Diálisis Peritoneal accesible para todos

Fisiología del Transporte de agua y solutos en la diálisis peritoneal Javier de Arteaga Servicio de Nefrología Hospital Privado Carrera de Postgrado en Nefrología Universidad Católica de Córdoba Córdoba-Argentina

Estructura de la presentación • Componentes de la membrana peritoneal y mecanismos básicos de transporte de membrana.

• Modelo de 3 poros de transporte de solutos y la ultrafiltración peritoneal. • Útiles de la práctica diaria para el estudio del transporte de solutos y ultrafiltración en diálisis peritoneal. • Fisiopatología de la membrana peritoneal a largo plazo.

Membrana Peritoneal • Corresponde al 50% de sup. corporal= 1 M2 y es > en niños proporcionalmente.

• El peritoneo visceral participa poco ( 10 % )? en la diálisis. • El intersticio peritoneal es relativamente extenso para el contenido. • Las paredes capilares dispuestas en serie con el intersticio. • Hay un número relativamente bajo de linfáticos, lo que produce asimetría en el transporte bidireccional de macromoléculas.

Figura Hipotética de área de contacto del líquido peritoneal (1 hora de permanencia)

Leypoldt Jasn 2002

Figura Hipotética de área de contacto del líquido peritoneal (24 hora de permanencia)

Leypoldt Jasn 2002

Membrana peritoneal: Disposición anatómica • Pared capilar peritoneal con SU M. Basal. • Intersticio. • Mesotelio.

Título 1 – Título 2 • Cuerpo – Cuarto nivel » Quinto nivel (Referencias)

Título 1 – Título 2 • Cuerpo – Cuarto nivel » Quinto nivel (Referencias)

La barrera peritoneal

Flessner, AJRP, 2005

Modelo simplificado del TX peritoneal

Flessner, AJRP, 2005

Mecanismos físico químicos de transporte de solutos – TRANSPORTE DIFUSIVO: El flujo de un soluto a través de una membrana permeable a él es proporcional a la diferencia de concentración del soluto a ambos lados de la membrana, al área disponible para los intercambios, a la constante de difusividad, a la temperatura absoluta e inversamente proporcional al espesor de la propia membrana.

– ÓSMOSIS: Cuando una membrana semipermeable se interpone entre dos soluciones de diferente concentración de soluto no difusible, se genera una fuerza debida al impacto de las moléculas del soluto sobre la membrana. El resultado es un gradiente que condiciona el paso de solvente de la solución menos concentrada hacia la más concentrada.

Ley de Fick • Si el transporte de solutos es libre, su tasa de transferencia (JS) es proporcional al gradiente de concentración ( C), a la constante de difusión (D), al área disponible para difusión (A), e inversamente proporcional a la distancia de difusión (delta X)

JS = D x A x C delta X

– TRANSPORTE CONVECTIVO DE SOLUTOS: Paso de solutos a través de una membrana semipermeable por efecto de arrastre de parte del solvente durante la ultrafiltración y con difusión nula. Ocurre independientemente del gradiente de concentración y se relaciona con el grado de ultrafiltración y el coeficiente de repulsión de la membrana con respecto al soluto (Coeficiente de Reflexión de Staverman).

Convección del soluto Está determinada por: a) Tasa de Ultrafiltración (JV). b) La concentración promedio del soluto durante la UF ( C ). c) Coeficiente de tamizaje del soluto (S):

= Concentración post Concentración pre

del soluto a esa UF y con difusión = 0

Convección (cont.) • Para membranas isoporóticas, el (S) es igual a 1 – sigma, donde sigma es el coeficiente de reflexión de membrana. • Sigma es igual a uno, cuando la molécula se reflecta totalmente y es igual a 0 cuando atraviesa la membrana en un 100 %

Permeabilidad • Es la relación de la constante de difusión, con la distancia efectiva de difusión.

• MTAC (coeficiente de área de transferencia de masas): es el producto de permeabilidad (P) por el área (PS) de superficie en diálisis.

Título 1 – Título 2 • Cuerpo – Cuarto nivel » Quinto nivel (Referencias)

Teoría de 3 poros principios I • El 99% de sup. total para intercambio de los poros y 90% del Lps está determinado por los poros chicos • Menos del 0.01% de todos los poros son Grandes de 250Å por donde convecten proteínas del plasma a peritoneo • 1.5 al 2% del Lps esta dado por poros ultrachicos donde no pasan los solutos, solo agua hasta el 40% de la ultrafitración cristaloidea en las 1ras 2 hs de permanencia.

Teoría de 3 poros principios II • El coef. de reflexión de los poros chicos ( ), es de 0.1 mientras que el coef de tamizado  (sieving), es de 0.5 para peq. Solutos esta discrepancia entre  y  para peq. solutos es clave en el modelo de 3 poros

• El flujo osmótico de agua sola por poros ultrachicos (acuaporinas), produce el tamizado de sodio intraperitoneal en las 2 primeras hs • El equilibrio de presiones de starling es importante para reabsorcion de uf.ulterior de peritoneo a plasma, cumpliendo los linfáticos un rol menor.

