TRABAJO ORIGINAL


Amoniuria, gap urinario y osmolal en pacientes con insuficiencia renal moderada
Amoniuria, urinary gap and osmolal in patients with moderate renal insufficiency
Laura K. Guzmán, Adriana M. Ruiz Pecchio, Marcela Munizaga, María G. Ponte, Edith G. Meunier, Romina A. Canzonieri, Susana Asia

Revista Facultad de Ciencias Medicas 2012; 69(3):150-155


Laboratorio de Nefrología y Servicio de Nefrología. Hospital Nacional de Clínicas Universidad Nacional de Córdoba
Santa Rosa 1564- Bº Alberdi- Córdoba Capital (5000)
labnefrohnc@hotmail.com.ar


Resumen

La acidosis metabólica crónica induce incremento en la producción de amonio urinario (NH4+u) como mecanismo compensador, reflejado en mayor o menor medida, si el proceso es crónico o agudo.

El objetivo del presente trabajo fue estudiar la capacidad de acidificación urinaria en pacientes con Fracaso Renal Crónico (FRC), estadío II y III midiendo NH4+u y comparar resultados con GAP urinario (GAPu),GAP urinario modificado (GAPu mod ), GAP Osmolal (GAPosm) y GAP Osmolal modificado (GAP osm modif.) como índices indirectos de la amoniuria.

Se analizaron muestras de sangre venosa/arterial y orina fresca minutada de 34 pacientes. Se obtuvo correlación estadísticamente significativa (p < 0,003) entre NH4+u ug/min/1.73m2 vs GAPu mmol/l (r = -0,4979) y GAPumod mmol/l (-0,5032), mejorando cuando NH4 +u se normatizó por creatinina (r = - 0,6793 y 0,6087 respectivamente, p < 0,0001).

El GAPosm y GAPosm modif no mostraron significancia a la hora de evaluar NH4+u, contrariamente GAPu y GAPu mod ofrecerían una medida indirecta de excreción de NH4+u, dando este último información nutricional proteica.

Se consideró estadísticamente significativo un valor de p< 0.05.

Palabras claves : Amonio Urinario (NH4+u), GAP urinario, Cl Cr y MDRD6


Abstract

The chronic metabolic acidosis induces increase in the urinary ammonium production (NH4+u) like equalizer, reflected in major or measured minor, if the process is chronic or acute.

The objective of the present work was to study the capacity of urinary acidification in patients with Failure Renal Chronic (FRC), stage II and III measuring NH4+u and to compare results with GAP urinary (GAPu), GAP urinary modified (GAPu mod), GAP Osmolal (GAPosm) and GAP Osmolal modified (GAP osm modif.) like indirect indices of amoniuria.

Samples Venous/arterial blood and a draft fresh urine of 34 patients were analyzed. Statistically significant correlation was obtained (p< 0,003) between NH4+u ug/min/1.73m2 versus GAPu mmol/l (r = -0,4979) and GAPu mod mmol/l (- 0.5032), improving when NH4+u normatizó by creatinine (r = - 0.6793 and 0.6087 respectively, p < 0,0001). The GAPosm and GAP osm modif did not show significance at the time of evaluating NH4+u, contrary GAPu and GAPu mod would offer an indirect measurement of excretion of NH4 +u, having given this last protein nutritional information. A value of p<0.05 was considered statistically significant.

Key words : Urinary Urinary ammonium (NH4+u), GAP, CL Cr and MDRD6


Introducción

La concentración de amonio urinario (NH4+u ) es crucial para entender y cuantificar la respuesta renal a la acidosis metabólica. Representa el 90% de los ácidos excretados en la orina bajo condiciones normales y en respuesta a la acidosis metabólica crónica. Es una medida cuantitativa de la capacidad de los túbulos renales para responder a los cambios en la producción de protones (H+). (1).

Un índice reducido de la excreción de NH4+ u es característico de las Acidosis Metabólicas Hiperclóremicas, como las entidades llamadas ATR (Acidosis Tubular Renal).

