XV CONVEGNO NAZIONALE DEL GRUPPO DI STUDIO DI DIALISI PERITONEALE Bari 18/03/2010-20/03/2010 Fisiologia del peritoneo ISTITUTI CLINICI DI PERFEZIONAMENTO P.O. BASSINI-Cinisello Balsamo Unità Operativa di Nefrologia e Dialisi Elena Alberghini La cavità peritoneale Caratteristiche •Ampia superficie •Ampio flusso ematico totale splancnico •Trasporto di acqua + molecole tra sangue e cavità Utilizzo “parafisiologico” a scopo clinico. Membrana peritoneale “anatomica”: componenti 1- CELLULE MESOTELIALI PAVIMENTOSE: rivestite da microvilli, carica negativa, secernono fosfatidilcolina (lubrificante) 2- M.B. SOTTOMESOTELIALE: collagene IV, laminina, fibronectina, proteoglicani 3- STRATO SOTTOMESOTELIALE PAUCICELLULARE: arterie, vene, linfatici e fibre nervose immerse in una matrice connettivale (sostanza fondamentale con acido ialuronico, fibre elastiche, collagene I e III). Si distinguono: P. parietale (10%): 0.1-0.2 mm. P. viscerale (90%): 0.05 mm. Peritoneo parietale (ME x 100) “Atlas of Peritoneal Hystology”, N. Di Paolo, G. Sacchi et al. Perit Dial Int Vol. 20, Suppl. 3, 2000 MEMBRANA PERITONEALE Superf. anatomica = Superf. cutanea = 1,5-2 mq (Wegner 1877) Superficie funzionale = area di contatto con sol. dialisi < 1mq (Henderson /Flessner 2001 MPf = 41% MPa) SUPERFICIE EFFETTIVA Membrana Peritoneale parietale (EE x 100) IL PERITONEO: SISTEMA DIALIZZANTE COMPARTO EMATICO • flusso splancnico: 20-25% della portata cardiaca (circa 1200 ml/min) MEMBRANA • (non esiste fisicamente): complesso di PERITONEALE DIALITICA strutture anatomiche e funzionali interposte tra sangue e soluzione dialisi COMPARTO DIALITICO • volume di soluzione dialisi nella cavita’ peritoneale Comparto ematico Il flusso effettivo capillare disponibile per gli scambi stimato circa 60-70 ml/min Il trasporto dei soluti avviene attraverso la rete di capillari peritoneali post-arteriolari disposti in serie: normalmente è perfuso solo il 20%; il N° dei capillari perfusi, la superficie endoteliale e la permeabilità possono variare a seconda dei casi (es. peritoniti, infiammazione del peritoneo). I vasi di grosso e medio calibro hanno una scarsa rilevanza negli scambi. MEMBRANA PERITONEALE “DIALITICA” ENDOTELIO CAPILLARE • • • • C. DI TIPO “CONTINUO VERI” 98% (giunzioni chiuse “thight junctions”) C. VENOSI confluenza di 2-3 capillari veri VENULE POST-CAPILLARI (“gap junction” aperte) C.FENESTRATI 2%. le fenestrae sono diaframmi carichi negativamente che bloccano il passaggio delle proteine plasmatiche (anioniche). MESOTELIO • CELLULE POLIGONALI PIATTE a “tegole di tetto” dotate di microvilli con vescicole pinocitiche • PINOCITOSI • SCARSO EFFETTO “BARRIERA”PER I SOLUTI INTERSTIZIO • CONNETTIVO: gel mucoplisaccaridico forma network di canali acquosi tra capillari e mesotelio attraverso cui passano i soluti • VASI LINFATICI • TRASPORTO DI MACROMOLECOLE “size selective” restriction MODELLO MATEMATICO “MEMBRANA PERITONEALE”. Liq perit. Cр MP assimilata al filtro extracorporeo (contatto diretto DIALISATO/MEMBRANA che lo separa dal sangue). Nella cavità peritoneale il sangue intracapillare circola nel tessuto che circonda la cavità, separato dalla soluzione dialitica da una distanza superiore quindi la clearance dei piccoli soluti (urea) corrisponde in realtà ad una frazione di quella ottenibile con l’ ED Rispetto al filtro extracorporeo le proteine e le macromolecole transitano più facilmente Cв ΔX sangue MODELLO MATEMATICO “DISTRIBUTIVO” (Nolph & Coll.) Il trasporto di fluidi dalla cavità peritoneale al sangue avviene con meccanismo diffusivo e convettivo, attraverso il mesotelio,con passaggio nei capillari DISTRIBUITI in tutto l’interstizio , Tra sangue e cavità peritoneale vi sono almeno 6 “resistenze anatomiche” di cui 3 solo 3 quantificabili: CAPILLARI, MESOTELIO ,INTERSTIZIO Resistenze al flusso R2: endotelio capillare (spt. per soluti grossi) R1: strati di plasma stagnante a ridosso della parete capillare Lume capillare R3: membrana basale capillare R4: interstizio (spt. per soluti piccoli) Interstizio R5: mesotelio peritoneale Cavità peritoneale R6: strati di liquido stagnante nella cavità peritoneale MODELLO DEI 2 PORI • Trasporto di soluti piccoli (< 6000Da) :indentificazione pori con raggio di 4-6 nm • Trasporto di macromolecole attraverso pori con diametro > 20nm CRITICA: 1. non spiegava in modo completo il flusso di acqua e soluti. 