El capilar peritoneal: teoría de los tres poros Tipo de poro

Poro transcelular o ultrachico

Fuerza dominante

Coloidosmótica

Poro chico

Presión hidrostática y coloidosmotica

Poro grande

Presión hidrostática

Poros Poros

Ultrachicos

Chicos

Grandes

Diámetro

Menos de 0.5 nm

De 4 a 6 nm

20 mm.

Radio

De 2 a 4 A

40 a 50 A

250 A

El capilar peritoneal: teoría de los tres poros (Condiciones fisiológicas) Poros

Ultrachicos

Chicos

Grandes

+ Colodosmótica

++ Hidrostática Coloidosmótica

++ Hidrostática

0

++++

++

Tasa de UF

5%

40 %

50 %

Coeficiente de UF

5%

85 %

10 %

Fuerza Dominante

Volumen de intercambio de solutos

El capilar peritoneal: teoría de los tres poros (En condiciones de Diálisis Peritoneal) Poros

Ultrachicos

Chicos

Grandes

++++ Colodosmótica

+ Hidrostática Coloidosmótica

++ Hidrostática

--

++++

++

Tasa de UF

50 %

40 %

10 %

Coeficiente de UF

50 %

40 %

10 %

Fuerza Dominante

Volumen de intercambio de solutos

NOTA: Cuando no hay UF neta, ocurre recirculación de fluidos desde el poro grande (plasma) hacia los poros chicos (fluidos sin proteína).

Diálisis

~ 40 %

Glucosa

~ 60 %

~1%

Transporte peritoneal - teoria de 3 poros: Rippe y Stelin La membrana peritoneal se divide en 3 estratos: • Mesotelio: No representa una barrera funcional importante. • Intersticio: puede ser considerado como de 2 fases: Gel y solución, donde el 1ro actúa como una columna de HPLC, por donde penetran canales continuos de fluido. Flessner: la difusión de peq. solutos es de solo una magnitud menor que la difusión libre, el transporte en el intersticio es difusión para sol. peq. y convección para mol. Grandes. • El endotelio capilar continuo( tej. conectivo): es la barrera mayor para difusión: Capilares y vénulas postcapilar participan.

La barrera peritoneal

Flessner, AJRP 2005

Equilibrio de starling en el peritoneo en situación normal y en dp

Rippe B,Venturoli D, Simonsen O, De Arteaga J. Pdi Jan 2004

Área “funcional” de la memb. Peritoneal – Título 2 • Cuerpo No puede ser medida directamente. Se puede calcular el área de sección “funcional” (Ao/x) de los poros por la distancia efectiva de difusión = aproximad. a 25000cm2.

Donde x se refiere al grosor de la pared capilar = 0.4 µM y no a la totalidad de la memb. Peritoneal. Así, podemos calcular: Ao = a 1 cm.

Efectos de variar el volumen instilado y concentración sobre la ultrafiltración

3.86% GLUCOSE

1.36% GLUCOSE

7.5% ICODEXTRIN

Parámetros empleados para simulación de curvas de Vt de acuerdo a modelo de tres poros de selectividad de membrana Transperitoneal hydrostatic pressure gradient (P) (mmHg)

8

Transperitoneal oncotic pressure gradient ( prot) (mmHg)

22

Dialysis volume instilled (mL)

2050

Peritoneal residual volume (mL)

300

Serum urea concentration (mmol/L)

20

Serum sodium (and sodium associated "anion") conc. (mmol/L)

140

Ionized serum calcium conc. (mmol/L)

1.25

Serum glucose conc. (mmol/L)

6

Calcium conc. in the residual volume (mmol/L)

1.25

PS for Na+ and Ca2+ (mL/min)

6

PS for glucose (mL/min)

15.3

Peritoneal UF coefficient (LpS) (mL/min/mmHg)

0.074

Osmotic conductance to glucose (Lp S·sg ) (mL/min/mmHg)

0.0036

Peritoneal lymph flow (ml/min)

0.3

A0/X (cm)

25,000

Fractional UF coefficient (LpS), accounted for by aquaporins,  c

0.02

Fractional LpS, accounted for by small pores,  s

0.90

Fractional LpS, accounted for by large pores,  L

0.08

Análisis de la curva de volumen intra peritoneal para calculo de la conductancia osmótica a la glucosa

curva de volumen intraperitoneal (vt) • FASE TEMPRANA: está determinada por la conductancia osmótica a la glucosa( producto del coef. de uf.(Lps) por el coef. de reflexión de glucosa (g). • FASE MEDIA: por el volumen infundido y la difusividad de glucosa. • FASE TARDÍA: por las fuerzas de starling, Lps, y flujo linfático.

