1
Patofyziologie vylučovacího
systému – část I a II
Glomerulární hemodynamika a GFR
Metody stanovení GFR
Filtrační membrána a její patologické změny
Proteinurie
Onemocnění glomerulů
2
Průtok krve ledvinou a funkce ledvin
• ledvinou protéká cca 1200 ml/min, což představuje 20-25%
srdečního výdeje
― průtok kůrou >>> dření ledvin
• ale arteriovenózní rozdíl v saturaci hemoglobinu je velmi malý
― při 100% saturaci Hb O2 v arteriální krvi je saturace Hb ve venózní krvi
vytékající např. ze srdce 35%, u mozku 50%, ale v ledvině celých 90%
• velká perfuze ledviny tedy primárně slouží regulačním účelům a ne nutrici
• krevní zásobení ledviny
― a. renalis  aa. interlobares  aa. arcuate  aa. interlobulares
 aferentní arterioly  glomerulární kapiláry  eferentní arterioly

• peritubulární kapilární síť (u kortikálních nefronů)
• vasa recta (u juxtamedulárních nefronů)
• regulace
― extracelulárního objemu
― tonicity a osmolarity
― acidobazické rovnováhy
― dusíkového metabolismu
― homeostázy kalcia a fosfátů
― hematokritu
3
Nefron – zákl. transportní procesy
• glomerulární filtrace
― na základě hydrostatických a
osmotických tlakových
gradientů (Starlingovy síly)
― omezení velikostí látky
<65kDa a dalšími kritérii
• tubulární resorpce
― typicky symporty
• např. Na/Glc, Na/AK, …
― saturovatelná kapacita
(transportní maximum, Tm)
• renální prahy pro látky (např.
Glc)
• tubulární sekrece
― aktivní (ATP)
― sekundárně aktivní
4
Předpoklady normální kontroly
homeostatických parametrů ledvinou
• dostatečný průtok krve ledvinou
― autoregulace vs. systémové efekty
• dostatečné množství glomerulárního
filtrátu
― prvním krokem v tvorbě moči je
ultrafiltrace plazmy
• ultrafiltrát je prostý buněk a proteinů, přičemž
koncentrace nízkomolekulárních látek je v něm
stejná jako v plazmě
― GFR je základním parametrem funkce
ledvin
• množství glom. filtrátu za min
― dolní hranice normy 100 ml/min/1.73m2
― přirozený věkový pokles (40 let) 0.4 - 1.2
mL/min/rok
• neporušená funkce tubulárního epitelu
― tubulární resorpce cca 99% glom. filtrátu
• správná funkce peritubulárních kapilár
― u korových i juxtamedulárních nefronů
5
Dva typy nefronů
• kortikální nefrony (cca 80)
― zevní 2/3 kůry
― kratší tubuly a zejm. Henleovy
kličky (LH)
― účast v reabsorpci solutů, ne v
koncentraci moči
• kličky peritubulárních kapilár
― důležité autoregulačně
• tubulo-glomerulární zpětná vazba
• juxtamedulární nefrony
― vnitřní 1/3 kůry
― mají delší LH zasahující hluboko
do osmoticky koncentrované
dřeně
― důležité pro produkci
koncentrované moči
• kapiláry - vasa recta (z eferentní
arterioly) spolu s LH tvoří „protiproudový“
koncentrační systém
• různé choroby mohou
zasáhnout různě tyto dvě
populace a mít tudíž rozdílný
efekt na ledvinné děje
6
Různá délka LH a kapilár – různá funkce
7
Proti-proudový systém ve dřeni
8
GLOMERULÁRNÍ FILTRAČNÍ
RYCHLOST (GFR)
9
Determinanty GFR
• rychlost ultrafiltrace plazmy do
Bowmanova pouzdra je určena:
― GFR = A  K  Pf
• tedy závisí na:
― A = velikost celk. filtrační plochy
(100m2)
• počet glomerulů
― mění se s úbytkem funkčních glomerulů
• efekt mesangiálních buněk
― mají schopnost kontrakce (a tím  A)
― K = propustnost filtrační membrány
• mění se při nemocech ledvin ovlivňujících
strukturu glom. filtr. membrány (viz dále)
― Pf = efektivní ultrafiltrační tlak
• závisí na rozdílu hydrostatických a
onkotických tlaků mezi glom. kapilárami a
vnitřkem Bowmanova pouzdra
(Starlingovy síly)
10
Mikrocirkulace – Starlingovy síly
situace obvyklá jinde v
mikrocirkulaci kromě ledvinných
glomerulů
11
Glomerulární filtrační tlak
12
Glomerulus - Starlingova rovnováha
• na rozdíl od běžných kapilár
hydrost. tlak v celé délce glom.
