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Manuel Gil FernándezISSGA Rande
NEFROTÓXICOS
1. Antibióticos.
2. Metales pesados.
3. Herbicidas.
4. Antiinflamatorios.
GLOMÉRULO
Localization of candidate biomarkers shown using im munohistochemistry.
200 µ
GLOMÉRULO
TÚBULO CONTORNEADO
PROXIMAL
TÚBULO DISTAL
ASA DEHENLE
Localization of candidate biomarkers shown using im munohistochemistry.
Localization of candidate biomarkers shown using im munohistochemistry.
Localization of candidate biomarkers shown using im munohistochemistry.
NEFROTÓXICOS
Nefropatía tubulointersticial� Aguda (75% fármacos). Mecanismo inmunológico. � Crónica Metales pesados. Mecanismo tóxico.
Necrosis tubular aguda
Glomerulopatía
� Enfermedad de cambios mínimos. � Glomeruloesclerosis focal segmentaria. � Glomerulonefritis membranosa.
Necrosis papilar
BIOMARCADOR
Cualquier medida que refleje la interacción de un agente ambiental con un sistema biológico.
Biomarkers and risk assessment: Concepts and principles. WHO 1993
BIOMARCADOR
EXPOSICIÓN:
La determinación de una substancia química o metabolito dentro del organismo.También podría considerarse como tal , la dosis efectiva
.
Que llega a los tejidos y células. Cuantificando para ello las uniones covalentes de especies reactivas a macromoléculas; o bien midiendo el total de aductos de DNA. Lo cual indicaría la dosis, real del tóxico, que alcanzó las organelas o macromoléculas diana.
Biomarkers and risk assessment: Concepts and principles. WHO 1993
BIOMARCADOR
EFECTO:
El que detecta cambios fisiológicos en el organismo como resultado de la exposición a un xenobiótico.
BIOMARCADOR
EFECTO:
� Variación en los recuentos celulares sanguíneos.
� Actividad enzimática alterada.� Aductos de ADN.� Incrementos de ARN-m.� Aumentos proteínas.� Alteraciones respuesta inmune.
BIOMARCADOR
SUSCEPTIBILIDAD:
Los que reflejan los factores genéticos o adquiridos, del organismo, que modifican la respuesta a los xenobióticos.
BIOMARCADOR
MARCADOR BIOLÓGICO IDEAL:
� Provenga de una muestra fácil de obtener, preferentemente no invasiva.
� Estabilidad en la muestra.� Especificidad y sensibilidad adecuadas.� Refleje cambios subclínicos y reversibles.� Éticamente aceptable.
BIOMARCADORES RENALES
PROTEÍNAS
� Albúmina.� Ferritina.� Tamm-Horsfall mucoproteína.
De alto peso molecular:
De bajo peso molecular:
� Retinol binding proteina.� β2 - microglobulina.� α1 - microglobulina.� NGAL.� CC 16.� Cistatina C.
BIOMARCADORES RENALESENZIMAS
� LDH.� Glutatión-S-Transferasa.
Citosólicas:
Hidrolasas lisosomiales:
� NAG.� β - galactosidasa.� β - glucosidasa.
Membrana celular:� GGT.� Alanina aminopeptidasa.� Fosfatasa alcalina.� Kim-1
BIOMARCADORES RENALESANTÍGENOS DEL BORDE EN CEPILLO
� CB 7� CG 9� HF 5
ANTÍGENOS DEL TUBO COLECTOR
� RPA-1 (en la rata)
� BBA� BB 50
β2 - MICROGOBULINA
Proteina con un PM de 11,800 daltons. Se le atribuye un papel importante en la respuesta inmunitaria, especialmente en la activación de los linfocitos T.Filtra libremente por el glomérulo renal.Reabsorbida en un 99,9 % por el túbulo proximal.En personas sanas aumenta en orina cuando su concentración en suero > 5 mg/L.Valores de referencia en orina: <0.4 mg/L
α1 - MICROGOBULINA
Glucoproteína con un PM de 33,000 daltons. Se sintetiza en los hepatocitos y linfocitos.
