Způsoby odhadu glomerulární filtrace J. Racek, V. Petříková, M. Šolcová, J. Ženková, D. Rajdl Ústav klinické biochemie a hematologie LF UK a FN Plzeň
Dvě složky nefronu Glomerulárníčást Obsahuje glomerulus klubíčko krevních kapilár, obklopené Bowmanovým pouzdrem sem se glomerulární membránou filtruje plazma a vzniká glomerulární filtrát ( primární moč ). Má složení podobné plazmě, obsahuje však minimální množství bílkovin. Denní objem je asi 180 litrů! Hlavníčinností glomerulu je tedy filtrace 2
Schéma glomerulu 3
A Glomerulus B Proximáln lní tubulus C Distáln lní tubulus D Juxtaglomerulárn rní aparát 1. Bazáln lní membrána 2. Bowmanovo pouzdro parietáln lní vrstva 3. Bowmanovo pouzdro visceráln lní vrstva 3a Pedikly podocytu 3b Podocyt 4. Prostor Bowmanova pouzdra (s primárn rní močí) 5a Mesangium extraglomerulárn rní buňka 5b Mesangium intraglomerulárn rní buňka 6. Juxtaglomerulárn rní buňky 8. Myocyty (hladké svalstvo) 9. Aferentní arteriola 10. Kapiláry glomerulu 11. Eferentní arteriola 4
Dvě složky nefronu Tubulární systém Cílem je moč zahustit (vstřebat vodu), dále vstřebat potřebné profiltrované složky (glukóza, aminokyseliny); minerály se vstřebávajíči vylučují podle potřeby organismu. V tubulech se mohou dále vylučovat i nepotřebné látky. Hlavníčinností tubulů je tedy: resorpce (vstřebávání) sekrece (vylučování) 5
Hodnocení funkce glomerulů (glomerulární filtrace) Sledujeme vylučování látky, která se volně glomeruly filtruje a v tubulech se s ní nic neděje (tj. ani se nevstřebává, ani nesecernuje) Musí být tedy nízkomolekulární, bez negativního náboje (glomerulární membrána má sama negativní náboj) a nesmí se vázat na bílkoviny 6
Vylučování nízkomolekulární látky ledvinami obecná rovnice (1) GF x P ± T = U x V GF = objem glomerulárního filtrátu za sekundu (ml/s) P = koncentrace nízkomolekulární látky v plazmě (tedy i v glomerulárním filtrátu) (mmol/l) U = koncentrace nízkomolekulární látky v moči (mmol/l) V = objem definitivní moči (ml/s) T = množství látky secernované (+T) či resorbované (-T) v tubulech (mmol/s) 7
Vylučování nízkomolekulární látky ledvinami obecná rovnice (2) Jestliže se látka v tubulech ani nevstřebává ani nesecernuje, T = 0; pak: GF x P ± T = U x V GF x P = U x V a odtud můžeme spočítat GF: U x V GF = P 8
Clearance kreatininu Glomerulární filtrace se spočítá podle vzorce: C kr = U kr x V P kr U kr = koncentrace kreatininu v moči P kr = koncentrace kreatininu v plazmě (séru) V = objem definitivní moči za 1 sekundu Pacient sbírá moč 24 h Bez velké fyzické námahy a příjmu masa Pak se moč promíchá a do laboratoře pošle vzorek Odebere se 1 zkumavka srážlivé krve 9
Clearance kreatininu je citlivější ukazatel poškození ledvin než sérová hladina kreatininu S-kreatinin normální rozsah 50 % 100 % GFR (% normy) 10
Clearance kreatininu Výhody Kreatinin vzniká v organismu (ve svalech), nemusí se tedy nemocnému podávat snadno se měří Indikace: abnormální příjem kreatininu (vegetariáni, suplementy kreatinu) nebo svalová hmota (amputace, malnutrice, katabolismus) Indikace dialýzy, těhotné? Nevýhody Správný sběr moče absence větší fyzické námahy dietní opatření dodrženíčasu sběru moče dodání průměrného vzorku moče Tubulární sekrece kreatininu v proximálním tubulu (nadhodnocení o 10 20 %, více u pacientů v CHRI) Není lepší než výpočet egfr pouze ze sérového kreatininu (kromě indikací) http://www.kidney.org/professionals/kdoqi/guidelines_ckd/p5_lab_g4.htm 11
Hledání jiných vhodných látek s výlučně glomerulární filtrací 51 Cr-EDTA, 99m Tc-DTPA Iohexol Inulin 12
Clearance 51 Cr-EDTA či 99m Tc-DTPA 99m Tc-kyselina dietyléntriaminopentaoctová ( 99m Tc-DTPA) 51 Cr-kyselina etyléndiaminotetraoctová ( 51 Cr-EDTA) Obě tyto látky se vylučují pouze glomerulární filtrací, v tubulech se již jejich vyloučené množství nemění Značení radioaktivním izotopem umožňuje stanovení látky (měří se radioaktivita vzorku) 13
