Braz J Med Biol Res, Febbraio 2000, Volume 33(2) 205-210
Studio dell’acidificazione urinaria in pazienti con ipocitraturia idiopatica
N.C. Araújo e M.A.P. Rebelo
Disciplina de Nefrologia, Hospital Universitário Pedro Ernesto, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Abstract
Introduzione
Abstract 
Hypocitraturia (HCit) è una delle caratteristiche più notevoli di acidosi tubulare renale, ma un difetto di acidificazione non è visto nella maggior parte dei pazienti ipocitraturici, la cui malattia è definita ipocitraturia idiopatica. Per valutare l’integrità dei meccanismi di acidificazione urinaria nei calcolatori di calcio idiopatici ipocitraturici, abbiamo studiato due gruppi di pazienti, ipocitraturici (HCit, N = 21, 39,5 ± 11,5 anni, 11 femmine e 10 maschi) e normocitraturici (NCit, N = 23, 40.2 ± 11,7 anni, 16 femmine e 7 maschi), durante un breve test di carico di cloruro di ammonio della durata di 8 ore. Durante il periodo di riferimento i pazienti HCit hanno mostrato livelli significativamente più alti di acido titolabile (TA). Dopo la somministrazione di cloruro di ammonio, il pH urinario medio (dalla terza all’ottava ora) e l’escrezione di TA e ammonio non differivano significativamente tra i gruppi. Al contrario, durante la prima ora il pH urinario medio era più basso e l’escrezione di TA e ammonio era più alta in HCit. La maggiore escrezione di TA da parte di HCit durante il periodo di base e durante la prima ora suggerisce che il meccanismo del tampone fosfato è attivato. La risposta più precoce nell’escrezione di ammonio da parte di HCit supporta ulteriormente altre prove che i meccanismi di acidificazione reagiscono prontamente. I presenti risultati suggeriscono che nel corso della malattia litiasica, l’ipocitraturia coesiste con sottili cambiamenti nell’escrezione di ioni idrogeno in situazioni basali.
Parole chiave: acidificazione urinaria, ipocitraturia, acidità titolabile, ammonio, test di carico del cloruro di ammonio, litiasi
Introduzione
I difetti di acidificazione urinaria non sono rari nei pazienti con litiasi urinaria. Inizialmente, sono stati riportati solo casi di acidosi tubulare renale distale, ma in seguito è stato stabilito che anche la forma prossimale è associata alla litiasi (1-4). L’incidenza di questo tipo di disturbo varia considerevolmente (dal 3 al 25%) secondo le serie studiate (1-3,5-8). Gli studi in cui sono stati valutati sia i tubuli distali che quelli prossimali hanno dato le percentuali più alte (1,8). L’ipocitraturia (HCit) è una delle caratteristiche più marcate dell’acidosi tubulare distale sia nella sua forma completa (9) che incompleta (10). Tuttavia, la maggior parte dei casi di ipocitraturia non è accompagnata da un difetto di acidificazione, corrispondendo a quella che viene chiamata ipocitraturia idiopatica (11). Secondo Pak (11), una dieta ricca di sodio o di proteine animali o una riduzione dell’assorbimento gastrointestinale degli alcali possono essere fattori determinanti dell’ipocitraturia. Gli studi disponibili sull’acidificazione urinaria nei pazienti litiasici si preoccupano maggiormente di correlare i difetti di acidificazione con l’ipercalciuria renale (4,10, 12) e di associare la presenza del difetto di acidificazione con una maggiore morbilità (1), senza menzionare l’escrezione urinaria di citrato. Pertanto, manca uno studio ben condotto sull’acidificazione urinaria nei pazienti con ipocitraturia idiopatica. L’obiettivo del presente studio è stato quello di valutare l’integrità del meccanismo di acidificazione urinaria in pazienti con ipocitraturia che sono formatori idiopatici di calcoli.