kapiláry poklesá minimálně (v
důsledku autoregulace), takže
filtrace je cca 100-krát větší
oproti jiným kapilárám
• hydrostatický tlak
― glomerulární hydrostatický tlak
(PGC) je vysoký a konstantní
• 45-55 mmHg
― to je vyrovnáváno tlakem v
Bowmanově pouzdře (PBC)
• 10-15mmHg
― čistý filtrační tlak tedy
35mmHg
• osmotický tlak (GS)
― 25-30 mm Hg
― díky velké filtraci tekutiny se GS
dále zvyšuje v průběhu kapiláry a
dojde k vyrovnání
13

Pc
Pi
PG
C
PG
C
i
GC GC
PBS PBS
Pozn. k obr.: faktor vypuzující tekutinu z kapiláry je (Pc+i), faktor nasávající je
(c+Pi).
c
Srovnání různých kapilár
14
Průtok krve ledvinou a GFR
• u zdravého člověka je průtok krve ledvinou a GFR (díky autoregulaci)
velmi konstantní
― veškerý objem plazmy proteče normálně ledvinou za cca 20 min
― kolísání systémového tlaku
• v rozmezí 80 – 180 mmHg se udržuje poměrně stabilní RBF
díky autoregulaci
• teprve při významném poklesu selhává perfuze ledviny ( ischemie, nekróza)
• renal blood flow (RBF) a renal plasma flow (RPF)
― RBF 1000 - 1200 ml/min
• tj.  20-25% of CO (kortex >>> medula)
• vysoký průtok vzhledem k váze ledvin (350 g)
― RPF (hematokrit 0.45) 600 - 700 ml/min
• glom. filtrace
― GFR 20 - 25% RPF  GFR  120 – 140 ml/min
― poměr GFR/RPF = filtrační frakce ( 120/600 =  0.2)
― denně  180 l
― 99% reabsorpce  1.5–1.8 l moči/den
• GFR a RPF mohou být měřeny přísl. metodami clearance
― RPF (RBF) - PAH
― GFR – kreatinin, inulin (experimentální) aj.
15
Regulace krevního průtoku v ledvině
• autoregulace RBF
― (1) myogenní regulace
• SMC af. a ef. arterioly detekují tenzi a upravují rezistenci svou kontrakcí (brání přílišnému rozpětí)
― (2) tubuloglomerulární zpětná vazba (TGF)
• juxtaglomerulární aparát detekuje event. změny NaCl koncentrace a uvolňuje renin
• aktivace lokálního RAS zajišťuje kontrakci nejdříve eferentní arterioly a tím zvýší filtrační tlak (při
vyšších koncentracích AT II pak aferentní)
• další parakrinní faktory
― prostaglandiny, adenosin a NO
• sympatikus – systémový zájem
― NA z adrenergních nerv. zakončení
a cirkulující A z dřeně nadledvin
působí konstrikci a. i e. arterioly
(1-rec.)
• pokles RBF a GFR
― NA stimuluje uvolnění reninu
z granulárních JG-bb. (1-rec.)
a tím aktivaci systémového RAS
― NA reabsorpci Na+ v prox. tubulu
• systémový RAS
16
Autoregulace RBF vs. systémový zájem
17
(1) Myogenní regulace (Baylissův efekt)
18
Mechanizmus Baylissova efektu
(A) Increasing pressure causes vasoconstriction.(B) The BE is mediated by the smooth muscle
layer, independent of the inner layer of endothelial cells. (C) Proposed mechanism for stretchinduced
activation of stretch-activated receptors in vascular smooth muscle membranes.
19
(2) Tubuloglomerulární zpětná vazba
20
Juxtaglomerulární aparát
• tubulární and vaskulární komponenta
― (1) tubulární komponenta
• specializovaná oblast distálního tubulu blízko aferentní a eferentní arterioly (macula densa)
• buňky macula densa jsou sensitivní k NaCl a kontrolují podle něj produkci reninu v
juxtaglomerulárních bb. (JG-bb.)
