LMP301 2014 Lecture 6.pdf

7 Pages
Unlock Document

Laboratory Medicine and Pathobiology
Kenneth Yip

  Lecture  6:  Renal  Disease   Renal  Failure   -­‐ Kidney:  elimination  of  waste   à  breakdown  of  protein  in  diet  (will  have  toxic  effects  if  you  don’t  get  rid  of  them)   -­‐ protein  metabolites  from   catabolism  or  the  diet  will  accumulate  and  cause  toxic  affects  unless  the  kidney  removes   them   -­‐ nitrogenous  wastes  and  sources:   1) ammonia  –  from  protein  (amino  acids)  à  very  toxic,  if  it  builds  up  à  lead  to  mental  disturbances   à  don’t  want  to  store  ammonia   à  want  to  get  rid  of  it  by  converting  it  to  urea   2) Urea  –  from  ammonia  (converted  in  the  liver)  à  safe  and  can  be  excreted   3) Uric  Acid  –  breakdown  rom  nucleic  acids   -­‐ creatinine  is  product  of  muscle  metabolism  that  is  removed  at  the  kidney   -­‐ creatinine  is  an  important  marker  for  kidney  function  à  creatinine  =  metabolite  of  creatine  phosphate  (energy   storage  molecule)   -­‐ creatinine  itself  is  not  toxic,  just  waste  excreted  by  the  kidney   -­‐ but  increased  levels  of  creatinine  =  kidney  disease   -­‐ plasma  creatinine  is  dependent  on  muscle  mass  =  breakdown  of  muscle  metabolism   à  lots  of  variation  of  what  is   “normal”  creatinine  (depends  on  body  size  and  living  style)     Renal  Function   -­‐ unit  of  the  kidney:  nephron   -­‐ 1000s  of  nephrons  in  the  kidney   –  it’s  the  functional  unit  of  the  kidney   -­‐ 2  major  parts:  as  blood  flow  from   the  artery  comes  in,  blood  is  filtered  in  glomerulus   –  filtrate  is  produced  à  cells   don’t  pass  through,  but  plasma  and  small  molecules  get  through,  but  bigger  proteins  don’t   -­‐ filtrate  enters  the  tubules  (functions  to  reabsorb  some  of  the  water  and  nutrients  that  you  don’t  want  to  lose  into   the  urine)   -­‐ whatever  is  not  reabsorbed  ends  up  in  the  urethra  and  then  the  bladder  to  be  excreted   -­‐ blood  flow  to  kidney   • enormous  amount  of  blood  flow  in  the  kidney   •  ~1200mL/min  of  blood   • ~120mL/min  of  filtrate  produced   =  Glomerular  Filtration  Rate  (GFR)   -­‐ GFR  measures  kidney  function   -­‐ To  measure  GFR  à  we  use  a  method  called  creatinine  clearance   à  measure  amount  of  creatinine  passing  through   the  kidney  in  a  24h  period  à  Close  to  120mL  (same  as  the  collecting  urine  for  the  whole  day)   -­‐ GFR  can  be  measured  by  estimating  the   creatinine  clearance  based  on  creatinine  in  plasma  and  a  24h  urine  (collect   24h  worth  of  urine)   -­‐ GFR  is  inversely  proportional  to  plasma  creatinine   -­‐ GFR  may  be  roughly  estimated  b y  the  inverse  of  plasma  creatinine:   • GFR  ∝1/[P ]   Cr   Acute  Renal  Failure   -­‐ acute  renal  failure  –  changes  happen  rapidly  and  are  usually  reversible   à  can  be  treated  if  you  restore  the  fluid  balance  in  time   -­‐ ARF  has  rapid  onset  in  the  course  of  hours  or  days   -­‐ Reversible  if  fluid  balance  is  restored  in  time   -­‐ Common  in  the  severely  ill  (ex.  