Come un esame abile e motivato del sedimento urinario può salvare i reni

(Section Editor: A. Neyrier)

Introduzione

In molte unità nefrologiche, l’analisi delle urine viene effettuata solo tramite dipstick, mentre l’esame del sedimento urinario è affidato al personale dei laboratori centrali, lontano dal letto del paziente e senza la conoscenza delle caratteristiche cliniche dei pazienti.

Il seguente caso dimostra l’importanza che l’esame del sedimento urinario ha ancora nella pratica clinica, quando viene eseguito da nefrologi esperti nel settore.

Caso

Il 16 settembre 1997, uno di noi (FGB) ha esaminato al microscopio a contrasto di fase il sedimento urinario di un paziente ambulatoriale, le cui urine al dipstick erano positive all’emoglobina (+++) e all’albumina (+). Il sedimento urinario conteneva 50-60 eritrociti/campo ad alta potenza (HPF) di tipo glomerulare, cioè >5% acantociti, 3-5 leucociti/HPF, > 1 getto/campo a bassa potenza (getti ialini, granulari, epiteliali ed eritrocitari) e 3-5 cellule tubulari renali/HPF, che erano mescolate a diversi frammenti di epitelio tubulare (Figura 1).

Fig. 1.

Cellule tubulari renali (frecce) e un frammento di epitelio tubulare (punta di freccia) (microscopia a contrasto di fase, ingrandimento originale × 400).

Fig. 1.

Cellule tubulari renali (frecce) e un frammento di epitelio tubulare (punta di freccia) (microscopia a contrasto di fase, ingrandimento originale × 400).

Questi risultati, che erano quelli di un sedimento nefritico associato a chiari segni di grave danno tubulare, ci hanno portato a indagare ulteriormente sulle caratteristiche cliniche del paziente.

Quindi, abbiamo allegato una nota al rapporto del sedimento urinario, in cui abbiamo chiesto al paziente di contattarci il più presto possibile. Il giorno dopo, un ragazzo arrivò alla nostra unità, che ci disse che il campione di urina apparteneva a suo padre, che era sotto valutazione clinica per un dolore lombare destro di recente insorgenza. Preoccupati dalla gravità dei risultati del sedimento urinario, abbiamo chiesto al paziente di fornire un nuovo campione di urina e di controllare la funzione renale.

Il nuovo sedimento urinario era lo stesso di prima. Come nel campione precedente, le cellule uroepiteliali atipiche che indicano la presenza di una neoplasia uroteliale, che nel nostro paziente avrebbe potuto spiegare il dolore lombare, erano assenti. Queste cellule sono caratterizzate da forma irregolare, nucleo allargato e irregolare, aumentato rapporto nucleare/citoplasmatico, o aumentato numero (>3) e/o dimensione (>5 μm) dei nucleoli. Utilizzando la microscopia a contrasto di fase, siamo stati in grado di identificare tali cellule in pazienti occasionali, per i quali la nostra scoperta è stata sempre confermata dall’esame citologico delle urine con colorazione Papanicolaou. È interessante notare che queste cellule sono molto simili alle cellule trovate nelle urine di pazienti con infezione da polyomavirus BK, che possiamo anche identificare con la microscopia a contrasto di fase senza la necessità di macchie. La proteinuria era di 2,9 g/l, la creatinina sierica era di 1,8 mg/dl (GFR stimato dalla formula di Cockcroft-Gault 39 ml/min), mentre era di 1,1 mg/dl un mese prima.

Pertanto, il paziente è stato ricoverato nella nostra unità. L’anamnesi clinica non è stata movimentata, e non c’è stata alcuna storia di uso di droghe. Il paziente era senza sintomi, tranne un lieve dolore lombare destro. L’indice di massa corporea era 22 (valore normale 18,5-25), la pressione sanguigna era 130/80 mmHg, la frequenza cardiaca era 76 battiti/min. Non c’erano segni di disidratazione. All’ecografia, i reni erano normali senza calcoli, dilatazioni o aumento delle dimensioni, per cui abbiamo ipotizzato che il dolore lombare non fosse di origine renale e fosse probabilmente dovuto alla spondilo-artrosi della colonna vertebrale. A questo punto, il paziente è stato sottoposto ad una biopsia renale.