Se ha propuesto desde hace unos años al uso del GAPu como un índice indirecto de la excreción urinaria de NH4+u, razonando que, al ser el NH4+ u un catión no medible y su excreción generalmente se acompaña por el anión Cloro (Cl-); el GAPu debería hacerse progresivamente más negativo a medida de que la excreción de NH4 +uaumenta (2).

Este índice se ajusta mejor si se incluye en el cálculo, la contribución aniónica del Sulfato y Fosfato inorgánico urinarios (SO4-2; PO4H2-1/ PO4H -2) (3), fórmula que se denomina GAPu mod

Otro índice utilizado como medición indirecta de NH4+u es el GAP osm que multiplicado por 0.5 da el GAP osmmodif.(3-4-5-6-7) que surge de la diferencia entre la Osmolaridad medida y la Calculada: [2 (Na++K+) + Urea/2.14/2.8 + Glucosa/18]; donde el segundo término corresponde a la contribución del Nitrógeno Ureico Urinario (NUU) a partir de la Urea urinaria y está expresado en mg/dl igual que la Glucosa, termino que se incluye en caso de glucosuria positiva (4-11). La utilidad del GAP osm modif sería importante para llegar a la etiolgía de las Acidosis metabólicas mixtas, de manera tal que si encontramos un valor bajo, sugiere la ausencia de aciduria orgánica excesiva (como los cetoácidos).

La amoniogénesis cobra trascendencia en las Acidosis Metabólicas Crónicas (AMC) por FRC donde puede aumentar de 5 a 10 veces su valor basal si los mecanismos permanecen intactos, mientras que esta capacidad se pierde si existe un número suficiente de nefronas dañadas. La disminución del número de nefronas funcionales trae como consecuencia caída del Índice de Filtración Glomerular (IFG) y la aparición de acidosis renal, la cual puede ser también el resultado de una alteración selectiva de los mecanismos de acidificación renal (8). Esta acidosis metabólica notada mayoritariamente en los pacientes con FRC cuando el IFG disminuye a menos del 20 a 25% de su valor normal, generalmente es media a moderada, con valores de bicarbonato plasmático de 12 a 22 mmol/l y es raro ver valores menores a 12 mmol/l en ausencia de un aumento de la carga ácida (9).

La FRC que no está en fase terminal debería presentar una amoniogénesis insuficiente de acuerdo al grado de la afección primaria y a la masa nefronal remanente funcionante. Mientras la falla renal avanza y la masa renal declina, la funcionalidad de las nefronas remanentes hipersecretan ácido. En este proceso debe existir un punto limitante (saturable) de manera tal que el individuo llega a la acidosis metabólica conservada en el tiempo (8).

Mas aún, hay quienes sostienen que la excreción de NH4 + u reducida, está estrechamente relacionada con la masa nefronal remanente y no específicamente con las enfermedades tubulares renales conocidas y/ó relacionadas (10).

Los valores de la excreción urinaria de los componentes del GAPu dependen críticamente de su producto dietario.Cuando existen desórdenes ácido base agudos, una discrepancia temporaria ocurre entre el producto dietario y la excreción urinaria de estos iones. Por ejemplo, en alcalosis respiratoria la excreción renal de CO3H- y aniones orgánicos acompañados de Na+ y de K+ pueden incrementar el anión GAPu. En acidosis respiratoria aguda, el incremento de la excreción de NH4+ u acompañado por Cl-u, resultan en un descenso del GAPu. Durante el desarrollo de la cetoacidosis diabética, la excreción urinaria de aniones cetónicos acompañados por Na+u y K+ u pueden incrementar el anión .

En los desórdenes ácido base crónicos no se esperan anormalidades en el GAPu , es por ello que se utiliza en el diagnóstico diferencial de las acidosis en su comienzo.(12).

