Masarykova univerzita Lékařská fakulta

Masarykova univerzita Lékařská fakulta GLOMERULÁRNÍ FILTRACE, ODHAD RYCHLOSTI Z CLEARANCE ENDOGENNÍHO KREATININU A SÉROVÝCH HLADIN CYSTATINU C A KREATININU ENZYMATICKY Bakalářská práce v oboru zdravotní laborant Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Pavel Nezbeda Autor: Dagmar Šoukalová Brno, duben 2013

Jméno a příjmení autora: Dagmar Šoukalová Název bakalářské práce: Glomerulární filtrace, odhad rychlosti z clearance endogenního kreatininu a sérových hladin cystatinu C a kreatininu enzymaticky Pracoviště: Oddělení klinické biochemie a hematologie Nemocnice Ivančice, příspěvková organizace Rok obhajoby bakalářské práce: 2013 Souhrn: Tato bakalářská práce podává obecný přehled o možnostech vyšetřování glomerulární filtrace a diagnostice renálních onemocnění. První část práce představuje seznámení s teorií týkající se anatomie, fyziologie a patologie ledvin a metodikou vyšetřování glomerulární filtrace. Ve druhé části jsou zpracována shromážděná data a porovnána výpovědní hodnota výsledků odhadů rychlosti glomerulární filtrace zkoumanými metodami. Klíčová slova: odhad rychlosti glomerulární filtrace, kreatinin, cystatin C, clearance endogenního kreatininu, MDRD rovnice, Grubbova rovnice Souhlasím, aby práce byla půjčována ke studijním účelům a byla citována dle platných norem. 2

Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracovala samostatně pod vedením RNDr. Pavla Nezbedy a uvedla v seznamu literatury všechny použité literární a odborné zdroje. V Brně dne... 3

Poděkování Touto cestou bych velice ráda poděkovala vedoucímu mé bakalářské práce RNDr. Pavlu Nezbedovi za jeho ochotu, trpělivost a podnětné připomínky při vedení mé bakalářské práce. Dále svým nejbližším, za snášení všech ústrků spojených s tvorbou mé práce. 4

Seznam použitých zkratek a symbolů: MDRD GF GF kor GF Grubb GF MDRD GF clear C kr S kr S cyst U kr V S urea S alb Stand S kr Mr kda CKD EPI OKBH ADH SLE ERDS ČLS JEP DTPA EDTA ID-LC-MS ID-MS PETIA PENIA CV Modification of Diet Renal Disease glomerulární filtrace korigovaná glomerulární filtrace glomerulární filtrace, výpočet dle Grubbovy rovnice glomerulární filtrace, výpočet dle MDRD rovnice glomerulární filtrace, výpočet z clearance endogenního kreatininu clearance endogenního kreatininu kreatinin v séru cystatin C v séru kreatinin v moči objem moče močovina v séru albumin v séru standardizované stanovení kreatininu v séru molekulová hmotnost kilodalton Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration Oddělení klinické biochemie a hematologie v Nemocnici Ivančice antidiuretický hormon systémový lupus erytematodes end-stage renal dinase Česká lékařská společnost J.E. Purkyně diethyltriaminopentaoctová kyselina ethylendiaminotetraoctová kyselina izotopová diluce s kapalinovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií izotopová diluce s hmotnostní spektrometrií particle-enhanced turbidimetric immuno-assay particle-enhanced nephelometric immuno-assay směrodatná odchylka 5

OBSAH 1 Úvod... 9 2 Cíle... 10 3 Obecná část... 11 3.1 Ledviny... 11 3.2 Anatomie ledvin... 11 3.2.1 Nefron... 12 3.2.2 Glomerulus... 13 3.2.3 Tubulus... 13 3.2.3.1 Proximální tubulus... 13 3.2.3.2 Henleova klička... 13 3.2.3.3 Distální tubulus... 14 3.2.3.4 Spojovací segment... 14 3.2.3.5 Sběrací kanálky... 14 3.3 Fyziologie ledvin... 15 3.3.1 Funkce endogenně-exkreční:... 15 3.3.2 Funkce exogenně-exkreční:... 15 3.3.3 Funkce metabolicko-endokrinní.... 15 3.3.4 Glomerulární filtrace... 16 3.3.5 Tubulární resorpce... 16 3.3.6 Tubulární sekrece... 17 3.3.7 Koncentrační a zřeďovací schopnost... 17 3.3.8 Regulace acidobazické rovnováhy vnitřního prostředí... 18 3.4 Onemocnění ledvin... 18 3.4.1 Prerenální onemocnění... 19 3.4.2 Renální onemocnění... 20 3.4.2.1 Primární glomerulopatie... 20 3.4.2.2 Sekundární glomerulopatie... 21 3.4.3 Tubulointersticiální nefritidy... 21 3.4.3.1 Intersticiální nefritida... 22 3.4.3.2 Pyelonefritida... 22 6

3.4.4 Postrenální onemocnění... 23 3.4.4.1 Urolitiáza... 24 3.5 Projevy ledvinného selhání... 24 3.5.1 Uremie... 24 3.5.2 Akutní selhání ledvin... 25 3.5.3 Chronické selhání ledvin... 25 3.6 Glomerulární filtrace... 26 3.6.1 Mechanismus glomerulární filtrace... 26 3.6.2 Výpočet velikosti glomerulární filtrace... 27 3.7 Přímé metody stanovení glomerulární filtrace... 28 3.7.1 Renální clearance endogenního kreatininu... 28 3.7.1.1 Kreatinin... 28 3.7.1.2 Clearance kreatininu... 29 3.7.2 Renální clearance inulinu... 30 3.7.3 Izotopové metody vyšetření glomerulární filtrace... 31 3.8 Nepřímé - výpočtové metody stanovení glomerulární filtrace... 31 3.8.1 Odhad glomerulární filtrace z hodnoty kreatininu v séru... 31 3.8.1.1 Odhad glomerulární filtrace pomocí rovnice MDRD... 33 3.8.2 Odhad glomerulární filtrace pomocí rovnice CKD - EPI... 34 3.8.3 Odhad glomerulární filtrace z hodnoty cystatinu C v séru... 35 3.8.3.1 Cystatin C... 35 3.8.3.2 Odhad glomerulární filtrace... 36 3.8.3.3 Techniky stanovení cystatinu C... 37 4 Praktická část... 39 4.1 Enzymatické stanovení kreatininu v séru a moči... 39 4.1.1 Princip metody stanovení... 39 4.1.2 Podmínky pro odběr materiálu... 40 4.1.3 Příprava a stabilita reagencií... 40 4.1.4 Kalibrace... 40 4.1.5 Referenční hodnoty... 41 4.1.6 Interference metody... 41 4.1.7 Charakteristika stanovení... 41 7

4.1.8 Parametry metody... 42 4.2 Stanovení cystatinu C v séru a plazmě... 42 4.2.1 Princip metody stanovení... 42 4.2.2 Podmínky pro odběr materiálu... 42 4.2.3 Příprava a stabilita reagencií... 43 4.2.4 Kalibrace... 43 4.2.5 Referenční hodnoty... 43 4.2.6 Interference metody... 44 4.2.7 Charakteristika stanovení... 44 4.2.8 Parametry metody... 44 4.3 Použité vzorce pro odhad rychlosti glomerulární filtrace... 45 4.4 Sběr dat... 46 5 Diskuze... 54 6 Závěr... 56 7 Seznam literatury a použitých zdrojů... 57 8

