SEGMENTI TUBULO PROSSIMALE

S1 brush border alto e ben sviluppato sistema lisosomiale. La membrana baso-laterale è estesamente interdigitata e alcuni mitocondri allungati occupano la porzione basale della cellula, aspetto caratteristico di un epitelio coinvolto nel trasporto attivo

S2 brush border più corto e minor numero di vacuoli apicali e mitocondri. Il numero e la grandezza dei lisosomi varia col sesso e la specie. Nei ratti maschi sono caratteristicamente numerosi e più grandi

S3 brush border alto e denso nel ratto, più corto nel coniglio e intermedio nell’uomo. Le cellule possiedono rari vacuoli apicali, lisosomi e mitocondri in numero minore e più piccoli. I processi cellulari e le invaginazioni sono assenti

TRASPORTATORI DELLA MEMBRANA BASO-LATERALE

1. Organic anion transporter 1 (OAT1)

2. OAT2

3. OAT3

4. OAT4

5. Organic anion-transporting polypeptide (oatp1)

6. oatp2

7. OAT-K1

8. OAT-K2

9. Mulitple resistance-associated protein 2 (MRP2)

10. Human-type 1 sodium-dependent inorganic phosphate transporter (NPT1)

DESTINO DEI MAGGIORI COSTITUENTI URINARI

filtrato escreto % escreto

acqua 166 L 1 L 0,6%

sali 1100 g 10 g 1,0%

urea 40 g 20 g 50,0%

creatinina 1,7 g 1,7 g 100,0%

ANALISI DELLE URINE

a) COLORE

b) VOLUME

c) PESO SPECIFICO

d) PROTEINE

e) CELLURIA

f) PIURIA

segue

ANALISI DELLE URINE

g) CILINDRURIA 1. IALINI (proteine di Tamm-Horsfall)

2. GRANULARI (proteine)

3. EPITELIALI

4. CEREI

5. EMATICI

6. LEUCOCITARI

7. LIPIDICI

ANALISI DELLE URINE

h) CRISTALLURIA

i) ENZIMURIA

l) ELETTROFORESI DELLE PROTEINE

ENZIMI URINARI

(frazioni subcellulari)

MITOCONDRI Glutamato deidrogenasi

Glutamina sintetasi

LISOSOMI Fosfatasi acida

Muramidasi (Lisozima)

ß-Glucuronidasi

N-Acetil-ß-D-glucosaminidasi

ß-Galattosidasi

ENZIMI URINARI

(frazioni subcellulari)

ORLETTO A SPAZZOLA Alanin-aminopeptidasi

Fosfatasi alcalina

-Glutamiltransferasi

Angiotensin converting enzyme

FRAZIONE SOLUBILE Lattico deidrogenasi

Aldolasi

Transaminasi

Glutamina transaminasi K

Glutatione S-transferasi

ENZIMI URINARI(localizzazione segmentaria tubulo prossimale)

Glutamina sintetasi S3

Fosfatasi acida S1 S2 S3

N-Acetil-ß-D-glucosaminidasi S1 S2 S3

-Glutamiltransferasi S1 S2 S3

Angiotensin Converting Enzyme S1 S2 S3

Aspartato aminotransferasi S1 S2 S3

Alanin aminotransferasi S1 S2 S3

Glutamina transaminasi K S1 S2 S3

Glutatione S-transferasi (, ) S2 S3

ENZIMI URINARI(localizzazione tubulare distale)

Callicreina

Glutatione S-transferasi

LDH isoforme 4 e 5

INSUFFICIENZA RENALE ACUTA (IRA)

La NECROSI TUBULARE ACUTA, causa dell’insufficienza renale acuta può essere:

PURA METALLI (As, Au, Bi, Ba, Cd, Cr, P, Hg, Pb, U)

PARAQUAT

PARATHION

IDROCARBURI ALIFATICI CLORURATI

IDROCARBURI AROMATICI (rara)

segue

INSUFFICIENZA RENALE ACUTA (IRA)

La NECROSI TUBULARE ACUTA, causa dell’insufficienza renale acuta può essere:

CON OSSALOSI ETILENE GLICOLE e derivati

ALTRO IPOVOLEMIA

EMOLISI con/senza MetaHb

RUOLO DEL TRASPORTO E DELLA BIOATTIVAZIONE NELLA NEFROTOSSICITA’ DELLE

SOSTANZE XENOBIOTICHE

ACCUMULO DEGLI XENOBIOTICI E DI MACROMOLECOLE ENDOGENE

ACCUMULO DI METABOLITI TOSSICI SINTETIZZATI IN ALTRI ORGANI O TESSUTI

ATTIVAZIONE INTRARENALE A METABOLITI REATTIVI

ACCUMULO DEGLI XENOBIOTICI E DI MACROMOLECOLE

ENDOGENE

Aminoglicosidi Si legano ai fosfolipidi impedendone il metabolismo e facilitandone l’accumulo lisosomiale; il risultato è il rilascio di enzimi litici che causano la digestione di componenti citoplasmatiche

segue

ACCUMULO DEGLI XENOBIOTICI E DI MACROMOLECOLE

ENDOGENE

Cefalosporine In particolare quelle di 1a generazione, vengono attivamente assorbite a livello della membrana baso-laterale, ma non altrettanto attivamente secrete, con conseguente accumulo

segue

ACCUMULO DEGLI XENOBIOTICI E DI MACROMOLECOLE

ENDOGENE

Cadmio L’accumulo causa saturazione della metallotioneina tubulare con incremento della frazione libera del metallo e conseguente tossicità cellulare

segue

ACCUMULO DEGLI XENOBIOTICI E DI MACROMOLECOLE

ENDOGENE

Mercurio Il glutatione e il trasporto attivo causano accumulo del metallo nel tubulo prossimale esitando nella lesione delle membrane e delle funzioni mitocondriali

segue

ACCUMULO DEGLI XENOBIOTICI E DI MACROMOLECOLE

ENDOGENE

Xenobiotici legati alle 2-globuline

Le 2-globuline sono sesso (maschi) e specie (ratti) specifiche e la formazione dei complessi è indotta prevalentemente dalle benzine depiombizzate. L’accumulo lisosomiale esita nella rottura dei lisosomi e nella necrosi cellulare (nefropatia a gocce ialine)

ACCUMULO DI METABOLITI TOSSICI SINTETIZZATI IN ALTRI

ORGANI O TESSUTI

Tris(2,3-dibromopropil)fosfato

Viene metabolizzato nel fegato a bis(2,3-dibromopropil)fosfato e 2-bromoacroleina. Il bis(2,3-dibromopropil)fosfato accumulato nel rene per trasporto attivo viene bioattivato per mezzo delle GST a ione EPISULFONIO che può interagire col DNA con conseguente effetto nefrotossico

segue

ACCUMULO DI METABOLITI TOSSICI SINTETIZZATI IN ALTRI

ORGANI O TESSUTI

Alcheni alogenati

I metaboliti glutatione S-coniugati formati nel fegato vengono secreti nella bile e possono essere trasportati al rene o entrare nel circolo entero-epatico ed essere eliminati con le feci. Nel rene, i coniugati col glutatione e con la cisteinilglicina sono trasformati in CISTEINA S-CONIUGATI e possono essere attivati dalle ß-liasi a metaboliti reattivi (tiocheteni)

segue

EVIDENZA DELLA NEFROTOSSICITA’ DEGLI

ALOALCHENI

1. L’ACIDO AMINOOSSIACETICO (AOAA), inibitore delle ß-liasi, protegge dalla nefrotossicità causata dai cistein S-coniugati

2. Gli -METILCISTEIN-CONIUGTI, che non sono metabolizzati dalle ß-liasi, non sono nefrotossici

3. Gli -KETOACIDI inducono l’attività ß-liasi e potenziano la citotossicità dei cistein S-coniugati

segue

EVIDENZA DELLA NEFROTOSSICITA’ DEGLI ALOALCHENI

4. Gli analoghi dell’OMOCISTEINA dei cistein S-coniugati nefrotossici, che sono metabolizzati a tioli reattivi come i cistein coniugati, sono nefrotossici