Soggetti e metodi
Tra i pazienti valutati presso la clinica dell’Ospedale Universitário Pedro Ernesto (HUPE), abbiamo selezionato quelli per i quali le cause secondarie di litiasi (iperparatiroidismo, cistinuria, acidosi tubulare renale, iperossaluria, gotta, sarcoidosi, diarrea cronica, ecc.) così come le complicazioni della malattia litiasica (infezioni, idronefrosi) potevano essere escluse, e che avevano completato un’indagine di routine del metabolismo secondo un protocollo descritto altrove (13). Abbiamo quindi testato questi pazienti selezionati per l’acidificazione urinaria con cloruro di ammonio alla dose di 0,1 g/kg di peso corporeo. Sono stati studiati due gruppi, uno con HCit (citrato urinario <320 mg/24 h; N = 21, 39.5 ± 11.5 anni, 11 femmine e 10 maschi) e l’altro con normocitraturia (NCit, citrato urinario ³320 mg/24 h; N = 23, 40.2 ± 11.7 anni, 16 femmine e 7 maschi). Inizialmente, è stato prelevato un campione di urina basale e sono stati analizzati i gas sanguigni arteriosi. La dose corrispondente di cloruro di ammonio è stata poi somministrata e i campioni di urina sono stati prelevati otto volte all’ora. Per mantenere il flusso urinario adeguato, a ciascun paziente sono stati somministrati 150 ml di acqua ogni ora, come raccomandato da Wrong e Davies (14). I pazienti il cui pH urinario non era ridotto a 5,3 o meno in media nei campioni prelevati dalla terza all’ottava ora dopo la somministrazione del farmaco sono stati esclusi dallo studio. Alla fine della quarta ora è stata eseguita una nuova analisi dei gas sanguigni arteriosi per garantire che il farmaco fosse stato efficace nel produrre uno stato di acidosi. Il pH, l’acidità titolabile (TA) e l’ammonio (Am) (15) sono stati misurati nel campione basale e in ogni campione dopo la somministrazione di NH4Cl. I risultati sono riportati come media ± SD. Le differenze tra i gruppi sono state determinate mediante il test t non abbinato di Student e la risposta di ciascun gruppo al cloruro di ammonio è stata valutata mediante il test t abbinato di Student. Il livello di significatività è stato fissato a P<0,05.
Risultati
Non ci sono state differenze tra i gruppi in termini di dose di cloruro di ammonio somministrata (HCit = 6,42 ± 1,18 g vs NCit = 6,33 ± 0,08 g; P>0,05). I due gruppi hanno assorbito e metabolizzato bene il farmaco, come si può osservare dal calo del pH del sangue e del bicarbonato plasmatico nell’analisi dei gas sanguigni eseguita 4 ore dopo l’assunzione di cloruro di ammonio (Tabella 1).
L’escrezione media di pH, ammonio e acidità titolabile nei campioni ottenuti dalla 3a all’8a ora non differiva tra i gruppi (Tabella 1).
L’analisi oraria della curva del pH urinario (Figura 1A) mostra che entrambi i gruppi sono partiti da un valore medio comparabile che è aumentato durante la prima ora, seguito da un calo. C’è stato un aumento significativo del pH nel gruppo NCit durante la prima ora. Questo aumento si è verificato anche nel gruppo HCit, ma non era statisticamente significativo. Quindi, il pH medio era più basso nel gruppo HCit durante la prima ora (P<0,05). Dalla seconda ora alla fine del test, c’è stata una caduta significativa e simile del pH in entrambi i gruppi (P>0,05).
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Figura 1 – Effetto della somministrazione di cloruro di ammonio su pH urinario (A), acidità titolabile (B), ed escrezione di ammonio (C) in pazienti con ipocitraturia (cerchi pieni) e normocitraturia (cerchi bianchi). I dati sono riportati come media ± SD per 18-23 misurazioni per ogni gruppo. *P<0,05 (test t di Student). |
L’acidità titolabile è scesa significativamente durante la prima ora in entrambi i gruppi (P<0,05). A partire dalla seconda ora, tuttavia, c’è stato un aumento che è continuato fino alla fine del test (Figura 1B). Il confronto delle medie orarie ha rivelato che il gruppo HCit ha escreto più TA durante l’ora di controllo e durante la prima ora dopo l’ingestione di NH4Cl (P<0,05) ma non durante le ore successive (P>0,05). L’aumento (media meno basale) dell’escrezione di acidità titolabile era maggiore nel gruppo NCit (P<0,05) (Tabella 1).
