Fisiologia del peritoneoISTITUTI CLINICI DI PERFEZIONAMENTO P.O. BASSINI-Cinisello Balsamo Unit Operativa di Nefrologia e Dialisi Elena AlberghiniXV CONVEGNO NAZIONALE DEL GRUPPO DI STUDIO DI DIALISI PERITONEALEBari 18/03/2010-20/03/2010

La cavit peritoneale CaratteristicheAmpia superficie Ampio flusso ematico totale splancnicoTrasporto di acqua + molecole tra sangue e cavit

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 nervoseimmerse in una matrice connettivale (sostanza fondamentale con acido ialuronico, fibre elastiche, collagene I e III).Peritoneo parietale (ME x 100)Atlas of Peritoneal Hystology, N. Di Paolo, G. Sacchi et al. Perit Dial Int Vol. 20, Suppl. 3, 2000Si distinguono:P. parietale (10%): 0.1-0.2 mm. P. viscerale (90%): 0.05 mm.

MEMBRANA PERITONEALEMembrana Peritoneale parietale (EE x 100)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

IL PERITONEO: SISTEMA DIALIZZANTE

Il trasporto dei soluti avviene attraverso la rete di capillari peritoneali post-arteriolari disposti in serie: normalmente perfuso solo il 20%;il N dei capillari perfusi, la superficie endoteliale e la permeabilit possono variare a seconda dei casi (es. peritoniti, infiammazione del peritoneo). I vasi di grosso e medio calibro hanno una scarsa rilevanza negli scambi.

Comparto ematicoIl flusso effettivo capillare disponibile per gli scambi stimato circa 60-70 ml/min

MEMBRANA PERITONEALE DIALITICA

MODELLO MATEMATICOMEMBRANA PERITONEALE. MP assimilata al filtro extracorporeo (contatto diretto DIALISATO/MEMBRANA che lo separa dal sangue).

Nella cavit peritoneale il sangue intracapillare circola nel tessuto che circonda la cavit, separato dalla soluzione dialitica da una distanza superiore quindi la clearance dei piccoli soluti (urea) corrisponde in realt ad una frazione di quella ottenibile con l ED

Rispetto al filtro extracorporeo le proteine e le macromolecole transitano pi facilmenteCC XLiq perit.sangue

MODELLO MATEMATICO DISTRIBUTIVO (Nolph & Coll.)Il trasporto di fluidi dalla cavit peritoneale al sangue avviene con meccanismo diffusivo e convettivo, attraverso il mesotelio,con passaggio nei capillari DISTRIBUITI in tutto linterstizio ,

Tra sangue e cavit peritoneale vi sono almeno 6 resistenze anatomiche di cui 3 solo 3 quantificabili: CAPILLARI, MESOTELIO ,INTERSTIZIO

Resistenze al flusso Lume capillareInterstizioCavit peritonealeR1: strati di plasma stagnante a ridosso della parete capillareR2: endotelio capillare (spt. per soluti grossi)R3: membrana basale capillareR4: interstizio (spt. per soluti piccoli)R5: mesotelio peritonealeR6: strati di liquido stagnante nella cavit peritoneale

MODELLO DEI 2 PORITrasporto di soluti piccoli (< 6000Da) :indentificazione pori con raggio di 4-6 nm

Trasporto di macromolecole attraverso pori con diametro > 20nmCRITICA: non spiegava in modo completo il flusso di acqua e soluti.mancata corrispondenza tra S-coeff dei capillari (0.95-0.98) e quello della membrana peritoneale(0.6_0.7)

Trasporto dei soluti attraverso il peritoneoIL MODELLO A TRE PORI Rippe e Stelin

La membranaperitoneale costituitada tre principalibarriere:

1. la parete capillare

2. l'interstizio

3. il mesotelioLo studio della cinetica dei soluti riflette lo stato del sistema vascolare della membrana peritoneale (modello matematico dei tre pori)

La parete capillare 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 )

PORI PICCOLI - 90-93% (raggio 40-50 )

ACQUAPORI : ultrasmall pores (raggio 3-5 A)

aquaporiraggio 0.5 nmpori larghiraggio 25 nmpori piccoliraggio 5 nmArea relativa aipori larghiArea relativa aipori piccoliArea relativa agli acquapori

aquaporiraggio 0.5 nmpori larghiraggio 25 nmpori piccoliraggio 5 nmArea relativa aipori larghiArea relativa aipori piccoliArea relativa agliacquapori

CINETICA DEI SOLUTI

I meccanismi fisiologici che governano il trasporto transperitoneale di acqua e soluti dal sangue alla cavit e viceversa, sono gli stessi.Le forze che guidano il meccanismo dipendono dalla direzione del trasporto La cinetica regolata dai fenomeni di 1- diffusione 2- convezione 3- ultrafiltrazione/osmosi.