1 Úvod Onemocněním ledvin trpí v České republice asi 10 % obyvatel. Včasná diagnóza onemocnění přináší větší prostor pro léčbu a může zabránit nebo alespoň zpomalit nástup závažných projevů nefropatií. K diagnostice renálních onemocnění se používá stanovení rychlosti glomerulární filtrace. Ve své bakalářské práci se zabývám běžně dostupnými možnostmi stanovení glomerulární filtrace, srovnávám odhady glomerulární filtrace vypočítané na základě clearance endogenního kreatininu, enzymatického stanovení sérového kreatininu a stanovení cystatinu C v séru. OKBH, kde pracuji, nabízí ke sledování GF jak kreatininovou clearanci, tak výpočet z hodnot sérového kreatininu dle MDRD, tak stanovení cystatinu C. Zajímá mě, jak vzájemně korelují tyto metody a zda jsou skutečně zaměnitelné, a to i v podmínkách našeho zdravotnického zařízení. 9

2 Cíle Souhrn poznatků o odhadech rychlosti glomerulární filtrace Sběr dat pacientů nezbytných pro výpočty rychlostí glomerulární filtrace Porovnání výpovědní hodnoty výsledků odhadů rychlostí glomerulární filtrace vypočítané na základě clearance endogenního kreatininu, enzymatického stanovení sérového kreatininu a stanovení cystatinu C v séru. 10

3 Obecná část 3.1 Ledviny Ledvina : řecky nefros latinsky ren 3.2 Anatomie ledvin Ledviny jsou párový orgán uložený v bederní oblasti po obou stranách páteře, od břišní dutiny jsou odděleny pobřišnicí. Ledviny mají charakteristický tvar. Váha jedné ledviny dospělého člověka se pohybuje okolo 150 g. Ledviny mají tuhou a pružnou konzistenci, u dospělého člověka je jejich povrch hladký a je kryt jemným fibrózním pouzdrem. http://www.kst.cz/web/?page_id=2501 Legenda k obrázku: 1 - kůra ledviny (cortex renalis); 2 - dřeň ledviny (medulla renalis); 3 - ledvinové pyramidy (pyramides renalis); 4 - ledvinová pánvička (pelvis renalis); 5 - močovod (ureter) 11

Na podélném řezu ledviny můžeme rozlišit část korovou (cortex) a dřeňovou (medulla). Korová část je široká přibližně 1 cm a má hnědočervenou barvu. Dřeň je tvořena pyramidovými útvary. V normální lidské ledvině nacházíme 8-20 pyramid (papil). Barva pyramid je hnědofialová. Na papily se připínají tzv. kalíšky, které ústí do ledvinné pánvičky. Moč vytvořená v ledvinách je transportována pánvičkou a močovodem do močového měchýře, kde se hromadí. Podle potřeby je měchýř vyprazdňován a moč opouští organismus močovou trubicí. 3.2.1 Nefron Nefron je základní anatomickou funkční jednotkou ledviny. Skládá se z tubulu a glomerulu. Každá ledvina dospělého člověka je tvořena 1 1,25 milionu nefronů. Tento počet nefronů se po narození již nemění. 1 2 3 5 4 6 7 9 8 http://www.ivanstalio.com/immagini/illustrazioni/anatomy/nefron.jpg Legenda k obrázku: 1 = vas efferens; 2 =kapilární klubíčko ; 3 = vas afferens; 4 = Bowmannovo pouzdro; 5 = proximální tubulus; 6 = distální tubulus; 7 = peritubulární kapiláry; 8 = Henleova klička; 9 = vývodový kanálek 12

3.2.2 Glomerulus Glomerulus je tvořen klubíčkem kapilár, které vzniká rozpadem přívodné tepénky (vas afferents) na 4-8 segmentů, z nichž každý tvoří 40 kapilárních kliček. Kapiláry se pak spojují a vytvářejí tepénku odvodní (vas efferents). Toto kapilární klubíčko je vloženo do pohárkovitého útvaru, tvořeného rozšířením počáteční části kanálku. Tento pohárkovitý útvar se nazývá Bowmannovo pouzdro. Vnitřní stranu kapilár vystýlá vrstva plochých endoteliálních buněk nasedajících na bazální membránu, které jsou v přímém kontaktu s proudící krví. Na zevní stranu bazální membrány nasedají podocyty, epitelové buňky s četnými výběžky, které jsou navzájem spojeny. Mezikapilární prostor je vyplněn jemnou pojivovou tkání, jejíž buňky mají schopnost se smršťovat a tak ovlivňovat velikost plochy glomerulárních kapilár. 3.2.3 Tubulus Tubulus je vlastní kanálkový útvar nefronu, který je tvořen tvarově a funkčně odlišnými částmi. 3.2.3.1 Proximální tubulus Proximální tubulus je tvořen stočenou částí (pas convuluta) a částí konečnou, která má přímý průběh (pars recta). Stěna proximálního tubulu je tvořena jednovrstevným epitelem. Tyto buňky mají na svém povrchu četné výběžky tzv. kartáčový lem, díky kterému je zvýšena jejich kontaktní plocha s proudící tekutinou uvnitř tubulu. Přímá část proximálního tubulu plynule přechází do další části, nazývané Henleova klička. 3.2.3.2 Henleova klička Henleova klička vytváří charakteristickou U-trubici, jejíž ohyb se nachází v různé hloubce papil. Tato stavba Henleových kliček je předpokladem činnosti tzv. dřeňového protiproudního systému, který umožňuje tvorbu koncentrované moči. Na Henleově kličce rozlišujeme část sestupnou a část vzestupnou. Sestupná (descendentní) část, která směřuje k papile, je tvořena 13

jednou vrstvou plochých buněk. Na části vzestupné (ascendentní) část tenkou a tlustou. Tenká část vzestupného raménka je rovněž pokryta jednovrstevným plochým epitelem. Tlustá část Henleovy kličky je tvořena jednou vrstvou kubických buněk. 3.2.3.3 Distální tubulus Distální tubulus na přechodu tlusté části Henleovy kličky je tvořen zřetelně odlišným typem kubických epitelu. Jeví se hustší, a proto se tento úsek nazývá macula densa (hustá skvrna). Macula denza nasedá na vas afferens téhož nefronu. V místě kontaktu jsou hladké svalové buňky přívodné tepénky modifikované. Macula densa společně s modifikovanou stěnou vas afferents tvoří tzv. juxtaglomerulární aparát, ve kterém se tvoří renin umožňující tvorbu angiotenzinu. Ta se významně podílí na regulaci průtoku krve glomerulem a tvorbě glomerulárního filtrátu. 3.2.3.4 Spojovací segment Spojovací segment je úsek tubulu, který spojuje konec distálního tubulu se sběracími kanálky. 3.2.3.5 Sběrací kanálky Sběrací kanálky se postupně spojují tak, že svými konečnými částmi ústí na vrcholek papil, kde se již definitivní moč dostává do kalíšků a pánvičky. 14