Atraviesa libremente el glomérulo renal.
Se reabsorbe el 99.8% en el túbulo proximal.
Valores de referencia: 0-24 mg/24 h
PROTEÍNA LIGANTE DEL RETINOL
PM de 21.400 Da. Filtra libremente por el glomérulo renal.Reabsorbida en un 99.97% por el túbulo proximal que se encarga de metabolizarla.Transporta al retinol. Unido a él su PM es de 90 KDa, por lo que no atraviesa entonces la membrana glomerular. Por ello es difícil precisar su dintel plasmático.
NAG
Enzima lisosomial presente en todos los tejidos, siendo el riñón el órgano con mayor contenido de la misma, y dentro de él en el TCP.PM de 130 a 140 KDa. Por ello no filtra a través de la membrana basal.Dos isoenzimas principales: A y B.En personas sanas predomina la A con ratio A/B > 5.Cuando hay daño renal aumenta la presencia de la B.Esta isoenzima predomina en el TCP.
N-ACETIL-β-D-GLUCOSAMINIDASA
GLUTATIÓN-S-TRANSFERASA
α Glutatión-S-Transferasa:
Isoenzimas detoxificantes de fase II. Se encuentran en el riñón en varias isoformas.
π Glutatión-S-Transferasa:
µ Glutatión-S-Transferasa:
Predomina en las células del túbulo proximal
Predomina en las células del túbulo distal
Predomina en las células del túbulo distal de la rata
Localization of candidate biomarkers shown using im munohistochemistry.
Harpur E et al. Toxicol. Sci. 2011;122:235-252
LOCALIZACIÓN DE LOS BIOMARCADORES POR MÉTODO INMUNO HISTOQUÍMICO
Kim-1
Proteína transmembránica no detectable en riñones normales, pero que aumenta en las células del túbulo proximal después de un daño tóxico o isquémico.Impulsa la regeneración epitelial y regula la apoptosis de las células tubulares.
MOLÉCULA DE DAÑO RENAL 1
RIÑÓN NORMAL
RIÑÓN CON NECROSISTUBULAR AGUDA
EXPRESIÓN DE KIM - 1
CC 16
Proteína de 15.8 KDa, sintetizada en las células de clara del pulmón.Inmunorregulador antiinflamatorio.Eliminada por filtración glomerular.Reabsorbida y catabolizada por las células del túbulo proximal.Se considera un marcador más sensible que la RBP y las β-2/ α-1 microglobulinas en la lesión renal por Cd.
PROTEÍNA DE LAS CÉLULAS DE CLARA
NGAL
Cadena polipeptídica de 178 aminoácidos con PM de 25 KDa.Promueve la proliferación y supervivencia de las células tubulares y limita la apoptosis de las mismas.Es expresada en neutrófilos y células epiteliales incluyendo las del túbulo distal y colector.Filtra libremente por el glomérulo y se reabsorbe en el TCP. Por ello solo se encuentra en la orina cuando no se reabsorbe o aumenta su síntesis en el asa de Henle o en el tubo colector.
LIPOCALINA ASOCIADA A LA GELATINASA NEUTROFÍLICA
CISTATINA C
Proteína de PM 13,3 KDa, inhibidora de la cisteín proteasa, sintetizada por todas las células nucleadas.Filtra libremente por el glomérulo renal.Reabsorbida totalmente por el túbulo proximal.No es secretada.A diferencia de la creatinina, el sexo, edad, raza y masa muscular no afectan a su concentración en suero.
ESTUDIOS EN RATAS
Harpur E et al. Toxicol. Sci. 2011;122:235-252
La α-GST es un marcador m ás preciso que la NAG para detectar degeneración/necrosis en el túbulo proximal.
