UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE 2. LÉKAŘSKÁ FAKULTA Klinika rehabilitace a tělovýchovného lékařství
Bc. Vladěna Hrstková
Analýza moči po dynamické zátěţi se zaměřením na tubulární markery diplomová práce
Praha 2014
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Autor práce: Bc. Vladěna Hrstková Vedoucí práce: MUDr. Michal Procházka Oponent práce: Datum obhajoby: 2014
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Bibliografický záznam HRSTKOVÁ, Vladěna. Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery. Praha: Univerzita Karlova, 2. Lékařská fakulta, Klinika rehabilitace a tělovýchovného lékařství, 2014. 64s. Vedoucí práce MUDr. Michal Procházka.
Abstrakt Hlavním předmětem našeho zkoumání bylo porovnat změny exkrece iontů močí, osmolality, indikátorů zátěţové proteinurie a tubulárních markerů před a po dynamické zátěţi na bicyklovém ergometru. Testovací vzorek tvořilo 7 zdravých, pohybově aktivních ţen ve věku 27,4 let (σ= 3,82). Pro dynamickou zátěţ jsme jednotně stanovili parametry 65% VO2max a délku trvání zátěţe 50 minut. Porovnávali jsme laboratorní výsledky močových vzorků odebraných těsně před zátěţí s močovými vzorky, které jsme získali bezprostředně po zátěţi. Výsledky našeho měření ukázaly signifikantní změny exkrece vyvolané zátěţí u sodných iontů, kreatininu a fosforu. Statisticky nesignifikantní změny exkrece jsme zjistili u markerů: chlor, osmolalita moči a Nacetyl-beta-D-glukózaminidáza. Tyto markery však vykazují trend signifikantnosti. Statisticky nevýznamné změny exkrece po zátěţi prokázaly močové markery: draslík, lipokalin asociovaný s ţelatinázou neutrofilů, mikroalbuminurie a alfa-1-mikroglobulin. Tubulární markery pro poškození ledvin se po zátěţi nenacházely v referenčních hodnotách, které by svědčily pro tubulární poškození ledvin.
Klíčová slova dynamická zátěţ, bicyklový ergometr, tubulární markery, poškození ledvin, zátěţí vyvolaná proteinurie
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Bibliography HRSTKOVÁ, Vladěna. Analysis of urine after dynamic physical activity focusing on the tubular markers. Prague: Charles University, 2. Faculty of Medicine, Department of Rehabilitation and Exercise Medicine, 2014. 64s., Supervisor M.D. Michal Procházka.
Abstract The main focus of our research was to compare changes in ion excretion in urine, osmolality, indicators of exercise-induced proteinuria and tubular markers before and after dynamic exercise on a bicycle ergometer. The test sample consisted of 7 healthy, physically active women aged 27.4 years ( σ = 3.82 ). For dynamic exercise we uniformly set parameters 65 % VO2max and duration of load in 50 minutes. We compared the laboratory results of urine samples taken just before the exercise with urinary samples that we have collected immediately after exercise. The results of our measurements showed a significant changes in exercise-induced urinary sodium ions, creatinine and phosphorus. Statistically insignificant changes excretion was found between markers: chlorine, urine, osmolality, and N-acetyl-beta-d-glucosaminidase. These markers, however, show a trend the significance. Statistically insignificant changes after exercise have shown excretion of urinary markers: potassium, gelatinaseassociated lipocalin, neutrophil microalbuminuria and alpha-1-microglobulin. Tubular markers of kidney damage after exercise is not at the reference values, that would indicate the tubular kidney damage.
Keywords dynamic physical activity, bicycle ergometr, tubular markers, damage of kidney, exercise-induced proteinuria
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Prohlášení Prohlašuji, ţe jsem diplomovou práci zpracovala samostatně pod vedením MUDr. Michala Procházky, uvedla všechny pouţité literární a odborné zdroje a dodrţovala zásady vědecké etiky. Dále prohlašuji, ţe stejná práce nebyla pouţita pro k získání jiného nebo stejného akademického titulu.
V Praze 1. 5. 2014
Bc. Vladěna Hrstková
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Poděkování Děkuji vedoucímu mé diplomové práce MUDr. Michalu Procházkovi za vedení diplomové práce. Dále bych ráda poděkovala rodině za jejich cennou podporu a trpělivost.
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
OBSAH ÚVOD.......................................................................................................................................................... 3 1
TEORETICKÉ POZNATKY.......................................................................................................... 5 1.1 HLAVNÍ FUNKCE LEDVIN ............................................................................................................. 5 1.2 GLOMERULÁRNÍ FILTRACE .......................................................................................................... 5 1.3 BÍLKOVINNÁ FILTRAČNÍ BARIÉRA ............................................................................................... 6 1.4 FAKTORY UPRAVUJÍCÍ RENÁLNÍ HEMODYNAMIKU ...................................................................... 7 1.5 PROTEINURIE............................................................................................................................... 7 1.5.1 Nejdostupnější a nejlevnější varianta vyšetření proteinurie (PU) ...................................... 7 1.5.2 Falešné negativní výsledky při vyšetření PU testovacími papírovými prouţky ................ 7 1.5.3 Faktory, které mohou zapříčinit falešně pozitivní výsledky při vyšetření PU ................... 8 1.5.4 Zátěţová proteinurie .......................................................................................................... 8 1.5.5 Typy proteinurie ................................................................................................................ 9 1.5.6 Fyzická zátěţ jako faktor proteinurie ............................................................................... 11 1.5.7 Ovlivnění proteinurie chronickým onemocněním ........................................................... 11 1.5.8 Odlišení přechodné a trvalé proteinurie ........................................................................... 12 1.5.9 Příčiny zvýšeného vylučování proteinů při zátěţi ........................................................... 13 1.6 ZÁTĚŢÍ VYVOLANÁ HEMATURIE (HU) ....................................................................................... 13 1.6.1 Etiologie hematurie .......................................................................................................... 14 1.6.2 Typ mechanismu vzniku hematurie: trvání zátěţe ........................................................... 15 1.6.3 Typ mechanismu vzniku hematurie: Intenzita zátěţe ...................................................... 15 1.6.4 Další příčiny hematurie .................................................................................................... 15 1.6.5 Hodnocení hematurie ....................................................................................................... 16 1.6.6 Návrat k fyzické zátěţi po hematurii ............................................................................... 17 1.6.7 Ledvinové trauma ............................................................................................................ 17 1.6.8 Klasifikace traumatu ledvin ............................................................................................. 17 1.7 SUBJEKTIVNÍ HODNOCENÍ VNÍMANÉ NÁMAHY (RPE), BORGOVA ŠKÁLA .................................. 18 1.8 HYDRATACE .............................................................................................................................. 18 1.8.1 Rehydratace ..................................................................................................................... 19
2. TEORETICKÉ POZNATKY K VYŠETŘOVANÝM MARKERŮM ............................................ 20 2.1 SODÍK ....................................................................................................................................... 20 2.2 DRASLÍK ................................................................................................................................... 21 2.3 CHLOR ...................................................................................................................................... 21 2.4 OSMOLALITA DEFINITIVNÍ MOČI ............................................................................................... 21 2.5 FOSFÁTY .................................................................................................................................. 21 2.6 KALCIUM .................................................................................................................................. 22 2.7 CELKOVÁ BÍLKOVINA ............................................................................................................... 22 2.7.1 Index celková bílkovina/kreatinin .................................................................................. 22 2.8 MIKROALBUMINURIE ............................................................................................................... 22 2.8.1 Mikroalbuminurie při různých onemocněních ................................................................ 23 2.9 LIPOKALIN ASOCIOVANÝ S GELATINÁZOU NEUTROFILŮ ........................................................... 23 2.10 N-ACETYL-BETA-D-GLUKÓZAMINIDÁZY .................................................................................. 25 2.11 PŘÍČINY ZVÝŠENÉ EXKRECE N-ACETYL-BETA-D-GLUKÓZAMINIDÁZY ..................................... 25 2.12 VYLUČOVÁNÍ PRODUKTŮ METABOLISMU TZV. ODPADNÍCH LÁTEK .......................................... 26 2.13 ALFA-1-MIKROGLOBULIN ......................................................................................................... 27 2.14 BETA-2-MIKROGLOBULIN ......................................................................................................... 28 3. CÍLE A HYPOTÉZY .......................................................................................................................... 30 4.
PRAKTICKÁ ČÁST DIPLOMOVÉ PRÁCE ............................................................................. 31 4.1 PROFIL TESTOVANÝCH JEDINCŮ ............................................................................................... 31 4.2 ZÁTĚŢOVÝ TEST DO MAXIMA ................................................................................................... 32 4.2.1 PRŮBĚH 1. MĚŘENÍ ................................................................................................................... 32 4.2.2 Závěr 1. měření ............................................................................................................... 36 4.3 ANALÝZA MOČI PŘED A PO DYNAMICKÉ ZÁTĚŢI ....................................................................... 36
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
4.2.1 Postup měření ................................................................................................................. 37 4.2.2 Chyby měření ................................................................................................................. 40 4.3 VÝSLEDKY ............................................................................................................................... 41 4.3.1 Sodík ............................................................................................................................... 41 4.3.2 Draslík ............................................................................................................................ 42 4.3.3 Chlor ............................................................................................................................... 42 4.3.4 Vápník ............................................................................................................................ 42 4.3.5 Fosfor .............................................................................................................................. 43 4.3.6 Osmolalita ....................................................................................................................... 44 4.3.7 Urea ................................................................................................................................ 44 4.3.8 N-acetyl-beta-D-glukózaminidáza .................................................................................. 44 4.3.9 Kreatinin ......................................................................................................................... 45 4.3.10 Celková bílkovina .......................................................................................................... 46 4.3.11 Mikroalbuminurie ......................................................................................................... 46 4.3.12 Lipokalin asociovaný s gelatinázou neutrofilů ............................................................. 47 4.3.13 Beta-2-mikroglobulin ................................................................................................... 48 4.3.14 Alfa-1-mikroglobulin .................................................................................................... 48 ZÁVĚR ..................................................................................................................................................... 60 REFERENČNÍ SEZNAM ....................................................................................................................... 61
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
ÚVOD V diplomové práci jsme se zabývali problematikou vylučovacího ústrojí ve vztahu k intenzivní fyzické zátěţi. Častými stavy po zátěţi jsou proteinurie a hematurie. Proteinurie značí přítomnost bílkoviny v moči. Za normálních okolností se v moči nachází pouze malé mnoţství bílkovin. Jejich zvýšení nejčastěji signalizuje onemocnění močového ústrojí. Hematurie je stav, kdy se v močovém nálezu vyskytuje krev, nejčastěji se jedná o červené krvinky. V praktické části se nezabýváme hematurií, protoţe jde o téma v literatuře podrobně popsané. Místo toho jsme se zaměřili na zjištění, jaký výsledek má zátěţ střední intenzity na bicyklovém ergometru o délce trvání 50 minut na markery tubulárního poškození. Tuto problematiku dosud blíţe nikdo nezkoumal. Při nálezu zvýšené koncentrace proteinů v moči je třeba dokázat odlišit proteinurii benigní od proteinurie závaţné. Po zátěţi se často vyskytuje zvýšená exkrece proteinů do moči <1g/24 hodin. Jedná se však pouze o přechodnou proteinurii, která vymizí s odpočinkem a neomezuje jedince v dalších pohybových aktivitách či zátěţi. Pokud hodnota exkrece proteinů přesáhne tuto hodnotu, vyţaduje toto zjištění podrobnější vyšetření proteinurie v moči, aby se vyloučily závaţnější zdravotní komplikace. Pomocí markerů získaných ze vzorku moči lze blíţe určit konkrétní poškození ledvin. Nejuznávanějším markerem pro akutní selhání ledvin je lipokalin asociovaný s ţelatinázou neutrofilů. Hlavním markerem poruchy tubulárních funkcí ledvin je aktuálně povaţován alfa1-mikroglobulin. Tubulární poškození ledvin zejména způsobeného léky detekujeme markerem N-acetyl-β-D-glykosamidázou. V praktické části této studie jsme se těmito markery, značící poškození ledvin, zabývali detailněji. Zkoumali jsme změny jejich exkrece močí před a po dynamické zátěţi na bicyklovém ergometru na vzorku 7 zdravých fyzicky aktivních ţen při jejich 65% VO2max a délce trvání zátěţe 50 minut. Závěry praktické části této studie přinesly zjištění, které by bylo moţné dále zkoumat na větším vzorku populace.