Algunos autores sugieren que factores tales como el flujo urinario, el pH, y parámetros arteriales ácido base pueden influenciar ampliamente en la excreción de NH4+u (13). Trastornos como Acidosis Tubular Renal Proximal (ATRp) también denominada ATR TIPO 2 y Síndrome de Fanconi, en donde está reducida la reabsorción de CO3H- por el túbulo proximal, esto conduce a grandes fracciones de CO3H - para ser excretado en la orina y a un estado de acidosis metabólica hiperclorémica (GAP normal) modificando el pH urinario (14-15-16-17-18)

O bjetivo

En el presente trabajo se propuso estudiar la capacidad de acidificación urinaria en pacientes con FRC , que se encontraban en estadío II y III, midiendo directamente la excreción de NH4+ u y se compararon luego los resultados obtenidos con determinaciones del GAPu, GAPu mod , GAP osm, GAPosm modif como índices indirectos de la excreción de este catión. Se propuso también estudiar la utilidad de estos índices en la expresión del valor absoluto de la amoniuria cuantificada y su correlación con el NH4+u normatizado por la Creatinina urinaria (Cr u).

M ateriales y métodos

Se tomaron muestras de sangre venosa/arterial en ayunas a 34 pacientes con FRC ambulatorios e internados y a 20 pacientes controles. Las muestras de orina fresca, minutada, que se correspondió con la primera de la mañana, fueron recolectadas en

anaerobiosis (10 cm3 de vaselina líquida agregada al recolector). Se fraccionó de inmediato para su procesamiento de acuerdo a los parámetros bioquímicos a estudiar.

Para el análisis estadístico se utilizó programa Instat DATASET3.ISD y Medcal 11.4.1.0. Para la comparación de variables en los distintos grupos se utilizó test t de STUDENT (prueba paramétrica) para muestras independientes cuando fue apropiado. La correlación entre dos variables fueron realizadas por el test de correlación de PEARSON. Se consideró estadísticamente significativo un valor de p< 0.05.

La causa de la insuficiencia renal fue variada como se muestra en tabla I. Los pacientes incluidos presentaban funcionalidad renal estable al momento del estudio con un IFG = 30 ml /min y = 60ml/min (según Clearence de Creatinina por fórmula empírica: Modification of Diet in Renal Disease ó MDRD6). Comparamos los Clearences de Creatininas (Cl Cr) medidos en orinas de 24 hs y por MDRD6.

Se excluyeron en el esquema de estudio a los pacientes que presentaron infección del tracto urinario, hematurias macroscópicas, oligoanúricos y en shock hipovolémico /séptico; así también como aquellos que presentaron Insuficiencia Cardíaca Congestiva de riesgo, Síndrome Nefrótico Edematoso y Cirrosis Hepática. También aquellos que se encontraban bajo terapia con bicarbonato y diuréticos del Asa.

Todas las pruebas bioquímicas se realizaron en el Laboratorio de Nefrología y Medio Interno del Hospital Nacional de Clínicas, Universidad Nacional de Córdoba, utilizando para ello el Analizador Hitachi 902, las que incluyeron: Urea (UV); Creatinina (Método de Jaffé cinético-rate/blancked); Na+; K+ y Cl- (Potenciometría Indirecta- Ión Selectivo); Albúmina (Método colorimétrico de BCF, Bromo Cresolsulfon Ftaleína); Fósforo (Método UV); Sulfato (Método Turbidimétrico con PEG-4000); Bicarbonato (Analizador Radiometer ABL 5); Osmolaridad (Microosmómetro Advanced Instruments 3MO plus- Punto de congelación); Amonio (Método enzimático UV). La mayoría de los analitos se determinaron tanto en sangre como en orina a los fines de clasificar a los pacientes y calcular el GAPu, el GAPu modif, y el GAP osm.

El GAP plasmático fue calculado con corrección según Albuminemia, Los datos se muestran en la tabla II.