RPA-1 tiene alta especificidad para detectar daño en tubo colector (necrosis papilar).
La clusterina es superior a la NAG detectando daño en túbulo renal.
A pesar de que la clusterina se expresa como resultado de un daño tubular y de otras lesiones renales, aún no está establecido su uso como biomarcador renal.
CADMIO
Encontraban a la RBP y β2-m más sensibles que la NAG para detectar daño tubular.
Chia et al (1989) encuentran aumento significativo de la NAG en expuestos con valores de Cd-U < 3 µg/g C.Bernard, Lauwerys y Roels habían concluido en la década de los 90 que 10 µg/g C era el límite para l a aparición de proteinuria tubular (corresponde a una concentración de Cd renal de 200 µg/g de cortex renal).En personas con LWMP la lesión tubular sería reversible cuando la β2-m < 1.5 mg/g C o el Cd U nunca superase los 20 µg/g C.
Por otra parte afirmaban que con 4 µg/g C aparecerían en orina los antígenos del borde en cepillo y la proteinuria de alto peso melecular.
En sangre 5 µg/L
En orina 5 µg/g C
En sangre 5 µg/L
En orina 5 µg/g C
CADMIOJung et al (1993) encuentran elevación de la α1-microglobulina con valores de Cd-U < 5 µg/g C. (Recomiendan NAG y α1-microglobulina en screening).
A diferencia de ellos, Garçon et al (2004) consideran a la α-GST como el mejor biomarcador . Presente ya con valores de Cd-U < 5 µg/g C.
Liu et al (1998) encuentran elevación de la β2-microglobulina y NAG con cifras de Cd- U de 2.44 µg/g C.
Noonan et al (2002) en personas con Cd-U < 2 µg/g C observaron aumento de NAG y AAP, pero no de β2-m.
CADMIO
Se ha sugerido que la exposición reiterada al Cd induce cambios en el metabolismo del ácido siálico, lo que provoca alteraciones de la barrera glomerular y la aparición de proteinuria.
Todos estos trabajos apuntan a una lesión tubular como inicio de la patología renal por Cd. No obstante Mueller et al con Cd-U de 3.6-4.2 µg/g C evidenció albuminuria sin presencia de proteínas de bajo peso molecular, lo cual iría a favor de una glomerulopatía.
CADMIO
En la esposición crónica a bajos niveles de Cd el órgano crítico es el riñón túbulo proximal.
Biomarcadores clásicos: , β2-microglobulina, RBP, CC -16, metalotioneina, α1-microglobulina.
Biomarcadores m ás sensibles: NAG, α-GST y Kim -1.
Biomarcador m ás eficaz: Kim -1.
MERCURIO
Ellingsen et al (2000), midiendo NAG, AAP, β2-m, ALP, albúmina, calicreína y glicosaminoglicanos, entre otros marcadores, solo apreciaron elevación de la NAG en trabajadores expuestos a Hg metálico con cifras urinarias de 10 µg/g c.
Alinovi et al no encuentran alteración en los biomarcadores renales de expuestos con Hg urinario< 35 µg/g C.Trabajadores expuestos con Hg U de 41 µg/g C, etilizando albúmina, NAG y β2- m, encontramos elevación significativa con respecto al grupo control de la albuminuria.
En sangre 15 µg/L (10)
En orina 35 µg/g C (30)
En sangre 15 µg/L (10)
En orina 35 µg/g C (30)
VALOR L ÍMITE BIOLÓGICO
En sangre 5 µg/L
En orina 5 µg/g C
En sangre 5 µg/L
En orina 5 µg/g C
En sangre 15 µg/L (10)
En orina 35 µg/g C (30)
En sangre 15 µg/L (10)
En orina 35 µg/g C (30)
En sangre 70 µg/dlEn sangre 70 µg/dl
Cadmio
Mercurio
Plomo