ICU  patients)   -­‐ Early  detection  relies  on  sequential  monitoring  of  renal  function  tests  (urea  and  creatinine)   à  urea  and  creatinine  would  rise  quickly   à  have  to  look  at  a  serial  measurement,  look  at  how  quickly  this  is  changing  over  time   à  if  creatinine  doubles  in  hours  =  acute   à  if  creatinine  doubles  in  months  =  chronic   -­‐ Usually  the  urine  output  falls  to  less  than  400mL/day  ( Oliguria)  –  less  filtrate  produced  =  less  urine  output   à  if  there  is  no  urine  at  all  =  anuric   -­‐ If  renal  tubular  dysfunction  is  the  main  problem  in  the  illness  then  the  urine  flow  may  remain  high   -­‐ Can  have  acute  renal  failure  yet  still  have  urine  output  (problem  in  the  tubes  =  urine  flow  can  remain  normal)   à   therefore,  you  cannot  look  solely  at  urine  output  to  determine  renal  failure   -­‐ Main  marker  used:  creatinine         Classifications  of  Renal  Failure   -­‐ look  at  where  the  disturbances  are  occurring   1) Pre-­‐renal  =  before  kidney   à  extrinsic   2) Renal  =  within  the  kidney   à  intrinsic   3) Post-­‐renal  =  after  the  kidney   à  extrinsic     Pre-­‐Renal  Causes   1) Hypovolemia   -­‐ Insufficient  volume  going  into  the  kidney   -­‐ most  common  cause  and  is  associated  with  hypotension   -­‐ not  enough  blood?  Decreased  renal  blood  flow   à  kidney  responds  by  holding  onto  water   à  stimulates  renin-­‐angiotensin-­‐aldosterone  system   à  tries  to  reabsorb  sodium  and  water  à  oliguria  (low  urine  output)   -­‐ if  significant  blood  losses  or  extracellular  fluid  losses  (>  5%  of  body  weight)   à  decrease  in  renal  blood  flow   -­‐ e.g.  hemorrhage,  burns,  crushin g  injuries,  heart  failure,  diarrhea,  vomiting,  inadequate  fluid  intake,  bacterial  shock   -­‐ decrease  blood  pressure  à  decrease  in  intra-­‐renal  blood  flow  à  increase  in  absorption  of  sodium  and  water  à   oligouria  (concentrated  urine  à  because  of  aldosterone,  sodium  will  be  low)   -­‐ urine  is  small  in  volume  and  concentrated  but  low  in  sodium   -­‐ treatment  by  fluids  (to  try  and  restore  fluids)  and  electrolytes  and  the  condition  is  reversible  if  carried  out  soon   enough   -­‐ sometimes,  function  does  not  return  sufficiently  and  an  osmotic  diuretic  is  given   -­‐ in  order  to  get  fluid  flowing  through  the  kidney,  osmotic  diuretic  is  an  agent  in  the  blood  that  holds  onto   water   -­‐ as  it  passes  through  the  kidney,  it  pulls  water  along  with  it  (that’s  all  it  does  thoug h)  à  help  get  more  flow   through  the  kidney  and  restore  the  function   -­‐ BUT,  have  to  make  sure  its  only  a  pre -­‐renal  cause   -­‐ if  its  an  intrinsic  cause  (renal)  or  post-­‐renal  cause,  filtrate  will  have  no  where  to  go  and  get  backed  up   à   causes  volume  overload  =  congestive  heart  failure  –  pressure  builds  up  in  circulation  and  blood  cannot   pump  it  out  (high  resistance)   -­‐ this  treatment  can  be  fatal  if  the  failure  is  intrinsic  or  post  renal   -­‐ the  cause  of  death  is  congestive  heart  failure     Renal  Causes   1) Acute  Tubular  Necrosis  (ATN)   -­‐ poisoning  (toxic  ATN)   -­‐ toxic  or  poisoning  effects  the  tubular  cells   à  tubular  cells  die  and  you  lose  function   2) Protein  deposition  in  the  nephron   -­‐ Myoglobin  (muscle  trauma),  