Funkční zkoušky ledvin Daniel Rajdl Funkční zkoušky ledvin nám odhalují glomerulární filtraci a tubulární funkce. Obojí má značný klinický význam. Odhad glomerulární filtrace je zásadní například při: klasifikaci selhání ledvin úpravě dávkování léků vylučovaných ledvinami podávání nefrotoxických látek (protinádorové léky, RTG kontrastní látky, diuretika …) Měření tubulárních funkcí využijeme např. při diagnostice diabetu insipidu, charakteristice zacházení ledvin s nízkomolekulárními látkami (ionty …) nebo diagnostice urolitiázy (acidifikační schopnost ledvin).

Vyšetření glomerulární filtrace 2 ml/s; cut-off = 1,5 ml/s Sérový kreatinin Clearance kreatininu Glomerulární filtrace Sérový cystatin C Teoretická normální glomerulární filtrace se pohybuje kolem 2 ml/s (tj. 180 l/den), prakticky se spíše orientujeme podle rozhodovací meze 1,5 ml/s. Uplatnění najde odhad GF zejména při úpravě dávkování látek vylučovaných ledvinami, při indikaci nefrotoxických látek nebo při klasifikaci chronické renální insuficience. Metody odhadující glomerulární filtraci se snaží přiblížit skutečné GF a někdy se jim to daří více, jindy méně. Dále uvidíte, že různé metody se ve svých odhadech shodují jen částečně. Každá z metod má tedy své limity a ty musíme respektovat. Jako „zlatý standard“ (nejpřesnější metody v současné době) můžeme uvést clearance inulínu a radioizotopové metody. Obe se však v klinické praxi používají spíše výjimečně a jsou rezervovány pro experimentální použití. Klinicky asi nejpoužívanějším odhadem GF jsou výpočty založené na sérové koncentraci kreatininu. V posledních letech je populární odhad GF odvozený z koncentrace mikroproteinu – cystatinu C – v séru. A již léta se používá odhad GF dle clearance kreatininu, kde největším limitem použití je sběr (obvykle 24 hodinový) moče. Všimněte si, že odhady založené na sérovém kreatininu a sérovém cystatinu C vůbec vzorek moči nepotřebují. Clearance inulínu, radioizotopové metody

Sérový kreatinin a odvozené výpočty Produkce kreatininu = svaly Velká interindividuální variabilita (neužívat RR) Malá intraindividuální variabilita (měřit v čase) Výpočty Zohledňují věk, pohlaví, rasu MDRD, Lund-Malmö, CKD-EPI, Cockroft-Gault Vhodné pro screening (u zdravých) sledování CKD Nevhodné v akutních stavech, u pac. se sarkopenií Analytické problémy (nespecifická reakce) Rozeberme si podrobněji odhad GF pomocí sérového kreatininu a výpočtů z něj odvozených. Zdrojem kreatininu jsou svaly (vzniká z kreatinu a kreatinfosfátu). Kromě glomerulární filtrace jsou tedy svaly hlavním faktorem, který ovlivňuje hladinu kreatininu v séru. Protože svalová hmota je u jednoho člověka poměrně stálá (malá intraindividuální variabilita) a naopak mezi jedinci se může významně lišit (velká interindividuální variabilita), není vhodné pro sérový kreatinin používat referenční rozmezí (případná významná změna se může skrýt do širokého referenčního rozmezí). Vhodnější je sledovat vývoj koncentrací sérového kreatininu v čase. Pro odhad GF se používá několik výpočtů, které zohledňují několik fyziologických faktorů (ovlivňujících zejména svalovou hmotu – věk, pohlaví, rasa). Tím usnadňují interpretaci sérové koncentrace kreatininu. Používá se několik rovnic, jmenujme MDRD, CKD-EPI nebo Lund-Malmö, které se liší hlavně populací ze které byly odvozeny a tedy i použitím pro které byly validovány (např. MDRD by nemělo být použito pro lidi < 15 let, Lund-Malmö se může používat od 1 roku věku …). Výpočty používáme zejména pro screening ledvinných chorob u zdravých nebo pro sledování průběhu CKD. Vzhledem k závislosti na svalové hmotě se naprosto nehodí pro akutní stavy a u pacientů s výrazným poklesem svalové hmoty (imobilizace …). V klinickobiochemických kruzích se široce diskutuje o nespecifičnosti reakce, kterou se kreatinin v séru běžně stanovuje (Jaffého metoda). Doporučuje se specifičtější stanovení enzymatickou metodou, ale podrobnější diskuse je mimo rámec tohoto sdělení.