3
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
SEZNAM POUŢITÝCH ZKRATEK GFR = glomerulární filtrace BFB = bílkovinná filtrační bariéra PU = proteinurie zPU = zátěţí vyvolaná proteinurie TPU = tubulární proteinurie DM = diabetes mellitus CKD = chronické onemocnění ledvin HU = hematurie zHU = zátěţí vyvolaná hematurie RPE = subjektivní vnímání námahy MiA = mikroalbuminurie A1M = alfa-1-mikroglobulin AKI = akutní selhání ledvin B2M = beta-2-mikroglobulin VO2max = maximální spotřeba kyslíku TK = krevní tlak TKs = krevní tlak systolický TKd = krevní tlak diastolický TF = tepová frekvence P = výkon U-Na = sodné ionty U-K = draselné ionty U-Cl = anionty chloru U-Krea = kreatinin NAG = N-acetyl-β-D-glukosamidáza NGAL = lipokalin asociovaný s gelatinázou neutrofilů
4
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
1
TEORETICKÉ POZNATKY
1.1
Hlavní funkce ledvin Funkcí vylučovacích orgánů je především regulace přizpůsobující mnoţství
vylučované vody, iontů a dalších látek jejich variabilnímu příjmu a jejich produkci během metabolických pochodů (Kittnar, 2007). Za normálních podmínek ledviny fungují nejen k udrţení stálosti vnitřního prostředí, ale také jsou sloţitě zapojeny do regulace krevního tlaku (Ferguson, Waikar, 2012) díky jejich hospodaření s vodou a solemi (Silbernagl, 2001). Dále se podílejí na produkci červených krvinek a jsou zapojeny do metabolismu minerálů v kostech (Ferguson, Waikar, 2012). Ledviny plní zásadní úlohu také v regulaci udrţování acidobazické rovnováhy. Dále regulují sloţení extracelulární tekutiny a vytvářejí hormony (Silbernagl, 2001). Sníţením glomerulární filtrace a tubulární sekrece dochází ke sníţenému vylučování látek ledvinami a při omezení tubulární resorpce či zvýšení sekrece naopak eliminace látek stoupá (Silbernagl, 2001).
1.2
Glomerulární filtrace
Glomerulární filtrace (GFR) je mechanismus, kterým vzniká ultrafiltrát krevní plazmy (primární moč) v glomerulech, přesněji v Bowmanově prostoru (Jabor et al., 2008). V klinické medicíně je glomerulární filtrace nejlepším indexem pro stanovení funkce ledvin. Proteinurie přidává další informace o renální, případně nerenální prognóze (Vallon, 2006). Glomerulární filtrace ledvin činí u člověka přibliţně 180 litrů za den. Téměř všechna filtrovaná tekutina a NaCl se resorbují v průběhu nefronu zpět, pouze 1% z glomerulární filtrovaného mnoţství se vylučuje močí. V důsledku toho musí být GFR a reabsorpce koordinována, aby se zabránilo nadměrné ztrátě tekutiny a NaCl ledvinami (Vallon, 2006). V souladu s glomerulotubulární rovnováhou zvýšení GFR, a tedy i zvýšení filtrovaného mnoţství NaCl, vede k úměrnému zvýšení reabsorpce NaCl v tubulárním a sběrném systému (Vallon, 2006).
5
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Glomerulární filtrace se při maximální zátěţi můţe sníţit aţ na 60% oproti klidovému stavu (Procházka et al., 2008). Odhadovaná funkce ledvin je nejdůleţitější veličinou pro hodnocení pacientů s podezřením na onemocnění ledvin nebo pacientů trpících touto poruchou. Typicky se udává v mililitrech za minutu a je upravována pro standardní plochu tělesného povrchu [ml · min ˉ¹ · 1,73m²) ˉ¹ ] (Ferguson, Waikar, 2012). Trvalý nebo chronicky sníţený GFR je obecně doprovázen souvisejícím úbytkem jiných funkčních renálních parametrů, coţ vede ke změněné elektrolytové a objemové rovnováhy, sníţení tvorby červených krvinek, hypertenzi a změně kostního metabolismu minerálů. V důsledku toho je odhadovaná funkce ledvin přijímána jako nejlepší měřítko funkce ledvin (Ferguson, Waikar, 2012).
1.3
Bílkovinná filtrační bariéra Bílkovinná filtrační bariéra (BFB) zahrnuje endotelium glomerulárních kapilár,
bazální membránu a prstovité výběţky podocytů. Skrze ni se uskutečňuje proces glomerulární filtrace. Fenestrované endoteliální buňky glomerulárních kapilár jsou volně propustné pro vodu, malé soluty: ionty, glukózu, aminokyseliny či močovinu (Kittnar, 2007). Bílkovinná membrána mezi výběţky podocytů, kterou tvoří protein nefrin a další proteiny, je bariérou pro plasmatické bílkoviny (Kittnar, 2007). BFB i plasmatické bílkoviny nesou negativní náboj, čímţ se odpuzují. Díky tomu je zamezeno průchodu bílkovin přes BFB. Bazální membrána umocňuje svým negativním nábojem účinnost BFB. Dvě částice o stejné velikosti, ale odlišných nábojů, tedy mají odlišnou prostupnost přes bariéru. Zatímco molekuly s pozitivním nábojem prostoupí relativně snadno, molekuly s negativním nábojem budou pronikat přes filtrační bariéru jen velmi obtíţně (Kittnar, 2007).
6
Diplomová práce
1.4
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Faktory upravující renální hemodynamiku Níţe uvedené faktory ovlivňují renální hemodynamiku:
-
tělesná zátěţ
-
horečnatá onemocnění
-
městnavé selhání srdce
-
infekce močových cest
-
uţívání nesteroidních protizánětlivých léků
-
PU je také spojována s obezitou obzvláště s centrálním typem (Kashif et al., 2003)
-
systémové infekce
-
hypertenze (Granátová, 2007)
1.5
Proteinurie
1.5.1 Nejdostupnější a nejlevnější varianta vyšetření proteinurie (PU) Dnes jsou nejběţnějším pouţívaným testem k určení PU testovací papírové prouţky. Měrka obnáší impregnované reakční prouţky s pH indikátorem, obvykle tetrabromofenolem a nárazníkem udrţujícím pH 3,0. Proteiny a zejména albumin se naváţí na pH indikátor, a tím se zabarví a změní barvu. Tato změna je nezávislá na pH moči (Kashif et al., 2003). Normální vylučování proteinů močí je 30 - 45 mg/den. Stupeň pozátěţové PU na papírových prouţcích obvykle nepřesahuje hodnotu větší neţ 2 + tedy 0,062 mg v roztoku (Mckeag, Moeller, 2007).
1.5.2 Falešné negativní výsledky při vyšetření PU testovacími papírovými proužky Falešné negativní výsledky se mohou vyskytnout, pokud je moč zředěná a ztráta proteinů je mírná, protoţe tato metoda odhaluje koncentraci proteinů a ne jejich absolutní mnoţství. Navíc měrka je specifická pro albumin, který má negativní náboj, takţe měrka nedetekuje jiné proteiny s kladným nábojem. Není senzitivní pro detekci nízkomolekulárních proteinů, a to například imunoglobulinové lehké řetězce a beta-2-mikroglobulinu (Kashif et al., 2003).
7
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
1.5.3 Faktory, které mohou zapříčinit falešně pozitivní výsledky při vyšetření PU Jedná se především o následující faktory: -
vysoce alkalická moč s pH > 7
-
koncentrovaná moč
-
velká hematurie
-
hleny, semena nebo leukocyty
-
iodované kontrastní agens
-
kontaminace chlorhexidinem nebo benzalkoniem (Kashif et al., 2003)
1.5.4 Zátěžová proteinurie Zátěţí vyvolaná PU je všeobecně benigní a spíše funkcí intenzity neţ trvání zátěţe. Nejčastěji se vyskytuje mezi sportovci běţci, plavci, veslaři, fotbalisty či boxery. Jedná se o přechodnou PU trvající 24 – 48 hodin (Saeed et al.. 2012). Proteiny v moči obsahují plazmatické bílkoviny jako albumin, transferin, lehké řetězce Ig lambda a kappa a další. Z tubulárních proteinů lze najít v močovém nálezu např. sekreční IgA či Tamm-Horsfall protein (Bracker et al., 2010). Horní hranice pro vylučování proteinů močí u dospělého jedince je 150mg proteinů za den, z čehoţ přibliţně 20mg je podíl albuminu ( Naderi, Reilly, 2008). U jedinců s trvale vyššími hodnotami je třeba dalšího vyšetření (Saeed et al.. 2012). Přechodná proteinurie můţe být pozorována po fyzické zátěţi. Prevalence proteinurie během zátěţe se pohybuje od 18 do 100% v závislosti na typu a intenzitě zátěţe (Bernard, 2009). Zátěţí vyvolaná proteinurie bývá výsledkem zvýšené glomerulární permeability a částečné inhibice tubulární reabsorpce proteinů Maximální exkrece proteinů močí se vyskytuje mezi 20. – 30. minutou po usilovné fyzické zátěţi (Bernard, 2009).