― (2) vaskulární komponenta
• aferentní a eferentní arteriola téhož nefronu
• extra-glomerulární mesangium
• JG-bb. (granulární bb.) jsou
specializované hladké sval. bb.,
které produkují a skladují renin
• bb. macula densa nemají bazální
membránu, což umožňuje těsný
kontakt s JG-bb.
• vaskulární a tubulární komponenty
jsou bohatě inervovány sympatikem
21
Detailní mechanismus TGF
• macula densa cells (at the junction of
ascending limb of loop of Henle and
distal convoluted tubules)
― presence of Na-K-2Cl symporter
• when  NaCl content at macula densa cells
-  NaCl uptake  swelling of macula
densa cells  release of ATP
― stimulation of purinergic P2 receptors on
mesangial cells and afferent arteriole smooth
muscles
― alternatively ATP may be metabolised to
adenosine, which also causes vasoconstriction
here
• adenosine normally causes vasodilation in
other tissues !!!
• effect of increased NaCl content
― contraction of mesangial cells and
contraction of afferent arteriole
• reduction in effective filtration area
• decreases GFR and RBF
― NaCl content at macula densa also 
renin release
• effect of decreased NaCl content
― opposite
22
23
Další regulátory glom. hemodynamiky
• sympatikus
― sympatická
inervace arteriol
glomerulu
• 3x hustší v
aferentní arteriole
• vazoaktivní
peptidy
― receptory pro
vasodilatátory
zejm. v AA
• jejich blokáda
(např. COX1
inhibitory) může
snížit GFR bez
změny tlaku
24
Tři hlavní mechanizmy ovlivňující
uvolnění reninu
• (1) signals at the individual nephron
― decreased NaCl load at the macula densa
― decreased afferent arteriolar pressure
(probably mediated by a cellular stretch
mechanism)
• (2) signals involving the entire kidney
― beta1-adrenergic receptor stimulation at
the juxtaglomerular cells
― at the same time, negative-feedback
inhibition by AT ll at the JG cells
― other hormonal factors
• (3) local effectors
― prostaglandins E2 and I2
― nitric oxide
― adenosine
― dopamine
― arginine vasopressin
25
26
Systémový RAAS
• angiotensinogen v
ledvině
― původu systémového
(z jater)
― rovněž
produkovaného
lokálně (proximální
tubulární bb.)
• renin
― z JG-bb. uvolňován do
aferentní arterioly a
renálního intersticia,
kde tvoří AT I z
cirkulujícího
angiotensinogenu a
dále AT II pomocí
cirkulujícího ACE
27
Hlavní efekty RAAS v ledvině
• kontrakce mesangia
• kontrakce eferentní arterioly
• reabsorpce Na v proximálním tubulu
28
Lokalizace ATII receptorů v ledvině
• 1-vazokonstrikce
• 2-omezeně
vazokonstrikce a
inhibice tvorby a
uvolňování reninu
• 3-preferenční
vazokonstrikce
• 4-kontrakce
• 5-Na+ reabsorpce
• 6-Na+ reabsorpce
• 7-vazokonstrikce
• 8-efekt neznámý
29
Signální kaskáda AT II
• AT II receptory vykazují bifazickou odpověď
― (1) aktivace fosfolipázy C (PLC)
• PIP2 štěpen na IP3 a DAG (mobilizace intracelulárního Ca)
― (2) DAG aktivuje proteinkinázu C (PKC), hydrolyzuje fosfatidylcholin aktivací
fosfolipázy D (PLD) a alkalizuje intracelulární prostředí
30
RBF je regulován v konfliktním zájmu
• při mírném poklesu
systémového tlaku
autoregulačně
― snaha zachovat perfuzi
ledviny, GFR a homeostázu
• při výrazném poklesu
(emergentní cirkulační
situace) je ledvina
“odstavena” (viz B a C
obrázek)
― prerenální azotémie
― případně s morfologickými
důsledky (akutní tubulární
nekróza)
31
Měření GFR