La stessa analisi per il cloruro di ammonio ha rivelato che dopo l’assunzione di NH4Cl c’era un aumento dell’escrezione che era già significativo per il gruppo HCit durante la prima ora (P<0,05) e nel gruppo NCit a partire dalla seconda ora (P<0,05) (Figura 1C). Il confronto delle medie orarie ha mostrato una maggiore escrezione nel gruppo HCit solo durante la prima ora (P<0,05).
Nella tabella 2, i valori di escrezione urinaria di TA per il gruppo HCit allo stato basale osservati nel presente studio sono tra i più alti riportati in letteratura, sia per gli individui normali che per i pazienti che formano la pietra. Heilberg et al. (16) hanno riportato valori di TA basale più bassi dei nostri in pazienti con ipocitraturia. Tuttavia, hanno incluso casi di pH urinario superiore a 5,3 dopo un sovraccarico di NH4Cl. Nel lavoro di Wrong e Davies (14), l’escrezione di TA dopo lo stimolo di cloruro di ammonio era più alta che nel nostro studio, anche se il loro gruppo consisteva solo di 3 pazienti litiasici (tabella 2). Rispetto ai valori riportati per gli individui normali, l’escrezione di TA dei nostri pazienti dopo lo stimolo del cloruro di ammonio era situata in una posizione intermedia (Tabella 2).
L’escrezione di fosfato nelle ventiquattro ore era simile in entrambi i gruppi (Tabella 1).
Discussione
Il meccanismo fondamentale che determina l’ipocitraturia è un aumento dell’assorbimento tubulare del citrato, una situazione che si verifica principalmente in presenza di acidosi. Tuttavia, nella maggior parte dei casi di ipocitraturia non c’è acidosi sistemica e si suppone che il meccanismo di acidificazione, basato sul pH urinario, sia intatto. Studi sperimentali rivelano che in caso di acidosi cronica i meccanismi di acidificazione urinaria sono più attivi (17). È noto che nella forma incompleta di acidosi tubulare renale distale l’escrezione esagerata o normale di ammonio impedisce la comparsa di acidemia, anche se l’ipocitraturia è già presente. Ci sono prove che la forma incompleta di acidosi tubulare renale è uno stadio iniziale della forma completa. Non sappiamo se esiste uno stadio precedente. Un difetto di acidificazione non è stato trovato nella maggior parte dei pazienti con litiasi ipocitraturica (18), indicando che gli individui possono espellere urine con un pH uguale o inferiore a 5,3, il che costituisce ciò che è noto come ipocitraturia idiopatica (11). Secondo Battle et al. (19), la capacità di espellere urina con un pH di 5,3 non significa necessariamente un processo intatto di secrezione di idrogeno attraverso il tubulo distale. Nel presente studio, abbiamo valutato l’escrezione di ioni idrogeno determinando il pH e i livelli di TA e di ammonio.
I presenti risultati mostrano che i pazienti ipocitraturici escono più acido titolabile nel campione basale e durante la prima ora. È noto che l’acidità titolabile dipende fondamentalmente dal pK del tampone, dalla disponibilità del tampone e dal pH delle urine (20). Dal momento che il gruppo HCit ha mostrato un pH urinario più basso durante la prima ora, ci si aspettava di espellere più TA esattamente durante la stessa ora, come è stato effettivamente il caso. La correlazione inversa tra il pH urinario e l’escrezione di acidità titolabile dipendente dai fosfati si verifica solo in intervalli di pH uguali o superiori a 5,5. A causa del pK del fosfato (6,8), quando il pH è inferiore a 5,5 quasi tutto il fosfato dibasico (HPO42-) è stato trasformato in fosfato monobasico (H2PO4-) e il tamponamento cessa a meno che non ci sia un aumento dell’escrezione di fosfato. La maggiore escrezione di TA nel gruppo HCit nella situazione basale in cui il pH urinario era equivalente nei due gruppi suggerisce una maggiore disponibilità di tampone di fosfato durante quest’ora. Una maggiore disponibilità di fosfato al mattino presto dopo l’astinenza notturna dal cibo suggerisce che questa differenza non è dovuta a un effetto acuto della dieta. L’escrezione