1

Fiziologia si Fiziopatologia aparatului urinarConf Dr Daniela Ionescu Asist Dr Horatiu Vasianhoratiu_vasian@umfcluj.roOctombrie 2011Masterat in anestezie, terapie intensiva si medicina de urgentaProiect cofinantat prin Programul Operational Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 — 2013

Rolurile rinichiului Formarea urinei Excretia produsilor de catabolism si a substanţelor chimice straine Reglarea balantei hidro-electrolitice Regalarea echilibrului osmotic Reglarea echilibrului acido-bazic Reglarea TA Reglarea eritropoiezei (sinteza eritropoietinei) Sinteza Vit. D activa (calcitriol) Gluconeogeneza (in timpul postului prelungit) Secretia de prostaglandine

Notiuni de anatomie Rinichiul cuprinde 2 regiuni distincte:

parenchimul renal – cortexul & medulara pelvisul renal

Cortexul: glomerulii, tubii proximali si distali, ductele colectoare corticale Medulara: 8-18 piramide renale (baza catre cortex, varful catre hil) Mai multe piramide calice minor calice majore bazinet (pelvis renal)

2

Notiuni de anatomie In regiunea mediala – hilul renal (artera, vena renala, vase limfatice, nervi, ureter) A. renala a. interlobare a. arcuate (la jonctiunea cortico-medulara) a. interlobulare

aa. aferente aa. eferente

Nefronul Unitatea functionala a rinichiului Nefronul:

Glomerul (aa. aferente & eferente) Capsula Bowman Tubi proximali Ansa Henle Tubi distali Tubi colectori

2 tipuri – corticali & juxtamedulari Corticali (85%) – A Henle scurta Juxtamedulari – A Henle lunga

Glomerulii – ghem de capilare din aa aferente 0,75 m2/rinichi Endoteliu capilar Membrana bazala Epiteliu

3

Nefronul Aparatul juxtaglomerular In hilul glomerulului 3 componente:

Macula densa – detecteaza conc. Cl-

Celule granulare – secreta renina inactivata Celule mezangiale extraglomerulare – rol sustinere

4

Ureterele, Vezica urinara, UretraUreterele – continua pelvisul renal, tub muscular 24-30 cm, se termina la trigonul vezical.

Jonctiunea uretero-vezicala se face sub un unghi ascutit – impiedeca refluxul urinar In timpul mictiunii, presiunea intravezicala crescuta inchiderea jonctiunii &

impiedeca refluxul Deplasarea urinei se face prin miscari peristaltice (1-5/min), prin contractia

musculaturii netede din peretele ureterului Obstruarea ureterului retentie de urina afectarea rinichiului (hidronefroza)

Vezica urinara – structura musculara, situata inapoia osului pubian Capacitate 300-600 ml 4 straturi – adventicea, muschiul detrusor, lamina propria, uroteliu (impiedica

reabsorptia urinei) Sfincterul urinar intern – involuntar, musculatura neteda Sfincterul urinar extern – control voluntar

Uretra – portiunea distala a aparatului urinar La barbat– traverseaza penisul Prostata – imediat sub vezica urinara, inconjoara uretra posterior si lateral La femeie – se deschide imediat anterior de vagin

5

Formarea urineiMecanisme:

Filtrarea glomerulara Reabsorbtia tubulara Secretia tubulara

6

Formarea urinei Na, Cl, HCO3, K, Glu, Uree, Cr, Ac uric Glu – complet reasbsorbita, NU apare in urina Aa & Glu – filtrati in glomeruli, apoi reabsorbiti → NU in urina

Glicozuria – cand filtrarea > reabsorbtia (>200 mg/dl) – in DZ & sarcina Proteine – cu GM mica (globuline, albumina) – apar tranzitor in urina, max 150

mg/dl DAR proteinurie persistenta = afect. glomerulara

Filtrarea glomerulara Fluxul sanguin renal normal – 1200 ml/min. In glomerul – aa aferenta → (ultra)filtratul glomerular (180 l/24 h) (apa, electroliti,

molecule mici) FSR adecvat → filtrare adecvata

Factori care altereaza FSG: hTA, presiune oncotica sanguina ↓, presiune crescuta tubulara (obstructie) TA < 75 mmHg ⇒ ↓FG TA < 60 mmHg ⇒ oprire FG TA > 160 mmHg ⇒ ↑FSR

Formarea urinei • Reabsorbtia tubulara & Secretia tubulara• Reabsorbtia tubulara – substantele trec din filtrat → capilarele peritubulare/vasa recta• Secretia tubulara - substantele trec din capilarele peritubulare/vasa recta → filtrat