Clearance iohexolu Iohexol je běžně užívaná rtg kontrastní látka Po i.v. podání se vylučuje výlučně glomerulární filtrací, tubulární resorpce a sekrece nebyly prokázány Stanovuje se nejlépe pomocí HPLC 14
Provedení (1) Vhodnálátkase podái.v.; dál je možnost: odebrat 3 4 vzorky krve během 2 5 h po podání odebrat 1 vzorek za 3 4 h po podánía počáteční koncentraci látky počítat z podanédávky a distribučního objemu = ECT (ne u dětí, těhotných a osob s poruchami vodní bilance) Clearance se počítá z AUC (plocha pod křivkou) nebo ze strmosti poklesu plazmatické koncentrace (slopeintercept method) 15
Provedení (2) Příklad hodnocenírychlosti eliminace pro odhad glomerulární filtrace: 16
Příklad výpočtu Clearance se počítá podle vzorce: C = ln Q V V x C t x t Q = podanémnožstvílátky C t = koncentrace látky v séru (čas t) V = distribuční objem t = čas mezi podáním látky a odběrem krve 17
Clearance inulinu Co je inulin? Oligo- až polysacharid tvořený molekulami fruktózy, spojených β-1,2 glykosidickou vazbou Zásoba energie u rostlin z čeledi Asteraceae a Campanulaceae Po podání p.o. ho nedovedeme rozštěpit, využívají ho střevní bakterie Po podání i.v. se vylučuje výhradně glomerulární filtrací 18
19
20
Inulin 21
Výhody Clearance inulinu ( zlatý standard ) ukazuje správnou hodnotu GF Nevýhody musí se podat v i.v. infúzi kratší sběr moči (vadí reziduum v močovém měchýři) metoda stanovení obtížnější než v případě clearance kreatininu 22
Slabá stránka výpočtu GF: sběr moči Proto hledány způsoby jak odhadnout GF jen z vyšetření v krvi (séru), bez sběru moči: ze sérového kreatininu ze sérového cystatinu C 23
Odhad glomerulární filtrace (egfr = estimated GFR) Odhady založené na S-kreatininu Výpočet podle Schwartze pro děti Rovnice MDRD (Modification of Diet in Renal Disease) Další rovnice používající S-kreatinin (Lund-Malmö, CKD-EPI ) Výpočet podle Cocrofta a Gaulta (obsoletní) Odhad ze sérového cystatinu C 24
Výpočty ze sérového kreatininu Nutnost rekalibrace používaných metod ke stanovení kreatininu na referenční metodu ID-GC-MS Většina laboratoří užívá nespecifickou Jaffého metodu, některé přecházejí na metodu enzymatickou Jaffého metoda více interferencí (protein, acetoacetát, glukóza, bilirubin ) větší bias (zejména v nízkých koncentracích) nepoužitelná zejména u diabetiků (podhodnocuje egfr) 25 Greenberg, N. et al. (2012). Specificity Characteristics of 7 Commercial Creatinine Measurement Procedures by Enzymatic and Jaffe Method Principles. Clinical Chemistry, 58(2), 391 401.
Výpočet podle Cocrofta a Gaulta [obsoletní] (140 věk) x hmotnost x F/(S-kreatinin x 48,9) F pro muže 1 F pro ženy 0,9 Výpočet podle Cocrofta a Gaulta byl určen k predikci clearance kreatininu (nadhodnocuje GFR o 10 20 %) 26
Výpočet podle Schwartze (0,810 x výška)/s-kreatinin platí pro děti od 1 roku života (0,663 x výška)/s-kreatinin pro zralé novorozence a děti do 1 roku života 27
Rovnice MDRD Vzorec pro predikci glomerulární filtrace navrhl Levey se spolupracovníky v roce 1999 Data byla získána z multicentrické studie o vlivu nízkoproteinové diety na rychlost progrese chronických renálních onemocnění (Modification of Diet in Renal Disease MDRD) 28
Rovnice MDRD 2,83 x A x B x C x D x F x S A = (S-kreatinin x 0,0113) -0,999 B = (věk) -0,176 C = (S-urea x 2,8) -0,17 D = (S-albumin x 0,1) 0,318 F pro pohlaví (ženy F = 0,762) S pro rasu (afroameričané F = 1,18) 29
Zjednodušená rovnice MDRD 2,92 x (S-kreatinin/88,4) -1,154 x věk -0,203 x F F muži = 1,0 F ženy = 0,742 Koeficient 2,92 platí pro kreatinin stanovený metodou s návazností na metodu ID-GC-MS Výpočet z dat souboru osob ve věku 18 75 let 30
Rovnice MDRD omezení Výsledky MDRD nad 1,5 ml/s/1,73 m 2 nelze vydávat jako přesnáčísla (tj. jen jako >1,5) Výpočet MDRD nelze užít u pacientů s abnormální produkcí kreatininu (těžce malnutriční pacienti, po amputaci, extrémně obézní, imobilizovaní, změněný objem svalové hmoty) s abnormálním dietním příjmem (vegetariáni nebo zvýšený příjem kreatinu jako potravního doplňku) u gravidních žen výpočet neověřen u osob pod 18 let a nad 75 let 31
