1. Tubulopatie
Licia Peruzzi
SC Nefrologia Dialisi e Trapianto
Ospedale Infantile Regina Margherita
Torino

2. Ruolo del tubulo renale…
• omeostasi elettroliti
• omeostasi idrica
• omeostasi soluti organici
alterazioni di questi meccanismi inducono
importanti anomalie
per molti anni l’inquadramento nosografico
delle tubulopatie è stato estremamente
ostico

3. TUBULO RENALE

4. …negli ultimi 15 anni le conoscenze
molecolari e genetiche hanno ridefinito il
capitolo delle tubulopatie
da un punto di vista genetico, funzionale,
fisiopatologico e diagnostico

5. Tubulopatie congenite..
Primitive: dovute a difetti molecolari di carrier o
canali tubulari
Secondarie: dovute a difetti di
recettori (Ca++ sensing receptor, recettore
ADH)
enzimi (PHEX, 1αidrossilasi etc)
malattie metaboliche con alterato
funzionamento cellulare (malattie mitocondriali,
galattosemia, S.di Lowe)

6. Tubulopatie congenite..
inquadramento fisiopatologico: basato
sull’effetto
Es: tubulopatie ipercalciuriche
utile ai fini diagnostici ma non identifica il
meccanismo molecolare, ne’ la sede del difetto.
l’effetto può essere secondario
inquadramento anatomico: basato sulla sede e sul
tipo di molecola coinvolta
Es. tubulopatie dell’ansa di Henle
classificazione più complessa ma che tiene conto
del tipo di molecola coinvolta e degli effetti
derivanti

7. Tubulopatie congenite primitive….
• TUBULO PROSSIMALE: cistinuria
S. di Dent
RTA prossimale
• ANSA DI HENLE E TUBULO DISTALE:
S. di Bartter
S di Gitelman
S ipoMg-ipercalciuria
S da perdita isolata Mg
• TUBULO COLLETTORE: S di Liddle
Pseudoipoaldost.
RTA distale
Diabete insipido nefrog.

8. Tubulopatie renali congenite
Incidenza: sempre <1/50000/anno
Prevalenza: nel 2003 erano stati stimati per tutte le
tubulopatie max 50-60 pazienti afferenti all’area
pediatrica del Piemonte (60/600.000 bambini
ovvero prevalenza di 6/100.000 bambini)
Codifica ICD9-CM: molto carente non consente
codifica specifica
Codifica DM 279/2001: comprende pochissime
diagnosi raggruppate in maniera disomogenea

9. ICD9-CM
255.1 Iperaldosteronismo Sindrome di Bartter
270.0 Malattie del trasporto degli aminoacidi
271.1 Galattosemia
271.4 Glicosuria renale
275.3 Disordini del metabolismo del fosforo
275.4 Disordini del metabolismo del calcio
588.0 Osteodistrofia renale Anomalie tubulari con
perdita di fosfati
588.1 Diabete insipido nefrogeno
588.8 Altre patologie specificate, causate da ridotta
funzione renale

10. DM 279/2001
RCG010: iperaldosteronismi primitivi:
RCG040: Disturbi del metabolismo e del trasporto degli
aminoacidi:
RCG060: Disturbi del metabolismo e del trasporto dei
carboidrati:
RCG070: Alterazioni congenite del metabolismo delle
lipoproteine:
RC0150: sindrome di Wilson:
RC0170: rachitismo ipofosfatemico vitamina D resistente:
RFG100: paralisi normokaliemiche ipo e iperkaliemiche:
RNG100: altre anomalie congenite multiple con ritardo
mentale:
RJ0010: diabete insipido nefrogenico:

11. Dal DM 279/2001:
• Le tubulopatie erano identificate in maniera
disorganica sotto codici diversi, parziali e
troppo restrittivi.
• Alcune come le acidosi tubulari renali non
erano codificabili in alcun modo
• Molta attenzione alla tubulopatie secondarie
a danno tubulare da malattia metabolica
• Escluse le anomalie primitive di pompe
tubulari
• Codifica basata sui alcuni sintomi e non su
classificazione rigorosa anatomica o
funzionale