di fosfato nelle ventiquattro ore era simile in entrambi i gruppi (tabella 1), suggerendo che la differenza nell’AT non può essere attribuita al fosfato. Tuttavia, alcune peculiarità del ritmo circadiano del fosfato non escludono totalmente la possibilità che il fosfato contribuisca a una maggiore escrezione di AT. Il fosfato sierico presenta un ritmo circadiano che raggiunge un picco nelle prime ore e una caduta massima intorno alle 10:00 del mattino; per coincidenza, l’escrezione urinaria di fosfato è inferiore tra le 7:00 e le 10:00 del mattino rispetto alle altre 21 ore del giorno (21). Pertanto, sebbene l’escrezione urinaria di fosfato nelle 24 ore non differisse tra i due gruppi di pazienti, non possiamo escludere una differenza nei segmenti della curva di escrezione giornaliera nei nostri pazienti. L’ora delle 10:00 del mattino coincideva anche con il calo dell’escrezione di acidità titolabile sperimentato da entrambi i gruppi subito dopo l’assunzione di cloruro di ammonio, che era tuttavia inferiore nel gruppo HCit. Si può supporre che nel gruppo HCit questo calo sia stato attenuato da una maggiore escrezione di acidità titolabile nei campioni basali del ritmo circadiano, il che potrebbe giustificare una maggiore escrezione di acidità titolabile nei campioni della prima ora. L’origine del fosfato potrebbe corrispondere a un effetto cronico della dieta o anche alle ossa, anche se questa possibilità è puramente speculativa. Dopo la prima ora di assunzione di NH4Cl non viene più rilevata una differenza nell’escrezione di TA o nel pH urinario tra i due gruppi.
Il gruppo NCit, partendo da un valore basale inferiore di TA, era più capace di aumentare l’escrezione di acidità titolabile rispetto al gruppo HCit, suggerendo che in quest’ultimo gruppo il processo di attivazione era già vicino al punto di saturazione. L’escrezione media di ammonio era uguale in entrambi i gruppi. Tuttavia, il gruppo HCit ha presentato una risposta precoce in termini di escrezione di ammonio, sostenendo l’idea che i meccanismi di acidificazione sono iper-reattivi, come osservato nella situazione di acidosi cronica. Il test ha dimostrato che il gruppo HCit ha escreto una parte importante del carico acido durante la prima ora, mentre nel gruppo NCit questo fenomeno si è verificato più tardi. È molto probabile che questo fenomeno rifletta un effetto cronico della dieta nei pazienti ipocitraturici. È noto che nell’ipocitraturia con acidificazione urinaria normale i fattori coinvolti sono una dieta ricca di sodio o proteine animali o una riduzione dell’assorbimento gastrointestinale degli alcali (11).
I risultati qui ottenuti suggeriscono che nel corso della malattia litiasica, l’ipocitraturia coesiste con sottili cambiamenti nell’escrezione di ioni idrogeno in situazioni basali, forse rappresentando la caratteristica iniziale di un difetto di acidificazione che precede l’acidosi tubulare renale distale incompleta. Un ulteriore studio di follow-up è necessario per valutare se questi pazienti mostreranno una delle forme di acidosi tubulare renale distale in futuro.
1. Backman U, Danielson BG, Johansson G, Ljunghall S & Wilkström B (1990). Incidenza e importanza clinica dei difetti tubolari renali in renali ricorrenti stone formers. Nephron, 25: 96-101.
2. Cintron-Nadal E, Lespier LE, Roman-Miranda A & Martinez-Maldonado M (1977). Capacità acidificante renale in soggetti con formazione di calcoli ricorrenti. Giornale di Urologia, 118: 704-706.
3. Surian M, Malberti F, Cosci P, Corradi B, Colussi G, De Ferrari ME, Poggi M, Luini A & Mineti L (1987). Acidosi tubulare renale nella nefrolitiasi da calcio ricorrente. Contributi alla Nefrologia, 58: 44-48.
4. Tessitore N, Ortalda V, Fabris A, D’Angelo A, Rugiu C, Oldrizzi L, Lupo A, Valvo E, Gammaro L, Loschiavo C, Panzetta G, Panebianco R, Bedogna V & Maschio G (1985). Difetti di acidificazione renale in pazienti con nefrolitiasi di calcio ricorrente. Nephron, 141: 325-332.