3.3 Fyziologie ledvin Ledviny mají nezastupitelnou roli v organismu. Hlavní funkce ledvin jsou tyto: 3.3.1 Funkce endogenně-exkreční: vylučování endogenních katabolitů, kontrola a řízení homeostázy vnitřního prostředí udržením stálého objemu a složení extracelulární tekutiny z hlediska jejího elektrolytového složení, osmotické koncentrace a acidobazické rovnováhy. 3.3.2 Funkce exogenně-exkreční: vylučování cizorodých látek, které narušují normální složení vnitřního prostředí. 3.3.3 Funkce metabolicko-endokrinní. V ledvinách se tvoří některé látky hormonálního charakteru nebo díky metabolické přeměně se z látek neúčinných stávají látky vysoce biologicky aktivní. V ledvinách také dochází k metabolické inaktivaci některých hormonů. Dále jsou v ledvinách tvořeny látky, které přímo nebo nepřímo ovlivňují oběhový systém. Ledviny jsou bohatě zásobeny krví, proteče jimi každou minutu 1 litr krve a pří normálním hematokritu krve asi 600 ml plazmy. Toto velké množství krve prochází ledvinnými tepnami až do jednotlivých glomerulů. V glomerulech ledviny se vytváří filtrát krevní plazmy, který má téměř stejné složení jako extracelulární tekutina v kterékoli části organizmu. Z filtrátu jsou v tubulech vstřebávány jednotlivé složky tak, aby zůstala zachována homeostáza vnitřního prostředí. Látky, které je žádoucí z organizmu vyloučit, jsou vstřebávány málo nebo dokonce může docházet k jejich dalšímu vylučování tubulární sekrecí. Tubulární sekrece je proces, při kterém dochází k transportu látek tubulárními buňkami z krve protékající peritubulárními kapilárami do lumen tubulů. Tubuly tedy zajišťují za přispění některých hormonů ledvinnou část kontroly složení vnitřního prostředí. Glomeruly jsou sítem pro oddělení tekutiny od většiny bílkovin a pevných částic krve. 15

3.3.4 Glomerulární filtrace Glomerulární filtrace je ovlivněna stavem glomerulární membrány a četnými fyzikálními faktory. Propustnost (permeabilita) glomerulární membrány je závislá na struktuře a fyzikálně-chemických vlastnostech bazální membrány a na vlastnostech jednotlivých buněčných komponent membrány. Produkce filtrátu závisí na velikosti plochy filtrační membrány, která je také ovlivněna kontraktilní schopností mezangiálních buněk, jež ovlivňuje velikost plochy glomerulu. Zásadním fyzikálním faktorem je tzv. hydraulický tlak. Aby mohlo docházet k filtraci v glomerulu, musí být tlak krve na glomerulární membránu dostatečně vysoký. Velikost hydraulického tlaku je ovlivněna průsvitem aferentní a eferentní arterioly. Čím větší bude tonus aferentní arterioly, tím méně vteče do glomerulárních kapilár krve a naopak. Tonus eferentní arterioly zvyšuje intraglomerulární tlak. Silou, která brzdí proces filtrace je koloidně osmotický tlak sérových bílkovin, který pomáhá zadržovat tekutinu uvnitř kapilár. Dále je to protitlak, vykonávaný tekutinou v Bowmannově pouzdře a na začátku proximálního tubulu. Na průtoku krve ledvinami se podílí také humorální systém. Významnou roli má angiotenzin II. Je to látka, která vzniká v játrech z angiotenzinogenu působením reninu za vzniku angiotenzinu I a ten se účinkem angiotenzin konvertujícího enzymu mění na angiotenzin II. Angiotenzin II způsobuje stažení eferentní arterioly a tím významně zvyšuje intraglomerulární tlak, rovněž stimuluje výdej aldosteronu z nadledvinek. Angiotenzin II degraduje na angiotenzin III, který má podobné účinky jako angioenzin II, jehož hladina u lidí je však 4x nižší než hladina angiotenzinu II, takže většinu regulačních účinků zajišťuje angiotenzin II. Aldosteron ovlivňuje transport natriových iontů do buněk distálního tubulu výměnou za kalium a vodík. Intenzitu glomerulární filtrace taká přímo ovlivňuje sympatické nervstvo, jehož stimulace vede k vazokonstrikci v renálním řečišti a snížení průtoku krve ledvinou. 3.3.5 Tubulární resorpce Tubulární resorpci lze popsat jako přechod látek z tubulární tekutiny (primární moče) do krve proudící peritubulárním kapilárním řečištěm. Mechanismy, umožňující tubulární resorpci jednotlivých látek, jsou různé. Látky jsou vstřebávány působením fyzikálních sil (difuzí) nebo 16

za spotřeby metabolické energie. Tubulární transport několika látek může být spřažen, takže změna transportu jedné látky má za následek změnu transportu druhé látky. Jednotlivé složky primární moče jsou resorbovány s různou intenzitou. Některé látky jsou resorbovány téměř bezezbytku, takže v definitivní moči jsou zachytitelné jen v minimálním množství. Jde především o látky pro organizmus důležité a je nutné zabránit jejich ztrátám. Jmenujme alespoň ty nejdůležitější: aminokyseliny, mikroproteiny, glukosu. Tubulární resorpce iontů a vody je také velká, ale určité množství musí být vylučováno močí. Regulace takových látek musí být přesná, aby nedocházelo k nepřiměřeným ztrátám či záchytu a nedocházelo k narušení vodní a elektrolytové homeostázy vnitřního prostředí. Některé katabolity dusíkatého metabolismu jsou rovněž z části v tubulech resorbovány. Avšak za normálních podmínek je zaručeno, že vylučování močí je dostatečně velké a nedochází k jejich nežádoucímu hromadění v organizmu. 3.3.6 Tubulární sekrece Tubulární sekrece je děj, při kterém dochází k transportu molekul z peritubulární krve do tubulární tekutiny. Některé látky jsou v tubulech jak resorbovány, tak secernovány. Například draselný iont je v proximálním tubulu nejdříve resorbován a v distálním tubulu secernován. Sekrece exogenních organických látek se odehrává v konečné části proximálního tubulu. Díky tubulární sekreci mohou být z organismu vylučovány i látky vázané na bílkovinné molekuly. Transportní systémy tubulární sekrece se liší pro exogenní látky kyselé povahy (anionty) a pro látky bazické (kationty). Zvláštní postavení z hlediska tubulární sekrece zaujímá endogenní látka kreatinin. Molekula kreatininu je v glomerulech filtrována a v proximálních tubulech secernována, a to jak systémem pro transport organických kyselin, tak transportním systémem organických bazí. 3.3.7 Koncentrační a zřeďovací schopnost Ledviny podle potřeb organismu vylučují více vody než osmoticky aktivních látek nebo více osmoticky aktivních látek než vody. Tento složitý, hormonálně regulovaný proces zajišťuje stálost objemu a osmotické koncentrace vnitřního prostředí. Odpovědným hormonem je antidiuretický hormon (ADH) hypofýzy, který ovlivňuje propustnost stěny 17

sběrných kanálků pro vodu. Další hormon, který výrazně zasahuje do resorpce minerálů, především natria, je hormon kůry nadledvin aldosreton, jež působí na distální tubuly a sběrací kanálky. Osmolalita extracelulární tekutiny, včetně glomerulárního filtrátu za normálních podmínek je 285±10 mmol/kg H 2 O. Močová osmolalita při normálním příjmu potravy a tekutin se u zdravého dospělého člověka pohybuje v rozmezí 600-800 mmol/kg H 2 O. 3.3.8 Regulace acidobazické rovnováhy vnitřního prostředí Činnost ledvin se podílí na zabránění metabolické acidózy důsledkem metabolických procesů spojených s tvorbou kyselých produktů. Hodnota ph činí za normálních podmínek 7,40±0,05. Toto úzké rozmezí ph je udržováno pomocí nárazníkových systémů. Nejdůležitější z nich je systém hydrogenkarbonátový. Plazmatická koncentrace hydrogenuhličitanů se pohybuje v rozmezí 24,0±2,0 mmol/l. Po spotřebování jsou hydrogenuhličitany doplněny ledvinami. Tubulární buňky jsou schopny syntetizovat kyselinu uhličitou z oxidu uhličitého a vody za přispění enzymu karboanhydrázy. Vzniklá kyselina uhličitá je z malé části disociována na volný vodíkový iont a hydrogenuhličitanový iont. Vodíkový iont je tubulární buňkou secernován do tubulární tekutiny a hydrogenuhličitanový iont je transportován do peritubulární kapilární krve. Naprostá většina secernovaných vodíkových iontů se váže na močové nárazníky pro zajištění maximálního možného odvodu vodíkových iontů při zachování přijatelného ph moči. K hlavním nárazníkům moči patří amoniak a fosfáty. Méně často je organismus ohrožen vychýlením acidobazické rovnováhy na alkalickou stranu v důsledku zvýšené plazmatické koncentrace hydrogenuhličitanů. Za těchto okolností se zvyšuje koncentrace hydrogenuhličitanů také v glomerulárním filtrátu a vylučují se za omezené tubulární resorpce do moče. 3.4 Onemocnění ledvin U ledvinových onemocnění dochází ve větší nebo menší míře k zadržování odpadních látek nebo k poruše vodní a elektrolytové homeostázy. Ztráta funkce nefronu může mít různé původce i odlišný průběh. Nefronů je v ledvinách velké množství a jejich postupná ztráta funkce nemusí být definitivní a při včasném zjištění příčiny onemocnění může dojít k jejich 18