El Cl Cr se midió en orina de 24 hs y calculó con la fórmula de MDRD 6. Los pacientes a los que no cabía aplicar la fórmula empírica MDRD6 (Ej. > 70 años), se los valoró según la medición del Cl Cr en orina de 24 hs.

Tanto para la medición de Amonio urinario como para los gases urinarios, la muestra se separó inmediatamente recibida con una jeringa en vacío. Las mediciones de NH4+u se realizaron en el mismo día de colectada la muestra. Muestras freezadas a -20°C resultaron reproducibles hasta 15 días de conservación evitando el proceso de descongelado y congelado de novo.

Para el cálculo del GAPu se utilizaron las siguientes fórmulas:

GAPu: (Na+ + K+ - Cl-)( a) ; a pH = 6.5 :GAPu: (Na+ + K + - Cl- - CO3H-)

A los fines de comprender la fórmula de GAPu y GAPu mod, se incluye el siguiente esquema:

Cationes(u) – Aniones(u) = [(Na++K+) – (Cl- + CO3H- + SO4-2 + PO4H2-1/ PO4H-2 )] = GAPu mod

GAPu mod = [(Na++ K+) – (Cl- + CO3H- + SO4-2 + PO4H2-1/ PO4H-2)] (b)

Cuando el término Cationesu disminuye, el GAPu también lo hace. Por lo tanto una disminución del GAPu denota un incremento en la excreción de NH4+u teniendo en cuenta que está entre los cationes no medidos; y a su vez, un aumento del GAPu, resulta

AMONIURIA, GAPu, GAP Osm, en IRC moderada

en una disminución en la excreción del NH4+ u. De allí, que se utilice el GAP u como medida indirecta del NH4+u.

Para el cálculo del Fosfato Mono o Divalente se tiene en cuenta el pH urinario. El 50% del fosfato puede presentarse divalente cuando el pH urinario es 6.8 o mayor. Sin embargo, pHs urinarios de esta magnitud son raramente encontrados, y para el propósito de simplificación de los cálculos, existe muy pequeño error en tratar a todo el fosfato urinario como un anión monovalente (3).De esta manera se calcularon con las variables bioquímicas ambos GAPs para todos los pacientes utilizando las fórmulas (a) y (b).

Una vez medida la Osm u por Osmometría, se procedió a realizar el cálculo de la misma de acuerdo a la fórmula citada anteriormente:

Osmolaridad calculada : [2 (Na+ + K+) + Urea/2.14/2.8 + Glucosa/18]

Otra fórmula que vincula una estimación del NH4+ u es la siguiente:

NH4+u = - 0.8 (GAP u)+ 82

Así es sugerido que una disminución en el GAP u denota un incremento en la excreción de NH4+u y que un incremento en el GAPu reduce la excreción de NH4+u (12).

Resultados

Los datos de 34 pacientes con diversas etiologías, se muestra en Tabla I. La distribución de los valores de Cationes y Aniones urinarios está demostrada en la Figura 1 y 2. Los analitos urinarios medidos en los 34 pacientes se pueden observar en la Tabla III, mientras que las medias referentes a los Cl Cr medidos y bicarbonato plasmático de las dos poblaciones del estudio se muestran en la Tabla II.

No se encontró correlación estadísticamente significativa entre los valores de bicarbonato plasmático de los pacientes estudiados con respecto a los controles (r = 0.0815 y p= 0.7253) como tampoco cuando se correlacionaron los Cl Cr medidos de los pacientes en estudio respecto a los controles (r = - 0.2541 y p = 0.2938)

Se encontró muy buena correlación entre los aniones GAPu y GAP u mod y Osmolaridades urinarias medidas y calculadas, Figura 3a y 3b respectivamente. Con respecto al NH4+ u ug/min/1.73m2 y el GAPu mmol/l se encontró moderada correlación, al igual que cuando se incluyó al SO4-2u y PO4H2 -1u, Figura 4a y 4b respectivamente.

