Nefrología Grupo Editorial Agenda

Pruebas de función tubular. Tubulopatías
VÍCTOR M. GARCÍA NIETO, MARÍA DOLORES RODRIGO JIMÉNEZ
Médico Adjunto de la Sección de Nefrología Pediátrica. Hospital Universitario Nuestra Señora de Candelaria. Santa Cruz de Tenerife
Enlaces de Interés
Acidosis Tubular Renal Distal. Nefrología 2013
Acidosis tubular renal. Estudio de la capacidad de acidificación urinaria
La acidosis tubular renal (ATR) representa un síndrome clínico de acidosis metabólica hiperclorémica causado por un defecto en la reabsorción
tubular renal de bicarbonato y/o en la excreción urinaria de H+. En este síndrome, a diferencia de lo que ocurre en la acidosis urémica
normoclorémica, la función glomerular es normal o está comparativamente menos afectada que la función tubular. En general, puede sospecharse
una ATR cuando la acidosis metabólica se acompaña de hipercloremia (> 110 mEq/l), hipercalciuria, hipocitraturia y de un anión innominado
(anión gap) plasmático normal. En la Figura 1 se representa un algoritmo orientativo del enfoque diagnóstico de las acidosis metabólicas a partir
de los niveles plasmáticos de cloro (anión gap). En los últimos años, las técnicas de biología molecular han permitido conocer las bases genéticas
de los distintos subtipos de ATR [1].
En el niño, la ATR distal tipo I se manifiesta casi siempre de manera primaria con carácter hereditario permanente. En algunas ocasiones, puede
ser transitoria (síndrome de Lightwood) o secundaria, especialmente, a síndrome de Sjögren [2]. El fundamento de este tipo de ATR es una
incapacidad para secretar hidrogeniones (H+) por parte de las células
α-intercaladas del túbulo colector. Puede ser de herencia autosómica
dominante (gen SLC4A1 que codifica el intercambiador de aniones AE1) o recesiva (gen ATP6V0A4 que codifica una subunidad accesoria no
catalítica de la H+-ATPasa vacuolar y gen ATP6V1B1 que codifica la subnidad B1 de la H+-ATPasa). En la ATR distal, el pH urinario es
inapropiadamente elevado, es decir, superior a 5,5, a pesar de coexistir una acidosis metabólica sistémica. Tras una sobrecarga ácida, el pH
urinario se mantiene elevado y la excreción renal de acidez titulable y de amonio están disminuidas. La acidosis metabólica es hiperclorémica
(anión gap normal) y normo o hipopotasemica. La coexistencia de hipercalciuria e hipocitraturia determina la precipitación cálcica en el tejido renal
y en las vías urinarias.
En la forma primaria, la sintomatología está presente desde las primeras semanas de vida en forma de vómitos, poliuria, deshidratación y falta de
ganancia ponderal. Más adelante, se hace más evidente el retraso de crecimiento, la poliuria y el estreñimiento. Como consecuencia de la
hipopotasemia pueden aparecer debilidad muscular o, incluso, episodios de parálisis flácida.
La ATR proximal o tipo II puede ser observada como una entidad primaria no relacionada con otras anomalías tubulares (la forma transitoria fue
descrita por Juan Rodríguez Soriano), aunque es más frecuente que se presente asociada a una disfunción tubular múltiple, en el contexto de lo
que se ha denominado síndrome de de Toni-Debré-Fanconi . Se caracteriza por un defecto en la reabsorción tubular proximal de CO3H-. La ATR
proximal autosómica recesiva, asociada a retraso mental y anomalías oculares, está causada por mutaciones homocigotas en el gen SLC4A4 que
codifica el transportador NBC-1. La ATR mixta (ATR renal combinada proximal y distal o tipo III) se observa en la osteopetrosis autosómica
recesiva. Es causada por mutaciones en el gen CA2 codificante de la anhidrasa carbónica tipo II, enzima que está presente en ambos segmentos
tubulares.