reparaci. Podle etiologie dělíme ledvinná onemocnění na nemoci prerenální, renální a postrenální. 3.4.1 Prerenální onemocnění Prvotní příčinou nemoci je nedostatečné zásobení ledvin krví - renální ischemie. Snížení toku krve ledvinou má dopad na snížení glomerulární filtrace, jejímž konečným důsledkem je snížená tvorba moče a pokles exkreční funkce. Významnou příčinou onemocnění je stenóza renální arterie způsobená aterosklerózou renální tepny a sní často spojenou trombózou. Tento stav se může vyvinout až do infarktu ledviny, po jehož zhojení vzniká hluboká jizva. Mnohonásobné zjizvení vede k obrazu tzv. svraštělé ledviny. Další příčinou je pokles systémového arteriálního tlaku, který vede ke snížené perfúzi v ledvině. Běžné kolísání systémového arteriálního tlaku jsou ledviny schopny kompenzovat. Avšak u cirkulačního šoku klesá arteriální tlak pod hranici kompenzační schopnosti ledviny a dochází k poklesu filtrace. Dojde-li k poklesu tlaku s renální ischemií, může perfuze poklesnout tak, že nestačí ani k výživě ledvinné tkáně a rozvíjí se nekróza. Nekróza ledvinné tkáně se sníženou glomerulární filtrací charakterizují stav zvaný šoková ledvina. Nejen snížení, ale i trvale zvýšený krevní tlak ovlivňuje rozvoj renálních onemocnění. Dochází k rozvoji nefrosklerózy. Je-li spouštěčem benigní nebo sekundární hypertenze, mluvíme o benigní nefroskleróze. Tento typ neprovází vážné poškození funkce ledvin, takže k jejímu selhání nedochází. Z benigní nefrosklerózy se může vyvinout nefroskleróza maligní. Ta především vzniká na podkladě maligní hypertenze. Onemocnění se projevuje proteinurií a hematurií a může vyústit až do obrazu renálního selhání. Další příčinou poškození funkce ledvin je diabetická nefropatie. Jedná se o poškození glomerulů vlivem zmnožení mezangia. Mezi kapilárními kličkami se objevují různě velké, kulovité homogenní útvary, které kapiláry glomerulu utlačují a omezují tak jejich filtrační schopnost. 19

3.4.2 Renální onemocnění Příčina renální dysfunkce leží v ledvině samotné. Postiženy nemocí mohou být, jak glomeruly, tak tubuly. Velkou skupinu chorob tvoří primární a sekundární glomerulopatie, další skupinou jsou tubulointersticiální nefritidy. 3.4.2.1 Primární glomerulopatie Primární glomerulopatie jsou skupinou onemocnění zahrnující glomerulonefritidy s charakteristickým primárním postižením glomerulu. Skupina je typická strukturální, funkční a klinickou podobností s limitovanou možností ledvinné tkáně odpovědět na poškození včetně symptomů a objektivních nálezů. Glomerulární poškození vede ke změnám v glomerulární kapilární permeabilitě s následnou různě intenzivní proteinurií, hematurií, leukocyturií a nálezem močových válců. Při závažnějším průběhu může vést až k oligoanurii. Glomerulopatie můžeme rozdělit na základě dynamiky změn: akutní glomerulonefritidy (akutní nefritický syndrom) rychle progredující glomerulonefritidy (rychle progresivní nefritický syndrom) chronické glomerulonefritidy (chronický nefritický syndrom s proteinurií) Akutní nefritický syndrom se projevuje náhlou hematurií s erytrocytárními válci a mírnou proteinurií, dochází k akutnímu poškození glomerulů. Vznik nefritického syndromu lze očekávat všude tam, kde se po prodělané infekci tvoří komplexy antigen-protilátka, které se zachycují na vnitřní straně bazální membrány glomerulů a vyvolávají zánětlivý a případně i proliferativní proces. Rychle progredující glomerulonefritida je onemocnění s rychlým klinickým průběhem s nálezem proteinurie, hematurie a erytrocytárními válci. V histologickém obraze nacházíme v Bowmannových pouzdrech tzv. srpky, které jsou tvořeny proliferujícími perietálními epiteliálními buňkami. Nález srpků ve více než 75% glomerulů je spojen se špatnou prognózou, selháním ledvin. Chronické glomerulonefritidy jsou závažná onemocnění různého původu provázená nálezem proteinurií, hematurií, močovými válci a obvykle i hypertenzí s postupným zánikem 20

renálních funkcí, ledviny jsou zmenšené. Bez léčby má onemocnění velmi špatnou prognózu a vede ke stavu, který se označuje end-stage kidney (konečný stav ledviny). Nefrotický syndrom je projevem poškození glomerulů provázené masivní proteinurií, hypoalbuminemií, generalizovaného edému a hyperlipidemií. Objevuje se v každém věku, často ve spojení s řadou jiných chorob. 3.4.2.2 Sekundární glomerulopatie Jedná se o postižení glomerulů v důsledku primárního systémového, cévního, metabolického nebo geneticky podmíněného onemocnění postihující současně i jiné orgány. Typickým představitelem systémového onemocnění, které ve velké míře postihuje i ledviny je Systémový lupus erytematodes (SLE). Jedná se o chronické zánětlivé onemocnění s tvorbou autoprotilátek a postižením mnoha orgánů. Průběh onemocnění je variabilní a může mít až fatální následky. Pacienti s SLE mají v 35-75% případů závažné postižení ledvin. První projevy známek ledvinného onemocnění mají různý charakter, od mírné proteinurie s mírnou hematurií až po velmi vzácné akutní selhání ledvin. Léčba a prognóza závisí na rozsahu poškození. Dalšími zástupci systémových onemocnění jsou například Systémové vaskulitidy, u kterých dochází k chronickým zánětům s následnou nekrózou cév různých velikostí včetně renálního cévního systému. A také Trombotická mikroangiopatie, která se projevuje poškozením endotelu glomerulárních kapilár v důsledku vzniku lokalizované intravaskulární koagulopatie a mikrotromby v glomerulárních kapilárách. 3.4.3 Tubulointersticiální nefritidy Tubulointersticiální nemoci jsou lokalizovány v dřeni ledvin, kde probíhají přímá raménka Henleových kliček a sběrací kanálky, které odvádí zpracovanou definitivní moč z nefronu. Ledvinným intersticiem označujeme dřeňovou tkáň, jež se skládá z podpůrné mezibuněčné hmoty a peritubulárních kapilár. Onemocnění tubulů se současně projevuje i na intersticiu, proto je diagnosticky obtížné lokalizovat primární oblast poškození. Tubulointersticiální 21