5. Antón FM, Puig GJ, Gaspar G, Martínez ME, Ramos T & Martínez Piñeiro JÁ (1984). Acidosi tubulare renale nei calcolatori renali ricorrenti. European Urology, 10: 55-59.
6. Backman U, Danielson BG & Sohtell M (1976). Capacità di acidificazione dell’urina nei calcolatori renali. Scandinavian Journal of Urology and Nephrology, 35 (Suppl): 49-61.
7. Cochran M, Peacock M, Smith DA & Nordin BEC (1968). Acidosi tubulare renale di pielonefrite con malattia di pietra renale. British Medical Journal, 2: 721-729.
8. Fellström B, Backman U, Danielson BG, Johansson G, Ljunghall S & Wilkström B (1982). Escrezione urinaria di urato nella malattia renale di calcare e nei disturbi dell’acidificazione tubulare renale. Giornale di Urologia, 127: 589-592.
9. Norman ME, Feldman NI, Cohn RM, Roth KS & McCurdy DK (1978). Escrezione urinaria di citrato nella diagnosi di acidosi tubulare renale distale. Journal of Pediatrics, 92: 394-400.
10. Konnak JW, Kogan BA & Lau K (1982). Calcoli renali associati con acidosi tubulare renale distale incompleta. Giornale di Urologia, 128: 900-902.
11. Pak CYC (1991). Citrato e calcoli renali: nuove intuizioni e direzioni future. American Journal of Kidney Diseases, XVII: 420-425.
12. Nutahara K, Higashihara E, Yasunori I & Niijima T (1989). Ipercalciuria renale e difetto di acidificazione in pazienti con calcoli renali. Giornale di Urologia, 141: 813-818.
13. Levy FL, Adams-Huet B & Pak CYC (1995). Valutazione ambulatoriale della nefrolitiasi: un aggiornamento di un protocollo del 1980. American Journal of Medicine, 98: 50-59.
14. Sbagliato O & Davies HEF (1959). L’escrezione di acido nella malattia renale. Giornale trimestrale di medicina, 110: 259-313.
15. Chan JCM (1972). La determinazione rapida dell’acido titolabile e dell’ammonio urinari e la valutazione del congelamento come metodo di conservazione. Biochimica clinica, 5: 94-98.
16. Heilberg IP, Velasco ROP, Moreira SRS & Schor N (1995). Provas de acidificação urinária. In: Schor N & Heilberg IP (Editors), Calculose Renal – Fisiopatologia, Diagnóstico e Tratamento. Sarvier, São Paulo, 158-160.
17. Pitts RF (1948). L’escrezione renale di acido. Atti della Federazione, 7: 418-426.
18. Nicar MJ, Skurla C, Sakhaee K & Pak CYC (1983). Bassa escrezione urinaria di citrato nella nefrolitiasi. Urologia, 1: 8-14.
19. Battle D, Grupp M, Gaviria M & Kurtzman NA (1982). Acidosi tubulare renale distale con capacità intatta di abbassare il pH urinario. American Journal of Medicine, 72: 751-758.
20. Simpson DP (1971). Controllo dell’omeostasi dello ione idrogeno e dell’acidosi renale. Medicina, 50: 503-541.
21. Borghi L, Elia GF, Trapassi MR, Barbarese F, Melloni E, Amato F, Guerra A & Novarini A (1987). Composizione urinaria in uomini normali con dieta e stile di vita abituali. Contributi alla Nefrologia, 58: 21-24.
22. Tannen RL (1971). La risposta dei soggetti normali al test breve del cloruro di ammonio: l’influenza modificante della produzione renale di ammoniaca. Scienza clinica, 41: 583-595.
23. Falls Jr WF (1972). Confronto dell’acidificazione urinaria e dell’escrezione di ammonio in soggetti normali e gottosi. Metabolismo, 21: 433-445.
24. Oster JR, Hotchkiss JL, Carbon M, Farmer M & Vaamonde CA (1975). Un test di acidificazione renale di breve durata con cloruro di calcio. Nephron, 14: 281-292.
25. Backman U, Danielson BG & Sohtell M (1976). Un test di acidificazione renale di breve durata. Scandinavian Journal of Urology and Nephrology, 35 (Suppl): 33-49.