Cystatin C v séru Koncentrace v séru odpovídá GF Vhodné pro Stálá produkce Úplná filtrace Degradace v tubulech Vhodné pro Děti, těhotné; neadekvátní svaly Nepoužívat při Hypertyreóze, kortikoterapii Nejasná doporučení (RR, výpočetní rovnice …) Cystatin C je inhibitor cysteinových proteáz, který zodpovídá za základní rovnováhu mezi proteázami a antiproteázami. Bez cystatinu C nemůže člověk žít. Jeho použití pro odhad glomerulární filtrace vychází z těchto předpokladů: jeho produkce je (víceméně) stálá, všechny jaderné buňky ho produkují jde o mikroprotein, který volně proniká glomerulární filtrační membránou v proximálním tubulu je vstřebán a plně degradován (nerecirkuluje tedy do krve) Vztah ke GF je tedy inverzní (podobně jako u sérového kreatininu) – s vzrůstající koncentrací molekuly klesá GF (molekula se zadržuje v krvi). Cystatin C může vhodně doplnit odhady založené na sérovém kreatininu, protože jej můžeme použít u dětí, těhotných nebo u pacientů se sarkopénií. Mezi limity této metody patří zvýšení produkce cystatinu při hypertyreóze nebo kortikoterapii (odhad GF je tedy v těchto případech podhodnocený). Dalším omezením je, že doporučení pro použití tohoto markeru nejsou jednoznačná.

Clearance kreatininu Vhodné pro Limitace Časná stádia poklesu GF Těhotné Limitace 24 hodinový sběr < 180 µmol/l (tubulární sekrece) Analytika Třetí klinicky používanou metodou pro odhad GF je clearance kreatininu. Ta je vhodná pro detekci časných stádií poklesu GF a např. pro těhotné. Hlavní limitací jsou časté chyby ve sběru moče (24 hodinový sběr je poměrně náročný úkon, který můžeme svěřit do rukou jen informovanému a spolehlivému personálu nebo velmi spolupracujícímu pacientovi – např. těhotné). Správný postup sběru je: první den ráno se vymočit do záchodu následně sbírat veškerou moč do nádoby další den ráno se vymočit do sběrné nádoby a tím ukončit sběr následně je nutné změřit objem moči s přesností na 10 ml, veškerou moč řádně promíchat a odebrat reprezantativní vzorek a ten doručit spolu se vzorkem krve do laboratoře Tedy mnoho příležitostí k chybě. Obecně je proto od metod používajících sběr moče odklon. Dalším limitem je sekrece kreatininu v tubulech (ideální látka pro clearance by kromě toho, že volně proniká glomerulem, neměla být secernována ani resorbována v tubulech). Čím vyšší je koncentrace kreatininu v séru, tím vyšší je sekrece do tubulů (a odhad založený na clearance kreatininu je pak nadhodnocený); arbitrárně je stanovena hranice sérové koncentrace kreatininu na 180 µmol/l – nad touto hodnotou je chyba odhadu GF značná. Již dříve jsme zmínili analytické problémy se stanovením kreatininu pomocí nespecifické metody.

Shrnutí postupu určení GF Shoda GF S_krea + výpočty (CKD-EPI) S_cystatin C Dle limitací vybrat vhodnější odhad Jiná metoda (clearance krea) Vzhledem k limitům jednotlivých metod odhadu GF je pro praktické použití někdy doporučován následující algoritmus: odhadněte GF pomocí výpočtu založeného na sérovém kreatininu a pomocí cystatinu C jsou-li oba odhady přibližně shodné, máte reálnou GF jsou-li rozdílné, pomyslete na limity jednotlivých odhadů (např. sarkopenie u MDRD nebo hypertyreóza u cystatinu C) a pokuste se vybrat ten bez limitů alternativně proveďte ještě 3 odhad GF, např. pomocí clearance kreatininu. Rozdílné

Tubulární funkce Koncentrační schopnost Sekrece/resorpce Acidifikace/alkalinizace Tubulární funkce ledvin jsou velmi důležité pro udržení homeostázy organismu – bez nich by např. nebylo možné správně hospodařit s vodou a nízkomoelkulárními látkami (např. ionty). Nízkomolekulární látkou je i HCO3- a rovněž homoestáza protonů je funkcí tubulů. V praxi můžeme testovat koncentrační schopnost ledvin, sekreci a resorpci nízkomolekulárních látek a schopnost acidifikovat či alkalinizovat moč.