nemoci vedou ke snížené schopnosti tubulární resorpce, doprovázené ztrátami vody a sodíku a zadržování kyselin. Různé stupně tubulointersticiálních změn můžeme pozorovat u většiny ledvinných chorob. Rozlišujeme dvě hlavní formy tubulointersticiálních nemocí, intersticiální nefritidu a pyelonefritidu. 3.4.3.1 Intersticiální nefritida Intersticiální nefritidy jsou obecně považovány za neinfekční záněty s postižením tubulů a intersticia. Hlavní příčinou je účinek léků (analgetika, antibiotika) a jiných látek (radiokontrastní látky, těžké kovy), které jsou pro intersticium ledvin toxické a nebo na podkladě hypersensitivní reakce. Nejčastějším nálezem je intersticiální edém s typickou infiltrací mononukleárů, s převahou lymfocytů. Glomeruly jsou obvykle normální. Nález v moči bývá často s výraznou proteinurií, hematurií, ale může být i minimální. U postižených se rozvíjí dopady tubulárních dysfunkcí: polyurie, deplece objemu, hyperkalemie a metabolická acidóza. 3.4.3.2 Pyelonefritida Pyelonefritidy jsou zánětlivá onemocnění vyvolaná bakteriální infekcí. Rozlišujeme dvě možnosti vstupu infekčního agens do ledvin, a to: hematogenní, sestupnou cestu vzestupnou cestu Hematogenní cesta je nejčastěji při sepsích, kdy jsou bakterie přinášeny krví do ledviny. Typickým výsledkem je tvorba abscesů a nekróz v ledvinné kůře. Vzestupná cesta infekce je mnohem častější, bakterie se do ledvin dostávají z dolní partie močových cest. Pyelonefritidy dělíme podle dynamiky onemocnění na akutní a chronické. Akutní pyelonefritida Jde o časté, relativně běžné hnisavé postižení ledvinové pánvičky a přilehlého parenchymu. Nejčastěji onemocnění vyvolává Escherichia coli, Proteus, Klebsiella, 22

Enterobakter a Pseudomonas. Průběh nemoci je charakteristický svým náhlým začátkem. Ledviny jsou obvykle zvětšeny, nacházíme bakteriurii, hematurii, leukocyturii a lekocytární válce. Antibiotická léčba bývá úspěšná, avšak onemocnění se v mnoha případech navrací. Chronická pyelonefritida Chronická pyelonefritida je charakterizována chronickou lokalizovanou pyogenní infekcí ledvin vedoucí ke ztrátě funkčního parenchymu, který je nahrazován jizevnatou tkání, ledviny jsou zmenšené. Může mít dvě formy: obstrukční refluxní Obstrukční chronická pyelonefritida je opakovaná infekce vznikající v souvislosti s obstrukcí pánvičky nebo vývodných cest močových. Refluxní chronická pyelonefritida je taktéž zánětlivé onemocnění, které vzniká v souvislosti s vrozeným defektem vezikouretrálního ústí. Průběh onemocnění je velmi variabilní, probíhá velmi pomalu, desítky roků. Nález v močovém sedimentu nebývá příliš výrazný. V důsledku pomalého rozvoje nemoci pacient obvykle nevyhledává pomoc, dokud se nerozvine ledvinné selhání. 3.4.4 Postrenální onemocnění U postrenálních onemocnění ledvin nacházíme příčinu nemoci u vývodových močových cest. Močové cesty mohou být zúženy vlivem předchozích zánětů, nádorů močových cest, u mužů zbytnění prostaty a nebo mohou být močové cesty zúženy vlivem genetické malformace. Dále se jedná o obstrukce močových cest, které mohou být způsobeny močovými kameny nebo také nádory. Výše popsané překážky způsobují hromadění moče mimo močový měchýř, nejčastěji v ledvinné pánvičce. To může porušit exkreční funkce a poškodit ledvinovou tkáň. Vyvíjí se hydronefróza. Parenchym ledviny postupně atrofuje tlakem nahromaděné tekutiny a stává se nefunkční. 23

3.4.4.1 Urolitiáza Urolitiáza je spojena s tvorbou močových konkrementů v ledvinách a vývodných močových cestách. Močové konkrementy se liší ve velikosti od velmi malých, označovaných jako močový písek, až po kameny velikosti několika centimetrů. Velké konkrementy mohou svým tvarem opisovat tvar ledvinné pánvičky a kalichů, pak je označujeme jako odlitkové kameny. Vhled a tvar konkrementů závisí na jejich chemickém složení, nejčastěji jsou tvořeny šťavelanem vápenatým a nazývají se oxalátové kameny. Příčina onemocnění není zcela objasněna. Pro vznik konkrementu je potřebná zvýšená koncentrace kamenotvorných látek v moči, městnání moči a změna ph. Důsledkem urolitiázy je částečné nebo úplné ucpání vývodových močových cest projevující se velkou bolestivostí s renální kolikou. Ledvina na straně postižení může být poškozena zadržovanou močí, její vylučování může být dočasně přerušeno. Pokles ledvinné funkce může po odchodu močového kamene určitý čas přetrvávat. 3.5 Projevy ledvinného selhání Ledvinné selhání vzniká v důsledku poškození ledvin jakéhokoli původu. Průvodním jevem ledvinného selhání je ztráta funkce ledvin spojená s nárůstem sérové koncentrace močoviny. 3.5.1 Uremie Uremie neboli uremický syndrom je závažný stav vznikající v důsledku těžké poruchy funkce ledvin. Dochází k systémovým poruchám při neschopnosti ledvin nadále udržovat vnitřní prostředí a eliminovat z těla zplodiny metabolismu. Odpadní produkty metabolismu bílkovin: urea, kreatin, kreatinin a kyselina močová se hromadí v organismu. Nejtoxičtější z nich je urea, která volně prochází přes všechny tělesné membrány. Přesný mechanismus vzniku uremie není jasný, jde zřejmě o kombinaci zadržení některých toxinů produktů 24

metabolismu bílkovin a aminokyselin s toxickým působením na mozek a poruchou vodní a elektrolytové rovnováhy se selháváním dalších funkcí ledvin. Projevy uremie postihují celý organismus, zpočátku se projevují nevolností a únavou. K dalším příznakům patří zvracení, průjmy, které vyvolávají uremické toxiny, nechutenství, krvácivé poruchy, anemie, poruchy vnitřního prostředí a nerovnováha tekutin a elektrolytů, nadměrné zadržování draslíku a ztráta vápníku, poruchy myokardu. V těžkých případech dochází k bezvědomí, rozvíjí se uremické kóma. 3.5.2 Akutní selhání ledvin Akutní selhání ledvin se projevuje rychlým poklesem ledvinných funkcí. Tento stav bývá často vratný. V důsledku potlačení ledvinných funkcí dochází k podprodukci moče. Nejčastější příčinou akutního renálního selhání jsou renální ischemie, akutní pyelonefritida a toxické nefropatie. Oboustranná ledvinná ischemie se vyvíjí po výrazném poklesu systémového krevního tlaku, nejčastěji po šoku. Následkem vzniklé ischemie dochází k akutní tubulární nekróze. Regenerace ischemií poškozeného tubulárního epitelu je zdlouhavá a závisí na stupni poškození bazální membrány tubulu. Nefrotoxiny poškozují ve většině případů bazální membránu mnohem méně. Je-li poškození tubulárního epitelu rozsáhlé nebo se dostaví infekce a jiné komplikace, může být akutní selhání ledvin smrtelné. 3.5.3 Chronické selhání ledvin Chronické renální selhání je stav, kdy je funkce ledvin snížena natolik, že ledviny nejsou schopny udržet homeostázu vnitřního prostředí ani za bazálních podmínek a speciálních léčebných opatření. Postupně dochází ke ztrátám funkčních nefronů v důsledku chronické glomerulonefritidy nebo těžké pyelonefritydy. Dalším příkladem onemocnění končícím chronickým renálním selháním je geneticky podmíněná tzv. polycystická ledvina. Glomerulární filtraci sníženou pod 25% normálu lze považovat za hranici ledvinného selhání. Pro renální selhání jsou charakteristické kombinace poruch spojené s urémií, která se vyvinula do stavu zvaného konečné stadium ledvinné choroby (ERDS endstage renal disease). Počáteční fáze ERDS je provázena velkými ztrátami vody z důvodu nerovnoměrné ztráty funkcí glomerulů a tubulů. Dojde-li chronické renální selhání až 25