• GFR je základní parametr charakterizující
ledvinné funkce
― ale objem glomerulárního filtrátu vytvořený
za časovou jednotku není přímo měřitelný
• dostatečně přesně ji lze určit
― (1) stanovením clearance některých látek
splňujících určité předpoklady (viz dále)
• endogenní – kreatinin, urea
• exogenní
― neznačený tracer – např. inulin,
― radiokontrastní - iohexol
― radioaktivní isotop – [51Cr] EDTA, [125I] iothalamate, [99Tcm] DTPA
― (2) odhadem GFR na základě plazmatických hladin endogenních
látek pomocí rovnice
• kreatinin - Cockroft-Gault, MDRD, CKD-EPI, …
• jiné endogenní markery (volně filtrované a kompletně degradované
tubulárními buňkami)
― 2-mikroglobulin, cystatin C, …
32
Clearance
• látka musí splnit určité předpoklady
― nízkomolekulární, volně filtrované do moče, neváží se na bílkoviny plazmy
― nepodléhají další degradaci
― nepodléhají tub. reabsorpci ani sekreci
― koncentrace v plazmě a analogickém objemu glom. filtrátu je stabilní
― detekční metoda je jednoduchá, levná a standardizovatelná (mezi
pracovišti)
• v tom opřípadě koncentrace
v definitivní moči se pak
změní tolikrát, kolikrát klesl
objem oproti glom. filtrátu
― [P]  GF = V  [U]
• clearance látky X = objem plazmy
úplně očištěný za jednotku času
od látky X
― rozměr: objem/čas
― vyžaduje sběr moči za čas
• ideálně 24 hodin, často méně
hyperbolická závislost
je důležitá klinicky
33
Kreatinin
• vzniká ve svalech z kreatinu
• při průchodu ledvinou je z 90% filtrován, z 10%
secernován do moči tubuly
― podíl tubulární sekrece roste při poklesu flitrace
(pokles počtu fungujících nefronů)
― tzn. čím menší GFR, tím méně přesné stanovení
GFR pomocí Ckr, ale i přesto je kreatinin nejlepším
endogenním ukazatelem GFR
• možný problém s kvantitativním sběrem moči
― nedostatečná spolupráce pacienta
• koncentrace S-kreatininu je přímo úměrná svalové hmotě
organizmu (a tedy nepřímo závislá na věku a pohlaví)
― plazmatický kreatinin = 35 – 100 μmol/l, produkce
1.2mg/min
― proto často korekce na stand. 1.73m2
― ale ani to nemusí odstranit diskrepanci
• 25-letý atlet x 60-letý obézní muž = stejná váha a povrch
• intraindividuální kolísání nepřesahuje 10 - 15%
― hladiny rostou po fyzické námaze
― při příjmu exogenního kreatininu (maso)
• zejména smažené
34
GFR je v jednotl. nefronech heterogenní
35
TUBULÁRNÍ REABSORPCE A
SEKRECE
36
Tubulární reabsorpce a sekrece
• komplexní povaha (aktivní i pasivní děje)
― epitelové buňky ledvinných tubulů (a jejich hormonální řízení)
• reabsorpce je transport z apikální na bazolaterální stranu
• sekrece je transport z bazolaterální na apikální stranu
• různé části tubulů mají různé funkce - specializace
tubulárních segmentů
― reabsorpce probíhá
téměř z 90% v prox.
tubulu různými formami
transportu
• 75% Na+ (a HCO3
-), Cl- a H20
• 90% K+
― sekrece K+ probíhá
ve sběracích kanálcích,
množství závisí na
koncentraci Na+ v přísl.
oblasti aldosteronu
― distální tubulus a sběrací
kanálek jsou pod vlivem
ADH & aldosteronu
37
Typy transportu
38
Reabsorpce Na+ (a HCO3
-)
39
Hormony regululující ledvinné funkce
40
Hormony regululující ledvinné funkce
41
Diuretika
• typy
― inhibitory
karboanhydrázy
• zvyšují osmotický
tlak filtrátu
― kličková diuretika
• inhibují NaCl
transport ze
vzestupné části
LH
― thiazidová
diuretika
• inhibují NaCl
reabsorpci v 1.