Koncentrační schopnost tubulů Osmolalita, baroreceptory Diabetes insipidus Snížená produkce ADH (centrální diabetes insipidus [DI]) Špatná reakce ledvin na ADH (renální DI) Koncentrační test (podání ADH  sledování U_osm) 1. ranní moč: U_osm < 800 mmol/kg DDAVP i.n. -> U_osm Hypotalamus ADH Koncentrační test provádíme při podezření na diabetes insipidus (DI). Tento syndrom je klinicky obvykle charakterizován polyurií a polydipsií; příčinou je buď snížená (chybějící) sekrece ADH v hypotalamu (nádor, úraz, zánět; centrální DI) nebo špatná reakce ledvinných tubulů na ADH (nefrogenní DI; poškození tubulů např. nefrotoxickými látkami jako otravy Cd, Hg nebo podání Li, Pt [cisplatina], gentamycinu či kontrastních látek). Za normálních okolností reagují osmoreceptory v hypotalamu na zvýšenou osmolalitu krve zvýšenou sekrecí ADH, který pak v distálním tubulu a sběrných kanálcích ledvin otevírá kanály pro vodu (aquaporiny) a tím zvyšuje rebsorpci vody z moče a „naředení“ krve (a „zahuštění“ moče). Samotné provedení koncentračního testu vyplývá z patofyziologie DI – obvykle začínáme koncentrační test měřením osmolality moče v první ranní moči (po noci strávené spaním = bez příjmu tekutin). Pokud je U_osm > 800 mmol/kg, pravděpodobně se o DI nejedná, pokud je však nižší, pokračujeme podáním syntetického analogu ADH (DDAVP) i.n. a sledujeme U_osm. Pokud adekvátně stoupne, ledviny reagují na ADH dobře a příčina je centrální. V opačném případě (ledviny dostatečně nereagují na podání DDAVP) se jedná o nefrogenní diabetes insipidus. Ledvinné tubuly Hustota moče

Frakční exkrece (FE) Výpočet Použití: H20 (diuretika, DI), Na, K (hyper/hypoaldosteronismus; renální/extrarenální ztráty iontů), HCO3- (RTA II), amyláza (makroamylázémie) Kompenzatorní vzestup při poklesu GF Celkově profiltrované množství Část, která se dostane do definitivní moči (FE) 1,8 l 180 l Frakční exkrece (FE) je množství látky, které zůstane v definitivní moči z celkově profiltrovaného množství dané látky. FE tedy testuje sekreci a resorpci nízkomolekulárních látek (jen ty mohou projít glomerulární filtrací). Např. u vody můžeme zjednodušeně uvažovat, že za 1 den se ledvinami profiltruje 180 l vody (primární moč) a objem definitivní moče je např. 1,8 l. FE vody je pak 1%. Výpočet pro FE zahrnuje poměr plazmatického kreatininu ku močovému (FE vody) vynásobený poměrem močové koncentrace dané nízkomolekulární látky ku její koncentraci v plazmě. Tak např. zvýšenou FE vody nalzneme u DI nebo při podávání diuretik, u hyperaldosteronismu bude snížená FE Na a zvýšená FE K. Při interpretaci FE musíme vždy vzít v úvahu, že s poklesem GF stoupají všechny FE (u člověka s CHRI tak budou kompenzatorně zvýšené FE vody, Na, K …). Připomeňme si, že pro vyšetření FE používáme náhodný vzorek moče (resp. krátký – cca 4 hod. – sběr moče).

Acidifikace/alkalinizace Acidifikační test Podání NH4Cl  sledování pH moče Indikace: RTA, urolitiáza RTA II. (HCO3-) RTA I. (H+) Schopnost vylučovat vodíkové ionty a resorbovat HCO3- můžeme testovat acidifikačním testem. Obecně jde o podání acidifikující látky (např. NH3Cl) a následné sledování U-pH. Dojde-li k adekvátnímu poklesu U_pH, acidifikační schopnost ledvin je zachována. Acidifikační test můžeme indikovat např. při diagnostice RTA (u proximální je porušeno vstřebávání HCO3- a u distální je snížené vylučování H+ v distálním tubulu).