7

• Din 180 L filtrat, 99% reabsorbit → 100-1500 ml urina/24 h• Reabsorbtia – in tubul proximal, dar si restul tubului• Filtratul devine concentrat in tubii distali si colectori (sub act. ADH) → URINA → pelvisul

renal

Formarea urinei Excretia produsilor reziduali

eliminarea produsilor rezultati din metabolism (urea) Ureea – 25-30 g/24 h – eliminata in intregime (daca nu, se acumuleaza in tesuturi) Alti produsi – creatinina, fosfati, sulfati, ac uric, metaboliti ai medicamentelor

Reglarea excretiei electrolitilor Sodiul 99% reabsorbit Apa ↔ Na → mentinerea presiunii osmotice plasmatice Prin reglarea excretiei Na → se regleaza volumul fluidelor organismului:

8

Na excretat > Na ingerat → deshidratare Na excretat < Na ingerat → retentie lichidiana

Reglarea Na – dependenta de aldosteron (secretat de cortexul suprarenalian): Aldosteron ↑→ ↓ Na excretat (Ald favorizeaza reabs renala de Na) Aldosteron – controlat de AG II → controlat de renina (secretata de cel granulare).

Reglarea excretiei electrolitilor Potasiul Retentia de K, cea mai severa complicatie a IR 98% intracelular 90% din K ingerat → excretat Factori care influenteaza eliminarea K:

Aldosteronul ↑excretia K Balanta acido-bazica K ingerat Fluxul filtratului in tubul distal

Reglarea excretiei compusilor acizi Degradarea aminoacizilor → acid fosforic & sulfuric Normal se excreta 70 mEq/l acid/24 h, pana pH urinei = 4,5 (sub forma libera) peste aceasta valoare, acizii se elimina legati de sisteme tampon (PO4

3-, NH3) PO4

3- se gaseste in filtrat NH3 – produs de cel tubilor renali, secretat in lumenul tubilor renali NH3 + acid → NH4

+

Reglarea excretiei apei Daca cant. de apa ↑→ cant ↑ urina diluata Daca cant. de apa ↓→ cant ↓ urina concentrata Normal, cons. 1-2 L/24 h, din care se elimina tot, mai putin 400-500 ml (piele, respiratie,

fecale)

Reglarea excretiei apei Hormonul antidiuretic (ADH, vasopresina)

Regleaza excretia de apa si concentratia urinei prin modificarea reabsorbtiei apei in tubii renali

ADH – secretat de gl pituitara ca raspuns la modificarile osmolalitatii sangelui. Daca ↓ aportul de apa, ↑ osmolalitatea sanguina →↑ secretia de ADH → ↑ reabsorbtia

apei → Osm plasmatica revine la normal. Daca ↑ aportul de apa, ↓osmolalitatea sanguina → ↓ secretia de ADH → ↓ reabsorbtia

apei → Osm plasmatica revine la normal, ↑ volumul renal (diureza) O urina diluata cu o densitate fixa (ex 1,010) sau osmolalitate fixa (ex 300 mOsm/kg)

→ inabilitatea rinichiului de a concentra/dilua urina (semn precoce de afectare renala) Autoreglarea presiunii arteriale sistemice Vasa recta monitorizeaza TA sangelui care iriga rinichiul Cand TA ↓, ap juxtaglomerular secreta renina Renina transforma AG I in AG II (cel mai puternic vasoconstrictor) → TA creste ↓ perfuziei sau ↑ osmolalitatii → ↑ secretia de aldosteron → retentie de apa & ↑ TA. Alterarea acestui mecanism → HTA

9

Clearance renal Capacitate rinichiului de a elimina compusi plasmatici Depinde de mai multi factori:

Rata de filtrare la nivel glomerular Cantitatea de substanta reabsorbita la nivel tubular Cantitatea de substanta secretata la nivel tubular

Cel mai folosit – clearance-ul creatininei (rezultat din degradarea musculaturii striate, filtrata la nivel glomerular, traverseaza tubii renali fara modificari, se excreta in urina => poate aprecia RFG

Pentru determinarea Cl Cr, se recolteaza urina pe 24 ore, se masoara Cr serica, se calculeaza Cl Cr dupa formula:

(Vol urina [mL/min] x Cr Urinara [mg/dL])Cr serica (mg/dL)

La adult, RFG 100-120 mL/min Cl Cr – un bun predictor al functiei renale

Stocarea si eliminarea urinii Vezica urinara are rol de stocare a urinii; eliminarea urinei se face prin uretra. Transportul urinei – rinichi – uretere – vezica urinara Formarea urinei se face continuu, eliminarea – discontinuu (prin mictiune) Umplerea si golirea vezicii sunt mediate de SNV S & PS