segmentu DCT
― osmotická
diuretika
― šetřící exkreci
kalia
― kombinovaná
zvyšují objem vylučované moči (přesněji zvyšují proporci
glomerulárního filtrátu, který je vylučován jako moč)
42
FILTRAČNÍ MEMBRÁNA
Struktura a funkce glomerulární filtrační membrány
Filtrace a reabsorpce albuminu a dalších proteinů
Albuminurie, proteinurie a nefrotický a nefritický syndrom
43
Vlastnosti filtrační membrány
• vlastnosti
― size-selectivity
― limit mol. velikosti
• naprosto volně 7kDa
• podle množství 7-70kDa
• ne 70kDa
― charge-selectivity
• negativní náboj (a to i proteiny 70kDa)
44
Struktura glom. filtrační membrány
• (1) endotel
― fenestrace – filtr 50-100nm 
• separace zejm. kr. buněk
• (2) glom. bazální membrána (GBM)
― síť (glyko)proteinů (kolagen IV, laminin,
entactin, agrin, …) a mukopolysacharidů
tloušťky 300nm se sumárním negativním
nábojem
• velikostní a separace většiny proteinů >70kDa (
4nm )
― hemoglobin ( 40kDa) ano
― myoglobin ( 17kDa) ano
― 2-mikroglobilin (12kDa) ano, ale reabsorbován
― paraprotein (<70kDa) ano
• neg. náboj – heparanslufáty, kys. hyaluronová a
sialová
― albumin ( 67kDa) z větší části ne/omezeně ano
• (3) viscerální epitel Bowmannova pouzdra =
podocyty
― prim., sec. a tert. foot proceses (pedikly)
― slit diaphragm (cell-cell junction)
• významně se podílí se na velikostní
(i nábojové) separaci proteinů
• (4) mesangium
― nepřímo ovlivňuje filtraci proteinů – při
kontrakci zvyšuje filtrační tlak
45
Podocyty – štěrbinová membrána
Johnstone DB and Holzman LB (2006) Clinical impact of research on the podocyte slit diaphragm. Nat Clin Pract
Neprol 2: 271–282 doi:10.1038/ncpneph0180
46
Proteiny štěrbinové membrány
• (1) bazální doména - ukotvení k GBM
― integriny, DG = dystroglycan
• (2) cytoskelet - tvar
― actin, myosin, synaptopodin, actinin
• (3) junkční doména – slit diapragm
― nefrin, Neph1, podocin, CD2AP = CD2-associated protein, ZO-1 = zona occludens-1 protein, densin,
FAT = mammalian homolog of Drosophila fat protocadherin
• (4) apikální doména – neg. náboj
― podocalyxin, podoplanin, podoendin, GLEPP-1 = glomerular epithelial protein-1, další proteiny a
receptory (NHERF-2 = Na+/H+ exchanger regulatory factor-2, …)
47
Protein v moči (1) - norma
• fyziologicky přítomné proteiny v moči
― tvořené tubulárními buňkami ledvin
• Tamm-Horsfallův protein (= uromodulin)
― glykoprotein produkovaný bb. asc. raménka Henleovy kličky
― funkce nejasná (imunomodulace, ochrana před krystaly a infekcí?)
― hl. součást hyalinních válců
• uropontin
• IgA imunoglobulin
• nephrocalcin
― filtrované, ale reabsorbované a degradované v tubulu
• albumin (viz detailněji)
• α2- a β2-mikroglobulin, enzymy, apoproteiny, peptidové hormony, …
• citlivost běžných dg. metod je
nastavena tak, aby nedetekovala tyto
proteiny a fragmenty albuminu, ale
odhalila klinicky závažnou proteinurii,
při které se do moči dostává
0.5 g proteinů
48
Human serum albumin (HSA) paradox
• HSA 65kDa
• obsahuje  185 nabitých reziduí (Asp, Glu, Lys)
― jejich povrchová distribuce a výsledný náboj je variabilní vzhledem k
mnohočetným funkcím, která albumin fyziologicky zastává
• transport (FFA, bilirubin, Ca, Mg, hormony, léky, vitaminy, …)
• pufr / ABR
• enzymová aktivita (antioxidační, esterázová)
• onkotický tlak / TK
• AK pool
• nakládání ledvin s albuminem
― (1) omezená filtrace (?)