2. mancata corrispondenza tra S-coeff dei capillari (0.95-0.98) e quello della “membrana peritoneale”(0.6_0.7) IL MODELLO A TRE PORI Rippe e Stelin Trasporto dei soluti attraverso il peritoneo La membrana peritoneale è costituita da tre principali barriere: 1. la parete capillare 2. l'interstizio 3. il mesotelio Lo studio della cinetica dei soluti riflette lo stato del sistema vascolare della membrana peritoneale (modello matematico dei “tre pori”) La parete capillare è il maggior sito di resistenza al trasporto di fluido e soluti. Il trasporto attraverso la parete capillare si verifica attraverso tre differenti tipi di pori: pori larghi, pori piccoli ed acquapori. PORI LARGHI - 0.1% (raggio 250 Å) trasporto Il numero di pori larghi determina la perdita di proteine durante la dialisi peritoneale. acqua urea glucosio proteine & creatinina PORI PICCOLI - 90-93% (raggio 40-50 Å) trasporto Il numero di pori piccoli è il principale fattore che determina il trasporto di liquido e dei soluti a basso PM acqua urea glucosio proteine & creatinina ACQUAPORI : ultrasmall pores (raggio 3-5 A) trasporto Il numero di acquaporine (canali tranendoteliali) influenza il trasporto dei liquidi acqua urea glucosio proteine & creatinina Determinano il trasporto dei soluti pori larghi raggio 25 nm Area relativa ai pori larghi aquapori raggio 0.5 nm pori piccoli raggio 5 nm Area relativa ai pori piccoli Area relativa agli acquapori aquapori raggio 0.5 nm Importante per l’Ultrafiltrazione pori larghi raggio 25 nm Area relativa ai pori larghi pori piccoli raggio 5 nm Area relativa ai pori piccoli Area relativa agli acquapori CINETICA DEI SOLUTI I meccanismi fisiologici che governano il trasporto transperitoneale di acqua e soluti dal sangue alla cavità e viceversa, sono gli stessi. Le forze che guidano il meccanismo dipendono dalla direzione del trasporto La cinetica è regolata dai fenomeni di 1- diffusione 2- convezione 3- ultrafiltrazione/osmosi. Soluti a basso PM Pori piccoli diffusione bidirezionale Tasso di diffusione MTAC x ΔC passaggio di soluti direttamente prorzionale al gradiente di concentrazione Plasma Dialisato Situazione di equilibrio: il tasso diffusivo si riduce MTAC dipende solo dal trasporto netto di acqua tra sangue dialisato VOLUME liquido drenato + UF MTAC: massima clearance diffusiva al tempo 0 Trasporto Convettivo per trascinamento soluti dal solvente PARAMETRO DI PERMEABILITA’ CONVETTIVA Coeff. di Sieving = D/P quando trasporto diffusivo è nullo Quando non c’è diffusione non si ha trasporto soluti atteverso pori piccoli. L’acqua transita sia dai pori interendoteliali che dai canali acquosi Trasporto acqua > trasporto convettivo dei soluti il soluto nel liquido di dialisi sarà meno concentrato rispetto al plasma Coeff S=0 il soluto è troppo grande per un trasporto convettivo Coeff S=1 la membrana non oppone ostacoli al trasporto convettivo Coeff S piccole molecole = 0.7 DA NON CONFONDERE con COEFF. RIFLESSIONE σ resistenza che la membrana esercita sul trasporto di un agente osmotico σ=0 il soluto non ha effetto osmotico ,attraversa la M senza opposizione σ=1 il soluto Non atttraversa la M = M semipermeabile ideale In dialsi peritoneale il “σ del glucosio” dipende dal N° e dalla funzionalità dei canali acquosi Movimento dei fluidi attraverso i capillari Estremità arteriosa Estremità venosa Pressione in uscita Pressione in uscita Pressione idrostatica capillare 35 mmhg Pressione idrostatica capillare 15 mmhg Capillare Pressione in entrata Pressione in entrata Pressione oncotica proteica 25 mmhg Pressione oncotica proteica 25 mmhg Pressione netta in uscita 10mmhg Pressione netta in Ingresso 10mmhg Vaso linfatico “Forze di Starling” Trasporto dei fluidi P idrostatica capillare 17mmHg P colloidosmotica GRADIENTI PRESSORI UF TRANSCAPILLARE P IDRAULICA PERITONEO (8-20mmHg) Dip. volume dialisato SUPERF. PERITONEALE effettiva Capillari 21 mmHg Dialisato nulla P Cristaoidosmotica GLUCOSIO( Coef.Riflessione) GLUCOSIO UF massimale GRADIENTE CONCENTRAZIONE MASSIMALE INIZIO DELLA DIALISI ASSORBIMENTO DAL DIALISITO (61% a 4h- 75% a 6h) Δ UF ridotta ICODESTRINA POLIMERI DEL GLUCOSIO: PMm=16.800 D • Induce COLLOIDOSMOSI: trasporto di acqua attraverso una M permeabile ai piccoli soluti, nella direzione dell’eccesso dei soluti ad alto PM, piuttosto che secondo gradiente di concentrazione Induce il trasporto di acqua attraverso i pori piccoli (scarso nei canali acquosi x > R delle acquaporine, relativa al loro raggio) Il gradiente si mantiene per molte ore per lo scarso assorbimento dal dialisato Δ diffusivo minimo Dissociazione Trasporto Na-acqua Trasporto Diffusivo < convettivo Fase iniziale: alto di trasporto dell’acqua libera A1diluizione Riduzione concentrazione (max 1-2h) Ipernatremia Graduale aumento Na nel dialisato per diffusione dal circolo Grazie per l’attenzione !