k nevratné progresivní uremii musí následovat léčebné opatření v podobě renální dialýzy nebo transplantace ledvin. 3.6 Glomerulární filtrace Při každém renálním onemocnění je pro ošetřujícího lékaře důležité znát míru funkčního poškození ledvin. Funkčním vyšetřením stanovíme, zda má pacient renální funkce v normě nebo snížené mimo fyziologické rozmezí. Dále nám jejich opakovaní s časovým odstupem vypovídají o progresi onemocnění. Vyšetření glomerulární filtrace je testem volby vzhledem k jeho časové a ekonomické dostupnosti v rutinních klinických laboratořích. 3.6.1 Mechanismus glomerulární filtrace Glomerulární filtraci popisujeme jako účinnou, specifickou ultrafiltraci krevní plazmy, ke které dochází v ledvinových glomerulech. Stěny glomerulárních kapilár jsou obklopeny na vnější straně četnými dlouhými výběžky podocytů plochými buňkami hvězdicového tvaru, jejichž výběžky jsou mezi sebou zasunuty a tvoří tak tenkou blánu, která souvisle pokrývá vinuté kličky glomerulárních kapilár. Membrána složená z podocytů, jejich bazální membrána s bazální membránou endotelu kapilár a ploché endotelové buňky krevních vlásečnic tvoří dohromady filtrační membránu. V bazální membráně je kolagen typu IV, jež se vzájemně propojuje pomocí molekul lamininu až vznikne trojrozměrná síť s prostory o průměru 8-14 nm. Dále se na laminin váže heparansulfát nebo chondroitinsulfát a další molekuly, které obsahují velké množství elektronegativních nábojů. Díky stavbě bazální membrány je zajištěna vlastnost molekulového síta a schopnost odpuzovat molekuly s negativními náboji. Zdravý glomerulus nepropustí proteiny s molekulovou hmotností nad 70 000. Menší proteiny mohou být taktéž zadrženy, ne však na základě velikosti molekuly, ale na základě elektrostatické repulse. Ledvinami, respektive přes ledvinné glomerulu proteče každou minutu asi 1 litr krve a za celý den vytvoří dohromady asi 170-200 litrů ultrafiltrátu. Objem profiltrované plazmy za jednotku času je velikost glomerulární filtrace. Fyziologická hodnota glomerulární filtrace je 1,5-2 ml/s. Velikost glomerulární filtrace závisí na filtračním tlaku, permeabilitě glomerulární membrány a na velikosti filtrační plochy. 26

3.6.2 Výpočet velikosti glomerulární filtrace K měření velikosti GF potřebujeme bezprahovou látku, která se bez omezení filtruje přes glomerulární membránu. Dále není v ledvinných tubulech resorbována ani vylučována a také by měla být v plazmě a moči snadno stanovitelná. Jsou-li tyto podmínky splněny platí následující vztah: GF P ± T = U V kde GF značí množství glomerulárního filtrátu v ml/s P značí koncentraci zvolené látky v plazmě i v glomerulárním filtrátu T značí množství této látky secernované nebo resorbované v renálních tubulech U značí koncentraci zvolené látky v moči V značí objem vyloučené definitivní moče Při správné volbě vyšetřované látky, která se v ledvinných tubulech nevylučuje ani nevstřebává pak: T = 0 a platí: a po úpravě vzorce: V současnosti se užívají ke stanovení glomerulární filtrace metody přímé, kdy měříme přímo koncentraci látky zvolené podle výše uvedených kriterií a nebo nepřímé, výpočtové metody, které vycházejí z koncentrace kreatininu v plazmě. Hlavním rozdílem je potřeba sběru moče pro přímé metody, zatímco u výpočtových metod tato potřeba sběru moče odpadá. 27

3..7 Přímé metody stanovení glomerulární filtrace 3..7.1 Renální clearance endogenního kreatininu 3..7.1.1 Kreatinin Kreatinin má molekulovou hmotnost Mr =113. Prekurzorem kreatininu je kreatin vznikající v játrech. Kreatinin vzniká ve svalové hmotě jako produkt neenzymového odštěpení fosfátu z kreatinfosfátu. Kreatinfosfát fát slouží jako energetická rezerva pro svalovou činnost. Kreatinin je dále součástí stravy s obsahem vařeného masa, to se taktéž promítá na celkové hladině kreatininu v krvi. V této souvislosti lze pozorovat nižší hodnoty u vegetariánů a osob s poruchou příjmu potravy. Dalšími faktory ovlivňujícími celkovou hladinu kreatininu v krvi je objem svalové hmoty, s jejímž úbytkem klesá i hladina kreatininu a poškození jaterní tkáně, které brání fyziologické syntéze kreatinu. Normální hodnoty kreatininu v séru (S Kr) se pohybují v rozmezí 50-110 µmol/l. Dojde-li ke zvýšení S Kr nad horní hranici normy dá se předpokládat, že renální funkce jsou sníženy, a to v nepřímé úměře s mírou zvýšení S Kr. Zvýšení nad dvojnásobek hodnoty normy S Kr odpovídá poklesu funkce glomerulární filtrace http://en.wikipedia.org/wiki/file:creatinine-tautomerism-3d-balls.png asi na polovinu. V nejvážnějších případech poškození ledvin dochází k nárůstu k hodnotám okolo 1000 µmol/l. Hodnota S Kr je vhodným ukazatelem renální ní funkce proto, že kreatinin je vylučován téměř jen ledvinami a že jeho renální vylučování je určováno především glomerulární filtrací. Na vylučování kreatininu z organizmu se také podílí tubulární sekrece, u zdravých jedinců jen 28 S Kr