8
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Je nepravděpodobné, ţe proteinurie spojená se zátěţí bude mít později za následek chronické onemocnění ledvin, proto není třeba omezovat fyzickou aktivitu. Pokud však proteinurie nevymizí do 24 – 48 hodin, měly by se posoudit další příčiny proteinurie (Bernard, 2009). Saeed et al. uvádějí (2012), ţe zátěţ o střední intenzitě způsobuje především glomerulární PU se zvýšenou makromolekulární, zejména albuminovou filtrací skrz glomerulární bariéru. Naopak zátěţ vysoké intenzity způsobuje PU s větším zastoupením tubulární PU. Patogeneze zátěţové PU bývá obvykle smíšená. ,
1.5.5 Typy proteinurie Určení typu proteinurie přispívá k lokalizování PU (Granátová, 2007 II).
1.5.5.1 Glomerulární proteinurie Zvýšená glomerulární filtrace plazmatických proteinů je způsobena zvýšenou glomerulární permeabilitou. Určitou část proteinů v moči zastupuje albumin, ale při glomerulárním onemocnění se jeho podíl v proteinech moči zvyšuje (Kashif et al., 2003). Velikost i náboj proteinu určují, zda dojde k filtraci přes glomerulus. Stěny glomerulárních kapilár obsahují funkční póry skrz základní glomerulární membránu, která blokuje velké molekuly, například albuminu, dovolí však projít membránou molekulám menším (Kashif et al., 2003). Glomerulární PU se vyskytuje u různých glomerulonefropatií, při dlouhodobém vertikálním drţení těla nebo po fyzické zátěţi (Saeed et al.. 2012). Při glomerulonefritidě se do Bowmanova pouzdra dostávají bílkoviny a erytrocyty v důsledku porušení integrity filtru a vzniká tak proteinurie a hematurie (Silbernagl, 2001).
1.5.5.2 Tubulární proteinurie (TPU) TPU se diagnostikuje přítomností proteinů o molekulové hmotnosti 10 – 70 kDa v močovém nálezu. Nejčastěji se hodnotí alfa-1-mikroglobulin, beta-2-mikroglobulin, N-
9
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
acetyl-β-D-glukosamidáza (NAG), lysozym, močový cystatin C či retinol-binding protein (Granátová, 2013). TPU můţe být způsobena poruchou tubulárního ústrojí bez porušení glomerulů. Při tubulointersticiálních onemocněních se normálně filtrované proteiny ztrácí močí z důvodu defektu v tubulárních epiteliálních buňkách (Saeed et al.. 2012). Inadekvátní tubulární reabsorbce malého mnoţství běţně filtrovaných proteinů se vyskytuje při tubulointersticiálních onemocněních (Kashif et al., 2003) a u pacientů s idiopatickým nefrotickým syndromem (Saeed et al.. 2012).
1.5.5.3 Prerenální proteinurie Vzniká při překročení resorpční tubulární kapacity pro lehké řetězce proteinů a svědčí o myelomu (Saeed et al.. 2012). Nadbytek zvýšených normálních či abnormálních plazmatických proteinů se vyskytuje u plazmatických buněk při dyskrázii, kdyţ je filtrováno nadměrné mnoţství proteinů a tubulární buňky mohou být poškozeny sráţením mikroproteinů vedoucí k další PU (Kashif et al., 2003).
1.5.5.4 Tamm- Horsfall proteinurie Zvýšená sekrece tkáňových proteinů z epiteliálních buněk Henleovy kličky se vyskytuje u Tamm-Horsfall PU. Tamm-Horsfall protein je mukoprotein tvořený buňkami v silném vzestupném raménku Henleovy kličky a distálním stočeném kanálku. Do intersticia uniká při obstruktivní uropatii a některých dalších tubulointersticiálních onemocněních. Má vysokou afinitu k Benc-Jones proteinům a nahromadění těchto lehkých řetězců na TammHorsfall proteiny formuje podklad pro nefropatii u myelomatických ledvin (Kashif et al., 2003).
Dělení proteinurie v klinické praxi
10
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
V klinické praxi se PU dělí na malou: 2g/d, střední: 2-5g/d a velkou nad: 5g/d. Klinicky významná hodnota PU je stanovena na 500mg/d, pokud dochází k nálezu opakovaně (Granátová, 2007 II).
1.5.6 Fyzická zátěž jako faktor proteinurie Fyzická zátěţ střední aţ vysoké intenzity můţe být příčinou PU. V literatuře se nejčastěji uvádí jako spodní hranice pro vyvolání PU 60% VO2max (Saeed et al.. 2012). Zátěţ o vysoké intenzitě můţe způsobit překročení vylučování 1,5 mg proteinů/min., avšak málokdy stoupne nad 1-2g/den. Tento nárůst se obvykle vrátí do normálních fyziologických hodnot během 24- 48 hodin po zátěţi (Saeed et al.. 2012). Sportovci, u kterých se našlo při vyšetřeních více neţ 1g bílkovin v moči po 24 hodinách, by měli být odesláni k nefrologovi na konzultaci a provedení případné renální biopsie z důvodu vyloučení renálního tubulárního intersticiálního onemocnění (Mckeag, Moeller, 2007). Výskyt zátěţí vyvolané PU se nesniţuje s pravidelným fyzickým tréninkem a kreatininové suplementy nezvyšují PU (Saeed et al.. 2012). Pro pozátěţovou PU neexistuje její prevence (Procházka et al., 2011).
1.5.7 Ovlivnění proteinurie chronickým onemocněním Proteinurie se ukázala být nezávislým rizikovým faktorem progrese onemocnění ledvin spíše neţ ukazatelem glomerulární dysfunkce (Naderi, Reilly, 2008). PU signalizuje onemocnění ledvin u pacientů s onemocněním diabetes mellitus (DM), hypertenzí, primárním onemocněním ledvin nebo jiným systémovým onemocněním (Naderi, Reilly, 2008). Diabetici, kteří jsou závislí na inzulinu minimálně 2 roky a netrpí chronickým onemocněním ledvin, vykazují PU po zátěţi častěji neţ zdraví jedinci. U diabetické nefropatie
11
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
se jedná o smíšenou PU, glomerulární i tubulární, zatímco u obezity je PU původu glomerulárního (Saeed et al.. 2012). Zvýšený albumin v moči po zátěţi je významně vyšší u pacientů s akromegalií ve srovnání se zdravými jedinci. Předpokládá se porušení glomerulární filtrační bariéry bez porušení funkce tubulů. Léčba akromegalie somatostatinem vede k redukci pozátěţové albuminurie (Saeed et al.. 2012). Nízká intenzita zátěţe dlouhého trvání u pacientů s chronickým ledvinovým onemocněním (CKD- chronic kidney disease) nepodporuje PU a nevede k progresi CKD (Saeed et al.. 2012).
1.5.8 Odlišení přechodné a trvalé proteinurie Přechodná PU je běţná, benigní a obvykle mírná s hodnotou < 1g/den. U většiny pacientů je objevena náhodně. Obvykle se týká jedinců s anamnézou nedávné horečky, vystavení chladu, emocionálnímu stresu či namáhavé zátěţi. Tento typ PU většinou vymizí během několika dní. Pacienti s přechodnou PU mají normální močový sediment a nález neprogreduje v selhání ledvin (Kashif et al., 2003). Ortostatická (posturální) PU se objevuje pouze ve vertikální pozici a kompletně se normalizuje v horizontální pozici. Je trvalá, ale benigní. Je pozorována hlavně u mladých dospělých s hodnotami obvykle menšími neţ 1g/24h. Autoři předpokládají, ţe příčinou je změna v glomerulární hemodynamice. Dlouhodobá prognóza je výborná (Kashif et al., 2003). Trvalá proteinurie se stanovuje při její přítomnosti ve dvou a více případech zachycení zvýšených hodnot při vyšetření. Reflektuje strukturální onemocnění ledvin a můţe progredovat v chronické ledvinové onemocnění. Některá systematická onemocnění a jiné patogeny mohou vést k nefrotickému syndromu. Jedná se například o DM, otravu těţkými kovy, kolagenové vaskulární onemocnění, nefrotoxické léky, amyloidózu a dyskrázii plazmatických buněk (Kashif et al., 2003). Při odebrání vzorku moči do 24 hodin po fyzické zátěţi a nálezu PU je třeba zopakovat alespoň ještě jednou vyšetření při absenci další fyzické zátěţe, aby bylo moţné odlišit přechodnou a trvalou PU (Saeed et al.. 2012). Zátěţí vyvolanou PU vyšetřujeme
12
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
testovacím papírovým prouţkem a při pozitivním nálezu doplňujeme kvantitativním vyšetřením v podobě indexu celkové bílkoviny/kreatininu v moči (Procházka et al., 2011). Při potvrzení zátěţí vyvolané PU ujišťujeme pacienta, ţe se jedná o benigní stav. Pokud je výsledek opakovaného vyšetření pozitivní, zvaţujeme další moţné příčiny (Saeed et al.. 2012).
1.5.9 Příčiny zvýšeného vylučování proteinů při zátěži Příčina zátěţí vyvolané PU zůstává zatím nejasná, avšak předpokládá se, ţe hlavní roli hrají renin-angiotenzinový systém a prostaglandiny. Zvýšená koncentrace angiotensinu II v plazmě během zátěţe vede k filtraci proteinů skrz glomerulární membránu. Studie ukázaly, ţe inhibitory angiotenzin-konvertujícího enzymu výrazně sniţují zátěţí vyvolanou PU, a tím podporují tuto teorii. Také intenzivní zátěţ zvyšuje aktivitu sympatického nervového systému, jakoţ i hladinu katecholaminů v krvi, čímţ se zvyšuje permeabilita a vylučování proteinů močí (Saeed et al.. 2012).
1.6
Zátěţí vyvolaná hematurie (HU) The American Urologic Association definuje mikroskopickou hematurii jako nález 3 a
více červených krvinek na jedno zorné pole mikroskopu u minimálně 2 ze 3 řádných sběrů močových vzorků (Bernard, 2009) případně 1,000 erytrocytů/ml. (Mckeag, Moeller, 2007). Hematurie bývá zjišťována u mnoha odlišných lékařských stavů a dostavuje se také při fyzické zátěţi (Bernard, 2009). HU je častým jevem, který nalézáme ve vzorcích moči po intenzivní fyzické aktivitě. Největší výskyt námahou vyvolané hematurie mají mezi sportovci vytrvalostní plavci a běţci (Mckeag, Moeller, 2007). Rozlišujeme HU traumatickou, která je typická pro kontaktní sporty jako je fotbal, box aj. a HU netraumatickou, kterou obvykle nacházíme u nekontaktních sportovních aktivit jako je běhání, veslování, plavání aj. HU při zátěţi bez znatelného traumatu se nazývá zátěţí
13
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
vyvolaná hematurie. Jiné názvy v literatuře zahrnují názvy sportovní hematurie, sportovní pseudonefritida a stresová hematurie (Bernard, 2009). Mikroskopická hematurie je častým nálezem u asymptomatických jedinců, a to jak sportovců, tak nesportujících, a její prevalence se různí od 0,19-21% v závislosti na věku, pohlaví a na mnoţství screeningů (Mckeag, Moeller, 2007). Při mikroskopické HU není patrná změna barvy moči, zatímco makroskopickou HU provází diskolorace moči. Při ní můţeme pozorovat zbarvení tmavočervené, červené nebo tmavě hnědé (Doleţal et al., 2006). Většina studií v literatuře ukazuje, ţe HU vymizela do 48 hodin po intenzivním cvičení (Mckeag, Moeller, 2007). U nesportujících jedinců se můţe jednat o chronický stav (Bernard, 2009). U pozátěţové HU spočívá preventivní přístup v adekvátní hydrataci (Procházka et al., 2011). Sportovci s benigní pozátěţovou HU mohou pokračovat s fyzickou zátěţí, ale měli by být vedeni k pití odpovídajícího mnoţství tekutin před cvičením a vyhnout se tak dehydrataci (Mckeag, Moeller, 2007).