Il campione renale conteneva 21 glomeruli, tre dei quali erano globalmente sclerotici; altri tre mostravano aree segmentali di necrosi fibrinoide ( Figura 2 A) e altri due mostravano piccole mezzelune cellulari. Numerosi tubuli erano pieni di calchi eritrocitari ( Figura 2 B), mentre altri mostravano cambiamenti degenerativi dell’epitelio, associati al distacco focale delle cellule dalla membrana tubulare di base ( Figura 2 C) e caratteristiche rigenerative, che erano tutte indicative di una necrosi tubulare acuta in corso. L’interstizio ha mostrato un lieve edema e un infiltrato cellulare mononucleare focale e lieve senza tubulite, mentre i vasi erano normali. Con l’immunofluorescenza, solo il fibrinogeno è stato trovato all’interno delle aree necrotiche dei glomeruli.

Fig. 2.

( A ) Uno dei tre glomeruli con un’area di necrosi fibrinoide (freccia); ( B ) Calchi eritrocitari all’interno dei tubuli renali (frecce); ( C ) Un tubulo che mostra la perdita di un’ampia porzione dell’epitelio tubulare (**) e tubuli che mostrano gravi cambiamenti degenerativi dell’epitelio (frecce) (colorazione AFOG, ingrandimento originale × 400).

Fig. 2.

( A ) Uno dei tre glomeruli con un’area di necrosi fibrinoide (freccia); ( B ) Calchi eritrocitari all’interno dei tubuli renali (frecce); ( C ) Un tubulo che mostra la perdita di una grande porzione dell’epitelio tubulare (**) e tubuli che mostrano gravi cambiamenti degenerativi dell’epitelio (frecce) (colorazione AFOG, ingrandimento originale × 400).

A causa della positività per p-ANCA (test immunologico anti-MPO, Immunoscan Euro-Diagnostica, Malmö, Svezia), è stata fatta una diagnosi di GN necrotizzante pauci-immune positiva per p-ANCA associata a necrosi tubulare acuta, che è stata trattata con tre pulsazioni i.v. metilprednisolone di 500 mg ciascuno, seguito da prednisone orale (0,5 mg/kg/die) e ciclofosfamide orale (1,5 mg/kg/die).

Al follow-up, c’era una lenta ma progressiva diminuzione della creatinina sierica, con una progressiva eliminazione delle anomalie urinarie. Nel novembre 1998, 14 mesi dopo la diagnosi, la creatinina sierica era di 1,1 mg/dl (GFR stimato 66 ml/min), e il sedimento urinario conteneva solo 3-4 eritrociti/HPF e occasionali colate ialine e ialino-granulari. La proteinuria era assente, mentre il p-ANCA era ancora debolmente positivo. Il trattamento consisteva nel prednisone, 2,5 mg a giorni alterni.

Discussione

A nostro avviso, questo caso è interessante e istruttivo per tre motivi.

In primo luogo, mostra che se le urine fossero state analizzate solo con il dipstick, sarebbe stata rilevata solo la presenza di ematuria e albuminuria. Non sarebbe stata rilevata la presenza di calchi eritrocitari, cellule tubulari e frammenti di epitelio tubulare, risultati che ci hanno allarmato e hanno spinto ad ampliare l’indagine clinica, che ha portato alla diagnosi di una malattia renale acuta, grave e curabile.

E’ importante ricordare che il dipstick ha altri limiti oltre al fatto che non rileva marcatori importanti della malattia renale come i calchi, le cellule tubulari, i lipidi e i cristalli.

Il dipstick per l’emoglobina, usato per diagnosticare l’ematuria e basato sull’attività della pseudoperossidasi dell’eme moiety dell’emoglobina, che catalizza la reazione di un perossido e un cromogeno per produrre un prodotto colorato, è stato trovato per avere una sensibilità del 75% e una specificità dell’88,6% rispetto all’esame microscopico del sedimento urinario. I risultati falsi negativi possono essere causati da urine concentrate o acide e soprattutto dalla presenza nelle urine di quantità variabili di acido ascorbico, che può portare alla non diagnosi di ematuria microscopica di basso grado. D’altra parte, risultati falsi positivi si verificano soprattutto per la presenza nelle urine di emoglobina libera (come visto in emoglobinuria), mioglobina (come visto in lesioni muscolari marcate), o alte concentrazioni di batteri con attività pseudoperossidasi, come Enterobacteriaciae, Staphylococci e Streptococchi .