nepatrně asi do 10% S Kr. U pacientů s chronickým selháním ledvin může být tubulární sekrece kreatininu výrazně zvýšena. I za těchto okolností je S Kr velmi přínosným ukazatelem hodnoty glomerulární filtrace. Hodnota S Kr má malé cirkadiální výkyvy, takže vzorek krve odebraný v kteroukoli denní dobu lze považovat za reprezentativní. Kreatinin měříme taktéž v moči. Buď jeho množství ve sbírané moči jako odpad kreatininu za časovou jednotku, nejčastěji za 24 hodin, nebo v jednorázové moči v souvislosti s dalším analytem, jako ukazatel míry zahuštění moče. 3.7.1.2 Clearance kreatininu V souvislosti s měřením kreatininu a hodnocením renálních funkcí je důležité zmínit se také o ledvinné clearance. V praxi běžně posuzujeme glomerulární filtraci na podkladě tzv. clearance kreatininu. Ledvinná clearance nějaké látky je taková hodnota, jež odpovídá objemu plazmy protékající ledvinou od sledované látky očištěné za jednotku času. Clearance kreatininu (C Kr ) lze vypočítat z hodnot plazmatické koncentrace kreatininu P Kr respektive S Kr, hodnoty kreatininu ve sbírané moči (U Kr ) a objemu sbírané moči (V) dle vzorce: kde U značí močovou koncentraci sledované látky P značí plazmatickou nebo sérovou koncentraci sledované látky V značí objem moči vytvořené za sledované období Z hodnot renální kreatininové clearance lze učinit odhad glomerulární filtrace. Výhodnost tohoto stanovení se opírá o výše jmenované vlastnosti kreatininu. O to, že jde o endogenní látku (není nutné podávat infuzní roztoky se sledovanou látkou), dále, že je její hladina v krvi po celý den téměř stejná (stačí jeden odběr krve po celý čas sběru moče). Sběr moči se obvykle provádí po dobu 24 hodin. Normální hodnota glomerulární filtrace je u zdravého dospělého za normálních okolností 2 ml/s. V hodnocení je nutné zohlednit pohlaví a tělesné proporce vyšetřovaného. Očekávané hodnoty u zdravých osob středního věku jsou u mužů 2,17±0,39 ml/l a u žen 2,00±0,28ml/s. S narůstajícím věkem vyšetřovaných dochází k fyziologickému poklesu glomerulární filtrace asi o 0,17ml/s/1,73m 2 za deset let života. Pro přesnější zhodnocení je přepočítávána hodnota kreatininové clearance na ideální tělesný povrch, který je 1,73 m 2. Ideální tělesný povrch může přinášet další znepřesnění výpočtu. Tento problém řeší výpočet korigované clearance kreatininu (C Kr )kor, kde se do 29

vzorce přidává hodnota tělesného povrchu vyšetřovaného jedince. Vzorec má následující podobu: 1,73 ě ý Hlavním úskalím všech přímých stanovení glomerulární filtrace je sběr moči za určité období, většinou 24 hodin. Každé opomenutí sběru, vyšetření silně zkresluje až znehodnocuje. Množství moče se musí pečlivě změřit graduovaným válcem, promísit a následně odebrat reprezentativní vzorek sbírané moče. V případě, že sběr moči pacienta není možný, nabízí se možnost posoudit funkci ledvin dle clearance kreatinu na základě vzorce podle Cocrofta a Gaulta. Vzorec má dvě znění: ženy: 140 ě ě á 0,85 49 muži: 140 ě ě á 49 Hodnoty Ckr vypočítané ze vzorce podle Cocrofta a Gaulta odpovídají hodnotám Ckr změřeným na podkladě přesného sběru moči. Výsledky negativně ovlivňuje vysoká hmotnost a věk vyšetřovaných, avšak v praxi se metoda dle Cockcrofta a Gaulta dosud běžně užívá, i když ji odborná společnost pro klinickou biochemii nedoporučuje pro odhad C Kr. 3.7.2 Renální clearance inulinu Renální clearance inulinu poskytuje nejpravdivější hodnoty glomerulární filtrace. Inulin je polysacharid o molekulové hmotnosti 5,2 kda složený z fruktosových sacharidových jednotek, který splňuje všechny výše uvedené podmínky pro měření glomerulární filtrace. Je ale zapotřebí metodicky náročné laboratorní vyšetření a musí být splněny tyto podmínky: přesný sběr moči, dodržení standardních podmínek hydratace a stabilizovaná plazmatická koncentrace (dlouhodobou infúzí). I samotné stanovení inulinu v plazmě a moči je dosti náročné a proto se v praxi tato metoda využívá jen výjimečně. 30

3.7.3 Izotopové metody vyšetření glomerulární filtrace Jedná se o podobně náročnou techniku jako výše zmíněná clearance inulinu. Izotopem značená látka je vyšetřovanému intravenózně podána v přesně známém množství. Následují odběry krve ve stanovených časových intervalech a vyšetřování koncentrace značené látky v plazmě. Z míry poklesu hladiny izotopem značené látky lze vypočítat plazmatickou clearance, která je pro vybrané látky vylučované z organizmu pouze glomerulární filtrací totožná s její renální clearancí. Používané izotopem značené látky: 99m Tc DTPA (diethyltriaminopentaoctová kyselina), 51 Cr EDTA(ethylendiaminotetraoctová kyselina), 125 I thalamat 3.8 Nepřímé - výpočtové metody stanovení glomerulární filtrace Jak bylo výše popsáno, hlavním úskalím přímého stanovení glomerulární filtrace je zajistit správný sběr moče za hodnocené období včetně správného odměření množství posbíraného materiálu a v neposlední řadě tvorba reprezentativního vzorku sbírané moče. Východiskem z této situace jsou nepřímé - výpočtové metody stanovení glomerulární filtrace nevyžadující sběr moče. Mezi tyto metody patří výpočty odvozené z koncentrace sérového kreatininu, cystatinu C a značených izotopů. 3.8.1 Odhad glomerulární filtrace z hodnoty kreatininu v séru Možnost odhadnout velikost glomerulární filtrace na základě koncentrace kreatininu v séru vychází ze zjištění, že mezi glomerulární filtrací (GF) a Skr je významná hyperbolická závislost. Vztah mezi koncentrací sérového kreatininu a glomerulární filtrací odvozené z inulinové clearance: 31

http://public.fnol.cz/www/3ik/vyuka/zimni_semestr/zadrazil/funkcni_vysetreni_ledvin.pdf S klesající GF stoupá Skr. Vzhledem k tomu, že závislost je hyperbolická, je vzestup Skr při poklesu GF z hodnot normálních k hodnotám středně sníženým relativně malý, a proto i významný pokles GF může uniknout rozpoznání na podkladě pouhého sledování Skr. Zvláště pozornost proto vyžadují pacienti pacient se svalovou atrofií, poruchou příjmu potravin nebo jaterním onemocněním. V běžné laboratorní praxi je koncentrace koncentrace sérového kreatininu stanovována nejčastěji dvěma základními metodami: Stanovení tzv. Jaffého reakcí, kdy jsou kromě kreatininu zachyceny i další Jaffé chromogenní látky jako např. glukóza, kyselina močová, pyruvát, atd., ale i některé léky. Stanovení enzymatické enzymatické Referenční metodou stanovení kreatininu je hmotnostní spektrometrie spektrometrie s izotopovou dilucí (ID (ID-LC-MS). MS). 32