1.6.1 Etiologie hematurie Etiologie zátěţí vyvolané HU není zatím dostatečně vysvětlena. Existuje mnoho diskutovaných mechanismů vzniku, které zmiňují například trauma močového měchýře či ledvin, hemolýzu, dehydrataci, peroxidaci červených krvinek, ischemii ledvin (Bernard, 2009) či zkroucení renální vény. Dolní cesty močové jsou povaţovány za nejčastější zdroj HU po delším a vyčerpávající cvičení (Mckeag, Moeller, 2007). U traumatické HU nacházíme vysokou incidenci velké HU zejména u přímých úderů a penetrujících zranění (Bernard, 2009). Rozdělujeme dva hlavní mechanismy vzniku HU spojené se zátěţí, a to trvání zátěţe, a její intenzita (Bernard, 2009).
14
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
1.6.2 Typ mechanismu vzniku hematurie: trvání zátěže Hemolýza z úderů chodidel (foot strike hemolysis) se vyskytuje u vytrvalostních běţců, kde trauma postihuje červené krvinky cirkulující chodidly běţce. U nepatrné hemolýzy se neztrácí ţádný hemoglobin močí. Při významné hemolýze se stávají přetíţená vazebná místa pro haptoglobin a nadměrný hemoglobin se ztrácí močí. V tomto případě hodnocení moči neukáţe přítomnost červených krvinek, ale pouze hemoglobinu (Bernard, 2009). HU můţe být také výsledkem traumatu močového měchýře. Předpokládá se, ţe opakované nárazy ochablé zadní stěny měchýře proti jeho bázi by mohly být příčinou léze a následně i hematurie. Autoři tvrdí, ţe malé mnoţství moči v močovém měchýři by mělo pomoci zachytit a ztlumit opakované trauma, a tedy být nápomocné při prevenci otřesů a následné HU (Bernard, 2009). Dalšími předpokládanými mechanismy HU souvisejícími s trváním zátěţe jsou: sekundární hemolýza z dehydratace, destrukce erytrocytů způsobené zvýšenou tělesnou teplotou, hemolýza ze zvýšené produkce volných radikálů, uvolňování faktorů hemolýzy a nadměrné uvolňování katecholaminů (Bernard, 2009).
1.6.3 Typ mechanismu vzniku hematurie: Intenzita zátěže Během fyzické zátěţe se dodávka krve do ledvin omezuje, aby se pokryla potřeba krve ve svalech. S poklesem glomerulární filtrace se zvyšuje renální filtrace a glomerulární permeabilita, coţ umoţní červeným krvinkám projít do moči. (Bernard, 2009) Ve svalové membráně se během fyzické zátěţe tvoří trhlinky, coţ zvyšuje koncentraci sérového myoglobinu. Ten je snadno filtrován skrz glomeruly do moči díky jeho nízké molekulární hmotnosti. K exkreci myoglobinu ledvinami dochází v průběhu 24–48 hodin po zátěţi (Bernard, 2009).
1.6.4 Další příčiny hematurie Existují také další příčiny, které jsou schopné vyvolat přechodnou mikroskopickou HU. Trauma uretry či prostaty se vyskytuje obzvláště u cyklistů. Infekce močového ústrojí je 15
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
běţným důvodem mikroskopické HU, která by měla vymizet po adekvátní léčbě infekce. Dále je třeba zváţit moţné další příčiny: poranění ledvin s následnou HU např. z léků, vlastní onemocnění ledvin, ledvinové kameny či nádory. Také určité potraviny zabarvují moč a vytvářejí podobný vzhled krvi v moči (Bernard, 2009).
1.6.5 Hodnocení hematurie Vyšetření zdravotního stavu sportovců má začít důkladnou anamnézou a zátěţovým vyšetřením. Je důleţité určit vztah HU a zátěţe, typ a intenzitu zátěţe, trvání symptomů a další potenciální rizikové faktory (Bernard, 2009). Úkolem lékařského týmu je odlišit významné organické nemoci od přechodných benigních podmínek, které způsobují HU (Mckeag, Moeller, 2007). V případě udávané bolesti je třeba určit, zda jsou její příčinou ledvinové kameny nebo infekce. V případě nepřítomnosti bolesti při velké HU u dospělých zvaţujeme rakovinu močového měchýře, pokud se neprokáţe jiná příčina (Bernard, 2009). Iniciální laboratorní vyšetření zahrnuje vyšetření testovacími papírovými prouţky a mikroskopické vyšetření moči. Testovací papírové prouţky jsou pozitivní v případě HU, hemoglobinurie a myoglobinurie. Mikroskopické vyšetření pomáhá upřesnit konkrétní příčiny zabarvení moči. Také poţití některých potravin, můţe vytvářet dojem přítomnosti červených krvinek v moči (Bernard, 2009). Červené krvinky pomáhají určit původ HU. Dysmorfní červené krvinky se vyskytují v případě, ţe HU vzniká v místě glomerulů jako například u glomerulonefritidy. Izomorfní červené krvinky provází postrenální HU (Bernard, 2009). Zátěţí vyvolanou HU obvykle diagnostikujeme u sportovců do 40 let. Tato HU se objevuje po fyzické zátěţi a mizí s odpočinkem. Pokud předpokládáme jiný typ HU, měli bychom zopakovat rozbor moči do 24–72 hodin k diagnostice typu HU (Bernard, 2009).
16
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
1.6.6 Návrat k fyzické zátěži po hematurii U asymptomatické přechodné mikroskopické HU spojené se zátěţí existuje pouze málo důkazů o tom, ţe by byla potřeba omezovat další účast při cvičení či sportu. Sportovci, kterému se diagnostikuje renální onemocnění se zhoršenou funkcí ledvin, by neměla být nutně odepřena fyzická zátěţ. V tomto případě se doporučuje seznámit sportovce s moţnými škodlivými efekty usilovného cvičení na funkci ledvin a navrhnout mu detailní monitorování funkcí ledvin (Bernard, 2009).
1.6.7 Ledvinové trauma U vyšetřovaného jedince, který utrpěl tupý náraz do břicha či boku během fyzické aktivity, zvaţujeme moţnost ledvinového traumatu. Penetrující zranění vzniká často u sportů zahrnujících vysokou rychlost předmětů jako je například hod oštěpem nebo v případě vysoké rychlosti nárazu, která provází často lyţařské nehody (Bernard, 2009). Váţnost zranění dospělých jedinců determinují dva důleţité ukazatele, a to HU a hypotenze (Bernard, 2009). Mezi další faktory, které značí ledvinové trauma, bývají zahrnuty: přítomnost hematomu v boku, citlivost aţ bolestivost při tlaku do břicha či boku, zlomeniny ţeber a penetrující zranění spodní části hrudníku či boku (Bernard, 2009). Děti utrpí oproti dospělým častěji poranění ledvin tupým břišním traumatem. Předpokládá se, ţe je to z důvodu relativně větší velikosti ledvin k poměru těla, sníţenému mnoţství perirenálního tuku, slabším břišním svalům a niţší ochraně ţeber (Bernard, 2009).
1.6.8 Klasifikace traumatu ledvin Stupnice klasifikuje trauma ledvin takto: 1. Stupeň I: Kontuze ledvin 2. Stupeň I - II: Přítomnost hematomu 3. Stupeň III: Lacerace bez úniku tekutiny do okolí
17
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
4. Stupeň IV: Lacerace s únikem tekutiny do okolí nebo cévní poranění hilu 5. Stupeň V: Roztříštění ledviny (Bernard, 2009) Sportovec by se neměl vracet k tréninku, dokud se HU úplně nevyřeší. Literatura uvádí dobu rekonvalescence různou v rozmezí od 2 do 6 týdnů. U několika váţnějších poranění, jako například lacerace, s diastázou trvá uzdravení delší dobu a návrat ke kontaktním sportům můţe vyţadovat v těchto případech dobu 6 – 12 měsíců (Bernard, 2009).
1.7
Subjektivní hodnocení vnímané námahy (RPE), Borgova škála
Subjektivní hodnocení vnímané námahy je vědomé, verbalizované hodnocení fyzického úsilí. RPE je kauzálně spojována s fyziologickými proměnnými jako jsou svalová síla, tepová frekvence, ventilace, dechová frekvence, VO2 a koncentrace laktátu v krvi (Tucker, 2009). Borg uvedl, ţe RPE je samostatně nejlepším ukazatelem fyzické námahy a ţe integruje různé informace včetně mnoha signálů vyvolaných z periferních pracujících svalů a kloubů, hlavních kardiovaskulárních a respiračních funkcí a z CNS (Tucker, 2009). Také se do výsledného RPE promítají kognitivní schopnosti, zkušenosti, prostředí, znalost signálů námahy a ukončení zátěţe, celkový diskomfort, bolest, tepelný stres a ţízeň. Stejně tak se do výsledného RPE promítají psychobiologické faktory jako deprese či neuroticismus. Vnímání úsilí zátěţe představuje velmi komplexní interakce zahrnující rozmanité signály zpětné vazby (Williamson, 2010). Bylo také zjištěno, ţe RPE lineárně koreluje se zvýšením tělesné teploty jádra. (Tucker, 2009)
1.8
Hydratace Celkové mnoţství vody u dospělého muţe činí v průměru 60% celkové tělesné
hmotnosti. Obsah vody ţenského těla je niţší, protoţe ţeny mají vyšší poměr tukové tkáně neţ svalové hmoty (Epstein; Armstrong, 1999). Sportovci by měli začít se cvičením v dobře hydratovaném stavu a pokud existuje moţnost, konzumovat také tekutiny během cvičení, aby se zamezilo deficitu vody a soli.
18
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Sportovci by měli být schopni posoudit jejich stav hydratace a rozvíjet osobní strategii pro hydrataci, která zohledňuje typ zátěţe, prostředí i individuální potřeby jedince (Maughan; Shirreffs, 2010).
Předzátěţový stav hydratace můţe být posouzen z markerů v moči. Krátkodobé změny v hydrataci můţeme odhadovat ze změn tělesné hmotnosti. Ztráty potu mohou být určeny sběrem a analýzou vzorků (Maughan; Shirreffs, 2010). Barva moči je dána především mnoţstvím urochromu, který je produktem rozpadu hemoglobinu. Při vylučování velkého mnoţství moči se moč zředí a rozpuštěné látky jsou vylučovány ve velkém objemu moči, takţe moč bude velmi bledé barvy. Naopak při koncentrované moči bude její barva tmavá (Maughan; Shirreffs, 2010). Pot obsahuje řadu elektrolytů, zejména sodík a chlor, kteří jsou hlavními ionty extracelulárního prostoru. Menší mnoţství draslíku a ještě menší mnoţství vápníku, hořčíku, ţeleza a dalších minerálů, stejně tak jako řada organických sloučenin, jsou přítomni v potu. Sportovci s velkými ztrátami solí bývají náchylnější ke křečím vyvolaných zátěţí (Maughan; Shirreffs, 2010). Doporučuje se, aby úbytek hmotnosti v důsledku fyzické zátěţe nepřesáhnul 1-2% tělesné hmotnosti (Maughan; Shirreffs, 2010).