12. Dal 2003 nella Regione Piemonte
Gruppo di lavoro sulle malattie escluse nell’ambito
del gruppo di studio sulle malattie rare
Aprile 2005 approvato dalla Regione Piemonte
integrazione del DM 279/2001
(D.G.R. n. 38-15326 del 12.04.05)

13. Altre Regioni (es Lombardia, Veneto, Abruzzo)
stanno seguendo lo stesso orientamento
Parere positivo dell’ISS dal 2005
Gruppo di Studio della Società Italiana di Nefrologia
sta portando avanti questa istanza presso il Ministero
della Salute

14. Tubulopatie congenite primitive….
• TUBULO PROSSIMALE: S. di Dent
cistinuria
RTA prossimale
Sindrome di Fanconi
• ANSA DI HENLE E TUBULO DISTALE:
S. di Bartter
S di Gitelman
S ipoMg-ipercalciuria
S da perdita isolata Mg
• TUBULO COLLETTORE:
RTA distale
Pseudoipoaldost.
S di Liddle
Diabete insipido nefrog.

15. CISTINURIA
• disordine del trasporto degli aminoacidi
dibasici (lisina, arginina e ornitina) e della
cistina
• Aa cationici vengono riassorbiti nel tubulo
prossimale con 3 sistemi:
a. condiviso da Cys e Aa-dibasici
b. specifico per Cys
c. specifico per Aa-dibasici
Cys poco solubile forma calcoli nei soggetti
omozigoti

16. CISTINURIA
• ereditarietà: AR
• 1-2% delle litiasi dell’adulto
• 6-8% delle litiasi del bambino
• prevalenza 1:7000-1:15.000
• Classificazione fenotipica: I, II, III si basa sul
grado di uptake intestinale della cistina negli
omozigoti e sul livello di escrezione di Cys negli
eterozigoti
….. rivista alla luce delle indagini molecolari

17. CISTINURIA: aspetti molecolari
• Gene: rBAT (SLC3A1) chr 2p21
• codifica per trasportatore Na+-indep
• proteina del brush border 685 aa
• 4 domain intramembrana
• appartiene alla famiglia 4F2
• legata a subunità leggera che
conferisce specificità

18. Sistema di
trasporto Na+
indipendente Cistinuria tipo II
e III
Cistinuria tipo I

19. CISTINURIA: aspetti molecolari
• Gene SLC3A1 (proteina rBAT): descritte
oltre 40 mutazioni tutte nei pazienti con
cistinuria tipo I
• Gene SLC7A9: codifica per la subunità
leggera
• chr 19q13.1
• 37 mutazioni descritte: prevalentemente
nei pazienti con cistinuria tipo II e III

20. S. di DENT
(nefrolitiasi X-linked ipercalciurica)
• L’identificazione del difetto molecolare ha
consentito di raggruppare sotto questo
nome 4 malattie definite:
nefrolitiasi X-linked (USA)
malattia di Dent (GB)
rachitismo ipofosfatemico X-linked (Italia)
proteinuria di basso MW ipercalciuria
nefrocalcinosi (Giappone)

21. S. di DENT
• Tutte le 4 malattie hanno in comune:
• Proteinuria di basso peso molecolare
• Altri difetti del tubulo prossimale (glicosuria,
fosfaturia, aminoaciduria)
• Ipercalciuria / nefrocalcinosi
• mai acidosi tubulare
• Predominanza maschile
• Evoluzione in IRC

22. Gene CLCN5 (chr Xp11.22)
Canale del Cl- voltaggio dipendente (ClC5)

23. Proteina ClC5 è espressa nelle vescicole di
endocitosi subapicali, appena sotto i
microvilli del brush border, del tubulo
prossimale e colocalizza con la pompa H+-
ATPasi del brush border
E’espressa anche da ansa di Henle e tubulo
collettore

24. ClC5 H+ATPasi ClC5 + H+ATPAsi
beta2micro
Gunther W et al: PNAS 1998

26. • ClC5 è essenziale per l’endocitosi
fornendo uno shunt elettrico necessario
per l’acidificazione delle vescicole.
Inattivazione di questo meccanismo
determina un difetto dell’endocitosi
Proteinuria di basso peso molecolare

27. Il canale del cloro (ClC5) e la ipercalciuria…
….a tuttora non è chiaro il meccanismo del’ipercalciuria:
Alterazione omeostasi del Ca++:
• attraverso endocitosi di PTH
• espressione recettore tubulare del PTH
• trasportatore di fosfati NaPi-2
• stimolazione vit D3 idrossilasi
• aumentato assorbimento intestinale Ca++
• ruolo di Cl C5 nell’ansa di Henle
• alterato riassorbimento nei segmenti distali ?