• elektrostatická repulze albuminu nebyla vždy exp. prokázána
• koncepce byla dominantně postavena na nepřítomnosti
albuminu v moči – viz dále
― (2) tubulární reabsorbce
• endocytoza = degradace ( AA)
― (3) tubulární degradace
49
Kinetika filtrace albuminu
• RPF  700ml/min  GFR  120ml/min =  180l/den
― krev, která proteče ledvinami za den obsahuje 7.2kg albuminu
• při  40g/l v plazmě (70g/l CB)
― denní ztráty močí 25-40mg (tj. 99.9% je zadrženo)
• původní představy o kinetice albuminu byly získány na základě clearance studií,
mikropunkce glomerulů, imunodetekce látek aj.
― pokroky v metodologii – celotělové kinetické studie s [3H] nebo [125I] albuminem
naznačují, že množství vyloučeného albuminu je určeno kombinovaným efektem
omezené filtrace, tubulární reabsorbce a tubulární degradace
• filtrace albuminu asi o něco vyšší něž
se původně předpokládalo
• při normální GFR (180l/d) a
filtrační frakci (0.2) by mohlo být
filtrováno a kompletně reabsorbováno
až  1.5kg NaCl/den
― 70% v prox. tubulu účinkem
NHE-3 transportéru
• SHR (spontánně hypertenzní krysy)
mají 3  aktivitu
• human EH (hypoteticky  aktivita
+ efekt ATII)
― odtud vztah hypertenze - albuminurie
50
Normal renal handling of albumin
(a) Albumin (represented by
green spheres) normally remains
within the capillaries of the
glomerular tuft, and does not
escape into the urinary
(Bowman's) space. (b) Fenestrae
within specialized endothelial
cells are covered by a negatively
charged glycocalyx. Podocytes
attach to the outermost aspect
of the GBM by foot processes,
between which are proteins
comprising the size barrier slit
diaphragm. (c) The albumin that
is physiologically filtered at the
level of glomerulus into the
urinary space is taken up by the
megalin/cubulin receptor lining
the brush border of proximal
tubular cells. Albumin is
internalized by vesicles, and
upon lysozyme action, the
resultant fragments are either
reabsorbed or secreted back into
the tubular lumen as albumin
fragments.
51
Mechanismus proximálně
tubulárního re-uptake albuminu
• receptor-mediated endocytosis
― vysoká kapacita/nízká afinita
• stejný mechanizmus je využíván i jinde (např. při absorpci
komplexu vit. B12/intrinsic faktor v ileu)
― endocytický komplex
• megalin/cubilin – vazba albuminu
― Imerslund-Graesbeck disease (mutace v genu pro cubilin) -
proteinurie
― Fanconiho syndrom (mutace v genu pro megalin) - proteinurie
• NHE3 – nutný pro acidifikaci endosomu/lysozomu
― NHE3 KO zvířata - proteinurie
• ClC5 – interakce s cytoskeletem
― Dent’s disease (mutace v genu pro ClC5) - proteinurie
• H-ATPase - nutný pro acidifikaci
endosomu/lysosomu
52
53
Megalin/cubilin
54
Protein v moči (2) - proteinurie
• (a) funkční proteinurie
― příčina není v poruše funkce glomerulární membrány, ale ve změněných
hemodynamických poměrech v glomerulech ( hydrostat. tlak v kapilárách)
• ortostatická, pochodová, při horečce, po větší fyzické námaze…
• charakter neselektivní proteinurie
• (b) glomerulární proteinurie (obvykle 1g/den, často mnohem více)
― prerenální - patologický nárůst “malých” proteinů, , které mohou procházet do
glomerulárního filtrátu
• např. hemolýza (--dimery globinu), rhabdomyolýza (myoglobin), paraprotein (lehké Ig řetězce  a 
(tzv. Bence Jonesova bílkovina)
― selektivní - intaktní lamina densa (ztráta glykokalyxu z povrchu endotelií a podocytů)
• albuminurie, zadrženy větší proteiny než albumin
― neselektivní - větší strukturní poškození včetně lamina densa a hlavně podocytů
• (c) tubulární proteinurie (obvykle <1g/den)
― snížená zpětná resorpce malých plazmatických bílkovin (nejvyšší zastoupení albumin a
2-mikroglobulin v moči)
• kongenitální (např. Dent’s disease (ClC5), Imerslund-Graesbeck disease (cubilin), Fanconi ho syndrom
(megalin) aj.)