Il dipstick per le proteine si basa sul principio dell'”errore proteico”, per il quale la presenza di proteine in un tampone provoca un cambiamento di pH che è proporzionale alla loro concentrazione. Questo metodo è sensibile all’albumina (ad una soglia di >250 mg/l), ma è molto meno sensibile alle proteine tubulari e alle immunoglobuline a catena leggera. Inoltre, è solo un metodo semi-quantitativo, che permette solo una quantificazione approssimativa dell’albumina urinaria. Per esempio, in una coorte di 30 pazienti con + albuminuria tramite dipstick (Combur Test, Roche Diagnostics, GmbH, Mannheim, Germania), abbiamo trovato che la proteinuria, misurata tramite saggio di pirogallolo rosso, variava da 100 a 1600 mg/l (media ± SD = 800 ± 300). Queste caratteristiche possono spiegare la discrepanza che abbiamo trovato nel nostro paziente tra la proteinuria da dipstick (+) e la proteinuria da saggio di pirogallolo rosso (2,9 g/l).

In secondo luogo, se il sedimento delle urine fosse stato esaminato in un laboratorio centrale, dove le cellule tubulari e i vari calchi patologici spesso non vengono riconosciuti, ancora una volta la gravità della malattia renale sarebbe stata mancata, con gravi conseguenze per la salute del paziente.

In terzo luogo, questo caso mostra chiaramente la stretta correlazione che può esistere tra i cambiamenti intrarenali e i risultati del sedimento urinario (tabella 1). Così, se la necrosi fibrinoide e la proliferazione extracapillare, causando lo stravaso degli eritrociti nello spazio di Bowman, sono il meccanismo causale dell’ematuria grave, il passaggio degli eritrociti nel sistema tubulare e il loro intrappolamento nella matrice di formazione dei calchi, spiega il ritrovamento di calchi eritrocitari nella biopsia renale così come nelle urine. Infine, il danno del sistema tubulare, in questo caso secondario al danno glomerulare acuto e grave, si correla bene con la presenza di cellule tubulari e di frammenti tubulari nelle urine.

Tabella 1.

Correlazioni tra biopsia renale e reperti del sedimento urinario

biopsia renale . Meccanismi di collegamento . Sedimento urinario .
Necrosi glomerulare/proliferazione extracapillare Extravasazione di eritrociti negli spazi di Bowman e il loro passaggio nei tubuli Ematuria marcata
Castelli eritrocitari intratubulari Trasporto dei cast dal flusso intratubulare attraverso il sistema tubulare Cilindruria eritrocitaria
Danno epiteliale tubulare renale Sloughing delle cellule tubulari renali all’interno del lume tubulare Renal cellule tubulari renali e frammenti tubulari
Biopsia renale . Meccanismi di collegamento . Sedimento urinario .
Necrosi glomerulare/proliferazione extracapillare Extravasazione di eritrociti negli spazi di spazi di Bowman e il loro passaggio nei tubuli Ematuria marcata
Castelli eritrocitari intratubulari Trasporto di cast da parte del flusso intratubulare attraverso il sistema tubulare Cilindruria eritrocitaria
Danno epiteliale tubulare renale Sloughing delle cellule tubulari renali all’interno del lume tubulare Cellule tubulari renali e frammenti tubulari
Tabella 1.

Correlazioni tra biopsia renale e risultati del sedimento urinario

Biopsia renale . Meccanismi di collegamento . Sedimento urinario .
Necrosi glomerulare/proliferazione extracapillare Extravasazione di eritrociti negli spazi di Bowman e il loro passaggio nei tubuli Ematuria marcata
Castelli eritrocitari intratubulari Trasporto dei cast dal flusso intratubulare attraverso il sistema tubulare Cilindruria eritrocitaria
Danno epiteliale tubulare renale Sloughing delle cellule tubulari renali all’interno del lume tubulare Renal cellule tubulari renali e frammenti tubulari
Biopsia renale . Meccanismi di collegamento . Sedimento urinario .
Necrosi glomerulare/proliferazione extracapillare Extravasazione di eritrociti negli spazi di Bowman e il loro passaggio nei tubuli Ematuria marcata
Castelli eritrocitari intratubulari Trasporto dei cast da parte del flusso intratubulare attraverso il sistema tubulare Cilindruria eritrocitaria
Danno epiteliale tubulare renale Sfaldamento delle cellule tubulari renali nel lume tubulare Cellule tubulari renali e frammenti tubulari