28. MG maschio 6 anni
• familiarità:
IRC in dialisi attualmente trapiantato
Connettivite atipica, sindrome APS
A 6 anni riscontro casuale di
PROTEINURIA ISOLATA +++
0.5 g/die 1.5 g/die

29. BIOPSIA RENALE
Ottica: 62 corpuscoli del Malpighi: 4 con sclerosi globale del flocculo
verosimilmente di tipo involutivo, raccolti in un'unica area.
I restanti glomeruli hanno spazi uriniferi liberi e assi mesangiali in alcuni
segmenti lievemente allargati x aumento sia della sostanza fondamentale sia
della componente cellulare.
Le membrane basali sono sottili e circoscrivono lumi di capillari pervi.
l'interstizio è di connettivo finemente fibroso, in limitate piccole aree
lievemente infiltrato da elementi infiammatori di tipo parvi-rotondo-cellulare.
I tubuli non mostrano significative alterazioni patologiche. Nulla di rilevante a
carico della componente vascolare sulle sezioni esaminate.
Immuno istochimica: positività discreta x IgM (++) generalizzata e diffusa in
esili tralci mesangiali a distribuzione irregolare.
inoltre una positività spiccata x C3 (+++) al polo vascolare
Il quadro microscopico ottico non si discosta significativamente dalla
norma,tranne che per la presenza di focali aspetti di glomerulosclerosi globale
verosimilmente di tipo involutivo.
In considerazione dell'indagine immunoistochimica ci si potrebbe orientare nel
senso di una glomerulonefrite a depositi di IgM.

30. BIOPSIA RENALE
Indagine ultrastrutturale: sono stati esaminati 6 glomeruli.
I podociti mostrano brevi tratti di fusione dei pedicelli.
Gli assi mesangiali sono esili e comprendono occasionali piccoli depositi
elettrondensi.
le membrane basali hanno spessore conforme all'età del paziente e i
lumi dei capillari sono pervi.
Il reperto ultrastrutturale si accorda
con la diagnosi precedentemente posta
di glomerulonefrite a depositi IgM.

31. INDAGINI DI LABORATORIO (A)
• proteinuria 24 ore: 1.5 g/24h(rapporto
proteinuria/creatininuria 1.5-2)
• proteinuria sotto sforzo:lieve aumento
• immunoglobuline: normali
• complementemia: normale
• FAN, anti DNA, ENA….: tutti negativi
• Anti fosfolipidi:tutti negativi

32. INDAGINI DI LABORATORIO (B)
• proteinuria tubulare:
alfa1 microglobulina 43 µg/mmol Cr (vn
<22) RBP 17 µg/mmol Cr (vn <0.24)
• calciuria/creatininuria:
0.24 mg/mg (vn <0.15)
• elettrolitici urinari:
sodiuria, potassiuria, fosfaturia normali
• EGA: normale

33. ECOGRAFIA RENALE
• Entrambi i reni presentano morfologia
e dimensioni comprese nei limiti della
norma. Si rileva diffusa
iperecogenicità della midollare con
corticale assottigliata e
reletivamente ipoecogena. Non si
osservano immagini iperecogene di
tipo litiasico.

34. Analisi molecolare del gene del canale del
cloro CLCN5.
Il sequenziamento diretto dei prodotti di
amplificazione ha evidenziato la presenza
di una mutazione nell’esone 2.
sostituzione nucleotidica 391 C>T, che causa
la sostituzione dell’amminoacido Arginina
con un codone di stop (R347X).
E’ una mutazione ricorrente, già descritta in
altri pazienti con malattia di Dent,
inattivante la proteina per prematura
terminazione della catena polipeptidica.