myeloma  protein  (cancer)   -­‐ Some  protein  may  get  out  into  the  urine   -­‐ Myoglobin:  carries  oxygen  in  muscle   -­‐ The  2  proteins  are  small,  small  enough  to  get  through  the  glomerulus  and  into  the  tubules   à  little  passed  out  to  urine  is  fine   à  if  you  already  have  a  lot  released  (because  of  ex.  cancer,  or  injury  in  muscle  releases  a  lot),  p rotein  can  get  stuck   to  the  nephron  and  cause  acute  renal  failure   3) Glomerulonephritis   -­‐ Inflammation   -­‐ White  blood  cells  attack  glomerulus   –  causes  acute  renal  failure   -­‐ Can  be  restored  by  removing  toxin  or  clearing  the  inflammation   • on  recovery,  the  urine  contain s  brown  granular  casts  in  urine  (protein  plugs  from  the  shut  down  kidney  now  being   flushed  out)  à  tubular  epithelial  cells  and  many  other  formed  elements     Case   -­‐ 22  year  old  man  with  sever  crush  injuries  and  oligouria  following  falling  into  a  grinder   -­‐ laboratory  results  ~1hour  after  admission  to  ED:         -­‐ why  is  his  plasma  potassium  increased?   à  from  crush  injury  (muscle  cells)  à  cells  broken  and  is  released  their  contents   -­‐ Which  of  the  above  tests  indicate  renal  failure?   à  creatinine  and  urea  is  really  high  =  renal  failure     Post-­‐Renal  Causes   1) Obstruction   -­‐ Urine  cannot  get  out   -­‐ injury   -­‐ stones  (Renal  Calculi)  à  can  create  a  blockage   -­‐ inflammation  à  swelling  causes  obstruction   -­‐ tumors  (prostate,  cervix,  bladder)  à  tumor  mass  growth  pinches  against  the  ureter  and  blocks  urine  flow     Case   -­‐ 60  year  old  man  with  prostate  hypertrophy  and  chronic  urinary  retention   -­‐ overgrown  prostate  –  not  cancer   -­‐ laboratory  results:     -­‐ which  of  the  tests  above  indicate  renal  failure?  Urea  and  creatinine  à  he  has  acute  renal  failure     Hypertension   -­‐ high  blood  pressure  à  result  of  volume  overload  (too  much  water  in  body)   -­‐ if  kidney  is  working  fine,  they  can  sense  a  rise  in  blood  pressure  and  inhibit  the  renin -­‐angiotensin-­‐aldosterone   system  à  allow  salt  and  water  to  pass  out  to  the  urine   -­‐ in  normal  kidneys  a  small  rise  in  blood  pressure  produces  a  large  rise  in  salt  excretion   -­‐ however,  people  with  advanced  renal  disease  develop  volume  dependent  hypertension   -­‐ with  kidney  disease,  the  renin -­‐angiotensin-­‐aldosterone  system  is  not  working  properly   à  you  then  get  a  lot  of   water  retention  à  result:  volume  dependent  hypertension   -­‐ excess  aldosterone,  catecholamine  or  renin -­‐angiotensin  activity  may  contribute  but  rarely   -­‐ basically  loss  of  nephron,  loss  of  kidney  function,  and  inability  to  get  rid  of  salt  an d  water   -­‐ one  or  both  renal  arteries  may  be  narrowed  (stenosis),  and   prolonged  hypertension  causes  degeneration  of   arterial  walls  (=nephrosclerosis)   -­‐ vicious  cycle:  you  get  hypertension,  lose  nephrons  because  of  nephrosclerosis,  and  then  hypertension  gets   worst   -­‐ eventually  develop  chronic  kidney  disease  and  lose  kidney  function  entirely   -­‐ Glomeruli  are  destroyed  and  therefore  the  renal  functional  capacity  is  decreased     