Διαταραχές οξεοβασικής ισορροπίας στη χρόνια νεφρική νόσο (πριν το τελικό στάδιο) Ιωάννης Γ. Γριβέας, MD, PhD Νεφρολογικό Τμήμα 417 «ΝΙΜΤΣ» Μ.Χ.Α. «Νεφροϊατρική»

NO CONFLICT INTEREST

Diseases affect basement membrane which leads to nephrotic syndrome= proteinuria

Kidney excretion  Can eliminate large amounts of acid  Can also excrete base  Can conserve and produce bicarb ions  Most effective regulator of pH  If kidneys fail, pH balance fails

ACID-BASE REGULATION  Kidney Regulation Excess acid is excreted by the kidneys, largely in the form of ammonia The kidneys have some ability to alter the amount of acid or base that is excreted, but this generally takes several days

Πως εξελίσσεται η επιδείνωση της ΧΝΝ  Η ΧΝΝ εξελίσσεται μέσω 3 φάσεων: α) μία αρχική «εισβολή» ενός «τοξικού» παράγοντα προκαλεί, β) την ενεργοποιήση μηχανισμών «επιδιόρθωσης» της βλάβης. Όσο περισσότεροι νεφρώνες χάνονται γ) οι υπόλοιποι αντιδρούν στην επηρεασμένη συνολικά νεφρική λειτουργία με αλλαγές στον τρόπο λειτουργίας τους.

Η απώλεια της νεφρικής λειτουργίας έχει γραμμικό χαρακτήρα καθώς η ΧΝΝ εξελίσσεται

 Η πολυπλοκότητα της νεφρικής λειτουργίας υποστηρίζει τη θεωρία ότι καθώς η ΧΝΝ εξελίσσεται διάφορες δυνάμεις, εντός και εκτός νεφρού, με αντίρροπες δράσεις επηρεάζουν το ρυθμό επιδείνωσης  Η βασική αρχή είναι η διατήρηση της ομοιόστασης του οργανισμού, δηλαδή καθώς τμήμα του νεφρικού ιστού χάνει τη λειτουργικότητά του, ορμονικοί μηχανισμοί «φορτώνουν» με περισσότερο έργο τον υπόλοιπο νεφρικό ιστό  Σε επίπεδο του κάθε μεμονωμένου νεφρώνα η στενή ανατομική σχέση μεταξύ σπειραματικού και σωληναριακού αγγειακού δικτύου, υποστηρίζει τη διατήρηση της σπειραματοσωληναριακής ισορροπίας, μέσω της οποίας η διήθηση και η επαναρρόφηση συνδέονται άρρηκτα

Seminars in Medicine of the Beth Israel Hospital, Boston On the Pathogenesis of the Uremic State — An Exposition of the Trade-off Hypothesis Neal S. Bricker, M.D., N Engl J Med 1972; 286: , May 18, 1972May 18, 1972  Μετά από ένα διάστημα, οι νεφρώνες από το νεφρό που συνεχίζουν να λειτουργούν, αφού έχουν υπερτραφεί, αδυνατούν να «υποκαταστήσουν» περαιτέρω την απώλεια νεφρώνων και ο ρυθμός σπειραματικής διήθησης προοδευτικά αρχίζει να μειώνεται. Αυτό έχει ως συνέπεια τη διαταραχή του ισοζυγίου των επιπέδων Ca 2+, PO 4 3- και PTH

RENIN… 1.Increasing peripheral vasoconstriction 2.Stimulating Aldosterone secretion Aldosterone promotes the reabsorption of sodium and water to correct the fluid deficit and/or inadequate blood flow (renal ischemia)

ACID-BASE REGULATION three  Maintenance of an acceptable pH range in the extracellular fluids is accomplished by three mechanisms: 1)Chemical Buffers 1) Chemical Buffers  React very rapidly (less than a second) 2)Respiratory Regulation 2) Respiratory Regulation  Reacts rapidly (seconds to minutes) 3)Renal Regulation 3) Renal Regulation  Reacts slowly (minutes to hours)

Take Home Message The kidney glomerulus passively filters on the order of 4000 mmol of HCO 3 - each day. This has to be reabsorbed. To lose it would be a disaster In order to reabsorb this filtered load of HCO 3 -., the tubular cells must therefore secret 4000 mmol of hydrogen ions This allows the conversion of carbonic acid to CO 2 and water, which will passively come back into the proximal tubular cell. The secretion of titratable acid by the kidney, used to actually modify the blood pH, goes on in the distal tubule

AMMONIUM GENERATES HCO 3 - Ammonium (NH 4 + ) is produced from the cellular metabolism of glutamine in all nephron segments. Ammonium is secreted into the lumen, and 2 HCO 3 - ions are formed and reabsorbed ** *

The anion gap, is really not a gap at all, it just represents the anions we don’t usually measure. a. AG = Na+ - (Cl- + HCO3 –), typically about 10 to 12 mmol b. The AG represents anions such as proteins, phosphates, sulfates and organic anions. c. Increase in the AG i. Is most often due to increased serum lactate or acetoacetate. ii. Rarely, an increased AG may be due to a decrease in cations such as Ca+2, magnesium and/or K+ d. Decrease in the AG i. Increase in unmeasured cations ii. Addition of something new to the blood such as Li+ iii. Reduction in a major plasma protein such as albumin (renal loss). iv. Hyperlipidemias and other less common causes.