36. LT maschio 6 mesi
• familiarità:
IRC in dialisi
GN proliferativa mesangiale con IgM ??
A 4 mesi riscontro ecografico di iniziale
nefrocalcinosi

37. INDAGINI DI LABORATORIO
• proteinuria tubulare:
alfa1 microglobulina 65 µg/mmol Cr (vn
<22) RBP 27 µg/mmol Cr (vn <0.24)
• calciuria/creatininuria:
0.78 mg/mg (vn <0.15)
• elettrolitici urinari:
sodiuria, potassiuria, fosfaturia normali
• EGA: normale

38. Analisi molecolare del gene del canale del
cloro CLCN5.
•allele complesso [1448 C>T;1552_1553insAG] nell’esone 8
due mutazioni:
•una sostituzione nucleotidica C>T al nucleotide 1448
• una inserzione del dinucleotide AG in posizione 1552.
•La prima è una mutazione missenso non conservativa
(S386F) che induce la sostituzione dell’amminoacido Serina
con Fenilalanina in posizione 386 della proteina
•la seconda è una mutazione frameshift che introduce un
codone di stop in posizione 434 (S388fsX434).
Si tratta quindi di una mutazione inattivante il canale ClC-5
per prematura terminazione della catena amminoacidica.
Sia la mamma di T che la nonna sono risultate eterozigoti
per l’allele complesso.

39. ACIDOSI TUBULARE
PROSSIMALE
• Caratterizzata da acidosi metabolica
ipercloremica da alterata capacità d
riassorbire HCO3-
• è molto rara in forma isolata, più
frequentemente si associa a sindrome di
Fanconi completa (galattosemia, sindrome
di Loewe, tirosinemia, s di Wilson, cistinosi
etc)

40. Na+
Na+K+ATPasi
K+
•80-90% del carico filtrato di HCO3- è riassorbito nel tubulo
prossimale

41. ACIDOSI TUBULARE
PROSSIMALE forme complesse
nelle forme generalizzate di tubulopatia
prossimale il difetto è secondario ad
alterazioni della sintesi di ATP o della
pompa Na+/K+ATPasi basolaterale
necessaria per mantenere il gradiente
del Na+

42. RTA PROSSIMALE forme isolate
• pRTA austosomica dominante: mutazioni del gene
NHE3. Descritta una sola famiglia in Costa Rica.
Modello topo KO.
• pRTA Autosomica recessiva con anomalie oculari:
mutazioni nel cotrasportatore NCB1 (gene
SLC4A4). RTA, ritardo mentale, glaucoma,
cataratta e cheratopatia a banda (NCB1 espresso
anche nell’occhio e nel cervello)
• pRTA autosomica recessiva con osetopetrosi e
calcificazioni cerebrali: numerose mutazioni
dell’anidrasi carbonica (CAII)

43. S. Di BARTTER
• È in realtà un gruppo di tubulopatie
ereditarie strettamente correlate con
sintomatologia clinica comune ma diversi
difetti molecolari
• Caratteristiche cliniche salienti: alcalosi
metabolica ipokaliemica, perdita di sodio,
iperaldosteronismo iper-reninemico con PA
normale, iperplasia dell’apparato
iuxtaglomerulare.

44. ANSA di HENLE Tratto ascendente spesso (TAL)
K
Cl
Cl Cl Barttin
Na
+ K
Na
ATP
K

45. S di BARTTER tipo I S di BARTTER tipo III
K
Cl
Cl
Cl Cl Barttin
Na S di BARTTER tipo IV
+ K
Na
ATP
S di BARTTER tipo II

46. S di BARTTER
Tipo I:
• mutazioni di NKCC2 (gene SLC12A1)
• chr 15q15-21
• fenotipo: Bartter prenatale, polidramnios,
nascita pretermine, alcalosi ipokaliemaica severa,
scarsa crescita, ipercalciuria e nefrocalcinosi
• quadro simile alle alterazioni indotte dalla
furosemide
• attivazione RAS è secondario alla perdita di Na+
• ipercalciuria e nefrocalcinosi sono secondarie al
mancato gradiente elettrico tubulare positivo con
impedito riassorbimento di Ca++ e Mg++