Transporte de sodio

Sodio mEq/l

137 132 127

Tranporte Alto Normal 2.5%

122

Normal 4.25%

117 112

0

30

60 90 120 150 180 210 240 Tiempo (minutos) Heimberger O Kidney Int 38: 495-506, 1990 Heimberger O Kidney Int 41:1320-1332, 1992 Monquil MCJ Perit Dial Int 15: 42-48, 1995

Monquil et al.PDI 1995; 15: 42-48

Efecto de elimination de acuaporinas

Drained Volume, ml

2800 2700 2600 2500

Control No aquaporins

2400 2300 2200 2100 2000 0

60

120 Time, min

180

240

Ultrafiltración y remoción de sodio

Útiles para explorar la función de la memb. Peritoneal Método

PORO CHICO Agua/CREAT

PORO GRANDE Plasma

ACUAP. Agua libre

Elar. LINF.

PET*

++

-

+

-

PET/ADEQUES T

++-

+

++

+

PDC/ 3 POROS

+++

+++

+++

+++

SPA (Stand. Per. Analysis)

++

++

+++

+++

Cinética de la Creatinina en DP 1,2

D/P Cr

1 High H. Ave L. Ave Low

0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

1

2

Time (hr)

3

4

Fórmulas “complejas” de calculo de transporte de agua libre

Resultados del SPA en 80 pacientes transporte de agua libre de solutos parikova et al ki, 2005

Método de la Milia para cálculo del transporte de agua libre • Se realiza PET “corto” al 3.86%, 4.25% • La UFSP (Uf de poros chicos) es = al NA removido X 1000/ [NA] plasmático • Transporte de agua libre = UF neta – UFSP

Factores que pueden influenciar transporte de solutos en dp

Davies et al KI, 2006

Accumulation des produits glycosé avancée (AGE) dans le tissu interstitiel en dialyse pértonéale à long terme (PUF)

A: Aucune accumulation; B: a. faible; C: a. moyenne et D: accumulation pronnoncée. Honda et al. NDT (1999)14:1541-1549

Influencia del tx de peq. Solutos sobre la capacidad de ultrafiltración

Davies et al KI 2006

S. Davies, Kidney Int 2004;66:2437-2445

LpS PS

LpS  PS

LpS PS 

S. Davies, Kidney Int 2004;66:2437-2445

Expression of aquaporin-1 in a long-term peritoneal dialysis patient with apparently impaired transcellular water transport

E. Goffin, S. Combet, F. Jamar, J-P. Cosyns, and O. Devuyst Am. J. Kidney Dis. 33(2), 333-383, 1999

– Título 2 • Cuerpo – Cuarto nivel » Quinto nivel (Referencias)

La conductancia osmótica de glucosa peritoneal LpSg Lp S LpS g

g

= conductividad hidráulica = superficie de poros = conductancia hidráulica = coeficiente de reflexion de glucosa (0.05) 40 % depende de acuaporinas 60 % depende de poros chicos

La membrana de tres poros y la matriz de fibras normal LpSg PSg g LpS

 = 0.995 r, = 6 (Å)

= 3.66 L/min/mmHg = 9.30 mL/min = 0.047 = 0.078 mL/min/mmHg

S=1

Rippe & Venturoli Am J Physiol 2007

Three pore membrane with a fibrotic (“dense”) serial fiber matrix LpSg PSg g LpS

 = 0.96 r, = 7,5 (Å)

= 3.66 L/min/mmHg = 9.30 mL/min = 0.047 = 0.078 mL/min/mmHg

LpSg = 3.02 L/min/mmHg PSg = 13.46 mL/min g = 0.039 LpS = 0.078 mL/min/mmHg S

= 1.8

Rippe & Venturoli Am J Physiol 2007

UNA MEMBRANA “POROSA”( 3 POROS)

UNA MEMBRANA “ DENSA” DE FALLA DE ULTRAFILTRACION

Fisiopatologia de la pérdida de ultrafiltracion • No puede explicarse solo por el “ aumento del área vascular”.

• El aumento del área vascular de intercambio por la fibrosis intersticial puede inducir la perdida de UF por el aumento del coeficiente de transferencia de masas (PS) para glucosa y cambios moderados del coeficiente de ultrafiltración o conductancia hidráulica (LpS). • La conductancia osmótica para la glucosa puede estar disminuida a través de acuaporinas en forma aislada pero esto aun resta a confirmar.

MUCHAS

GRATAEGUS EN FLOR SOBRE EL CHAMPAQUI ATOS PAMPA, SIERRAS DE CÓRDOBA

GRACIAS!

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Fisiología del Transporte de agua y solutos en la diálisis peritoneal Javier de Arteaga Servicio de Nefrología Hospital Privado Carrera de Postgrado en Nefrología Universidad Católica de Córdoba Córdoba-Argentina