• získané (např. hypertenze)
55
Patogeneze glomerulární proteinurie
• kongenitální
― postižení GBM
• např. Alportův syndrom
(mutace genu pro kolagen)
― postižení podocytů (resp.
slit diaphragm)
• mutace v genech pro nephrin, podocin, …
• získané - postihují jakoukoliv část glomerulu
― imunitní mechanizmy - typicky glomerulonefritidy
• cirkulující nebo in situ imunokomplexy (90 )
― antigen: bakterie (-hemolyt. Strepto-, Stafylo-, Pneumokoky), paraziti, viry,
endotoxin, součásti buněk (u SLE), léky, …
― záleží na velikosti IK zda zůstanou v cirkulaci ( vaskulitidy), budou vychytány
fagocytujícími bb. nebo se dostanou (díky obrovskému průtoku a fenestrovanému
endotelu) do ledvin
• protilátky proti GBM, antineutrofilní nebo proti buňkám glomerulů (10
)
― neimunitní – ischemie, hyperfiltrace, toxiny, infekce, …
• např. diabetes, hypertenze, amyloidóza, HIV, ...
56
Důležitost štěrbinové membrány
podocytů• (1) studium familiárních forem nefrotického
syndromu vedlo k identifikaci většiny genů /
proteinů štěrbinové membrány podocytů
― nephrin (Finnish-type congenital nephrotic
syndrome, NPHS1)
• kongenit. defekt vývoje pediklů a tvorby štěrbinové membrány
• masivní a potencionálně letálnaí proteinurie počínaje fetálním obdobím
• nutnost parenterální výživy a peritoneální dialýzy do doby transplantace
― pro srovnání Alportův syndrom (mutace COL IV) vede k mírné proteinurii
― delece heparansulfátu u myších modelů nevede k žádné proteinurii
― podocin (familiar steroid-resistant nephrotic syndrome, NPHS2)
• časně postnatální proteinurie
― další syndromy se signifikantní proteinurií (CD2AP, NEPH1, FAT, TRPC6, …)
• (2) experimentálně lze navodit nefrotický syndrom polyklonálními protilátkami proti
štěrbinové membráně nebo monoklonálními protilátkami proti nephrinu, podocinu, …
• (3) klinický význam
― glomerulopatie jsou dominantní příčinou proteinurie
• dosavadní klasifikace glomerulopatií založena na histopatologickém
obraze (= nespecifický)
― budoucí molekulárně-biologická klasifikace nosol. jednotek
• diagnostika, prognóza, léčba (steroidy ano/ne), benefit transplantace
(příbuzenská/dárce), …
57
Podocyty - foot-process effacement
• = “vyhlazení” podocytů - univerzální
známka poškození podocytů
• koreluje s velikostí proteinurie (“slepice či
vejce”?)
• variabilní etiologie poškození podocytů
― ROS ( DNA poškození, apoptóza,
peroxidace lipidů)
― AT II ( apoptóza, hypertrofie,  TGF-b, 
nefrin)
― MMPs (  GBM,  nefrin-Neph komplex)
― mechanický stress ( apoptóza, hypertrofie)
― růstové faktory (  MMPs, GBM, …)
― hyperglykemie (  neg. nabité apikální
proteiny)
• zánik podocytů  proteinurie 
glomeruloskleróza
― synechie mezi obnaženou GBM a parietálním
epitelem Bowmannova pouzdra 
sklerotizace (FSGS)
― podocyty neregenerují
58
Důsledky glomerulopatie resp. proteinurie
• extrarenální
― hemodynamika
•  onkotický tlak (edémy)
― složení ECT
― dyslipidemie
― ztráty ost. látek vázaných na proteiny,
• hypovitaminózy
― nutrice
• intrarenální
― albumin je v malé koncentrace nezbytný
survival faktor pro tubulární bb.
― přítomnost většího množství proteinů v
tubulech vede k zánětu a intersticiální
sklerotizaci
• perpetuace renálního poškození!!!