Chronic  Renal  Failure   -­‐ the  end  result  of  progressive  renal  damage(Chronic  Kidney  Disease,  CKD )  is  Chronic  Renal  Failure  (CRF)   -­‐ the  progression  of  chronic  kidney  disease  may  be  slowed  by ,  but  never  reversed:   1) decreasing  protein  intake  which   reduces  the  glomerular  filtration  rate  (GFR)  =  less  load  and  less  burden  on  the   kidneys,  and   2) lowering  blood  pressure  with  angiotensin  converting  enzyme  (ACE)  inhibitors  or  angiotensin  receptor  blockers   (ARBs)  à  blocking  the  renin-­‐angiotensin-­‐aldosterone  system  to  allow  salt  and  water  secretion   -­‐ it  leads  eventually  to  end  stage  renal  failure  or  disease  (ESRD)     Markers  of  Chronic  Kidney  Disease   -­‐ the  best  index  of  functioning  renal  tissue  is   creatinine  clearance  but  this  requires  a  24h  urine  collection       -­‐ plasma  creatinine  is  more  easy  to  perform  and  almost  as  effective  (watch  creatinine  change  over  time)   -­‐ various  equations  can  estimate  GFR  (eGFR)  based  on  plasma  creatinine,  sex  (male  or  female  –  influences  muscle   mass),  age  (as  you  get  older,  you  lose  muscle  as  well) ,  ethnicity  (African  American’s  have  more  muscle  mass) ,   weight   -­‐ depending  on  how  deceased  GFR  is,  this  wi ll  tell  you  the  stage  the  chronic  kidney  disease  is  at   -­‐ other  markers:   -­‐ plasma  urea  is  the  former  indicator  which  is  still  in  use   -­‐ plasma  uric  acid  also  rises  due  to  nephron  loss  (over  time)     Secondary  Disease  in  CRF   1) Hypocalcemia  and  Hyperparathyroidism   -­‐ Gland  in  neck:  parathyroid   à  plays  a  major  role  in  maintaining  calcium  homeostasis     à  if  it  senses  serum  calcium  is  dropping,  it  stimulates  product  of   parathyroid  hormone  à  secreted  and  has  an  effect  on  the  kidney     à  causes  kidney  to  increase  calcium  absor ption  à  hold  onto  more   calcium  and  get  rid  of  phosphate     à  PTH  also  stimulates  the  production  of  1,25  dihydroxy  vit  D   à  1,25  dihydroxy  vit  D  acts  on  intestine  and  gut  to  increase  calcium   absorption   à  PTH  also  acts  on  bone  (major  storage  for  calcium)   à  stimulates   calcium  released  from  bones  –  reabsorbs  from  bones  and  gets   calcium  into  the  system   à  net  effect  of  these  3  actions:  increase  in  serum  calcium   à  once  calcium  goes  back  to  normal,  the  signal  is  slowed  down  and   PTH  levels  go  back  to  normal   -­‐ If  kidney  is  not  working  properly  (to  hold  onto  calcium,  and  get  rid  of   phosphate)  you  get  big  accumulate  of  phosphate   -­‐ phosphate  excretion  is  more  difficult  and  increases  plasma  phosphate  combines  with  calcium   -­‐ calcium  phosphate  (when  concentrations  are  high)  forms  a   precipitate   -­‐ if  phosphate  is  not  getting  excreted,  at  some  point,   it  forms  calcium  phosphate  in  tissues   à  precipitate  forms  à  causes  plasma  calcium  to  fall  back  down   -­‐ deposits  of  calcium  phosphate  are  made  in  bones  and  elsewhere   à  plasma  calcium  falls   -­‐ also  the  kidney  converts  vitamin  D  to  the  active  form  (1,25  dihydroxy  vit  D),  and  the
More Less

Related notes for LMP299Y1

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.