Patofyziologie vylučovacího systému. Poruchy acidobazické rovnováhy. Ledviny -k čemu slouží ? • Vylučování odpadních látek, ale také k regulaci • objemu tělesných tekutin • krevního tlaku • acidobazické rovnováhy • Produkce (metabolizmu) hormonů a bioaktivních působků (např. erytropoetin, vit.D3, renin, inzulín, PG, NO, IGFapod.) Nef ron § Je základní funkční jednotka ledvin § Každá část je tvořena buňkami zastávajícími specifické transportní funkce Tři základní ledvinné procesy určující a modifikuj ící složení moče Filtrace Reabsorpce Sekrece Vyloučené Filtrované Reabsorbované Secernované množství množství množství + množství Struktura Bowmanova pouzdra Bowmanovo pouzdro - sglomerulem proximal convoluted tubule distal convoluted tubule capillary urinary pole Filtrační bariéra - podocyty podocytu Patofyziologie ledvin RPF Tubular damage s Proximal —f- / tubule v J Distal tubule Metabolism Gluconeogenesis Fatty acid breakdown Hormone inactivation Ammonia production v-=r Collecting duct Hormones Loop of Henle - Urolithiasis Urinary concentration Hormone release Erythropoietin Calcitriol Renin, angiotensin Kinins Prostaglandins Excretion Erythropoiesis Regulation H50 K* NaVcr H*/HC03" Ca2+/HP04^ Mg5+ Elimination Loss of useful substances: Glucose Amino acids Proteins Retention of useless or harmful substances: Uric acid Urea Creatinine VnQ, Xenobiotics Uremia toxins Water, electrolyte and mineral balance Blood pressure Poškození ledvin • Projeví se -změněným průtokem krve - změněnou funkcí glomerulů - změněnou funkcí tubulů - poklesem vylučování odpadních látek • kys. močová, kreatinin, močovina Nemoci ledvin • Nemoci glomerulů • Poruchy tubulů • Poruchy cévního zásobení ledviny • Ostatní-vrozené vady, cysty, tumory etc. Glomerulární membrána Podocyt Bazálni membrána Fenestro vaný endotei Pedikuli permeabilita: propouští molekuly Mr< 70 000 selektivita: nepropouští negativné nabité molekuly Poruchy funkce glomerulů • Nejčastěji glomerulonefritidy — Imunokomplexová • Imunokomplexy se vychytávají na bazálni membráně - aktivace komplementu a rozvoj zánětlivé reakce • Antigény-léky, alergeny, mikroorganismy (streptokoková glomerulonefritida) • Ukládaní amyloidu - amyloidóza • Vysoký krevní tlak • Nedostatečná perfuze - ateroskleróza Poruchy glomerulární membrány Nef rotický syndorom Přestup bílkovin, ale i ery do BP Normálně dochází k reabsorpci bílkovin v proximálním tubulu Ztráta bílkovin vede k hypoproteinemii Vznik edému NEF ROTICKÝ SYNDROM Regulace na úrovni ADH a aldosteronu Glomerular capillary -■ Glomerular filter .-/ \£ Capsular Abnormal permselectivity of the glomerular filter space it ■Si 4 -A\ 180 240 300 360 420 Molecular size (nm) t-1-1-r 180 240 300 360 420 Molecular size (nm) Urine electrophoresis Tubular reabsorption \ i Proteinuria 1 Lipoprotein lipase deficiency Serum electrophoresis Hypoproteinemia Oncotic pressure in the vascular system decreases Lipoprotf sin ? synthesis , 6 , Hyperlipemia Filtration f Damage to peripheral capillaries Lenght of capillary Hypokalemia Edema Hypovolemia ■ ADH \ Aldosterone f Ledvinná clearance látky x • Objem plazmy úplně očištěný za jednotku času od látky x. • Rozměr: objem/čas GFR • Velikost GFR j e dána: - Filtračním tlakem (poměr rozdílu tlak ve vas afferens a efferens a v BV) - Fermeabilitou glomerulární membrány -Velikostí filtrační plochy Stanovení GFR • Endogenní látky s konstantní koncentrací v plazmě. - Plazmatická koncentrace - Clearance • Exogénne podané látky, jejich koncentrace v plazmě postupně během vyšetření klesá. - Clearance Odhad GFR na základě plazmatické koncentrace látek • Závislost mezi plazmatickou koncentrací a GFR j e hyperbolická • „Okrajové" části křivky jsou málo informativní • Lépe použít vyšetření clearance, které je přesnější a má větší vypovídací hodnotu ~I-1-1-1-1-1-1-1-1-1- 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 C», (ml/s) Odvození vzorce pro výpočet GFR • GF x P +- T = U x V • Chceme-li vypočítat GFR musí být T=0. Potom platí: • GF x P = U x V • GF = U xV/P Inulin • Chceme-li vypočítat GFR, musíme zvolit látku, která: - se bez omezení filtruj e v glomerulech -nepodléhá přitom tubulární sekreci ani resorpci • Látka která splňuje výše uvedené, je INULIN -tvořen fruktozovými jednotkami -všechno profiltrované množství se vyloučí v definitivní moči A. Inulin clearance = glomerular filtration rate (GFR) Urinary inulin concentration rises due to H20 reabsorption Amount excreted/time — Amount filtered/time Urinary inulin concentration Plasma inulin concentration • (urine volume/time) • {filtered volume/time) U|„ (g/L) • Vu(mL/min) = P,n(g/L) • CFR(mL/min) GFR = • Vu(mL/min) CFR = ca. 120mL/min per 1.73 m2 body surface area |- B. Clearance levels (1) lower or (2) higher than inulin clearance Glucose Organic anions or Amino acids cations (e.g. PAH and Nevýhody inulinové clearance • Nutné zajistit stabilní c inulinu dlouhodobou infúzí • Nepříznivý vliv reziduálního objemu moči v močovém měchýři • Sožitěj ší j e i stanovení koncentrace inulinu Kreatinin vzniká ve svalech neenzymovou dehydratací kreatinu při průchodu ledvinou je z 90%filtrován, z 10% secernován do moči tubuly koncentrace kreatininu v séru je přímo úměrná svalové hmotě organizmu ( a tedy nepřímo závislá na věku a pohlaví) intraindividuální kolísání nepřesahuje 10-15% hladiny se zvyšuj í až při omezení GFR pod 50% t hladiny - po fyzické námaze, při příjmu exogenního kreatininu (maso, masné výrobky) Hodnocení C kr Ohled na správné a přesné stanovení S-kreatininu (Jaffého reakce - Jaffé požit, chromogeny - i glu, aceton) podíl kreatininu vylučovaného tubuly (zvyšuje se při poklesu počtu fungujících nefronů - tzn. čím menší GFR, tím méně přesné stanovení pomocí problém s kvantitativním sběrem moči ( nedostatečná spolupráce - děti, staří nemocní..) velikost tělesného povrchu (korekce na st and. 1.73m2- nemusí odstranit diskrepanci 25-letý atlet x 60-letý obézní muž Akutní selhání ledvin Celá řada příčin Hb a myoglobin -kyselá oblast tubulárního lumina Ztráty krve a tekutiny -Neschopnost obnovení GFR Typické znaky — Anurie, oligurie Glomerular inflammation, poisoning, etc. Fibrin deposition Leak Reduced renal perfusion, especially in shock Vasoconstriction 14- [Ca21 intracellular GFR I Adenosine W Renin v Angiotensin Obstruction of tubular lumen Hypothetic mechanism (see text) Obstruction Ischemia II I Akutní selhání ledvin Akutní fáze Sekundární fáze Normalizace Acute phase GFR \{ Re- ,j> # absorption W f ^řj' t TN Secondary phase GFR \ Re-absorption u ■'Kí Recovery Reabsorption and GFR normalized I 14 Days 26 Hyperhydration, hyperkalemia, ascending pyelonephritis Polyuria I Dehydration, hypokalemia Ethylenglykol - základní údaje Dvoj mocný alkohol Použití jako rozpouštědlo, výroba barev, nemrznoucích směsí ( 50%ethylenglykolu ) Málo těkavá, vazká kapalina s vůní po hruškách Letální dávka cca 100-150 ml roztoku Metabolismus EG • Ethylenglykol je rychle distribuován do celkové tělesné vody, není vázán na plazmatické bílkoviny • Odbouráván převážně v játrech alkoholdehydrogenázou na kys.glykolovou ašťavelovou. Oxalát aglyoxalát s vápníkem tvoří krystaly oxalát u vápenatého Metabolismus ethylenglykolu Důsledky intoxikace • Intersticiální otok adilatace proximálních i distálních ledvinných tubulů, intersticiální plieni edém, mozkový edém • metab.acidoza (kys.glykolová) • cytotox.účinek (glykoaldehyd) • Exkrece z 20% ledvinami v nezměněné formě, 1%ve formě šťavelanů Chronické selhání ledvin Snížená vylučovací schopnost ledvin Vede k celé řadě komplikací Compensated Anemia •<-Erythropoietin | Neuropathy, gastroenteropathy, susceptibility to infection, coagulopathies Coarctation of the aorta Renal artery stenosis Water and salt excretion decreases Angiotensinogenf Renin Aldosterone ADH A K Angiotensin I Converting enzymes " Angiotensin I Hypervolem r ssel Dertr L Vasoconstriction <— Ouabain ■ ? Vessel hypertrophy I Hypertension Cardiac output f (CO) <-J Damage to arterioles f . o7' Increased after- Nephrosclerosis load on heart Vascular damage