La ATR hiperpotasémica (tipo IV) se caracteriza por un defecto conjunto en la secreción tubular distal tanto de H+ como de K+, por lo que los
pacientes afectos tienen acidosis e hiperpotasemia. No se ha descrito una forma primaria. Este tipo de ATR ha sido identificado en pacientes con
hiperpotasemia de diverso origen, incluyendo pacientes con hipoaldosteronismo, tanto primario como asociado a hiporreninemia en pacientes con
insuficiencia renal crónica o en los casos de pseudohipoaldosteronismo. Ciertos fármacos (sales de litio, amiloride, trimetoprim, pentamidina,
tacrolimus, ciclosporina A [3]) o situaciones patológicas (uropatía obstructiva, drepanocitosis, hiperplasia suprarrenal congénita con pérdida
salina) afectan a la reabsorción de sodio, lo que repercute desfavorablemente en la secreción de H+ y K +.
El anión gap plasmático (ver Trastornos del metabolismo ácido-base)
El cálculo del anión innominado (AI) (anión gap) en el plasma ayuda a estudiar el origen de la acidosis metabólica:
AI = [PNa+] – ([PCl-] + [PHCO3-])
Los valores normales oscilan entre 8 y 16 mEq/l. Así, un anión gap plasmático situado entre esos valores refleja pérdida de bicarbonato del
espacio extracelular, ya sea a través de la vía digestiva o debido a una acidosis tubular renal hiperclorémica. Los valores de anión gap están
elevados en diversos trastornos que cursan con incremento en la producción de ácidos (cetoacidosis, acidosis láctica, insuficiencia renal, etc.)
(Figura 1).
Exploración funcional de la acidificación urinaria distal. Prueba de acidificación con diversos estímulos
La existencia de un defecto de acidificación distal debe sospecharse si la concentración plasmática de CO3H- está disminuida (< 20 mEq/l en el
niño y < 18 mEq/l en el lactante) y el pH urinario es superior a 5.5. Por lo contrario, si el pH urinario es inferior a 5.3, la existencia de dicho defecto
es poco probable. La prueba de acidificación realizada con estímulo de cloruro amónico (ClNH4) es la ideal para estudiar la secreción distal de H+
pero se tolera muy mal por lo que su uso es limitado [4].
Otra forma de estimular la capacidad de acidificación es logrando que en la luz del tubulo colector exista una elevada concentración de un anión
como cloro. Esto se consigue tras la administración de cloruro cálcico [5] o furosemida. La prueba con estímulo de furosemida es sencilla de
realizar. Su empleo es especialmente útil para descartar un defecto de acidificación renal distal. Tras vaciar la vejiga, se administra 1 mg/kg de
furosemida por vía oral. Se recogen por separado las orinas emitidas en las cuatro horas siguientes en las que se mide el pH y, preferiblemente,
la acidez titulable y la excreción de NH4+. El pH más bajo se suele observar en la tercera o la cuarta orinas. En algunos casos, los pacientes
pueden tener mareos por descenso de la tensión arterial. Si el pH urinario es menor de 5.35, prácticamente se descarta la existencia de una
acidosis tubular distal, aunque se debería confirmar que la prueba de la pCO2 urinaria también es normal. La excreción normal de NH4+ debe ser
superior a 30 µEq/min/1,73m2. Nosotros, hemos demostrado que algunos pacientes con prelitiasis (hipercalciuria idiopática) no acidifican
adecuadamente con este estímulo sin ser portadores de una ATR [6].
Exploración funcional de la acidificación urinaria distal. Determinación de la pCO2 urinaria máxima
Entre todas las pruebas destinadas a estudiar la capacidad de acidificación tubular distal, la prueba de la pCO2 urinaria máxima es la más
sensible y la más sencilla. Cuando la orina es muy alcalina, como ocurre después de administración de CO3HNa, la pCO2 urinaria se eleva si
existe una adecuada secreción distal de H+. Este ión reacciona con el CO3H- presente en la luz tubular distal, dando origen a la formación de
ácido carbónico (CO3H2). Dado que en la nefrona distal no existe acción luminal del enzima anhidrasa carbónica, CO3H2 se disocia lentamente y
la presión de CO2 formado puede medirse en la orina en aparato estándar de gasometrías. Se puede realizar administrando por vía oral CO3HNa
(4 g/1,73m2) o un inhibidor de la anhidrasa carbónica como la acetazolamida (1 g/1,73m2) [6] [7]. Puesto que con esas dosis pueden existir
efectos secundarios, nosotros realizamos la prueba administrando al mismo tiempo ambas sustancias a la mitad de las dosis mencionadas. Un
requisito absolutamente necesario para que la prueba sea válida es que la concentración urinaria de CO3H- sea superior a 80 mEq/l. lo que suele
coincidir con un pH urinario superior a 7,6. Los niños normales pueden establecer un gradiente de pCO2 entre orina y sangre por lo menos de 30
mmHg, es decir, la pCO2 urinaria debe ser superior a 70 mmHg. Cuando este gradiente es bajo, los pacientes están afectos de ATR distal. Los
pacientes con ATR proximal se distinguen porque son portadores de acidosis metabólica hiperclorémica, pero la prueba de la pCO2 es normal
(Figura 2).