1.8.1 Rehydratace V odpočinkové fázi je pocit ţízně adekvátním podnětem pro celkové nahrazení ztrát tekutin. Rehydratace závisí na vyprazdňování ţaludku a intersticiální absorpci. Nadměrný příjem tekutin a expanze objemu extracelulární tekutiny můţe způsobit hyponatremii zředěním normálního nebo mírně redukovaného celkového extracelulárního mnoţství Na+ (Epstein; Armstrong, 1999).
19
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
2. TEORETICKÉ POZNATKY K VYŠETŘOVANÝM MARKERŮM
2.1
Sodík V ledvinách dochází k resorpci sodných iontů jak aktivní cestou prostřednictvím
Na+/K+/ATPázy, tak cestou pasivní. Aktivní transport Na+ má tím více převahu nad pasivním transportem, čím více se Na+ nacházejí v nefronu distálněji (Trojan, 2003). Na+ je resorbován přibliţně z 65% v proximálním tubulu ledvin díky přenašečovému antitransportu Na+/H+ nebo vyuţitím Na+ kotransportních nosičů pro sekundární aktivní resorpci glukózy a dalších látek. Přibliţně 25% Na+ je resorbováno v Henleově kličce prostřednictvím kotransportního Na+/2Clˉ/K+ přenašeče. Ve stočeném distálním tubulu dochází k Na+ resorbci díky Na+/Clˉ kotransportu. Ve sběracím kanálku se dostává Na+ z lumen Na+ kanály řízenými aldosteronem a antidiuretickým hormonem pro jejich aktivaci. Aktivní transport Na+ zajišťuje Na+/K+-ATPáza. (Silbernagl; Despopoulos, 2004). V ledvinách dochází k resorpci sodných iontů jak aktivní cestou prostřednictvím Na+/K+-ATPázy, tak cestou pasivní. Aktivní transport Na+ má tím víc převahu nad pasivním transportem, čím víc se Na+ nacházejí v nefronu distálněji (Trojan, 2003). Rozsáhlé pocení a následné významné změny deficitu sodíku celého těla mohou vést k rozšířenějším svalovým křečím i bez svalového přetíţení či svalové únavy. Hlavními faktory exkrece sodíku močí jsou míra pocení, koncentrace sodíku v potu a jeho dietní příjem (Bergeron, 2008). Zadrţování sodíku a vody je schopno vyvolat zvýšení krevního tlaku i bez aktivace renin-angiotenzin-aldosteronového systému (Silbernagl, 2001). Fyzickou zátěţ často provází asymptomatická forma hyponatrémie s hodnotami sérového sodíku sníţených na 125–130 mmol/l (Doleţal et al., 2006).
20
Diplomová práce
2.2
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Draslík 98 % draslíku v těle je lokalizováno intracelulárně. Zhruba 65% draslíku se převáţně
pasivním transportem navrací resorpcí v proximálním tubulu (Silbernagl; Despopoulos, 2004) zejména kotransportem s Na+ a H2O (Trojan, 2003), dalších 15% Henleovou kličkou a o konečném vyloučeném mnoţství draslíku rozhodne spojovací segment se sběracím kanálkem (Silbernagl; Despopoulos, 2004).
2.3
Chlor Jeho resorpce probíhá z více neţ 50% v proximálním tubulu (Silbernagl; Despopoulos,
2004). Chloridové ionty se reabsorbují zejména kotransportem s Na+ a v proximálním tubulu také pasivním transportem (Trojan, 2003).
2.4
Osmolalita definitivní moči Osmolalita je měřítkem koncentrace rozpuštěných látek a je definována jako celkový
počet osmoticky aktivních látek látek rozpuštěných na kilogram vody [Osm/kg] (Rhodes, Bell, 2013). Dosahuje širokého rozmezí hodnot dle příjmu a vylučování vody od 50 do 1200 mosm/kg H2O. Nízké hodnoty značí hypotonickou moč a naopak vysoké hodnoty moč maximálně koncentrovanou (Silbernagl; Despopoulos, 2004).
2.5
Fosfáty K resorpci anorganického fosfátu dochází v proximálním tubulu (Silbernagl;
Despopoulos, 2004). Příjem potravy má velký vliv na vylučování fosfátů (Trojan, 2003). Nadměrný dietní příjem anorganického fosfátu zvyšuje jeho vylučování močí a naopak jeho nedostatek v příjmu zapříčiňuje jeho sníţené vylučování (Silbernagl; Despopoulos, 2004). 21
Diplomová práce
2.6
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Kalcium
Přibliţně 60% kalcia je resorbováno v proximálním tubulu, dalších 30% ve vzestupném raménku Henleovy kličky. K jeho resorpci dochází v celém nefronu (Silbernagl; Despopoulos, 2004).
2.7
Celková bílkovina
Horní hranice pro normální vylučování celkové bílkoviny močí bývá udávána pro dospělého člověka 150–200mg/den (Yamamoto et al., 2014).
2.7.1 Index celková bílkovina/kreatinin Ačkoliv mikroalbuminurie je preferována jako marker pro onemocnění ledvin nad indexem celková bílkovina/kreatinin v moči, finanční náklady na měření albuminu mohou omezit jeho pouţití v některých zemích (Yamamoto et al., 2014). Koyoko Yamamoto et al. ve své studii u pacientů s diabetem popsali významnou pozitivní korelaci indexu celková bílkovina/kreatinin a indexu albumin/kreatinin (r= 0.95). Vyvodili závěr, ţe index celková bílkovina/kreatinin můţe předvídat výskyt mikroalbuminurie u více neţ 90% pacientů s DM (Yamamoto et al., 2014).
2.8
Mikroalbuminurie
Jedná se o izolovaný vzestup vylučování albuminu močí. Mikroalbuminurii (MiA) značí hodnoty 30–300 mg/d albuminu v močovém vzorku nebo také 2,8–22,8 mg/mol kreatininu (Granátová, 2007).
22
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Při exkreci albuminu vyšší neţ 3 000 mg/g kreatininu se nachází v moči současně také zvýšená koncentrace alfa-1-mikroglobulinu. Jedná se o funkční tubulární PU z nadměrné filtrace bílkovin a při překročení resorpční kapacity (Granátová, 2007 II).
2.8.1 Mikroalbuminurie při různých onemocněních Mikroalbuminurie je časnou známkou progresivního kardiovaskulárního a renálního onemocnění u jedinců s hypertenzí či DM (Yamamoto et al., 2014). Přibliţně u 4/5 pacientů s DM I., jejichţ onemocnění provází perzistentní MiA, se rozvine diabetická nefropatie. U pacientů s DM II. dojde sice k progresi diabetické nefropatie jen u ¼ pacientů, avšak zde činí perzistentní MiA rizikový faktor kardiovaskulární morbidity i mortality (Granátová, 2007). U pacientů s hypertenzí je MiA rizikovým faktorem rozvoje vaskulární nefropatie. Obecně je MiA ukazatelem endoteliální dysfunkce. Společně s faktory jako je kouření, obezita, dislipidémie a dalšími zastupuje MiA nezávislý rizikový faktor pro kardiovaskulární morbiditu (Granátová, 2007). Sníţené vylučování albuminu močí po léčbě inhibitory angiotenzin-konvertujícího enzymu nebo blokátorů receptorů pro angiotenzin II, je spojováno s dobrými dlouhodobými účinky na kardiovaskulární mortalitu (Yamamoto et al., 2014).
2.9
Lipokalin asociovaný s gelatinázou neutrofilů Lipokalin asociovaný s gelatinázou neutrofilů (NGAL), také známý jako lipokalin-2 či
siderokalin, je jedním z nejlépe prozkoumaných biomarkerů akutního selhání ledvin. NGAL byl poprvé identifikován jako protein o molekulové hmotnosti 25kD ve specifických granulech lidských neutrofilů. Při reakci na bakteriální infekci se NGAL uvolňuje do krevního oběhu. Zvýšené koncentrace mohou být vyuţity k rozlišení mezi bakteriální a virovou infekcí. Později byl NGAL lokalizován v řadě lidských tkání včetně trachey, plic, ţaludku, střev a ledvin (Martensson, 2012).
23
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Jedná o růstový a diferenciační faktor epitelu díky jeho schopnosti transportovat ţelezo do buněk a z buněk. V poslední době byl NGAL popsán jako časný, vysoce senzitivní a specifický biomarker lidí i zvířat, který rozvíjí akutní selhání ledvin (AKI- acute kidney injury) (Kunzendorf, 2010). Sekreci NGAL z epiteliálních buněk indukuje několik patologických podmínek. Při hledání nových biomarkerů AKI se ukázal být NGAL protein nejrychleji vyvolávající ischemickou a nefrotoxickou AKI u myší. Jeho koncentrace se zvyšují několikanásobně v séru i moči během několika hodin při poškození orgánu. Tento fakt posunul význam NGAL z markeru bakteriální infekce na marker signalizující časně AKI (Martensson, 2012). V nedávné době se objevily důkazy o biologické roli NGALu v různých patologických stavech. Díky jeho schopnosti vázat siderofory produkované eukaryotickými buňkami je zapojen do transportu ţeleza do buněk a z buněk. NGAL pomáhá při transportu ţeleza do tubulárních buněk ledvin a můţe být zapojen do opravných procesů poškození AKI vyvoláním diferenciací ledvinových progenitorových buněk na epiteliální buňky. Siderofory jsou také produkovány bakteriemi, které tak získávají ţelezo nezbytné pro jejich růst z okolních tkání. Vazbou na siderofory NGAL blokuje dodávání ţeleza bakteriím a můţe působit jako endogenní bakteriostatické agens. Zajímavé je, ţe tkáně, ve kterých je NGAL vyjádřen, jsou frekventně vystaveny mikroorganismům, coţ podporuje jejich roli v hostitelské obraně (Martensson, 2012). Bylo zjištěno, ţe NGAL je nefroprotektivní při současné reperfuzi při renální ischemii (Kunzendorf, 2010). V dřívějších studiích byly zjištěny zvýšené hladiny NGALu u dospělých pacientů s diagnostikovaným AKI jak v moči, tak v plazmě. Soubor 22 biopsií z lidských ledvin také ukázala akumulaci NGAL v tubulech u pacientů s AKI, kde jeho akumulace byla nejvýraznější v nejvíce poškozených buňkách. Objevily se první klinické studie, které hodnotí NGAL jako prediktor AKI u dětí s rizikem AKI po kardiopulmonálním bypassu. U dětí, u kterých se později za 24–48 hodin rozvinula AKI, se zvýšil NGAL v moči téměř 100 násobně. Sérový NGAL se zvýšil dvacetinásobně do dvou hodin u dětí s kardiopulmonálním bypassem (Martensson et al, 2012). V současnosti není jasné, zda by při prolongovaném poklesu krevního průtoku ledvinami mohlo dojít k poškození ledvinového parenchymu. Renální ischemie způsobená 24
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
namáhavou fyzickou zátěţí by mohla způsobit poškození ledvinové tkáně. Touto problematikou se v pilotní studii zabývali Lippi et al., kteří sledovali změny NGAL u 16 trénovaných běţců po 60 km ultramaratonu. V jejich studii došli k závěru, ţe hodnoty močového i sérového NGAL se po běhu na dlouhou vzdálenost významně zvýšily (Lippi et al., 2012).