Se obtuvo buena correlación de NH4+u medido vs el GAPu y el GAPu mod , Figura 5a y 5b; y muy baja correlación entre el GAPu mmol/l, GAPu mod mmol/l y el NH4+u mmol/l, Figura 6a y 6b.

No se encontró correlación estadísticamente significativa entre el GAPosm y las distintas concentraciones de NH4 +u (ug/min/1.73m2 y en mmol/l) y este catión normatizado por la creatinina (r = 0.02052, -0.04952, 0.06235 y p= 0.9083, 0.7809, 0.7023 respectivamente). De la misma manera que para el GAP osm, el GAPosm modif no demostró correlación estadisticamente significativa con ninguna de las concentraciones de NH4+u, y tampoco con el NH4+u normatizado por la creatinina (r = 0.03867, -0.04243, 0.07201 y p= 0.8281, 0.8117, 0.6857 respectivamente).No se observó correlación estadísticamente significativa entre la excreción de NH4+uug/min/1.73m2 de los pacientes patológicos respecto a la excreción de NH4+ u ug/min/1.73m2 de los controles en este estudio (r = 0.3157 y p = 0.1633).

La mayoría de los ácidos excretados por los riñones provienen del metabolismo de las proteínas, las cuales son también la mayor fuente de sulfato y fosfatos urinarios. Altas dietas proteicas incrementan la excreción de sulfato urinario, un importante contribuyente de la acidosis metabólica en plasma o en el anión GAPu. Así se encontró que el sulfato urinario en los individuos estudiados tiene muy buena correlación con la urea urinaria al igual que con el fosfato urinario, demostrando así su gran relación con

los parámetros nutricionales (r = 0,6273, 0,3510 y p <0,0001 y 0,05 respectivamente) (Figura 7), mejorando la correlación entre el SO 4-2u y la Urea urinaria cuando se excluyó de los valores un outliers, (r = 0,6950 y p <0,0001), Figura 8.

Es importante destacar la correlación estadísticamente significativa (r =0.6793 y p <0.0001) encontrada entre los Cl Cr medidos y la fórmula empírica MDRD6 de la población en estudio, aumentando el coeficiente de correlación cuando se excluyeron los 2 pacientes en estudio con un Índice de Masa Corporal (IMC) mayor a 30 (r = 0.7530 y p < 0.0001). Figura 9.

D iscusión

Los datos demuestran que la adaptación de la amoniogénesis renal a la acidosis metabólica es un acontecimiento precoz, cumpliendo un rol importantísimo la acidemia y el aumento del flujo urinario en la estimulación de producción de amonio. Algunos autores señalan la influencia del metabolismo dietario con alto contenido proteico para el estímulo de estos procesos (19-20). En estos estadíos tempranos de acidosis los mecanismos de adaptación responsables del incremento de glutamina renal que operan en las acidosis crónicas, como la oxidación de glutamina por la glutaminasa fosfo-dependiente y la glutamato deshidrogenasa mitocondrial del túbulo proximal, aún no son activados, siendo la glutamina proveniente del flujo sanguíneo la utilizada para la producción de amonio y es particularmente significativo el efecto de la acidosis en influenciar el metabolismo de ornitina y glicina renal. Como se decía en la introducción, la disminución de un 20 al 25% del IFG respecto de su valor basal, repercute directamente en una acidosis metabólica con valores de bicarbonatemia que pueden verificar la activación de estos mecanismos de acidificación urinaria en forma inmediata como lo es la Amoniuria.