Síndrome de bartter y otras tubulopatías que cursan con pérdida salina y alcalosis metabólic
En 1962, Bartter et al. comunicaron los datos observados en dos pacientes varones afectos de una nueva enfermedad caracterizada por retraso
del crecimiento, hiperplasia del aparato yuxtaglomerular, hiperaldosteronismo, presión arterial normal, alcalosis metabólica hipopotasémica e
hipoclorémica y defecto en la capacidad de concentración resistente a la acción de la pitresina [8]. En ambos sujetos, se demostró un incremento
de los niveles circulantes de angiotensina. Además, la infusión de angiotensina II produjo un aumento de la tensión arterial considerablemente
menor que el inducido por dosis similares en controles. Con el paso del tiempo, se establecieron dos patrones clínicos que permitieron distinguir
entre una forma grave de presentación antenatal (Bartter neonatal) y una forma de aparición más tardía, durante los primeros años de la vida
(Bartter clásico) [9]. La variante neonatal se caracteriza por un marcado polihidramnios (poliuria intrauterina), parto prematuro, episodios de
deshidratación graves, hipercalciuria y nefrocalcinosis de comienzo precoz. Algunos pacientes tienen un aspecto característico. Son delgados y
con una facies peculiar. El retraso en el crecimiento es la norma. Otras manifestaciones sistémicas pueden ser convulsiones, incremento de la
susceptibilidad a las infecciones, diarrea secretora y osteopenia. En la variante clásica puede estar presente la historia de hidramnios materno y
de parto prematuro. Los síntomas se inician durante los dos primeros años de la vida e incluyen poliuria, polidipsia, vómitos, estreñimiento,
apetencia excesiva por la sal y retraso tanto del crecimiento como del desarrollo intelectual. La nefrocalcinosis es rara y la hipercalciuria menos
intensa que en la forma neonatal.
Gracias a la aplicación de las técnicas propias de la biología molecular, se sabe que el síndrome de Bartter no representa una entidad única sino
que se trata de un trastorno heterogéneo en el transporte renal de sodio, potasio y cloro localizado en la rama ascendente del asa de Henle. En
condiciones fisiológicas, la reabsorción de estos iones en la rama ascendente del asa de Henle libre de agua, es muy compleja. Un error en la
función de cualquiera de las proteínas implicadas en este proceso, causa esta tubulopatía. Se han caracterizado cinco subtipos por mutaciones
en los genes que codifican el cotransportador sensible a furosemida Na-K-2Cl, el canal de potasio ROMK, el canal de cloro ClC-Kb, la subunidad
barttina y el receptor sensible a calcio, respectivamente.
En 1966 Gitelman, Graham y Welt publicaron tres pacientes adultos afectos de hipopotasemia, hipomagnesemia y alcalosis metabólica [10].
Durante muchos años, los pacientes con estas características fueron diagnosticados erróneamente de síndrome de Bartter. La presencia de
hiperreninismo e hiperaldosteronismo, contribuyó a la confusión con dicho cuadro. Suele debutar en la adolescencia con síntomas
neuromusculares leves o más graves (tetania, convulsiones). La hipomagnesemia y la hipopotasemia predisponen a que surjan arritmias graves.
