Azotemia & urinary abnormalities

renal syndrome들은 systemic illness의 결과로서 발생할수도 있고, primary renal disease로

생길수도 있다.

Nephrologic syndrome들은 다음 몇가지 구성요소들의 조합으로 이루어진다: Tab 47-1

i) urine volume disturbances: oliguria, anuria, polyuria

ii) urine sediment abnormality: RBC, WBC, cast, crystal

iii) proteinuria

iv) GFR↓(azotemia)

v) hypertension and/or expanded total body volume(edema)

vi) electrolyte abnormality

vii) fever/pain

이상 소견들의 조합으로 major renal syndrome이 생기는데 각각의 syndrome들은

각 chapter에서 상세히 다루기로 하고 여기서는 몇가지 사항에 대해서만 다루고자 한다.

i) GRF감소로 인한 azotemia

ii) urinary sediment alteration and/or protein excretion

iii) urine volume abnormality

1. Azotemia

대부분의 급성 임상상황에서 소변으로 배설될 약의 적정 용량을 알기위해 GFR의 계산이

필요하다. GFR 측정을 위한 marker로서 serum creatinine이 가장 널리 사용되고 있으며

이는 urine creatinine excretion에 비례하고, serum creatinine에 반비례한다.

약 용량 결정에 있어 GFR을 잘못 계산하면 drug toxicity(예, digoxin, aminoglycosides)로

인한 significant morbidity & mortality를 초래할수 있다.

외래환자에서 CRF로의 진행에 있어 GFR을 연속적으로 측정하는 것이 도움이 되지만 serum

creatinine을 GFR 대신으로 사용할수 있으며 progressive chronic renal insufficiency에서

1/Pcr과 시간사이에 linear relationship이 있다. 이 slope은 개인마다 일정하며 만약 이 선을

따라 감소하지 않는다면 superimposed acute process(예, volume depletion, drug

reaction)가 있는지 조사해 보아야 한다.

uremic sx & sign을 일으키는 serum creatinine level은 개인마다 다양한데 일반적으로

severe renal insufficiency가 생길때까지(GFR <15 ml/min) symptomatic uremia가 생기지

않으며, 일부환자는 GFR이 5 ml/min이하가 될 때까지도 생기지 않는다.

GFR이 감소하면 urea nitrogen & creatinine과 같은 nitrogenous waste products가 축적

(azotemia)된다. 두가지 흔히 사용되는 markers(urea & creatinine)가 clearance marker로서

정확한지 의심스럽다. urea clearance는 흔히 GFR을 underestimate한다.

creatinine은 작고 자유롭게 여과될수 있는 solute로 일중 변동이 거의 없다. organic cation

pathway를 통하여 proximal tubule에서 분비될 수도 있다. Ccr을 추정하는 공식중에

age-related decreased GFR, B.W, sex등을 이용한 Cockcroft-Gault formula가 있다.

= (140-Age) × BW/ 72×serum Cr (여자의 경우 ×0.85)

더 정확한 GFR측정방법은 inulin clearance나 radionuclide-labelled marker(125I-iothalamate

or EDTA)를 이용하여 측정할수 있다. 이 방법은 정확히 정량할수 있고 renal

reabsorption/secretion이 없기 때문에 아주 정확하여 Ccr을 reliable indicator로 사용할 수

없을 때(decreased muscle mass secondary to age, malnutrition, concurrent illnesses)

사용할수 있다.

2. Approach to the patient

GFR이 감소하면 먼저 ARF인지 CRF인지 결정해야 한다. clinical situation, history, lab으로

보통 쉽게 구별할수 있으나 CRF의 특징적인 검사소견인 anemia, hypocalcemia,

hyperphosphatemia가 ARF때도 있을수 있다.

renal osteodystrophy의 방사선학적 소견은 CRF에서만 볼수 있지만 아주 후기 소견이며

이때 환자는 이미 투석중이다. urinalysis & renal ultrasound도 두가지를 구별할수 있다.

