIOPSIA RENALE. Prelievo di frammento di tessuto di rene che può essere usato per determinare:•diagnosi•causa della malattia•prognosi•terapia•informazioni per ricerche attuali o futureDeve essere eseguita quando:•la causa non può essere determinata mediante procedure diagnostiche meno invasive•la sintomatologia suggerisce la presenza di una malattia parenchimale che può essere diagnosticata dallo studio anatomo-patologico•la diagnosi differenziale della malattia comprende malattie che hanno differente terapia e/o prognosiControindicazioni:•paziente non collaborante•rene unico•diatesi emorragica•ipertensione arteriosa•anemia•pielonefrite o ascesso perirenale•tumori•insufficienza renale avanzataComplicanze:•ematoma perirenale•macroematuria <10%•fistola artero-venosa <1%•emorragia grave <1%•mortalità <0,1%sul frammento bioptico si eseguono:

1.microscopia ottica2.microscopia elettronica3.immunofluorescenza

.

DIAGNOSTICA PER IMMAGINI

E’ fondamentale conoscere le dimensioni dei reni per distinguere subito forme acute da forme croniche

Si procede partendo dalle indagini meno invasive

Ecografia renale

è innocua ed indipendente dalla funzione renalenon richiede preparazione del paziente o somministrazione di sostanzeconsente di valutare dimensioni, morfologia, stato del parenchima, calcoli, dilatazione delle cavità intrarenali, masse renali solide o cisticheè utile nell’esecuzione di manovre quali biopsia, aspirazione di cisti, nefrostomiaSvantaggi: mancanza di dettagli, non si vede l’uretere, operatore dipendente

DOPPLER

RADIOGRAFIA DIRETTA DELL’ADDOME•dimensioni dei reni•calcoli

UROGRAFIA

si basa sulla filtrazione glomerulare e sulla secrezione tubulare di mezzi di contrasto iodati idrosolubili

fornisce visualizzazione di tutte le vie escretrici dal rene alla vescica

il mezzo di contrasto può provocare reazione idiosincrasica o nefropatia

la nefropatia da mdc è più frequente in caso di:•diabete•insufficienza renale•età avanzata•scompenso cardiaco•disidratazione•mieloma multiplo

quando non è possibile somministrare il mdc si può eseguire:Pielografia ascendentePielografia anterograda translombare

Plain X-ray of renal system• Identifies radiodense site

of calcification (kidney stones – renal calculi).

• Can be in kidney, renal pelvis, ureters or bladder.

• Cheap, simple, routine and available in most academic centres.

• However, shadows from bowels/bones can obscure site of calculi.

www.your-doctor.net

Cistografia minzionalereflusso vescico-ureterale

Tomografia assiale computerizzatastudio di tumoritraumidifetti di perfusione

Tac spiralevisualizzazione arterie renalidiagnosi di trombosi della vena renalelocalizzazione di calcoli

Angiografia renalestenosi dell’arteria renaletumori del rene

Risonanza magnetica nuclearevalutazione ulteriore di masse complessestaging dei tumori renali con particolare riguardo per l’infiltrazione delle vene renalistenosi dell’arteria renalequando l’insufficienza renale o l’allergia non consentono l’uso di mdc

Aortography or renal arteriography• Use angiography to monitor blood vessels

as in heart.• Can also use digital subtraction

angiography (DSA).• DSA uses small doses of contrast

medium to monitor blood flow in renal vessels (venous or arterial).

• Inject it into larger artery or vein near kidneys.

• Mainly used to monitor extrarenal or intrarenal arterial disease.

• Arteriography still the gold standard in renal imaging, but MRI and CT are getting better all the time.

• Invasive, but becoming more routine.• Less discomfort for subject, since doesn’t

go through the more embarrassing “plumbing” system! (Usually insert catheter through small incision in groin –(e.g. femoral vein).

CT scanning

www.inlandvascular.com

www..wlap.org

Magnetic resonance imaging (MRI)

• Also called nuclear magnetic resonance (NMR).• Not usually used, but can image renal masses

not identified by previous methods and can monitor renal arteries.

• Image based on radiofrequency (RF) pulse returned from RF-stimulated protons in magnetised tissues

• Avoids contrast agent.• Accurate for only main vessels and their blood

flows.• Expensive, limited availability.• Very versatile and can measure from many

angles/planes, has good contrast.• Doesn’t use ionising radiation – less chance of

biological damage.• Can’t use near pacemakers and cannot image

bone or calcium.

www.stmichaelshospital.com

INDAGINI RADIOISOTOPICHE

Scintigrafia renale statica

Scintigrafia renale dinamica

•misura della funzione renale

•misura della funzione renale separata

•valutazione di masse renali

•uropatia ostruttiva

Static scintigraphy• Performed using 99Tcm-DMSA, which is taken up by

tubular cells.• Uptake is proportional to renal function.• Function evenly divided between kidneys.• This technique good for looking for problems that only

affect one kidney as can detect imbalances in function.• Normal kidneys show uniform uptake with smooth renal

outline.• Again, less invasive and tells us about actual function,

but only gives us a snapshot of what is going on and poor anatomical resolution.

SCINTIGRAFIA RENALE

SCINTIGRAFIA RENALE

Dynamic scintigraphy• 99Tcm-DTPA excreted by glomerular filtration.• 123I-Hippuran is both filtered and excreted by tubules.• Following venous injection with tracer, emissions from

kidney recorded and computer analyses time-activity curves.

• Allows examination of renal blood perfusion, glomerular filtration, transit through kidney and outflow from urinary tract.

• Can give false-positive or false-negative results.• Less invasive and can give a lot of information about

whole urinary system over time.• Can monitor more realistic physiological conditions.

SCINTIGRAFIA RENALE SEQUENZIALE

PROTEINURIA

EMATURIA

ARF