Příklad on-line kalkulátoru pro výpočet GF podle rovnice MDRD Najdete na webových stránkách ČSKB 32
Rovnice CKD-EPI CKD-EPI = Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration vychází ze stejných parametrů jako rovnice MDRD zase populace z USA nedostatečné množství starších osob Levey, A. S. et al. (2009). A new equation to estimate glomerular filtration rate. Annals of Internal Medicine, 150(9), 604 612. 33
Rovnice Lund-Malmö Výhody: je odvozena pro standardizované stanovení kreatininu, vychází dále z věku a pohlaví je možné ji použít jak pro dospělé, tak pro děti od 1 roku života lze ji použít v rozsahu kreatininu od 45 do 545 µmol/l Existuje možnost korekce na libovou tělesnou hmotnost podle hmotnosti a výšky Nyman, U. et al. (2008). The Lund-Malmo creatinine-based glomerular filtration rate prediction equation for adults also performs well in children. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 1 9. 34
Cystatin C Neglykosylovaný protein obsahující 120 aminokyselin, s nízkou molekulovou hmotností (cca 13 000 g/mol), konstantní produkce Volně prochází glomerulární membránou, dále je resorbován v proximálních tubulech a kompletně degradován Koncentrace cystatinu C v plazmě je mírou glomerulární filtrace Koncentrace v moči je mírou funkce proximálního tubulu 35
Odhad ze sérového cystatinu C (1) Rovnice dle Grubba (PETIA particle enhanced immunoturbidimetric assay): 1,4115 x (S-cystatin C) -1,68 x F pro muže F = 1 pro ženy F = 0,948 pro děti pod 14 let = 1,384 Vhodné pouze pro pacienty s GF > 0,3 ml/s (pro nižší hodnoty vzorec dle Grubba neplatí) Weinert, L. S. et al. (2011). Glomerular filtration rate estimation: performance of serum cystatin C- based prediction equations. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 49(11), 1761 1771. 36
Odhad ze sérového cystatinu C (2) Rovnice dle Stevense (PENIA particle enhanced immunonephelometric assay): 1,278 x (S-cystatin C) -1,19 Weinert, L. S. et al. (2011). Glomerular filtration rate estimation: performance of serum cystatin C- based prediction equations. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 49(11), 1761 1771. 37
Cystatin C ovlivnění Glukokortikoidy zvyšují cystatin C v závislosti na dávce Funkce štítné žlázy: cystatin C se zvyšuje u hypertyreoidních a snižuje u hypotyreoidních pacientů; po dosažení eutyreózy se upravuje i hladina cystatinu C Další faktory: nádory (zejména melanom), pohlaví?, obezita? 38
39
40
Který ze způsobů je nejlepší? Podíl výsledků, lišících se od skutečné hodnoty GFR o méně než 30 %: podle kreatininu (Cockroft a Gault).... 50 % podle MDRD.... 80 % (ale jen pro populaci odpovídající studii MDRD) podle cystatinu C 80 % 41
Doporučený postup Stanovit egfr podle MDRD (tj. z hodnoty S-kreatininu) a podle S-cystatinu C a obě hodnoty porovnat Nesouhlasí-li, třeba hledat příčinu: maláči naopak velká svalová hmota přílišný přívod masa v potravě podávání glukokortikoidů aj. Podle příčiny přiklonit se k jedné z hodnot Nezjistí-li se příčina, stanovit GFR specifickou, ale náročnou metodou 42
Kalkulátor výpočet GF podle: rovnice MDRD: http://www.cskb.cz/_doporuceni/kalkulator/gfr_mdrd.htm cystatinu C: http://www.cskb.cz/_doporuceni/kalkulator/gfr_cystc.htm rovnice Lund-Malmö: http://www.naskl.cz/vzdelavani/kalkulatory/gfrlund- Malmo/GFR_Cr.htm 43
DoporučeníČeské nefrologické společnosti a České společnosti klinické biochemie ČLS JEP k vyšetřování glomerulární filtrace (2009) Autorský kolektiv: Zima Tomáš, Teplan Vladimír, Tesař Vladimír, Racek Jaroslav, Schück Otto, Janda Jan, Friedecký Bedřich, Kubíček Zdeněk, Kratochvíla Josef http://www.cskb.cz/res/file/doporuceni/dopgfr.pdf 44
Děkuji za pozornost racek@fnplzen.cz 45