3.8.1.1 Odhad glomerulární filtrace pomocí rovnice MDRD Odhad glomerulární filtrace pomocí rovnice MDRD (Modification of Diet Renal Disease) byl vyvinut na základě velké multicentrické studie, která sledovala vliv příjmu bílkovin v potravě na rozvoj chronických ledvinných chorob. Studii vedli Levey a spol. a její závěry byli publikovány roku 1999. Dnes je použití vzorce MDRD pro odhad GF celosvětově rozšířen a užíván, ale také hojně diskutován a v současnosti se stále studuje, jak dalece takto vypočítaná GF odpovídá referenční hodnotě přesně změřené GF za různých patologických stavů. Tato metoda poskytuje přesnější GF než metoda Cockcroftova a Gaultova, avšak nemůže nahradit přesné změření GF např. na podkladě clearance inulinu. Obecně je GF pomocí rovnice MDRD doporučován jako základní metoda. Doporučuje se, aby laboratoře při stanovení koncentrace kreatininu v séru uváděly automaticky tuto hodnotu pouze u stabilizovaných pacientů. Tento výpočet u nestabilizovaných pacientů poskytuje nesprávné hodnoty, a proto se tento výpočet nedoporučuje provádět. Odhad GF pomocí vzorců MDRD není vhodné používat u dětí a těhotných. Vzorec MDRD rovnice za použití jednotek SI má následující tvar v[ml.s -1.1,73m -2 ] : 2,83 0,0113, ě, 2,8 0,1,,762 ž 1,18 č á a po úpravě: 100,6339, ě,,, 0,762 ž 1,18 č á Kde věk pacienta zapisujeme v celých rocích Skr... koncentrace kreatininu v krevním séru v µmol/l Surea... koncentrace močoviny v krevním séru v mmol/l Salb... koncentrace albuminu v krevním séru v g/l Hodnoty glomerulární filtrace uvádíme v ml.s -1.1,73m -2 V nynější době je mezinárodně doporučováno používat zjednodušenou rovnici MDRD se čtyřmi členy: 3,1 0,0113, ě, 0,742 ž 1,21 č á 33

jednoduchou úpravou dostaneme: 547,1535, ě, 0,742 ž 1,21 č á V souvislosti se zaváděním standardizované metody stanovení kreatininu, kdy metoda je návazná na mezinárodní standard a použití metody stanovení ID-MS z roku 2005, je rovnice modifikována a platí pouze při stanovení kreatininu standardizovanou metodou: 2,92.0,0113, ě, 0,742 ž 1,21 č á jednoduchou úpravou dostaneme: 515,3832, ě, 0,742 ž 1,21 č á U vypočtených hodnot vyšších než 1,5 ml.s -1.1,73 m -2 se doporučuje uvádět hodnotu 1,5 ml.s -1.1,73 m -2 vzhledem k nepřesnosti rovnice v této oblasti. Hodnoty 1,0 až 1,5 ml.s -1.1,73m -2 je nutno individuálně hodnotit ve vztahu ke klinickému obrazu. Hodnota GF dle MDRD nižší než 1,0 ml.s -1.1,73 m -2 je považována za hodnotu patologickou. Od 40 let věku života hodnota GF klesá přibližně o 0,17 ml.s -1.1,73 m -2 na dekádu. 3.8.2 Odhad glomerulární filtrace pomocí rovnice CKD - EPI Rovnice CKD EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration) byla vyvinuta v roce 2009 a používá stejné čtyři proměnné jako rovnice ze studie MDRD. Tato rovnice je přesnější než rovnice MDRD, zvláště pokud je GF > 1 ml.s - 1.1,73 m 2. Klinické laboratoře v USA v současnosti přecházejí od vyjadřování GF pomocí vzorce MDRD ke vzorci CKD EPI. 141 /88.4/,1 /88.4/,1, 0.993 ě x 1.018 u žen) konst. muži: 0.9, ženy 0.7 α muži: -0.411, ženy: -0.329 34

3.8.3 Odhad glomerulární filtrace z hodnoty cystatinu C v séru Cystatin C je pro svoji nízkou molekulovou hmotnost (Mr=13260) volně filtrován v ledvinných glomerulech do primární moče. V proximálních tubulech je reabsorbován a metabolizován. Je proto ideálním markerem pro posouzení funkce ledvin. Zvýšená hladina cystatinu C odpovídá nedostatečné filtraci krve v glomerulech, zvýšená koncentrace cystatinu C v definitivní moči odráží nedostatečnou resorpční funkci tubulů. 3.8.3.1 Cystatin C Cystatin C je inhibitor cysteinových proteáz. Jedná se o neglykosylovaný bazický nízkomolekulární polypeptid složený ze 120 aminokyselin o molekulové hmotnosti 13 260, který obsahuje ve svém aktivním centru aminokyselinu cystein. Patří do cystatinové rodiny, která se podílí na inaktivaci lysosomálních cysteinových proteáz.. Zvýšení hladiny cystatinu C pozorujeme u pacientů se sníženou ledvinovou výkonností, s autoimunitními chorobami, s kolorektálním karcinomem. Patologické snížení cystatinu C je rizikovým faktorem sekundárních kardiovaskulárních chorob. Molekula cystatinu C byla poprvé zachycena při imunoelektroforéze na začátku 60. let 20.století. Na elektroforeogramu byl patrný peak za γ globulinovou frakcí. Lokace nálezu určila molekule první označení jako "protein za γ" nebo "γ stopa" ( z angl. "post γ protein" nebo "γ trace"). Postupně se nové molekule věnovala větší pozornost a byla prokázána taktéž v ostatních extracelulárních tekutinách. Poté, co byla přečtena primární struktura polypeptidu a zjištěna významná podobnost post γ proteinu s inhibitorem proteáz z rodiny cystatinů došlo k přejmenování molekuly na cystatin C. V roce 1984 Grubb a kolektiv dále rozvíjeli možnosti využití cystatinu C a upozornili na možnost využití měření hodnoty cystatinu C pro odhad rychlosti glomerulární filtrace. V novém tisíciletí se začal cystatin C hojně uplatňovat jak v klinické biochemii, coby marker glomerulární filtrace, ale také jako prognostický ukazatel komplikací u chirurgických výkonů za využití mimotělního krevního oběhu, v onkologii jako marker nefrotoxicity chemoterapie. Orientační referenční rozmezí: 0,6 1,0 mg/l PENIA 0,7 1,2 mg/l PETIA 35

3.8.3.2 Odhad glomerulární filtrace Cystatin C je polypeptid o nízké relativní molekulové hmotnosti 13260, který tvoří všechny jaderné buňky, a to konstantní rychlostí. Pro svou malou molekulu je volně filtrován ledvinovým glomerulem a jeho sérová koncentrace odpovídá míře glomerulární filtrace. Ke zvýšení sérové hladiny cystatinu C dochází již při malém poklesu glomerulární filtrace, proto je cystatin C používán jako mnohem citlivější marker poklesu glomerulární filtrace než kreatinin. Koncentrace cystatinu C v séru je prakticky nezávislá na svalové hmotě vyšetřovaného, což je asi největší výhoda proti stanovení sérového kreatininu a z něho odvozené hodnoty glomerulární filtrace. Protože produkce cystatinu C nepodléhá cirkadiánnímu rytmu, může se stanovit kdykoliv během dne. Pomocí cystatin C lze posuzovat také ledvinové funkce plodu. Fetomaternální membrána je pro cystatin C neprůchodná, takže hodnota cystatinu C není zkreslena stavem matčiných ledvin. Stanovení cystatinu C se provádí v krvi plodu odebrané při kordocentéze. Faktorem ovlivňujícím koncentraci cystatinu C je pohlaví pacienta. Ženy starší 14-ti let mají hodnoty cystatinu C nižší než muži a to až do 60-ti roků života, pak se rozdíly mezi pohlavím stírají. Dalším faktorem je věk vyšetřovaného, kdy děti mladší 14-ti let včetně nedonošených novorozenců mají fyziologicky zvýšenou hladinu sérového cystatinu C. U dětí už dále nehrají roly hmotnost ani výška, a do startu puberty (14 let) ani pohlaví. Příčinou zvýšení cystatinu C především u nedonošených novorozenců je nízká glomerulární filtrace, která odpovídá procesu vyzrávání ledvin. Tyto skutečnosti zohledňuje rovnice dle Grubba pro výpočet glomerulární filtrace, kde je sérová hodnota cystatinu C násobena mimo jiné faktorem nabývajícím různých hodnot pro muže, pro ženy a pro děti. Grubbova rovnice je použitelná pro výsledky měření cystatinu C získané technikou stanovení PETIA do hodnoty 2,5 mg/l. 36