2.10 N-acetyl-beta-D-glukózaminidázy N-acetyl-beta-D-glukózaminidáza (NAG) je citlivým močovým biomarkerem pro hodnocení tubulárního poškození ledvin způsobeného léky a povaţován za projev strukturální tubulární léze. Jedná se o enzym, který se nachází ve všech buňkách těla (Fanos et al, 2001). NAG se nachází zejména v lyzosomech tubulárních buněk a účastní se štěpení glykoproteinů ve fagolyzosomech, kde se odehrává trávicí proces bílkovin z ultrafiltrátu. NAG je následně spolu s rezidui vyloučen močí. NAG je nespecifickým indikátorem změn v tubulech (Granátová, 2007). Z důvodu jeho molekulové hmotnosti není filtrován v glomerulech. Za přítomnosti intaktních glomerulárních funkcí značí vysoké hladiny NAG v moči tubulární poškození, coţ je povaţováno za nejvýznamnější ukazatel pro léky způsobené poškození ledvin (Fanos et al, 2001). NAG reflektuje tubulární poškození, avšak také můţe být příčinou jeho zvýšené exkrece močí zvýšená lysosomální aktivita bez poškození buněk. NAG katalyzuje hydrolýzu terminálních zbytků glukózy v glykoproteiny a je nejaktivnější glykosidázou, která se nachází v proximálních tubulech epiteliálních buněk lysosomů. Močová aktivita NAG se ukázala být vysoká během probíhajícího ledvinového onemocnění (Martensson et al, 2012).
2.11 Příčiny zvýšené exkrece N-acetyl-beta-D-glukózaminidázy 1. Apoptóza či nekróza tubulárních buněk zapříčiněná vlivem nefrotoxických látek př.: léky, bakteriálních toxinů či kontrastních látek 2. Zvýšená metabolická aktivita tubulárních buněk při regeneračních procesech
25
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
př.: stav po akutním selhání ledvin 3. Zvýšená resorpce proteinů z ultrafiltrátu při jejich zvýšeném mnoţství v ultrafiltrátu př.: overflow proteinurie, nefrotická proteinurie 4. Intersticiální změny př.: pokročilejší stadium onemocnění ledvin (Granátová, 2007 II)
2.12 Vylučování produktů metabolismu tzv. odpadních látek Tyto konečné produkty metabolismu vylučují ledviny dle rychlosti jejich vzniku tak, aby nedocházelo k jejich hromadění v těle (Ferguson, Waikar, 2012). Močovina Močovina se stala historicky prvním ukazatelem pro formální posouzení funkce ledvin. Močovina reprezentuje hlavní formu dusíkatých odpadů v těle. Jedná se o produkt metabolismu bílkovin a aminokyselin a je vylučována převáţně prostřednictvím moči (Ferguson, Waikar, 2012). Kreatinin Koncentrace kreatininu v plazmě je nejčastěji pouţívané měřítko pro odhad GFR. Kreatinin je tvořen relativně konstantní rychlostí jako výsledek neenzymatické dehydratace svalového kreatinu a je tedy zhruba úměrný svalové hmotě (Ferguson, Waikar, 2012). Za fyziologických podmínek mnoţství kreatininu vyloučeného ledvinami odpovídá mnoţství filtrovaného kreatininu, protoţe v nefronu nedochází ani k jeho resorpci, ani k jeho sekreci. Při poklesu GFR se přechodně míra jeho vylučování sníţí a stoupá jeho plazmatická koncentrace. Tím jeho produkce začne převyšovat vylučované mnoţství kreatininu a reakcí na jeho zvýšenou plazmatickou koncentraci je vzestup eliminace mnoţství kreatininu za časovou jednotku (Silbernagl, 2001).
26
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
2.13 Alfa-1-mikroglobulin Alfa-1-mikroglobulin (A1M) se nazývá také HC glykoprotein (z anglického human complex forming). Tento mikroprotein o molekulové hmotnosti 26 – 31 kD (Granátová, 2013 I) je dnes uznáván jako nejlepší biochemický marker poruchy tubulárních funkcí ledvin (Granátová, 2013 II/1.). Zároveň je povaţován za velmi dobrý ukazatel prognózy vývoje chronického onemocnění ledvin (Granátová, 2013 I). V ledvinách dochází k jeho volné glomerulární filtraci a 99% reabsorbci v proximálních tubulech (Granátová, 2013 I) receptorově zprostředkovanou adsorptivní endocytózou (Silbernagl; Despopoulos, 2004). K jeho syntéze dochází především v hepatocytech (Granátová, 2013) a v lymfocytech (Granátová, 2007). V plazmě jej nalézáme ve volné formě, kde mnoţství A1m se udává mezi 20–100 mg/l s tím, ţe obvykle nepřesahuje hodnotu 60 mg/l. Dále se A1m v plazmě vyskytuje v komplexu s jinými bílkovinami, se kterými se váţe kovalentní vazbou. Nejvíce se váţe s monomerním IgA: 250–300 mg/l s širokou variabilitou mezi jedinci: 36–621 mg/l. Méně se váţe s albuminem (Granátová, 2013). Ledviny denně vylučují 2–9 mg/l volného A1M. Hodnotu vylučování A1M ovlivňuje věk i pohlaví. Vyšší hodnoty A1M v moči dosahují muţi ve srovnání se ţenami. K největší exkreci dochází u ţen v 60.–70. roce a u muţů v 40.–50. roce (Granátová, 2007). Horní fyziologická hranice pro vylučování A1M močí je pro jedince do 40 let 11,2 mg/g, případně 1,27 g/mol kreatininu. U jedinců nad 40 let je hranice 19,4 mg/g či 2,2 g/mol kreatininu. Horní hranice exkrece A1M bez rozdílu věku se udává 14 mg/g respektive 1,58 g/mol kreatininu (Granátová, 2007). A1M představuje indikátor funkce proximálních tubulů, zaznamenává změny v resorpci volně filtrovatelných bílkovin. Citlivějším indikátorem poškození proximálních tubulů se shledává A1M vztaţený na kreatinin v moči neţ pouze koncentrace A1M v močovém vzorku (Granátová, 2007). A1M patří mezi ukazatele zejména akutního poškození ledvin charakteristické tubulární proteinurií v močovém nálezu (Granátová, 2013). Zvýšené vylučování A1M močí můţe poukazovat na: 27
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
1. strukturní poškození buněk proximálních tubulů způsobené -
nekrózou
-
apoptózou
2. funkční poruchu buněk proximálních tubulů -
nejčastěji u tzv. Fanconiho syndromu
3. funkční přetíţení buněk proximálních tubulů -
při přesaţení jejich kapacity pro zpětnou resorbci proteinů (Granátová, 2013) Příčin strukturního poškození buněk proximálních tubulů je mnoho. Můţe se jednat o
příčinu toxickou, například v podobě podávání aminoglykosidových antibiotik. Mezi příčiny ischemické se řadí hypoperfúze ledvin, šokové stavy aj. Také metabolická dysbalance při stavu hypokalémie, hyperkalcémie, hyperurikémie vyvolává strukturní poškození buněk. Další příčinou můţe být akutní tubulární obstrukce, například myoglobin u rhabdomyolýzy (Granátová, 2013). Strukturní poškození tubulárních buněk způsobuje ještě nepřijatý transplantát ledviny, zánět intersticia ledvin, pokročilé stadium glomerulonefritidy, hypertenze, DM či systémová onemocnění (Granátová, 2013). U pacientů s glomerulárním onemocněním koreluje index A1M/albumin se závaţností renální intersticiální fibrózy (Granátová, 2013 II/ 2.). Index A1M/albumin v retrospektivní studii na 81 pacientech s akutním poškozením ledvin či chronickým ledvinovým onemocněním při hodnotách celkové proteinurie nad 15g/mol a A1M/albumin vyšší neţ 0,2 prokázal 88% senzitivitu a 93% specificitu. Tak se index A1M/albumin jeví velmi vhodným ukazatelem akutního poškození ledvin (Granátová, 2013 II/1.).
2.14 Beta-2-mikroglobulin Beta-2-mikroglobulin B2M je mikroprotein, který je svou stavbou podobný stavbě částí těţkého řetězce IgG. Nachází se na membráně jaderných buněk nekovalentně vázaný na glykoproteinový řetězec HLA antigenů I. třídy (Granátová, 2007). K jeho exkreci dochází zejména díky glomerulární filtraci, v malé míře se můţe na jeho vylučování podílet také tubulární sekrece (Granátová, 2007). Resorpce B2M stejně jako
28
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
alfa-1- mikroglobulinu probíhá v proximálním tubulu receptorově zprostředkovanou adsorptivní endocytózou (Silbernagl; Despopoulos, 2004). Pokud je překročena kapacita jeho tubulární resorpce, zvyšuje se jeho exkrece močí. Mezi další příčiny zvýšené exkrece B2M spadají toxické poškození tubulárních buněk a zvýšené mnoţství bílkovin v ultrafiltrátu (Granátová, 2007). Fyziologická hodnota pro horní hranici vylučování B2M činí 0,3mg/d, respektivě 0,22 mg/g kreatininu. Průměrná hodnota jeho exkrece se pohybuje okolo 0,07mg/d. S přibývajícím věkem a tím fyziologickým poklesem glomerulární filtrace dochází k mírnému zvýšení exkrece B2M. Pohlaví jedince hodnoty exkrece B2M neovlivňují (Granátová, 2007). B2M je jakoţto indikátor funkce proximálních tubulů v současnosti stále více nahrazován analýzou jiných bílkovin v moči, nejčastěji alfa-1-mikroglobulinem (Granátová, 2007). Některé studie hodnotí B2M jako časný ukazatel virové infekce u pacientů s transplantovanou ledvinou tím, ţe izolovaný vzestup hodnoty B2M v moči lze detekovat o 12–40 dní dříve neţ se stanou serologické markery infekce pozitivní (Granátová, 2007).
29
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
3. CÍLE A HYPOTÉZY Hlavní cíle 1) vyhodnotit změny koncentrací tubulárních markerů před a po dynamické zátěţi na bicyklovém ergometru 2) vyhodnotit změny koncentrací albuminu v močovém nálezu před a po dynamické zátěţi na bicyklovém ergometru 3) doplnit získanými poznatky dosud méně zkoumanou problematiku změn exkrece tubularních markerů močí po zátěţi 4) výsledky provedených měření porovnat s dostupnou literaturou
Hlavní hypotézy Hypotéza 1 Předpokládáme, ţe hodnota analyzovaných močových markerů bude výrazně odlišná před a po dynamické fyzické zátěţi, a to u: sodných iontů, draselných iontů, iontů chloru, vápníkových iontů, iontů fosfátu, osmolality, urey, kreatininu, celkové bílkoviny a mikroalbuminurie, N-acetyl-beta-D-glukózaminidázy, NGALu- lipokalinu asociovaného s gelatinázou neutrofilů, beta-2-mikroglobulinu a alfa-1-mikroglobulinu.