La avidez por la sal es frecuente y los valores de presión arterial son más bajos que en la población general. El crecimiento no suele verse
afectado. La enfermedad de Gitelman o Hipomagnesemia-Hipopotasemia Familiar es producida por un defecto en la función del cotransportador
de ClNa sensible a tiazidas que se localiza en el túbulo distal [11]. El síndrome EAST (epilepsia, ataxia, sordera sensorineural y tubulopatía) que
cursa con un síndrome Gitelman-like, se produce por mutaciones en el gen que codifica el canal de potasio Kir4.1 que está presente en la
membrana basolateral del túbulo distal y en otros tejidos [12].
Manejo renal de agua. estudio de la capacidad de concentración urinaria
Osmolalidad urinaria máxima
La prueba más utilizada es la que se realiza con estímulo de desmopresina (DDAVP). Previo vaciado de la vejiga, se administran por vía nasal 20
µg o un comprimido de 0,2 mg (200 µg) por via oral o un comprimido de 0,12 mg (120 µg) del liofilizado oral (Minurin Flas 120 µgÒ) el cual se
disuelve casi instantáneamente en la boca [13][14]. Se recogen las tres orinas siguientes separadas por intervalos de 90 minutos y se da como
resultado de la prueba el valor mayor de osmolalidad entre las tres muestras estudiadas. Durante la prueba se pueden ingerir alimentos y una
ingesta moderada de líquidos (no superior a la diuresis). En lactantes por debajo de un año, la dosis de desmopresina es de 10 µg y se restringen
las tomas a la mitad por existir riesgo de intoxicación acuosa. Con estas precauciones se pueden hacer estas pruebas incluso en recién nacidos
prematuros. En niños por encima de un año de edad y en adultos, el límite inferior de la normalidad es 800 mOsm/Kg. Los valores en controles
sanos de nuestro hospital fueron 1.034,2 ± 115,9 mOsm/Kg. Los pacientes con ERC muestran un defecto de concentración importante. A la
inversa, una capacidad de concentración normal se acompaña, siempre, de tasas de GFR normales [14].
Volumen urinario correspondiente a 100 ml. de GFR (V/GFR)
Representa los ml. de orina que se forman por cada 100 ml. de GFR. Es una forma muy simple de sospechar poliuria cuando está elevado. Para
su cálculo sólo se necesita conocer las concentraciones plasmáticas y urinarias de creatinina (Cr). La fórmula es la siguiente: V/GFR = ([PCr] x
100) / [UCr]. El valor normal en adultos es de 0,73 ± 0,26% y en niños mayores de un año es de 0,59 ± 0,22% [14].
Función renal. Estudio de la eliminación urinaria de solutos
Cocientes o índices urinarios
Es la forma más sencilla de expresar la eliminación de solutos. Se basa en que la eliminación de creatinina, en ausencia de insuficiencia renal, es
constante.
Los cocientes urinarios expresan los mg. o mEq. de la sustancia a estudiar que aparecen en la orina por cada mg. de creatinina filtrada. Se
calculan dividiendo la concentración de ambas, teniendo siempre en cuenta que la unidad de volumen sea la misma. Nordin, en 1959, ideó el
primer cociente que se utilizó en clínica, el que relaciona las concentraciones urinarias de calcio y de creatinina [15]. Cuando se utilizan valores
de referencia publicados previamente, deben conocerse la condiciones en que se recogió la orina. Así, para el caso del cociente calcio/creatinina
pueden ser distintos los valores si las muestras se recogen en ayunas o tras la ingesta de lácteos. Los cocientes urinarios son de gran utilidad en
el área pediátrica dada la dificultad de recoger muestras de orina horarias y al no precisar extracción sanguínea concomitante. No obstante, es
preciso recordar que los valores para un mismo parámetro pueden modificarse con la edad, de tal modo que suelen ser más elevados en lactantes
y niños pequeños, seguramente por las bajas concentraciones de creatinina urinaria en esas edades. Otra utilidad de los cocientes es el
despistaje familiar de determinadas anomalías en el manejo renal de solutos. Finalmente, en la práctica diaria son utilísimos cuando la recogida
de orina de 24 horas se supone que es errónea; así, por ejemplo, en un paciente con hipercalciuria, si falta alguna de las muestras recogidas
durante un día, la calciuria, en valores absolutos, podría ser normal y, en cambio, el cociente permanecer elevado. En la Tabla 1 aparecen los
valores de referencia más comúnmente usados en la práctica diaria.