En este estudio no se obtuvo diferencia estadísticamente significativa en la excreción de NH4+u del grupo control respecto a los pacientes en estudio, siendo esto un hecho esperado ya que solamente 8 (ocho) de ellos tuvieron acidosis metabólica, y ninguno arrojó un valor de bicarbonato plasmático menor a 12 mmol/l, (valor a partir del cual se estima comienzan los mecanismos de adaptación importantes según lo que se ha explicado con anterioridad),con un valor promedio de 24.88 mmol/l, es decir el valor de un bicarbonato sanguíneo estándar. Esto casualmente refleja que los pacientes estudiados están compensados en su acidosis hasta un cierto valor de Cl Cr que en el estudio muestra una media de 46.63 ml/min/1.73m2.Evidentemente para esta población en estudio y con una media de IFG de 46.63 ml/min/1.73m2 que representa más del 50% del valor medio del IFG de los controles, 87.5 ml/min/1.73m2, no se logra un target para conseguir este efecto si uno estima un valor estándar ó basal al del grupo control, de allí que tanto la población control como la población con FRC no muestren diferencias significativas a la hora de la Amoniogénesis urinaria.

Este estudio arrojó buena correlación de la fórmula MDRD6 con los Cl Cr medidos, si bien el n no es elevado pero se ajusta a un grupo acotado de FRC, lo que asegura la importancia de los parámetros nutricionales que la fórmula empírica incluye a la hora de manejar una herramienta más para la evaluación de la función renal y el aumento de correlación de estos parámetros cuando se excluyeron los dos pacientes con IMC mayor a 30, denota la importancia de los Cl de Cr. Es importante destacar la influencia de la dieta occidental, donde gran parte del consumo corresponde a ingestas elevadas de proteínas de alimentos ricos en aminoácidos sulfatados que, como se advirtió anteriormente, es un componente importante de dietas ácidas, y también, cobra importancia a la hora de incluirlo junto con el PO4H2 -1 en el cálculo del GAPu. variando sus cantidades excretadas según cada individuo y reflejando de esta forma el estado nutricional del paciente como se demostró. Vale destacar al respecto, que es una variable que puede utilizarse para tener una medida de la ingesta proteica del paciente renal en curso por cuanto a la disminución dietaria de proteínas que el mismo requiere durante el transcurso de su enfermedad. También aumenta aún más el coeficiente de correlación respecto a la urea (importante parámetro nutricional) al incluirlos (Fosfato y Sulfato).

C onclusiones

Se sugiere que un descenso en el anión GAPu denota un incremento en la excreción de NH4+u y un incremento en la excreción del anión GAPu sugiere una reducción en la excreción NH4+u . Si bien esto depende críticamente del producto dietario, se encontró importante correlación estadísticamente significativa entre los aniones GAP u y GAPu mod cuando se los correlacionó con la excreción de NH4+u teniendo en cuenta a este último en unidades corregidas por la superficie corporal (ug/min/1.73m 2), y aún más fuerte la correlación cuando a la excreción del catión urinario mencionado se lo normatizó por la creatinina urinaria correspondiente a la excretada por cada paciente en estudio. Esto es de implicancia clínica importante, considerando que los mecanismos por los cuales los fluidos corporales son preservados pueden ser entendidos solamente a través de continuos estudios de orina. Esta batería de análisis urinarios incluyen el Na+u, K+ u, Cl-u, creatinina, urea y Osmolaridad urinarias, demostrando en el estudio gran correlación estadísticamente significativa para la Osmolaridad medida respecto a la calculada ofreciendo así a los aniones GAPu y GAPu mod como medida indirecta de la excreción de NH 4+u, que es de gran utilidad para laboratorios de rutina o para aquellos que no cuentan con equipamiento y personal entrenado para análisis especializados siendo requeridos a la hora de entender y cuantificar la respuesta renal a la acidosis metabólica y establecer su causa.

La media (5.42) y el rango (5.22-5.62) de los pH urinarios de los pacientes está indicando que no hay defectos en la acidificación urinaria y que la amoniogénesis está conservada.

Se puede inferir de este estudio que utilizar la fórmula de GAPu y GAPu modif no hace diferencias a la hora de clasificar un disturbio ácido base por el importante correlato obtenido de ambas y que más bien este último contribuye a información nutricional.

El GAPosm no mostró en este estudio tener significancia a la hora de evaluar el NH4+u.

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