Hypotéza 2 Předpokládáme, ţe hodnoty tubulárních markerů nebudou přesahovat referenční meze, coţ by svědčilo pro známky tubulárního poškození ledvin.
Hypotéza 3 V určitém zastoupení jsme očekávali zvýšené koncentrace albuminu svědčící pro zátěţí vyvolanou proteinurii.
30
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
4. PRAKTICKÁ ČÁST DIPLOMOVÉ PRÁCE Pro diplomovou práci jsme se snaţili získat vzorek testovaných dobrovolníků, kteří budou schopni pro měření poskytnout co nejshodnější vzorek profilu testovaných osob. Vybrali jsme proto jedince stejného pohlaví, s malým věkovým rozmezím mezi nejmladším a nejstarším probandem, provozující stejný typ sportu, s podobnou výkonností a výrazně se nelišící týdenní časovou jednotkou jejich pohybové aktivity.
4.1
Profil testovaných jedinců Vlastnímu měření pro účely diplomové práce se podrobilo dobrovolně 8 mladých,
fyzicky aktivních ţen v průměrném věku 27,4 let (σ= 3,82), o průměrné hmotnosti 55,47 (σ= 4,89) a průměrné výšce 167,9 cm (σ= 5,07). Jejich hmotnost a výšku jsme zaznamenávali mechanickou lékařskou váhou s měřidlem výšky. Změřili jsme krejčovským metrem průměrný obvod pasu 70,1 cm (σ= 3,24) a průměrný obvod boků 90,2 cm (σ= 5,5). Procento tělesného tuku testovaných ţen vykazovalo hodnotu 19,9 % (σ= 3,27). Charakteristika probandek je podrobně uvedena v tabulce č.1:
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
věk [let]
výška [cm]
pas [cm]
26 31 30 26 26 21 32
170,0 177,5 165,0 166,7 163,5 170,0 163,0
74 73 70 73 66 67 68
boky [cm] 95,0 99,0 84,5 91,0 84,0 91,0 87,0
hmotnost [kg]
těl.tuk [%]
58,5 63,5 52,0 57,5 53,3 55,0 48,5
18,2 25,9 17,6 21,2 16,5 18,2 21,9
tabulka č.1: základní charakteristika testovaných osob Všechny probandky se věnují zejména běhání, a to na výkonnostní úrovni. Četnost jejich tréninků činí týdně 4–6 pohybových jednotek. Týdenní časové zatíţení měřených ţen se rovná 5,9 hodin (σ= 1,68), jiné sporty provozují pouze příleţitostně. Nejčastějším
31
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
doplňkovým sportem byla udávána cyklistika. V zátěţovém testu do maxima jsme naměřili průměrnou hodnotu VO2max testovaných ţen 55,9 ml/min/kg (σ= 3,57). Probandky vstupovaly k měření zdravé. Jedná se o nekuřačky, které konzumují alkohol jen příleţitostně. Během zátěţového testu jsme nepozorovali ţádné subjektivní ani objektivní zdravotní obtíţe.
4.2
Zátěţový test do maxima Součástí prvního měření byla lékařská zdravotní prohlídka, zátěţové vyšetření
dynamickou zátěţí na bicyklovém ergometru do maxima a vyšetření statické zátěţe ručním dynamometrem vleţe na 30% maximální volní kontrakce levé ruky do vyčerpání. Monitorovali jsme elektrokardiografem srdeční činnost v klidu standardními 12 svody a v zátěţi 12 svody v modifikaci Mason-Likar. Dále jsme sledovali krevní tlak s adekvátní manţetou na pravé horní končetině a saturaci hemoglobinu pulzním oxymetrem. Analyzovali jsme vydechované plyny a rychlým kapnometrem jsme získávali hodnoty poměru mrtvého prostoru ku dechovému objemu.
4.2.1 Průběh 1. měření V prvních 3 minutách zátěţového testu do maxima šlapaly probandky na bicyklovém ergometru o intenzitě 1.0 W/kg. Dále od 4. minuty jsme jim zvýšili intenzitu zátěţe na 1.5 W/kg a tuto intenzitu jsme udrţeli do konce 6. minuty. Od 7. minuty jsme začali zátěţ stupňovat. Počáteční hodnota pro stupňování zátěţe byla 2.0 W/kg a konečná hodnota se zastavila na 4,53 W/kg (σ= 0,37). Po dosaţení maximálního výkonu probandky dále pomalu šlapaly na bicyklovém ergometru přibliţně 5 minut nízkou intenzitou pro postupný přechod z maximální zátěţe do klidového stavu. Také jsme monitorovali krevní tlak (TK). První záznam TK jsme provedli u kaţdé dobrovolnice vleţe po 5 minutách s dosaţenými hodnotami: systolický tlak (TKs) 117,9 mmHg (σ= 9,06), diastolický tlak (TKd) 81,4 mmHg (σ= 6,9). S měřením tlaku jsme pokračovali vsedě na ergometru: TKs 117,1 mmHg (σ= 6,90), TKd 82,9 mmHg (σ= 7,56). Při
32
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
statické zátěţi tisknutím ručního dynamometru vykazovali testované ţeny hodnoty: TKs 141,4 mmHg (σ= 11,4), TKd 94,3 mmHg (σ= 5,32). Po 3 minutách dynamické zátěţe při intenzitě zátěţe 1,0 W/kg dosahovaly hodnoty TK: TKs 137,9 mmHg (σ= 11,1), TKd 82,1 mmHg (σ= 15,24). Dále jsme zaznamenaly TK probandek na konci 6.minuty zátěţe intenzity 2,0 W/kg: TKs 158,6 mmHg (σ= 19,94), TKd 82,9 mmHg (σ= 16,04). V maximální zátěţi jsme změřili průměrnou hodnotu TK: TKs 181,4 mmHg (σ= 21,1), TKd 75,7 mmHg (σ= 17,18). Po 3 minutách volného vyšlapání na bicyklovém ergometru na nízké intenzitě poklesl TKs na 144,3 mmHg (σ= 19,02), TKd vykazoval 75,7 mmHg (σ= 16,18). Po dalších 2 minutách ještě poklesl TKs na 125,0 mmHg (σ= 10,41), TKd měl hodnoty 74,3 mmHg (σ= 12,72). Přehledně jsou hodnoty naměřeného TK uvedeny v tabulkách: TK systolický vleţe po 5 min Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
120 120 100 115 120 120 130
vsedě na ergometru 115 120 105 120 125 115 120
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
při 2,0W/kg 3min 150 155 125 150 175 170 185
TK v max int.zátěţe 160 170 170 170 220 180 200
statická zátěţ
v zotavení 3min 140 130 120 150 180 150 140
při 1,0W/kg 3min 130 130 125 140 155 135 150
135 135 140 130 160 135 155
zotavení 5 min
tabulka č.2: hodnoty systolického TK během zátěžového testu do maxima
33
120 125 105 135 135 125 130
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
TK diastolický vleţe po 5 min Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
80 90 70 80 80 80 90
vsedě na ergometru 80 80 70 90 90 80 90
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
při 2,0W/kg 3min 80 90 50 90 80 90 100
TK v max int.zátěţe 80 90 50 70 60 80 100
statická zátěţ 90 90 100 90 100 90 100
při 1,0W/kg 3min 90 80 50 90 80 90 95
v zotavení 3min 70 90 50 80 60 90 90
zotavení 5 min 70 80 50 80 80 70 90
tabulka č.3: hodnoty diastolického TK během zátěžového testu do maxima
Dále jsme monitorovali tepovou frekvenci. Vleţe po 5 minutách dosahovaly probandky průměrných hodnot TF 63,86/min (σ= 11,95). Vsedě na ergometru se zvýšila TF na 73,14/min (σ= 14,22). Při statické zátěţi jsme naměřili hodnoty TF 77,86/min (σ= 11,61). V dynamické zátěţi po 3 minutách šlapání na ergometru vykazovaly dobrovolnice hodnoty TF 101,1/min (σ= 8,13). Po dalších 3 minutách zátěţe se zvýšila TF na 134,3/min (σ= 12,37). Maximální TF jsme zaznamenali 179,4/min (σ= 9,9). Po dosaţení maximálního úsilí se po 3 minutách vyšlapání sníţila TF na 111,4/min (σ= 14,76) a po dalších 2 minutách jsme naměřili poslední hodnotu TF 100,7/min (σ= 14,76).
34
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Opět jsou přehledně uvedeny hodnoty naměřené TF v tabulce č.4.
TF vleţe po 5 min
TF vsedě na ergometru
TF při 1,0 W/kg 3min
55
TF statická zátěţ 68
Probandka A
53
Probandka B
52
61
61
87
Probandka C
58
75
78
100
Probandka D
73
88
96
112
Probandka E
59
69
74
95
Probandka F
85
95
86
104
Probandka G
67
69
82
106
TF max
Probandka A
TF při 2,0 W/kg 3min 130
Probandka B
104
165
TF v zotavení 3min 96
TF zotavení 5 min 77
116
173
106
97
Probandka C
131
182
95
95
Probandka D
144
186
110
106
Probandka E
125
178
111
86
Probandka F
142
176
130
118
Probandka G
152
196
132
126
tabulka č.4: hodnoty TF během zátěžového testu do maxima
Kaţdá probandka třikrát hodnotila subjektivně míru svého fyzického úsilí během stupňované zátěţe do maxima pomocí Borgovy stupnice [6-20]. První posouzení se uskutečnilo na konci 3. minuty, kdy probandky hodnotily svou zátěţ průměrně číslem 9,1 (σ= 1,07). Na konci 6. minuty přiřazovaly ţeny zátěţ průměrně číslu 12,57 (σ= 0,53) a po ukončení zátěţe jsme zaznamenali průměrnou hodnotu 18, 29 (σ= 0,49).
35
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Podrobněji je subjektivní hodnocení probandek uvedeno v tabulce č.5:
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
1. RPE 11 8 9 10 9 9 8
2. RPE 13 12 12 12 13 13 13
RPE v závěru 18 18 19 18 18 19 18
tabulka č.5: hodnoty RPE během zátěžového testu do maxima
4.2.2 Závěr 1. měření U všech probandek byla reakce krevního tlaku normotonická při statické i dynamické zátěţi. Jejich zdatnost se ukázala být výrazně nadprůměrná. Šest testovaných ţen prokazovalo EKG v zátěţi bez patologických změn s přiměřenou akcelerací SA uzlu. U jedné z testovaných ţen jsme zjistili na EKG v klidu i v zátěţi nespecifické změny repolarizační fáze a sníţenou akceleraci SA uzlu. Všechny probandky jsou zdravé, schopné plné fyzické zátěţe bez omezení a tedy jsou vhodnou testovací skupinou pro 2. měření.
4.3
Analýza moči před a po dynamické zátěţi Pro druhé měření jsme jako typ zátěţe zvolili opět bicyklový ergometr, abychom
mohli vyuţít hodnoty z 1. měření, zejména hodnoty TF a VO2max. U kaţdé testované ţeny jsme ze zátěţového testu do maxima pouţili pro 2. měření hodnotu TF, která odpovídala hodnotě 65% VO2max. Dobu trvání zátěţe jsme stanovili na 50 minut. Kaţdá probandka plnila 24 hodin před vlastním měřením z hlediska fyzického namáhání organismu odpočinkovější reţim bez provozování intenzivní zátěţe.