Μηχανισμός βλάβης  Η ελαττωμένη νεφρική μάζα είναι το αίτιο της μεταβολικής οξέωσης αφού οι εναπομείναντες λειτουργικοί νεφρώνες αδυνατούν να απομακρύνουν το καθημερινό φορτίο οξέος με την αμμωνιογένεση  Η νεφρική σωληναριακή παραγωγή NH 4 + ενεργοποιείται από την ενδοκυττάρια οξέωση. Όταν το συστηματικό φορτίο οξέος είναι ήπια αυξημένο, η ισορροπία αποκαθίσταται με αύξηση στην παραγωγή NH 4 +  Αποτυχία στην ικανότητα αποβολής ικανής ποσότητας NH 4 + οδηγεί στην κατακράτηση ιόντων Η + και τη ανάπτυξη μεταβολικής οξέωσης. Ελαττωματική αποβολή NH 4 + (εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο) ή ιόντων Η + (άπω εσπειραμένο σωληνάριο, εμβόλιμα κύτταρα τύπου α) μεταφράζεται σε νεφρική σωληναριακή οξέωση

HYPERKALEMIA  Hyperkalemia  Hyperkalemia is generally associated with acidosis Accompanied by a shift of H + ions into cells and K + ions out of the cell to maintain electrical neutrality H+H+ K+K+

HYPERKALEMIA  Hyperkalemia is an elevated serum K + H + ions are buffered in cell by proteins  Acidosis may cause Hyperkalemia and Hyperkalemia may cause Acidosis H+H+ K+K+

ELECTROLYTE SHIFTS cell H+H+H+H+ K+K+K+K+ Acidosis Compensatory ResponseResult H + - H + buffered intracellularly - Hyperkalemia H+H+H+H+ K+K+K+K+ cell Alkalosis Compensatory ResponseResult - Tendency to correct alkalosis - Hypokalemia

ACIDIFICATION OF URINE BY EXCRETION OF AMMONIA

29 ACIDIFICATION OF URINE BY EXCRETION OF AMMONIA Capillary Distal Tubule Cells Tubular urine to be excreted NH 2 H+H+ NH 3 NH 2 H+H+ NH 3 WHAT HAPPENS NEXT?

30 Capillary Distal Tubule Cells Tubular Urine NH 3 Na + Cl - + H 2 CO 3 HCO NaCl NaHCO 3 NH 3 Cl - H+H+ NH 4 Cl Notice the H + -Na + exchange to maintain electrical neutrality ACIDIFICATION OF URINE BY EXCRETION OF AMMONIA Dissociation of carbonic acid

 Συμπερασματικά θα λέγαμε ότι στη μεταβολική οξέωση εμφανίζεται ο φαύλος κύκλος που εμφανίζεται σ’ όλη τη φάση εξέλιξης της ΧΝΝ  Η μεταβολική οξέωση ενεργοποιεί μία σειρά ρυθμιστικών μηχανισμών με ρόλο την αποκατάσταση της οποιασδήποτε διαταραχής της οξεοβασικής ισορροπίας, η συνεχής όμως ενεργοποίησή τους προκαλεί περαιτέρω νεφρική βλάβη και συμβάλλει στην επιδείνωση της ΧΝΝ

34 ACID-BASE BALANCE  Derangements of hydrogen and bicarbonate concentrations in body fluids are common in disease processes

35 ACID-BASE BALANCE  H +  H + ion has special significance because of the narrow ranges that it must be maintained in order to be compatible with living systems

Metabolic effects  Respiratory hyperventilation shift of haemoglobin dissociation curve to the right decreased 2,3 DPG levels in red cells (shifting the ODC back to the left)  Cardiovascular  Others increased bone resorption (chronic acidosis only) shift of K + out of cells causing hyperkalaemia

Συμπεράσματα  Η μεταβολική οξέωση εμφανίζεται νωρίς σε ασθενείς με ΧΝΝ  Μπορεί να σχετίζεται με περαιτέρω επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας, πιθανότατα εξαιτίας ενεργοποίησης ανοσολογικών μηχανισμών και αυξημένη θνητότητα λόγω πρωτεϊνικού καταβολισμού  Η χορήγηση HCO 3 - είναι μία θεραπευτική επιλογή εύκολη, οικονομική και χωρίς σοβαρές παρενέργειες  Αν επιβεβαιωθεί από μελλοντικές μελέτες-που είναι αναγκαίο να οργανωθούν- η χορήγηση HCO 3 - μπορεί να αποτελέσει ένα από τα όπλα για την επιβράδυνσης της εξέλιξης της ΧΝΝ