Mesure du débit de filtration glomérulaire

Mesure du débit de filtration glomérulaire La clairance de l inuline, "gold standard"? A. Hadj-Aïssa Service d Exploration Fonctionnelle Rénale et Métabolique Lyon Université Claude Bernard Lyon 1

Caractéristiques d un marqueur idéal pour la mesure du DFG Éliminé par filtration exclusive Pas d élimination extrarénale Non toxique Non métabolisable Non lié aux protéines N interfère pas sur la fonction rénale Facile à doser

Propriétés pharmacocinétiques des principaux marqueurs du DFG Inuline Créatinine Iothalamate DTPA EDTA Iohexol PM (Da) 5200 113 614 393 292 821 Demi-vie D élimination (min) 70 200 120 110 120 90 Liaison protéique (%) 0 0 < 5 5 0 < 2 Espace de distribution LEC Eau totale LEC LEC LEC LEC 125I-iothalamate DTPA = 99mTc-Acide diéthylènethiaminepenta-acétique EDTA = 51Cr-Acide éthylènediaminetetra-acétique Rahn KH. J Hypertens, 1999, 17 :309 317

Clairance de la créatinine

N = 1588, 765 femmes-823 hommes, 18-90 ans (A. Hadj-Aïssa, 2004) 1000 900 Créatininémie (µmol/l) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 50 100 150 200 250 Clairance de l inuline (ml/min/1,73m 2 )

200 n = 2850 Clairance de la créatinine (ml/min/1,73m 2 ) 150 100 50 0 0 50 100 150 200 Clairance de l inuline (ml/min/1,73m 2 ) A. Hadj-Aïssa, 2008

n = 2850 3 Clairance de la créatinine Clairance de l inuline 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Clairance de l inuline (ml/min/1,73m 2 ) A. Hadj-Aïssa, 2008

Technique actuelle du dosage de la créatinine Réaction de Jaffé Jaffe, M, Z. physiol. Chem.,1886, 10,391

Conditions opératoires pour 6 automates d utilisation courante (Roche, Bayer, Beckman, ) Réactifs Conditions Calibrant NaOH Surfactant Acide picrique Température Longueur d onde Préincub. bi-réactif Durée mesure 80 à 694 mmol/l Présent ou absent 4 à 49 mmol/l 37 C 505 nm + 1 à 3 complémentaires Mono ou bi-réactif 160 à 300 sec 25 sec en mono, 90 à 120 sec en bi propre à chaque fabricant

Clairance de marqueurs exogènes

Techniques - 1 Perfusion continue avec recueil des urines Perfusion continue sans recueil des urines Décroissance plasmatique

Techniques - 2 Perfusion continue avec recueil des urines Technique de référence Inconvénients Recueil des urines sur de courtes périodes Perfusion continue

Techniques - 3 Perfusion continue sans recueil des urines Au plateau de concentration plasmatique de l inuline, débit perfusé (DP) = débit excrété (UV) D où C = UV/P = DP/P Technique très alléatoire, abandonnée

Techniques - 4 Décroissance plasmatique Facilité d exécution, mais nécessite en cas d IRC des prises de sang tardives Coût et inconvénients des traceurs radioactifs Plusieurs méthodes de calcul de la décroissance plasmatique Inutilisable pour mesurer des variations aigues du DFG

Clairance de l inuline Historique Réalisation pratique Interprétation Difficultés Indications Contre indications

Jolliffe N, James A. Shannon JA, Smith HW Am J Physiol, 1932, 100:301-312 Shannon JA and Smith HW. J Clin Invest 1935,14: 393 401 Le glucose est librement filtré, mais il est réabsorbé, car source d énergie Les sucres, autres que le glucose et métaboliquement inertes, ne doivent pas être réabsorbés. Le xylose? Il est légèrement réabsorbé Des sucres de PM plus élevés ont moins de chance d être réabsorbés : inuline? L inuline injectée chez le poisson aglomérulaire n est pas retrouvée dans les urines Confirmation par microponction Gutman Y et al, Sci 1965, 147: 753 Harris CA et al, Am J Physiol, 1974, 227: 972

G.A. Rose, Brit Med J, 1969, 2, 91-93

RAHN KH, J Hypertens, 1999, 17 :309-317

L'inuline est un fructane, un polysaccharide de fructose d origine végétale. Il est particulièrement abondant dans la racine de chicorée dont il est extrait industriellement. On le trouve aussi dans d'autres végétaux appartenant à la famille des Asteraceae tel que les topinambours ou les oignons de dahlias, la bardane, la grande aunée et l échinacée.