Porcentajes de excreción fraccionada
Los porcentajes de excreción o reabsorción fraccionada (EF) son unos parámetros frecuentemente usados para valorar la reabsorción de solutos
a lo largo del túbulo renal. La EF estudia mejor el manejo renal de la sustancia (S) a estudiar al relacionar sus concentraciones urinarias con las
plasmáticas. El porcentaje de excreción fraccionada (EF) expresa la proporción de la cantidad filtrada de S que se elimina en la orina. Dicho de
otro modo, la EF expresa el volumen de sangre (ml) que queda desprovisto de S por cada 100 ml de GFR. Equivale al cociente entre los
aclaramientos de S y el de creatinina. Por eso los resultados aparecen como ml/100 ml GFR (aclaramiento) o, simplemente, como porcentaje (%)
(excreción fraccional). Al igual que los cocientes urinarios, el empleo de la EF obvia los errores que pudieran existir con la recogida de orina
horaria. Para su cálculo, es necesario conocer las concentraciones plasmáticas y urinarias de creatinina y de S. La fórmula es: EFS = ([US] x
[PCr] x 100)/([PS] x [UCr]). Las concentraciones de la sustancia en sangre y orina deben figurar en la misma unidad (lo mismo para la creatinina).
Tradicionalmente, para el fosfato (PO4), el resultado suele expresarse en términos de “fosfato reabsorbido” o tasa de reabsorción de fosfato
(TRP). TRP = 100 - EFPO4 [16]. Obviamente, la EF de cualquier otro soluto podría expresarse a la inversa, es decir, como tasa de reabsorción.
En la Tabla 2 se citan los valores de referencia más habituales en la práctica diaria. Obsérvese que no aparecen los valores de referencia de las
EF de calcio y magnesio; la razón es que para su cálculo es preciso conocer los valores del calcio y magnesio iónicos que son los que realmente
aparecen en el ultrafiltrado glomerular. De una forma aproximada, si se quieren calcular las EF de ambos, podrían multiplicarse las
concentraciones plasmáticas totales de calcio y de magnesio por 0,6 y 0,8, respectivamente. Los valores de EF se elevan exponencialmente a
medida que disminuye el GFR por lo que la interpretación de sus valores es incierta en presencia de insuficiencia renal.
Aplicación de los porcentajes de excreción o reabsorción fraccionada en la orientación diagnóstica de las anomalías de la
concentración plasmática de algunos solutos
Aunque es válido para otras sustancias, en la Tabla 3 y Tabla 4 se citan los ejemplos aplicados al metabolismo del ácido úrico y del fosfato.
Marcadores específicos de lesión tubular proximal
La N-Acetil-Glucosaminidasa (NAG) es una enzima lisosomal del grupo de las hidrolasas que es metabolizada en el hígado y se considera un
marcador sensible de agresión tubular renal proximal [17]. La excreción urinaria de NAG corregida para la de creatinina en sujetos adultos
normales en nuestro laboratorio es de 2,32 ± 1,24 U/g. En los niños menores de 2 años es de 7,2 ± 5,2 U/g, en los de 2 a 6 años 4,4 ± 2,7 U/g y
en los mayores de 6 años de 3,1 ± 1,6 U/g.
La excreción urinaria de proteínas de bajo peso molecular como la b-2-microglobulina es también un buen marcador de daño tubular proximal
(defecto de reabsorción). La b-2-microglobulina es un polipéptido de 11.800 daltons que se origina a partir del fragmento Fc del sistema HLA. Se
excreta por vía renal. En el túbulo proximal se reabsorbe hasta el 99,9%. Los valores normales en el adulto en nuestro laboratorio son de 62,9 ±
30,3 mg/g creatinina.
Hallazgos bioquimicos de las diferentes tubulopatias
En la Tabla 5, Tabla 6 y Tabla 7 se resumen los hallazgos bioquímicos en sangre y orina de las diferentes tubulopatías.