* aoztemia환자의 approach는 Fig 47-1 참조

ARF는 세가지로 나눌수 있다.

i) renal blood flow장애(prerenal azotemia)

ii) intrinsic renal disease(affecting vessel, glomerular or tubules)

iii) postrenal process(ureter, bladder, or urethral obstruction)

1) prerenal failure(40-80%)

circulating blood voluem감소로 인해 발생

i) volume loss: GI hemorrhage, burns, diarrhea, diuretics

ii) volume sequestration: pancreatitis, peritonitis, rhabdomyolysis

iii) effective circulating volume↓: cardiogenic shock, sepsis

iv) C.O↓ from peripheral vasodilation : sepsis, drug

v) profound renal vasoconstriction: severe heart failure, hepatorenal syndromes,

drugs(NSAIDs)

true or "effective" hypovolemia

-> mean arterial pressure↓

-> neural & humoral response

-> sympathetic nervous system, RAA system activation, ADH release

GFR은 PG-mediated relaxation of afferent arterioles

& angiotensin II-mediated constriction of efferent arterioles에 의해 유지된다.

NSAIDs는 PG생산을 block하여 severe vasoconstriction & ARF를 일으킬수 있고

ACE inhibitor는 efferent arteriolar tone을 감소시켜 glomerular capillary prefusion pr를

감소시키는데 NSAID and/or ACE inhibitor를 투여받는 환자는 어떤 이유로 blood volume이

감소할 때 hemodynamically mediated ARF에 가장 취약하다.

renal hypoperfusion이 지속하면 ATN을 일으키게 된다.

* Tab 47-2 prerenal azotemia와 oliguri ARF의 감별

prerenal azotemia : concentrated urine(>500 mosm/L)

Na retention(urine Na<20 mM/L), FENa<1%

2) intrinsic renal disease

large renal vessel, microvasculature, glomeruli, tubular interstitium이 침범되어 발생한다.

ischemic & toxic ATN이 acute intrinsic renal failure의 90%를 차지한다.

prerenal azotemia와 ATN모두 renal hypoperfusion의 한 spectrum이다.

ATN에서는 structural tubular injury의 증거가 있는 반면 prerenal azotemia는 renal

hypoperfusion이 회복하면 기능이 회복된다. 그러므로 ATN은 urinalysis & urine electrolyte

composition으로 prerenal azotemia와 구별할수 있다.

① ischemic ATN이 잘 생기는 조건

major surgery, trauma, severe hypovolemia, overwhelming sepsis, extensive burns

② nephrotoxic ATN: 주로 medication에 의해 발생

intrarenal vasoconstriction, direct tubular toxicity, and/or tubular obstruction을 일으킴

kidney는 blood supply가 풍부(C.O의 25%)하고 toxin에 농축되고 대사되므로

toxic injury에 취약하다.

③ tubule & interstitium을 침범해도 ARF가 생길수 있다.

i) drug-induced interstitial nephritis: 특히 antibiotics, NSAIDs, diuretics

ii) severe infections(bacterial & viral)

iii) systemic disease: SLE등

iv) infiltrative disorders: sarcoid, lymphoma or leukemia 등

cf. drug list는 chap 277참조

interstitial nephritis에서 RBC cast가 보고된 바 있으나 RBC cast가 보이면 glomerular

disease인지 즉시 조사해야 하며 때론 renal biopsy가 필요할수도 있다.

eosinophiluria가 있다면 allergic interstitial nephritis를 의심할수 있다. 그러나 없다고 해서

배제하진 못한다.

④ large renal vessel occlusion도 intrinsic renal failure의 드문 원인이다.

: atheroemboli, thromboemboli, in situ thrombosis, aortic dissection, or vasculititis

i) atheroembolic renal failure: 저절로 생길수도 있으나 대부분은 recent aortic

instrumentation과 관련있으며 정상 urinalysis를 보이나 eosinophiluria or urine cast를

보일수도 있다.

ii) renal artery thrombosis때는 mild proteinuria & hematuria를 일으키나

renal vein thrombosis때는 heavy proteinuria & hematuria를 일으킨다.