Topinambour ou artichaut de Jérusalem

Actuellement le Polyfructosan (ou Sinistrin) a remplacé l inuline. C est un polymère du fructose de PM plus bas (3200) soluble dans l eau à température ambiante Extrait de urginea maritima Inutest

108,30

Protocole de la clairance de l inuline par perfusion continue et recueil d urines Temps (min) Dose de charge Perfusion d entretien 0 45 60 75 90 105 120 135 Urine Sang UT U1 U2 U3 U4 ST S1 S2 S3

Reproductibilité de la clairance de l inuline sur 3 périodes de recueil urinaires consécutifs de 30 min chacune (190 patients) % variation par rapport à la moyenne 50 30 10 0-10 -30-50 Moyenne + DS Moyenne - DS 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Moyenne des 3 périodes U1 U2 U3

Méthode de dosage enzymatique de l inuline inuline ou polyfructosan H 2 O 2 glucose 1 ère étape (60 min 37 C) oxydation du glucose et hydrolyse de l Inuline inulinase catalase H 2 O + O 2 glucose oxydase 2 ème étape (30 min 65 C) inactivation de la phosphogluco-isomérase endogène 3 ème étape (10 min) élimination du glucose résiduel 4 ème étape (10 min) détermination du fructose fructose gluconate incubation en milieu alcalin fructose glucose résiduel ATP NADP ATP hexokinase G 6 PDH hexokinase ADP NADPH ADP fructose-6-p 6-P-gluconate NADP PGI + G6PDH NADPH 6-P-gluconate

Méthode de dosage enzymatique de l inuline Sur microplaques de 96 puits (350 µl) Lecture avec un spectrophotomètre (340 nm)

Méthode de dosage enzymatique de l inuline (ou du polyfructosan) Spécifique Reproductible Peu coûteuse ( 0,20 par échantillon) Réalisable par tout laboratoire de biologie disposant d un spectrophotomètre L. Dubourg et al : Dosage enzymatique de l inuline : adaptation aux pratiques cliniques, SNP, 2007

Exemple d épreuve correctement réalisée Débit urinaire Clairance inuline Clairance créatinine ml/min ml/min ml/min U2 16,07 63,9 74,8 U3 16,59 66,1 75,6 U4 15,60 68,5 75,7 Moyenne 16,09 66,15 75,34 Pour 1,73m 2 55 62

La clairance de l inuline Difficultés techniques Mictions spontanées (parfois " miction " impossible) Mictions incomplètes Accès veineux Difficultés liées à la pathologie Uropathie : augmentation de l espace mort urinaire, résidu vésical post-mictionnel

Exemple d épreuve «miraculeusement» exploitable Débit urinaire Clairance inuline Clairance créatinine ml/min ml/min ml/min U2 5,59 57,8 70,2 U3 1,38 14,4 20,1 U4 10,18 108,6 121,1 Moyenne 5,71 60,2 70,5 Pour 1,73m 2 74 86

Exemple d épreuve ininterprétable Débit urinaire Clairance inuline Clairance créatinine ml/min ml/min ml/min U2 0.29 5.7 9.0 U3 0.43 6.5 8.2 U4 3.44 37.3 45.9 U5 14.26 131.0 173.7 Moyenne??? Pour 1,73m 2

Exemple d épreuve révélatrice d une augmentation de l espace mort urinaire (retard d élimination des substances exogènes) Débit urinaire Clairance inuline Clairance créatinine ml/min ml/min ml/min U2 5,60 20,1 170,4 U3 6,38 52,5 151,2 U4 6,18 108,6 121,1 Moyenne??? Pour 1,73m 2

Indications Le "syndrome de Cockcroft " Bilan avant et après don de rein Bilan avant et après greffe non rénale Surveillance chimiothérapie néphrotoxique Morphologies extrêmes Associée à des mesures de réabsorption tubulaires Recherche de variations aigues du DFG Pharmacologie, essais thérapeutiques

Comparaison de la fonction rénale chez le donneur vivant apparenté et le receveur (enfant) Donneur Donneur Filtration Glomérulaire (ml/min) 90 80 70 60 50 40 30 Avant Receveur ** Après Filtration Glomérulaire (ml/min/1,73m2) 90 80 70 60 50 Receveur Avant Après Hadj-Aïssa A. et al, Arch Pédiatr, 1998, 5, 602-609

Indications Le "syndrome de Cockcroft " Bilan avant et après don de rein Bilan avant et après greffe non rénale Surveillance chimiothérapie néphrotoxique Morphologies extrêmes Associée à des mesures de réabsorption tubulaires Recherche de variations aigues du DFG Pharmacologie, essais thérapeutiques

Renal function during anaestesia Mercatello A, A. Hadj-Aïssa A., B. Coronel, J.F. Moskovtchenko Current Opinion in Anaesthesiology, 1992, 5: 442

Laville M, Hadj-Aïssa A, Pozet N, Labeeuw M, Zech P Restriction on use of creatinine clearance for measurement of renal functional reserve Nephron, 1989, 51 :233-236 150 inulin creatinine Clearance, ml/min/1.73m 2 140 130 120 110 meal * * * * * 100 0 60 120 180 240 Time, min

Hadj-Aïssa A, Bankir L, et al Influence of the level of hydration on the renal response to a protein meal Kidney Int 1992, 42 :1207-1216 Low hydration High hydration Time after protein meal

Clairance de l inuline Gold standard? Marqueur glomérulaire idéal Épreuve réalisable en 150 min Dosage devenu simple et peu coûteux Mais Nécessite du personnel (une infirmière pou 2 patients ), une équipe entraînée pour la réalisation, et l interprétation