Le cellule tubulari renali possono essere trovate in un ampio spettro di disturbi renali ( Tabella 2 ), e la presenza (o assenza) di altri componenti del sedimento urinario può essere di grande aiuto per una diagnosi corretta. Così, le cellule tubulari renali associate solo a getti granulari ‘muddy brown’ e i calchi di cellule tubulari renali suggeriscono una necrosi tubulare acuta ischemica o nefrotossica, mentre la co-presenza di ematuria non glomerulare, leucocituria e calchi leucocitici può dare peso a una diagnosi di nefrite interstiziale acuta. Le cellule tubulari associate a ematuria dismorfica da moderata a grave, leucocituria lieve e cilindruria eritrocitaria sono suggestive di una glomerulonefrite proliferativa/necrotizzante, mentre le cellule tubulari associate a componenti grasse (goccioline di grasso, “corpi grassi ovali”, calchi di grasso o cristalli di colesterolo) con pochi o nessun eritrocito/colato eritrocitario sono tipiche della sindrome nefrosica dovuta a disturbi glomerulari non proliferativi .

Tabella 2.

Componenti del sedimento urinario che si possono trovare nelle urine in associazione con le cellule tubulari renali e le condizioni cliniche associate

Componenti urinari associati alle cellule tubulari renali . Condizione.
Castelli granulari “marrone fangoso” e cast di cellule tubulari renali Necrosi tubulare acuta ischemica o nefrotossica
Non-eritrociti glomerulari, leucociti (compresi gli oeosinofili in alcuni casi) e calchi leucocitari Nefrite interstiziale acuta
Eritrociti e calchi eritrocitari Glomerulonefrite proliferativa/necrotizzante
Particelle di grasso Sindrome nefrosica
Componenti del rene associati alle cellule tubulari renali. Condizione.
Castelli granulari “marrone fangoso” e cast di cellule tubulari renali Necrosi tubulare acuta ischemica o nefrotossica
Non-eritrociti glomerulari, leucociti (compresi gli eosinofili in alcuni casi) e calchi leucocitari Nefrite interstiziale acuta
Eritrociti e calchi eritrocitari Proliferativa/necrotizzante glomerulonefrite
Particelle di grasso Sindrome nefrosica
Tabella 2.

Componenti del sedimento urinario che si possono trovare nelle urine in associazione con le cellule tubulari renali e le condizioni cliniche associate

Componenti urinari associati alle cellule tubulari renali . Condizione.
Castelli granulari “marrone fangoso” e cast di cellule tubulari renali Necrosi tubulare acuta ischemica o nefrotossica
Non-eritrociti glomerulari, leucociti (compresi gli oeosinofili in alcuni casi) e calchi leucocitari Nefrite interstiziale acuta
Eritrociti e calchi eritrocitari Glomerulonefrite proliferativa/necrotizzante
Particelle di grasso Sindrome nefrosica
Componenti del sistema renale associati alle cellule tubulari. Condizione.
Castelli granulari “marrone fangoso” e cast di cellule tubulari renali Necrosi tubulare acuta ischemica o nefrotossica
Non-eritrociti glomerulari, leucociti (compresi gli eosinofili in alcuni casi) e calchi leucocitari Nefrite interstiziale acuta
Eritrociti e calchi eritrocitari Glomerulonefrite proliferativa/necrotizzante
Grasso Sindrome nefrosica

Punti didattici

  • L’analisi eseguita solo con dipstick è inadeguata per la valutazione dei pazienti renali.

  • L’esame dei sedimenti urinari da parte di un nefrologo esperto in materia ha un valore aggiunto rispetto ad un esame effettuato da personale che non conosce le correlazioni cliniche e patologiche dei reperti urinari.

  • Pertanto, in ogni unità renale dovrebbe esserci almeno un nefrologo esperto nell’esame dei sedimenti urinari.

  • Il ritrovamento di un sedimento nefritico e/o di molte cellule tubulari renali e frammenti tubulari dovrebbe sempre suggerire la presenza di una malattia renale attiva e grave e dovrebbe indurre a intraprendere ulteriori azioni.

  • Un esame del sedimento urinario abile e motivato può salvare il paziente da una malattia renale progressiva.

Dichiarazione di conflitto di interessi. Nessuno dichiarato.

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