47. S di BARTTER
Tipo II:
• mutazioni di ROMK (KCNJ1)
• chr 11 q24-25
• fenotipo: Bartter prenatale, polidramnios,
nascita pretermine, alcalosi ipokaliemica severa,
scarsa crescita, ipercalciuria e nefrocalcinosi
• talora l’ipopotassiemia è più tardiva e vi può
essere una fase con iperpotassiemia e acidosi
neonatale

48. S di BARTTER
Tipo III:
• mutazioni di ClC-Kb (CLCNKB) (gene della famiglia
dei canali del cloro voltaggio dipendenti tipo s
Dent)
• chr 1 p36
• fenotipo: Bartter classico senza nefrocalcinosi
ma talora variabile in intensità per probabile
presenza di vie alternative per il riassorbimento
del Cl sulla membrana basolaterale

49. S di BARTTER
Tipo IV:
• mutazioni di barttina (BSND) (subunità
regolatoria β dei canali del cloro ClC-K-a e ClC-K-
b: ne consente montaggio sulla superficie cellulare
e funzionamento)
• fenotipo: Bartter classico severo simile al tipo I
ma senza nefrocalcinosi
• Sempre associato a sordità neurosensoriale
congenita
• Accumulo intracellulare di Cl e grave perdita
tubulare di sodio

50. NELL’ORECCHIO DELLA SORDITA’ DA
MECCANISMO INTERNO Lume della
MUTAZIONI DELLA BARTTINA
scala media
NKCC1
K
Cl
Cl
Cl Cl Barttin
Na
+ KCNQ1
K
Na
ATP
ClC-Ka
Cl
Cl
Barttin
Cellule marginali della stria vascolare dell’orecchio interno

51. S di GITELMAN
• clinica: quadro più lieve di ipopotassiemia
associata a ipomagnesiemia e ipocalciuria
• Talora solo debolezza o ipereccitabilità
muscolare
• Esordio frequente in età adulta
Difetto molecolare: TSC (o NCCT) canale
tiazido sensibile del tubulo distale
(geneSLC12A3)
trasportatore di Cl- elettroneutro
Chr 16q13
Sintomi simili alla somministrazione cronica di
tiazidici

52. Tubulo distale
-

53. S di GITELMAN
• il mancato funzionamento del cotrasportatore
NCCT determina un aumentato apporto di Na+ e
Cl- al dotto collettore
• Contrazione di volume → Attivazione RAS →
iperaldosteronismo e perdita di K+
• ipocalciuria: meccanismo analogo ai tiazidici:
cellula iperpolarizzata per uscita del Cl- stimola al
riassorbimento del Ca+ via canali voltaggio
dipendenti
• Ridotto Na+ intracellulare facilita la fuoriuscita
del Ca++ via scambiatore Na+/Ca++
• il meccanismo della perdita urinaria di Mg++ non
è chiaro: via paracellulare (via paracellina 1)?

54. RIASSORBIMENTO TUBULARE DEL
MAGNESIO
DCT: ruolo di TRPM6
regolato da EGF
TAL: ruolo della claudina 16
(paracellina) : canale del
Na+ in uscita verso il lume
tubulare che crea gradiente
ionico + che favorisce
riassorbimento di Mg++

55. S. IPOMAGNESIEMIA
IPERCALCIURIA
NEFROCALCINOSI FAMILIARE
(FHHN)
• Autosomica recessiva
• Grave deplezione di Mg++
• Ipercalciuria/nefrocalcinosi → IRC
• Anomalie oculari
• Difetto molecolare: gene PCLN-1 (paracellina-1)
che codifica per CLAUDINA 16 proteina delle
tight junction
• Chr 3q27

56. Mutazioni PCLN-1: aumenta la resistenza elettrica →
ridotta permeabilità al Mg++ (assorbito solo per via
paracellulare)

57. S da PERDITA ISOLATA di Mg++
• Molto rara. Autosomica dominante
• Ipomagnesiemia paucisintomatica e ipocalciuria
• Difetto molecolare: Na+/K+ATPasi subunità γ
sulla membrana basolaterale del tubulo distale
• Alterazione del voltaggio intracellulare: ridotto
assorbimento di Mg
• Prima malattia umana in cui è stato identificato
un difetto della Na+/K+ATPasi