SNV-S – n hipogastric: ↓ tonusul & peristaltismul SNV-PS – n vag: ↑ tonusul & peristaltismul

VU – corp & col Structura: perete muscular trilaminar (detrusor – fb m netede). Tonusul VU depinde

de vol de urina (mai mare cand VU e goala, mai mic cand VU e plina) Colul vezical – 2 sfinctere:

Intern – neted, sub controlul SNV-S & PS Extern – striat, sub control voluntar

Acumularea urinei Vol urinar creste progresiv → pres intravezicala = 15 cmH2O (pres critica) = 100 –

150 mL (limita de rezistenta sf vez intern) La 20 cmH2O (aprox 400 mL) → contractii ritmice pt mictiune La 70 cmH2O = limita de rezistenta a sf vez ext – senzatie impeerioasa de mictiune Normal, vol vezical – 500-600 mL, fara sa apara distensia dureroasa

Mictiunea Act reflex medular sub control voluntar Contractiile de mictiune – datorate intinderii fibrelor m detrusor Cai nervoase:

Aferenta – n pelvini Centrii – S2-S3 Eferenta – n pelvini Efectori m detrusor (contractie)

sf vezical intern (relaxare)

10

Reflexul de mictiune se autogenereaza - contractia VU activeaza receptorii de intindere → stimuleaza contractia VU

FiziopatologieInsuficienta renala acuta

Pre/renala/postrenala Sindromul hepato-renalInsuficienta renala cronica Retentie hidrica Tulburari ale echilibrului electrolitic Tulburari ale echilibrului acido-bazic Retentia produsilor de catabolism azotat

Insuficienta renala acutaDefinitie: suprimarea brusca, completa/partiala a functiilor renale, partial reversibila, manifestata prin

Oligoanurie (< 400 mL sau < 0,5 mL/Kg/h) Cresterea concentratiei plasmatice a Creatininei si/sau Ureei

Etiologie: IRA de cauza prerenala IRA intrinseca (de cauza renala) IRA postrenala

IRA prerenalaDeterminata de scaderea aportului sanguin renalCauze

Depletie intravasculara de volum: hemoragie, interventii chirurgicale, postpartum Gastrointestinala: diaree, varsaturi Arsuri

Insuficienta cardiaca Infarct miocardic Leziuni valvulare IAo, SAo

Vasodilatatie periferica cu hipotensiune consecutiva Soc anafilactic Anestezie (majoritatea anestezicelor → vasodilatatie periferica) Soc septic

Tulburari primare de hemodinamica renala Stenoza de a renala, embolie de a renala, tromboza de a/v renala

IRA prerenala Normal, fluxul sanguin renal (FSR) = 1100 mL/min (20-25% din DC) ↓ FSR => ↓ RFG => ↓ excretia urinara de apa & solvati => oligurie/anurie => acumulare de

apa & produsi de excretie in organism IRA – reversibila daca ↓ FSR > 20-25% din val normala. Cand ↓ FSR & RFG, ↓ cons de O2 Daca FSR ↓ sub 20-25% din val norm => hipoxie renala; Daca hipoxia se prelungeste => necroza ischemica a cel renale, in special celulele epiteliale

tubulare (necroza tubulara) => IRA de cauza intrarenala

11

IRA intrarenalaCauze Leziuni ale vaselor mici si/sau glomerulilor

Glomerulonefrite – reactie imunologica anormala dupa o infectie la distanta (streptococ grup A β-hemolitic)

In saptamani → complexe antigen-anticorp insolubile depuse in glomeruli Leziunea dispare in 2 sapt => fctia renala revine ≈ complet in sapt/luni Rar – leziuni ireversibile => IRC

Necroza tubulara acuta „Descuamarea” celulelor tubulare cu obstruarea lumenului tubular, oprirea fluxului

urinar 1. Cauzata de ischemie renala (de cauza prerenala?)2. Cauzata de toxine/medicamente – tetraclorura de carbon, metale grele, etilen glicol, insecticide, tetracliclina, cisplatin etc.

Daca mb bazala ramane intacta => vindecare in 10-20 zile Altfel => IRC

IRA postrenala Obstructia partiala/totala a fluxului urinar => IRA, chiar daca initial functia rinichiului e

normala Daca obstructie unilaterala => rinichiul indemn preia functia renala, parametri renali in limite

normale Daca obstructie veche (zile-sapt) => leziuni renale ireversibile Obstructie bilaterala – calculi mari, cheaguri , vezica urinara, uretra