⑤ glomerular disease(GN or vasculitis)

& renal microvasculature(HUS, TTP, or malignant hypertension)

다양한 glomerular injury: proteinuria, hematuria, GFR↓

Na excretion변화: hypertension, edema, circulatory congestion(acute nephritic

syndrome)

이러한 소견들은 primary renal disease 혹은 systemic disease의 renal manifestaion으로

나타날수도 있다.

RBC cast는 early renal biopsy의 적응이 된다. 왜냐하면 pathologic pattern이 진단, 예후,

치료와 밀접한 관련이 있기 때문이다.

hematuria without RBC cast또 glomerular disease를 의심할수 있다.

3) postrenal azotemia(<5%)

USG상 ureteral dilatation이 흔히 있다.

그러나 early course or dilatation될수 없는 조건, 예를 들면 pelvic tumor에 의한

encasement등에서는 초음파에서 dilatation이 보이지 않을수도 있다.

4) oliguria & anuria

oliguria < 500 ml/24hr urine

anuria : complete absence of urine formation

3. Urine abnormalities

1) proteinuria Fig 47-3

① 검사방법

i) dipstick measurement :주로 albumin detect

* false-positive를 보이는 경우

+- urine pH >7.0

| very concentrated urine

+- blood contamination

dipstick test에서는 albumin이외에는 significant proteinuria가 있더라도 detect하기

어려운데 특히 multiple myeloma환자에서 Bence-Jones protein을 detect할 때 그렇다.

ii) salfosalicylic or trichloracetic acid

total urine concentration을 위한 검사는 sulfosalicylic or trichloracetic acid로 침착시켜

검사한다.

iii) ultrasensitive dipsticks

early diabetic nephropathy에서 glomerular injury를 예측하기 위한 early marker로서

ultrasensitive dipsticks이 사용되는데 이는 microalbuminuria(30-300 mg/d)를 detect

할수 있다.

② 기전

i) glomerular wall disruption

대량의 plasma protein이 glomerular capillary로 유입되지만 urinary space로는 들어가지

않는다.

이는 charge & size selectivity가 albumin, globulin & other LMW protein이 glomerular wall

을 통과하는 것을 방지하기 때문이다. 그러나 이러한 장벽이 파괴된다면 plasma protein의

leakage가 발생한다(= glomerular proteinuria).

작은 단백( <20 KDa)은 자유롭게 여과되지만 protein tubule에서 쉽게 재흡수되어 정상인

의 protein excretion은 total protein <150 mg/d, albumin <30 mg/d이다.

나머지 urine protein은 tubule에서 분비되는 것(Tamm-Horsfall protein, IgA, urokinase)

이거나 여과된 소량의 β2-microglobulin, apoproteins, enzymes & peptide hormone

등이다.

ii) proteinuria의 또다른 기전은 excessive production of abnormal protein이다.

mc: plasma cell dyscrasia(multiple myeloma & lymphoma)

-> Ig light chain의 monoclonal production과 관련있다.

③ selective & nonselective proteinuria

GBM channel은 anionic glycoprotein으로 coat되어 negative charge를 띤다.

negative charge는 음이온인 albumin의 통과를 막는다.

일부 glomerular disease(MCD)는 glomerular epithelial cell foot process가 fusion되어

"selective" albumin loss를 초래한다.

또다른 glomerular disease는 BM & slit diaphragm disruption(예, immune complex

deposition)되어 다량의 protein loss를 초래한다(albumin & other plasma proteins).

이러한 foot process fusion은 capillary BM의 pressure를 증가시켜 pore size가 커지도록

한다.

증가된 pressure & larger pore는 significant proteinuria를 초래한다("monselective").

④ nephrotic syndrome

daily proteinuria >3.5g일 때 hypoalbuminemia, hyperlipidemia & edema가 생긴다.

그러나 nephrotic syndrome없이 daily urinary protein excretion이 3.5g이상일수 있다.