59
Mean decline in GFR depends on proteinuria
• mean decline in GFR (mL/min)
over a 36-month period in
groups with four different
mean baseline 24-hour urine
protein levels in non-diabetic
patients with chronic renal
failure in the MDRD study
― compared in each of these four
groups are the
• normal blood pressure group
(dashed line; 140/90 mm Hg;
102-107 mm Hg MAP)
• intensive control group (solid
line; 125/75 mm Hg; 92 mm Hg
MAP)
Progressive renal and cardiovascular
disease: Optimal treatment strategies
Matthew R Weir
60
Proteinuria results in the development of
glomerulosclerosis and fibrosis
61
GLOMERULOPATIE
62
Glomerulus - buňky
63
Klasifikace onemocnění glomerulů
64
Klasifikace onemocnění glomerulů
• do té doby se budou nemoci třídit
podle klinicko-laboratorněhistologických
charakteristik
― biopsie ledvin je zásadní ( mikroskopie
světelná, imunoglorescenční,
elektronová)
• pro histologické zařazení jednotlivých
glomerulopatií je důležitý počet
postižených glomerulů a to, která část
glomerulu je patologicky změněna
― fokální (postiženy jsou jenom některé
glomeruly)
― difusní (postiženo je více jak 80%
glomerulů).
― segmentální (jen některá struktura)
― globální (všechny typy buněk)
• a také stupeň buněčnosti
― neproliferativní
― proliferativní
• skutečná příčina většiny onemocnění
glomerulů není známa a proto
neexistuje etiologická klasifikace, snad
jen klinicky na
― primární (postihují jen ledviny)
― sekundární (projev systémového
onemocnění)
• autoimunitního (SLE, IgA nefropatie, m.
Henoch-Schonlein, Goodpasteurův syndrom
aj.)
• cévního (vaskulitidy)
• metabolického (diabetes, amyloidóza)
• nádorového (mnohočetný myelom)
• genetického
• ale i to je sporné (imunopatologický
proces zodpovědný za vznik většiny
glomerulonefritid je
často systémový)
• podle průběhu na
― akutní
― chronické
65
Obecná patogeneze glomerulonefritid
• tvorba imunokomplexů
― v cirkulaci nebo in situ
• aktivace komplementu
― tvorba opsoninů
― chemotaxe
― lýza buněk glomerulu
• infiltrace neutrofily a makrofágy
― proteázy – degradace buněk a ECM
• hojení
― růstové faktory – proliferace buněk
― vazivo (mesangium) – fibrotizace a sklerotizace
66
Obecná patogeneze glomerulonefritid
• glomerulus má pouze omezené spektrum reakcí na poškození
― zánět
• proliferace bb. glomerulu
• infiltrace dalšímu bb.
• proteolytická destrukce filtrační membrány
― proteinurie
― depozice ECM
• fibrotizace
• zjizvení
• sklerotizace
― pokles GFR
― histologický obraz se
odvíjí od toho, která součást
glomerulu je přednostně
poškozena
• proliferační – např. mesangium
• membranózní – ztluštělá GBM
• sklerotizující – kapiláry a synechie
67
Klinický obraz glomerulonefritid
• nefritický syndrom
― značné narušení filtračních
schopností ledvin (zejm. endotel
a GBM) = oligurie
• obvykle větší účast komplementu
― narušení regulační funkce ledvin
vede k hypertenzi
― propouštění červených krvinek =
glomerulární hematurie
― diff. dg. postrenální!
• makroskopická (viditelné pouhým
okem
• mikroskopická (laboratorně
zjištěná)
― v moči menší proteinurie, která
nedosahuje velikosti ztrát
bílkovin u nefrotického
syndromu
• jen tolik bílkovin, kolik je v příměsi
krvě
• nefrotický syndrom
― narušení filtračních schopností
ledvin (zejm. podocyty)
• obvykle větší účast imunitních
mechanizmů
• proto není tolik zvýšen tlak
― dominuje velká proteinurie
• obvykle ztráty bílkovin do moči
3g/den
― v důsledku hypoalbuminémie /
hyporoteinémie se snižuje
onkotický tlak a vznikají
• edémy
― ztráty bílkovin kompenzují játra
zvýšením proteosyntézy, což
vede k
• dyslipidemie ( cholesterol a TAG)
• hyperkoagulačnímu stavu
68
69
nefritický
nefrotický
70
Vrozené choroby ledvin
• polycystická choroba ledvin
(PKD)
― autosomálně dominantní
(ADPKD)
• mutace v genu PKD1 (ch. 16)v
85%, v 15% případů PKD2
• progresivně se rozvíjející
mnohočetné cysty
oboustranně v ledvinách
• hypertenze
• renální insuficience
• ~50% případů ESRD
― recesivní forma vzácná,
závažnější
71