Sindromul hepato-renal Definitie: IRA ce apare in prezenta unor afectiuni hepatice severe acute/cronice, in absenta

unei afectiuni renale preexistente Prima data descris ca IRA aparuta dupa chirurgia biliara Ulterior folosit pentru orice asociere intre o afectiune hepatica severa & afectarea renala

secundara Are caracterul unei IRA prerenale, dar cauza – vasoconstrictie arteriolara severa ce nu

raspunde la repletia volemica A 3-a cauza de internare in TI a pac cu ciroza (dupa hemoragii & encefalopatie) Dg de excludere, dupa hipovolemie, nefrotoxicitate medicamentoasa, glomerulonefrita Mortalitate mare (80-100%)

Sindromul hepato-renal• Vasoconstrictie intensa ce debuteaza dupa afectarea hepatica, se agraveaza cu evolutia

acesteia• Mecanism incomplet cunoscut

– Agenti care ↑ vasoconstrictia renala – Agenti care ↓vasodilatatia renala

• SHR Tip 1– Alterare acuta a fuctiei renale cu vasoconstrictie severa & ineficienta mec

compensatorii responsabile de perfuzia renala• SRH Tip 2

– Alterare progresiva, paralel cu agravarea cirozei

12

Sindromul hepato-renal 4 mecanisme fiziopatologice:

Vasodilatatie arteriala periferica cu circulatie hiperdinamica si vasoconstrictie renala Stimularea SNV-S renal Disfunctie cardiaca → alterare hemodinamica & hipoperfuzie renala Actiunea unor citokine & alti mediatori asupra circulatiei renale si sistemice

Vasodilatatia arteriala periferica Datorita disf hepatice & hipertensiunii portale, volumul sanguin circulant efectiv ↓ datorita –

acumularii sanguine splanhnice – vasodilatatiei splanhnice si sistemice ↓ Volumului sanguin circulant efectiv → stimuleaza baroreceptorii carotidieni & aortici →

activarea SNV-S, renina-angiotensina-aldosteron (RAA) & eliberarea vasopresinei => circulatie hiperdinamica => ↑ CO, ↓ rezist vasc sistemica, hTA, vasoconstrictie renala

Stimularea SNV-S renal Tonusul SNV-S - ↑ la cirotici Experimental, ↑ presiunii intrahepatice → ↑ activitatii SNV-S renal

Disfunctia cardiaca In insuf hepatica: ↑ frecv cardiaca & debitul cardiac ↓ Contractilitatea miocardica la efort & repaus Disfunctie diastolica, paralel cu afectarea hepatica

Citokine & alti mediatori NO, TNF-α, endotelina, endotoxine, glucagon, prostaglandine renale cu efect vasodilatator Prostaglandinele urinare ↑ la pac cu ciroza + ascita si ↓ in SRH

13

Sindromul hepato-renal

Renal VD, vasodilatatori renali; Renal VC, vasoconstrictori renali; SNS, sistem nervos simpatic; RAAS, sistem renina-angiotensina-aldosteron

14

Factori favorizanti

Insuficienta renala cronicaDefinitie: reducerea ireversibila a numarului de nefroni functionali Manifestari clinice – dupa distrugerea a 70-75% din totalul nefronilor Cauze leziuni ale vaselor sanguine renale, glomeruli, tubi renali, interstitiul renal, tract urinar

inferior. DZ, HTA, glomerulonefrita, rinichiul polichistic

15

Insuficienta renala cronica Compensator la nefronii restanti, initial - ↑ FSR, RFG, debit urinar (hipertrofie, ↓ rezistentei

vasculare, ↓ reabsorbtia tubulara) Ulterior, leziunile apar si la nefronii restanti

Efecte: Asupra lichidelor organismului, uremia

Edem generalizat Acidoza metabolica (retentie de acizi rezultati din metabolism) ↑ conc plasm ale ureei, creatininei, ac uric (subst azotate nonproteice) ↑ con plasm ale altor subst: fenoli, sulfati, fosfati, potasiu Anemie - ↓ secretiei de eritropoietina Osteomalacia - ↓ conc Vit D activa + retentie renala de fosfat HTA secundara (retinere apa & Na, renina)

Insuficienta renala cronica Afectiuni tubulare specifice: Glicozuria – ↓ reabsorbtia glucozei (cu glicemie N/↑) Aminoaciduria - ↓ reabsorbtia aminoacizilor (afectiune rara). De cele mai multe ori, aa au

mecanisme comune/proprii de transport Cistinurie esentiala, glicinurie simpla, acidurie β-aminoizobutirica

Hipofosfatemia renala → decalcifiere osoasa & rahitism, refractar la administrarea de vit D Acidoza tubulara renala – incapacitatea tubilor renali de a secreta H+ → perderi mari de

bicarbonat urinar Diabet insipid – incapacitatea rinichiului de a raspunde la actiunea ADH Sdr Fanconi - ↑ excretiei de aa, glu, fosfat