58. DIFETTI DEL CALCIUM SENSING
RECEPTOR
• CaR: è membro della superfamiglia dei
recettori legati a G protein
• Chr 3q13.3-q21
• Espresso su rene (membrana basolaterale
della TAL) e paratiroidi
• Attivazione del recettore: inibisce la
funzione di ROMK determinando ridotto
riassorbimento di NaCl: viene meno la forza
trainante per il riassorbimento di Ca++
• MUTAZIONI con aumento di funzione
• con diminuzione di funzione

59. DIFETTI DEL CALCIUM SENSING
RECEPTOR
Diminuzione di funzione: aumentato
riassorbimento renale di Ca++ e
upregolazione del PTH
Ipercalcemia ipercalciurica familiare (FHH)
Aumento di funzione: ridotto riassorbimento
di Ca++ e dowregolazione di PTH
ipocalcemia, ipercalciuria con PTH normale
o basso
Nefrocalcinosi AD

61. CaR
Blocco
funzione

62. S di LIDDLE
• Autosomica dominante
• Comparsa precoce di severa
ipertensione arteriosa, alcalosi
metabolica, ipopotassiemia
• renina e aldosterone soppressi
• Difetto molecolare: attivazione
costitutiva del canale epiteliale del Na+
del tubulo collettore (ENaC)

63. Cellule principali del dotto collettore
Na+
α β γ
2α:1β:1γ
S di Liddle: mutazioni subunità β o γ: ↑ attività del canale

64. S. di LIDDLE
• ↑ attività del canale ENaC: riassorbimento
incontrollato di Na+, espansione di volume,
inibizione Renina-Aldosterone, ipertensione
• meccanismo molecolare: mutazioni di ENaC
determinano la perdita di sequenza regolatoria PY
che lega la proteina Nedd4 determinando endocitosi
e degradazione del canale
• aumentata espressione di canali ENaC sulla
superficie cellulare e aumentato riassorbimento di
Na+

66. PSEUDOIPOALDOSTERONISMO tipo I
• rara
• Clinica: perdita di Sali e resistenza ai
mineralcorticoidi
• Iponatremia, iperkaliemia, acidosi metabolica,
Aldosterone e renina ↑↑
• AD più lieve AR più severa con ritardo di
crescita, grave ipetrpotassiemia e acidosi
• Difetto molecolare: mutazioni con perdita di
funzione del canale ENaC: incapacità di aprirsi
• Topi KO per le tre subunità: α è la più
importante anche nel polmone
•

67. RTA DISTALE
• Clinica: acidosi metabolica ipercloremica a causa
di difetto di escrezione di H+ distale
• Poliuria, vomito, disidratazione, ritardo di
crescita, ipokaliemia, pH urinario alcalino
• Ipercalciuria e ipocitraturia con nefrocalcinosi
• Freq associazione con sordità neurosensoriale
• AD o AR.

68. Cellule intercalate del dotto collettore
H+-ATPase
ATP
H+/K+ATPase

69. dRTA
• difetto molecolare: gene AE1 (=Banda 3 del GR)
scambiatore di anioni Cl-/HCO3-
• mutazioni responsabili delle forme dominanti
• forme AR: mutazioni della subunità B1 della H+-
ATPase (gene ATP6B1)
• Chr 2p13
• espressa anche da coclea e sacco endolinf.
Orecchio: sordità per alterazione del pH
dell’endolinfa
• Forme senza sordità: mutazioni del gene
• ATP6N1B Chr 7q33-34
• ATP6N1A subunità accessoria di H+-ATPasi

70. DIABETE INSIPIDO NEFROGENICO
• mancata risposta all’ADH
• Clinica: polidispia, poliuria, disidratazione,
ipernatremia, scarso accrescimento
Difetti molecolari:
• Forme XL recessive: recettore AVPV2
• Chr Xq28
• Forme AR
• Acquaporina 2 (AQP2)
• Chr 12q13
• alterata espressione in membrana:
persistenza nel RE

71. Cellule principali del dotto collettore
AVP