Akutní poškození ledvin Časté (7% v nemocnici, obv. JIP …), rychlé, potenciálně reverzibilní Dělení Prerenální (dehydratace, hypotenze), renální (nefrotox. látky), postrenální (obstrukce) Pre vs. renální: U_Na, U_osm, S_urea RIFLE – vzestup S_krea a pokles produkce moče NGAL v moči (i v séru), produkován tubuly při poškození ledvin (vzestup do několika hodin) Predikce AKI, včasný zásah x málo validovaných algoritmů Akutní poškození ledvin (acute kidney injury, AKI) je u hospitalizovaných pacientů poměrně časté (7%), má rychlý průběh a je potenciálně reverzibilní. Proto je logická snaha diagnostikovat jej a léčit co nejdříve a hledají se biomarkery, které by mohly být v tomto ohledu užitečné. AKI můžeme dle příčiny dělit na prerenální (např. při dehydrataci), renální (např. poškození ledvin nefrotoxickými látkami) a postrenální (např. při obstrukci urolitiázou nebo hypretrofií prostaty). Při rozlišení prerenální a renální příčiny si můžeme pomoci měřením osmolality a Na v moči (u prerenálního selhání budou tubulární funkce zachovány a osmolalita moče bude vysoká a koncentrace Na nízká). Existuje několik klasifikací AKI – pro představu jmenujme RIFLE (Risk, Injury, Failure, Loss, End-stage renal disease) kritéria, které zahrnují vzestup S_krea a pokles produkce moče. Jak S_krea tak i produkce moče reagují na poškození ledvin s relativně velkou časovou latencí, nejde tedy o ideální markery. Jistou naději skýtají nové markery, např. NGAL (lipokalin asociovaný s neutrofilní gelatinzou) – který je velmi časně produkován poškozenými tubuly a jeho koncentrace v moči strmě stoupá. V současné době však neexistují dostatečně validované klinické algoritmy, které by zahrnovaly NGAL při úvahách o terapeutických zásazích při AKI.

Chronické renální selhání Příčiny diabetes, hypertenze, polycystické ledviny 5 stádií Hyperkalémie, acidóza, hyperfosfatémie, anémie, nedostatek vit. D, aterosklerotické komplikace stádium GF (ml/s) 1 > 1,5 + jiná patologie ledvin 2 1,0 - 1,5 3 0,5 - 0,99 4 0,25 - 0,49 5 < 0,25 Chronické selhání ledvin (CRI) je nejčastěji následkem diabetu mellitu, hypertenze a méně často i polycystických ledvin nebo dalších chorob (systémová onemocnění, amyloidóza …). V časných fázích nemusí být klinické příznaky CRI zřejmé, proto je laboratorní sledování GF u všech pacientů (zejména rizikových) nezbytné. Při včasném zásahu (např. kompenzace diabetu, léčba hypertenze) lze dostatečnou funkci ledvin udržet dlouhodobě („až do smrti“). CRI lze klasifikovat dle GF do 5 stádií (viz tabulka) s tím, že 1. stadium ještě poruchu GF nemá, ale najdeme např. protein v moči (mikroalbuminurie). CRI bývá spojeno s celou řadou metabolických změn (např. hyperkalémie, acidóza, hyperfosfatémie, nedostatek aktivního vitamínu D nebo zvýšené riziko aterosklerotických komplikací) a je příčinou zvýšené morbidity, mortality a samozřejmě i zhoršené kvality života.

Klasifikace CKD dle KDIGO 2012 Prognóza CKD podle kategorií GF a albuminurie: KDIGO 2012 Kategorie setrvalé albuminurie Popis a rozmezí A1 A2 A3 Normální až lehce zvýšená Středně zvýšená Těžce zvýšená <3 mg/mmol 3-30 mg/mmol >30 mg/mmol Kategorie GF (ml/s/1,73m2) G1 Normální nebo vysoká ≥1,5 G2 Mírně snížená 1-1,49 G3a Mírně až středně snížená 0,75-0,99 G3b Středně až těžce snížená 0,5-0,74 G4 Těžce snížená 0,25-0,49 G5 Selhání ledvin <0,25 Nově (KDIGO 2012) se chronická renální insuficience klasifikuje podle 2 parametrů současně: podle glomerulární filtrace a albuminurie (proteinurie). GF rozděluje pacienty na 6 kategorií (<1 ml/s v intervalech 0,25 ml/s) a albuminurie do 3 kategorií. Průnikem je pak skórovací tabulka rozdělující pacienty do 4 prognostických kategorií (od nízkého rizika úmrtí – zeleně až po velmi vysoké riziko – červeně). Hlavní změnou je tedy zařazení proteinurie do základní klasifikace pacientů s CKD – např. pacient s GF 0,8 ml/s bez albuminurie má středně zvýšené riziko, ale pokud již má albuminurii >30 mg/mmol krea, má riziko velmi vysoké.

Děkuji za pozornost