Referencias Bibliográficas
3. Watanabe S, Tsuruoka S, Vijayakumar S et al. Cyclosporin A produces distal renal tubular acidosis by blocking peptidyl prolyl cis-trans isomerase
activity of cyclophilin. Am J Physiol Renal Physiol 2005; 288:F40-7. [PubMed]
4. Arampatzis S, Röpke-Rieben B, Lippuner K et al. Prevalence and densitometric characteristics of incomplete distal renal tubular acidosis in men
with recurrent calcium nephrolithiasis. Urol Res 2012; 40:53-9. [PubMed]
5. Oliveira RA, Diniz LF, Teotônio LO et al. Renal tubular dysfunction in patients with American cutaneous leishmaniasis. Kidney Int 2011; 80:1099106. [PubMed]
6. García Nieto V, Monge M, Hernández Hernández L, Callejón A, Yanes MI, García Rodríguez VE. Estudio de la capacidad de acidificación renal
en niños diagnosticados de hipercalciuria idiopática. Nefrologia 2003; 23:219-24. [PubMed]
7. Alon U, Hellerstein S, Warady BA. Oral acetazolamide in the assessment of (urine-blood) PCO2. Pediatr Nephrol 1991; 5:307-11. [PubMed]
8. Bartter FC, Pronove P, Gill JR Jr. et al. Hyperplasia of the juxtaglomerular complex with hyperaldosteronism and hypokalemic alkalosis. A new
syndrome. Am J Med 1962; 33:811-28. [PubMed]
9. Rodríguez-Soriano J. Bartter and related syndromes: the puzzle is almost solved. Pediatr Nephrol 1998; 12:315-27. [PubMed]
10. Gitelman HJ, Graham JB, Welt LG. A new familial disorder characterized by hypokalemia and hypomagnesemia. Trans Assoc Am Physicians
1966; 79:221-35. [PubMed]
12. Scholl UI, Choi M, Liu T et al. Seizures, sensorineural deafness, ataxia, mental retardation, and electrolyte imbalance (SeSAME syndrome)
caused by mutations in KCNJ10. Proc Natl Acad Sci U S A 2009; 106:5842-7. [PubMed]
13. García Nieto V, González Cerrato S, García Rodríguez VE et al. ¿Debe realizarse una cistografía a todos los lactantes con dilatación leve y
moderada de las vías urinarias? Las pruebas de función renal pueden ayudar a responder esta pregunta. Nefrologia 2011; 31:192-8. [PubMed]
14. García Nieto VM, Yanes MI, Zamorano MM et al. Renal concentrating capacity as a marker for glomerular filtration rate. Acta Paediatr 2008;
97:96-9. [PubMed]
15. Nordin BE. Assessment of calcium excretion from the urinary calcium/creatinine ratio. Lancet 1959; 2:368-71. [PubMed]
16. Crawford JD, Osborne MM Jr, Talbot NB et al. The parathyroid glands and phosphorus homeostasis. J Clin Invest 1950; 29:1448-61. [PubMed]
17. Nauta FL, Boertien WE, Bakker SJ et al. Glomerular and tubular damage markers are elevated in patients with diabetes. Diabetes Care 2011;
34:975-81. [PubMed]
Tablas
Tabla 1. Valores de referencia de los cocientes urinarios mas usualmente utilizados
Tabla 2. Valores de referencia de los aclaramientos o Excreciones Fraccionales (EF) mas comúnmente utilizados (referencia 13)
Tabla 3. Orientación diagnóstica de la hipo y la hiperuricemia
Tabla 4. Orientación diagnóstica de la hipo y la hiperfosfatemia
Tabla 5. Principales alteraciones bioquímicas en las tubulopatías
Tabla 6. Principales alteraciones bioquímicas en las tubulopatías (2)
Tabla 7. Principales alteraciones bioquímicas en las tubulopatías (y 3)
Figuras
Figura 1. Orientación del diagnóstico de las acidosis metabólicas a partir de los niveles plasmáticos de cloro (anión gap)
Figura 2. Orientación diagnóstica de los cuatro subtipos de acidosis tubular renal según los resultados de los exámenes bioquímicos y la respuesta a las
distintas pruebas funcionales