5. I MITOPLASTI RENALI, che non contengono attività ß-liasi mitocondriale, sono meno suscettibili dei mitocondri alla tossicità dei cistein S-coniugati

6. Le DIEFFERENZE DI SPECIE nell’attività ß-liasi si correlano con la tossicità indotta da S-(1,2-diclorovinil)-L-cisteina

7. I LEGAMI COVALENTI ß-LIASI DIPENDENTI in vivo e in vitro con le macromolecole renali dei cistein S-coniugati si correlano con la nefrotossicità di tali coniugati

ACCUMULO DI METABOLITI TOSSICI SINTETIZZATI IN ALTRI

ORGANI O TESSUTI

Idrochininoni e p-Aminofenolo

Bromochinone e p-aminofenolo vengono metabolizzati nel fegato a glutatione S-coniugati e trasportati al rene ove si accumulano per mezzo di un sistema -glutamiltransferasi dipendente causando un effetto tossico in maniera indipendente dalla via delle ß-liasi

ATTIVAZIONE INTRARENALE E METABOLITI REATTIVI

Reazioni citocromo P-450 dipendenti

Alcune sostanze quali 1,1-dicloroetene, cloroformio, acetaminofene, vengono bioattivate nel rene per mezzo del citocromo P-450 e, in particolare, della subfamiglia 2E1. Nel topo e nel ratto l’attivazione è sesso-dipendente (è prevalente nei maschi)

segue

ATTIVAZIONE INTRARENALE A METABOLITI REATTIVI

Reazioni flavoprotein-monoossigenasi (FMO)-dipendenti

Le FMO catalizzano l’ossidazione di radicali nucleofili deboli quali i composti azotati e solforati (S-benzil-L-cisteina)

segue

ATTIVAZIONE INTRARENALE A METABOLITI REATTIVI

Reazioni prostaglandina-endoperossido sintetasi (PES)-dipendenti

La PES è coinvolta nell’attivazione di tossine nella zona midollare causando necrosi papillare e nefrite interstiziale (la cosiddetta nefropatia da analgesici). Le sostanze più note sono la fenacetina e l’acetaminofene e il meccanismo d’azione è probabilmente un cambiamento dell’omeostasi cellulare del Ca++ con morte cellulare e necrosi midollare

segue

ATTIVAZIONE INTRARENALE A METABOLITI REATTIVI

Reazioni glutatione dipendenti

1,2-Dibromo-3-cloropropano, dopo coniugazione col glutatione può spontaneamente ciclizzare per formare uno ione EPISULFONIO che può interagire col DNA

SEGMENTI DEL TUBULO PROSSIMALE INTERESSATI DA ALCUNE SOSTANZE

XENOBIOTICHE

Piombo S3

Cadmio S1 S2

Mercurio metallico S3

Mercurio alchile S2 S3

Cromo S1 S2

Platino S3

Alcheni S3

p-Aminofenolo S3

Aminoglicosidi S1 S2

Cefalosporine S1 S2

controls 50 100 2000

10

20

30

40

50

60

70G

ST

M1

urin

e µ

mol

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ol c

reat

.

mg/kg

controls 50 100 2000

10

20

30

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GS

TM

1 ki

dney

cor

tex

nm

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g of

por

tein

s

mg/kg

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80

GSTM1 urine µmol/mmol creat.

GS

TM

1 k

idn

ey c

ort

ex n

mo

l/m

g o

f p

rote

ins

GLOMERULOPATIE DA SOLVENTI

n. casi

ESPOSIZIONE a) solventi organici 108

b) benzine e derivati del petrolio 36

c) vernici e collanti 38

d) non precisata + a + b + c 90

e) composti vari 83

segue

GLOMERULOPATIE DA SOLVENTI

QUADRI PATOLOGICI n. casi

a) Glomerulonefriti a lesioni minime 55

b) Glomerulonefriti membranose 52

c) Glomerulonefriti proliferative e membrano-proliferative 137

d) Glomerulonefriti a sclerosi focale 8

e) Glomerulonefriti non classificabili o di altro tipo 91

f) Sindrome di Goodpasture 12