예> plasma cell dyscrasia(multiple myeloma)

: 다량의 light chain in urine으로 dipstick에는 detect안됨

다양한 기전으로 renal failure를 일으킬수 있다.

i) tubular obstruction(cast nephropathy)

ii) light chain deposition

* hypoalbuminuria in nephrotic syndrome

=> renal catabolism증가, inadequate hepatic synthesis, oncotic pressure↓

-> effective intravascular volume↓

-> RAA system activation

ADH release

sympathetic nervous system activation

-> excessive renal salt & water reabsorption

-> edema

urinary protein loss -> hepatic lipoprotein synthesis↑

-> hyperlipidemia, urine lipid body(fatty casts, oval fat body)

* other protein loss

TBG, cholecalciferol-binding protein, transferrin, metal-binding proteins

* hypercoagulable state: AT III, protein C, S loss, hyperfibrinogenemia, platelet

aggregation↑

* IgA deficiency: immunity 장애

2) Hematuria, pyuria & casts

① isolated hematuria without proteinuria

normal RBC <2백만/day

hematuria의 정의: 2-5 RBC/HPF

common cause: stone, neoplasm, tuberculosis, trauma, prostatitis

* gross hematuria with blood clots: postrenal source 의미

i) single urinalysis hematuria; menstruation, viral illness, allergy, mild trauma

ii) persistent or significant hematuria

(>3RBCs/HPF on 3 UA, >100 RBCs/HPF, gross hematuria)

: 1000명의 환자를 대상으로 조사했을 때 9.3%에서 significant urologic lesion발견

② isolated painless hematuria(nondysmorphic RBC)일 때 urogenital neplasm을 의심하며

나이가 들면서 가능성 증가. 소아에서는 neoplasm이 드물며 idiopathic or congenital

anomaly와 관련되었을 가능성이 높다.

③ hematuria with pyuria & bacteriuria: infection

acute cystitis or urethritis in women -> gross hematuria를 일으킬수도 있다.

④ hypercalcemia & hyperuricosuria는 unexplained isolated hematuria의 risk factor

(아이, 어른 모두)

⑤ isolated microscopic hematuria: glomerular origin의 RBC = dysmorphic

most common: IgA nephropathy, hereditary nephritis, thin basement membrane

disease

IgA nephropathy, hereditary nephritis는 episodic gross hematuria를 일으키고

hereditary nephritis, thin basement membrane diseae는 family history가 있다.

확진을 위해서는 renal biopsy가 필요하다.

hematuria with dysmorphic RBCs, RBC cast & proteinuria >500 mg/d일때는

GN으로 진단할수 있다.

⑥ isolated pyuria: unusual

흔히 hematuria와 동반

WBC cast with bacteria -> pyelonephris의미

WBC and/or WBC cast

-> tubulointerstitial process(예, interstitial nephritis, SLE, transplant rejection)

⑦ waxy casts: chronic renal disease에서 degenerated cellular cast

broad casts: dilated tubules of enlarged nephron에서 생김

4. Urine volume abnormalities

* polyuria >3L/d Fig 47-5 polyuria approach

average person solute excretion : 600-800 msom/d

urine osm <250 mosm/L = water diuresis(polydipsia, DI)

>300 mosm/L = solute diuresis(mc=pooly controlled DM)

* solute diuresis

glucose, mannitol or urea와 같은 solute가 excessive filtration

-> proximal tubule에서 NaCl, water 재흡수 억제

-> urine excretion

mc: poorly controlled DM

그 외 흔한 원인으로 iatrogenic solute diuresis

: mannitol, radiocontrast media, high-protein feedings

less commoly: excessive Na loss

+- cystic renal disease

| Bartter's syndrome

+- tubulointerstitial process 과정(resolving ATN)

소위 salt-wasting disorders에서 tubular damage는 Na reabsorption의 direct impairment와

간접적으로 aldosterone에 대한 tubule의 hyporesponsiveness 때문에 발생.