passaggio di soluti direttamente prorzionale al gradiente di concentrazione

diffusione

PlasmaDialisatoMTAC: massima clearance diffusiva al tempo 0Situazione di equilibrio: il tasso diffusivo si riduce

Quando non c diffusione non si ha trasporto soluti atteverso pori piccoli. Lacqua transita sia dai pori interendoteliali che dai canali acquosi Trasporto acqua > trasporto convettivo dei soluti il soluto nel liquido di dialisi sar meno concentrato rispetto al plasmaPARAMETRO DI PERMEABILITA CONVETTIVACoeff. di Sieving = D/Pquando trasporto diffusivo nullo Coeff S=0 il soluto troppo grande per un trasporto convettivo

Coeff S=1 la membrana non oppone ostacoli al trasporto convettivo

Coeff S piccole molecole = 0.7

=0 il soluto non ha effetto osmotico ,attraversa la M senza opposizione=1 il soluto Non atttraversa la M = M semipermeabile idealeIn dialsi peritoneale il del glucosio dipende dal N e dalla funzionalit dei canali acquosi

DA NON CONFONDERE con COEFF. RIFLESSIONE resistenza che la membrana esercita sul trasporto di un agente osmotico

Movimento dei fluidi attraverso i capillari

Trasporto dei fluidi

GLUCOSIOUF massimaleUF ridotta

ICODESTRINA POLIMERI DEL GLUCOSIO: PMm=16.800 DInduce COLLOIDOSMOSI: trasporto di acqua attraverso una M permeabile ai piccoli soluti, nella direzione delleccesso 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

Dissociazione Trasporto Na-acqua

Grazie per lattenzione !

In condizioni basali la cavit P rappresenta uno spazio virtuale che circonda i visceri addominali. Eccellente porta di ingresso per farmaci e soluti verso il circolo ematico generale, dai nefrologi per la rimozione dei metaboliti uremici

*Area di contatto *

*Nellinterstizio PREVALE LA p idrostatica capillare su quella interstiziale trasporto unidirezionale convettivo verso lesterno del capillare. Le MACROMOLECOLE non possono passare interstiziosangue ma transitano dai LINFATICI PER TORNARE AL SISTEMA VENOSO

*Modelli concettuali elaborati nei passati 40 anni per la valutazione della membrana peritoneale come membrana dialitica Le 3 barriere mesotelio/interstizio/capillari sono raggruppati nello spessore della MP X attraverso cui si esercita il gradiente di concentrazione*Sovrapponibile al meccanismo fisiologico del trasporto*Formulazione iniziale della teoria dei pori fu applicata ai piccoli soluti. Il trasporto delle macromolecole era noto ma non il meccanismo. Sieving rapporto tra concentrazione di un soluto D/ concentrazione P quando ilgradiente diffusivo nullo.

*Poich la P intracapillare (9mmHg) > P pericapillare interstiziale (0.4-0.5mmHg) il trasporto delle proteine unidirezionale, convettivo ,asimmetrico quindi le macromolecole non possono essere trasportate dallinterstizio al sangue direttamente ma transitano dal sistema linfatico per tornare al sistema venoso centrale. Perdita proteine=5-10g/die (50%Alb)

**Consente trasporto dellacqua ma respinge il passaggio dei soluti. le A-soprattutto del tipo A1- sono verosimilmente le proteine che costituiscono questi canali transendoteliali dellacqua. Durante uno scambio con G ipertonico il 50% dellUF transita attraverso le a, mentre il rimanenete 50% attraverso i piccoli pori.*MTAC: massima teorica clearance diffussiva al tempo 0. Trasporto diffusivo proporzionale al gradiente di concentrazione**Il paramentro di permeabilit convettiva il coeff S.Il coeff.R esprime la resistenza della M al trasporto di un agente osmotico (0-1) dove 1= non c passaggio-0= nessuna barriera , nessun effetto osmotico. IL Coeff R per il glucosio molto basso nei pori intercellulari , ma =1.0 nei canali dellacqua. QS ne spiega leffetto come agente osmotico nella PD nonostante le piccole dimensioni*la filtrazione attraverso la membrana dei capillari determinata dalla pressione idrostatica cui si oppone la pressione osmotica (oncotica delle proteine). Pertanto a livello della estremit arteriosa del capillare dove la pressione idrostatica supera la pressione oncotica, il liquido passa dai capillari negli spazi interstiziali. All'estremit venosa del capillare invece, dove la pressione oncotica supera la pressione idrostatica, il liquido rientra nei capillari.*Coefficiente di R per il glucosio a livello dei pori intercellulari molto basso ma =1 a livello dei canali acquosi. Qundi spiega lefficacia deln G come agente osmotico.*