36
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
4.2.1 Postup měření Rovnoměrně v průběhu 15 minut před vlastní zátěţí jsme probandky postupně hydratovali čistou kohoutkovou vodou, jejíţ mnoţství činilo 1% z jejich váhy tedy 0,5 - 0,6 litru dle hmotnosti konkrétní probandky. Poté jsme odebrali vzorek moči před zátěţí a zaznamenali jsme hmotnost na mechanické lékařské váze. Vlastní měření se provádělo na Klinice rehabilitace a tělovýchovného lékařství 2. LF UK a FN Motol. Doba zátěţe na bicyklovém ergometru trvala vţdy přesně 50 minut. Ţeny jsme hydratovali kaţdou pátou minutu podáním 20ml čisté vody. Toto mnoţství jsme odměřovali pomocí injekční stříkačky. Stejně tak na konci kaţdé 5. minuty jsme zaznamenávali údaje o aktuální tepová frekvence a watty. Snímání TF bylo uskutečněno pomocí dvou druhů sporttesterů značky Polar, a to Polar RS800CX a Polar FS1. Kaţdá probandka si upevnila na zápěstí hodinky a na hrudi hrudní pás. Vzdálenost mezi hodinkami a hrudním pásem byla neustále ve správné vzdálenosti, a tak hodinky neustále snímaly aktuální TF probandky. Během prvních 5 minut jsme postupně přidávali watty tak, aby se ustálila TF kaţdé měřené ţeny na její TF, která odpovídala 65 % jejího VO2max dosaţeného během zátěţového testu do maxima. Dále aţ do konce 50. minuty byla udrţována tato frekvence, čehoţ jsme docílili flexibilním přizpůsobováním wattů. Na konci 5. minuty jsme naměřili průměrnou hodnotu TF probandek 138,0/min (σ= 9,20) při výkonu zátěţe (P) 158,6 W (σ= 28,54). Po 10 minutách zátěţe jsme zaznamenali TF 143,1/min (σ= 7,67) a P 154,29 W (σ= 30,47). Na konci 15. minuty při TF 142,14/min (σ= 7,65) poklesla průměrná hodnota výkonu na 143,57 W (σ= 30,51). Ve 20. minutě jsme registrovali TF 140,43/min (σ= 7,28) a P 137,86 W (σ= 31,47). V polovině, tedy ve 25. minutě při TF 141,43/min (σ= 7,18) došlo opět k mírnému poklesu P na hodnotu 135,71W (σ= 31,68). Před ukončením 30. minuty dynamické zátěţe na bicyklovém ergometru jsme poznamenali TF 140,43/min (σ= 8,36) a P 131,4W (σ= 31,05). Na konci 40. minuty jsme evidovali při TF 141,29/min (σ= 8,48) P 129,9W (σ= 34,21). Ve 45. minutě při zapsání TF 141,71/min (σ= 7,18) jsme dále sledovali mírně sniţující se P 126,43W (σ= 35,56). Těsně
37
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
před ukončením dynamické zátěţe na TF 140,71/min (σ= 7,91) jsme monitorovali pokles P i v posledních pěti minutách P 125,71W (σ= 37,02). Detailně jsou hodnoty TF a P zaznamenány v tabulce:
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
TF po 5´ 130 125 135 146 145 135 150
Watt po 5´ 180 170 190 160 170 110 130
TF po Watt TF po 10´ po 10´ 15´ 135 175 132 133 165 133 142 190 142 150 160 148 150 165 149 140 105 140 152 120 151
Watt po 15´ 160 150 180 155 155 90 115
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
TF po 25´ 131 134 141 149 145 140 150
Watt po 25´ 160 140 175 145 140 80 110
TF po Watt TF po 30´ po 30´ 35´ 134 160 135 128 130 129 138 165 137 148 145 149 148 135 142 137 75 140 150 110 154
Watt po 35´ 160 125 165 145 130 70 110
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
TF po 40´ 134 127 143 147 146 140 152
Watt po 40´ 165 125 165 140 130 65 115
TF po Watt TF po Watt 45´ po 45´ 50´ po 50´ 136 165 138 165 131 120 127 120 140 170 140 170 148 135 149 135 145 120 144 120 140 65 137 60 152 110 150 110
TF po 20´ 131 133 140 148 144 137 150
Watt po 20´ 160 150 175 145 140 80 115
tabulka č.6: hodnoty TF a P během dynamické zátěže na bicyklovém ergometru
Spočítali jsme procentuelní hodnota z maximální tepové frekvence testovaných ţen během 2. měření. Spodní hranice tepového rozmezí jsme stanovili na TF 135,71/min (σ=
38
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
8,38), coţ odpovídá průměrně 75,67% jejich maximální TF (σ =2,46). Horní hranice tepového rozmezí jsme určili průměrně 145,71 /min (σ = 8,38). Rozpětí výkonu probandek, tedy rozdíl jejich maximálního P a nejniţšího P, činil průměrně 34,3W (σ = 14,84). Nejvyšší hodnotu P dosáhly všechny probandky na začátku zátěţe. Zajímavé je, ţe oproti očekávání poklesu P aţ do konce měření, jsme sledovali u 2 ze 7 ţen, ţe nejniţší hodnota jejich P nebyla hodnotou konečnou. Následující graf znázorňuje průběh průměrné P v závislosti na čase, kdy průměrné P postupně klesá od začátku do konce dynamické zátěţe na bicyklovém ergometru (modře). Pro srovnání byl do stejného grafu zanesen průběh v závislosti P na čase u 2 probandek, kde nedošlo k postupnému poklesu P v čase aţ do konce 2. měření.
Závislost wattů na čase 200
Dosažené watty
160 120 Průměr 80
Probandka A Probandka C
40 0 5´
10´
15´
20´
25´
30´
35´
40´
45´ 50´ čas [min]
graf č.1: změna výkonu [W] v průběhu času 50´ dynamické zátěže na bicyklovém ergometru
39
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty spodní a horní hranice TF probandek pro test na bicyklovém ergometru s propočtem hodnot na procento maximální TF. Dále jsou v tabulce vypsána jednotlivá rozpětí výkonu kaţdé probandky.
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G
TF rozmezí min 130 125 135 140 140 130 150
% TF max 78,8 72,3 74,2 75,3 78,7 73,9 76,5
TF rozpětí max 140 135 145 150 150 140 160
% TF max 84,8 78 79,7 80,6 84,3 79,5 81,6
rozpětí Watt 20 50 25 25 50 50 20
tabulka č.7: hodnoty TF rozmezí a rozpětí P během dynamické zátěže na byciklovém ergometru Bezprostředně po ukončení zátěţe jsme odebrali druhý vzorek moči a podruhé jsme zaznamenali hmotnost probandky, tentokrát po zátěţi. Hodnotili jsme váhový úbytek po fyzické zátěţi. Evidovali jsme průměrný váhový úbytek 0,3–1,1 kg, respektivě procentuelně 1,01% (σ= 0,27). Jízda na bicyklovém ergometru proběhla u všech testovaných bez objektivních i subjektivních komplikací. Následně jsme oba dva vzorky moči před i po zátěţi předali s ţádankou do laboratoře ÚKBP 2. LF UK a FN Motol pro jejich analýzu. Z moči jsme vyhodnocovali tyto údaje: kationty sodíku, kationty draslíku, anionty chloru, kationty vápníku, anorganické fosfáty, osmolalita, urea, kreatinin, celková bílkovina, albumin, NGAL, NAG, alfa-1-mikroglobulin a beta-2-mikroglobulin. Očekávali jsme zátěţovou PU u všech testovaných jedinců.
4.2.2 Chyby měření U jedné testované probandky nastala komplikace při analýze vzorku moči v laboratoři při druhém měření. Z původního počtu 8 probandek dokončilo měření 7 probandek.
40
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Nemohli jsme analyzovat všechny močové markery, protoţe ve výsledcích z laboratoře nebyla u všech markerů uvedena přesná hodnota jejich koncentrace v moči, ale pouze to, ţe markeru je méně neţ hodnota X. Například u beta-2-mikroglobulinu bylo uvedeno, ţe v močovém vzorku se ho nacházelo 5x před zátěţí a stejně tak 5x po zátěţi < 20mg/l. Jedná se o močové markery: ionty vápníku, celková bílkovina, beta-2-mikroglobulin a mikroalbuminurii. Dále jsme ve výsledcích z laboratoře neobdrţeli u všech močových markerů kompletně 14 hodnot, tedy u kaţdé probandky jednu hodnotu sledovaného markeru před zátěţí a jeho druhou hodnotu po zátěţi. Konkrétně se jedná o alfa-1-mikroglobulin a index mikroalbuminurie/kreatinin, NAG, index NAG/kreatinin a osmolalitu, kde jsme vţdy u jedné z probandek neobdrţeli hodnotu markeru ani před, ani po zátěţi, a tak jsme disponovali vţdy 12 hodnotami ze 14, respektive vzorkem šesti probandek.
4.3
Výsledky K ověření hypotéz byl proveden Studentův t-test v aplikaci Microsoft Excel. Párový t-
test jsme prováděli na 5% hladině významnosti. Párový t-test se pouţívá například k odhadům a testování hypotéz ve statistické matematice (Hindl et al. 2007). Pravděpodobnost chyby slouţí pro potvrzení nebo vyvrácení chyby. Pokud je pravděpodobnost chyby nenší neţ 0,05, povaţuje se hypotéza za prokázanou (Hindl et al. 2007).
4.3.1 Sodík U sodných iontů (U-Na) vyšla ze všech markerů v moči nejsignifikantnější změna hodnoty před a po zátěţi. Průměrná hodnota U-Na byla naměřena před zátěţí 59,57 mmol/l (σ= 38,80), po zátěţi klesla U-Na na 15,57 mmol/l (σ= 4,43). U 6 ze 7 testovaných ţen došlo k poklesu hodnoty U-Na a u 1 z probandek naopak k nepatrnému vzestupu U-Na po zátěţi. Exkrece U-Na před zátěţí a po zátěţi je na základě párového t-testu statisticky signifikantní. Po dynamické zátěţi se koncentrace sodíku v moči významně sníţila.
41
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Pro přiblíţení konkrétních hodnot U-Na před a po dynamické zátěţi u kaţdé testované ţeny následuje tabulka č.8 s jednotlivými dosaţenými hodnotami.
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G Průměr. hodnota σ
U-Na před zátěţí [mmol/l] 120 77 40 25 96 43 16 59,57 38,80
U-Na po zátěţi [mmol/l] 15 15 20 21 10 10 18 15,57 4,43
tabulka č.8: změna exkrece sodíku před a po dynamické zátěži
4.3.2 Draslík V močovém vzorku před zátěţí jsme detekovali průměrnou hodnotu draselných iontů (U-K) 37,00 mmol/l (σ= 32,23). Bezprostředně po dynamické zátěţi probandky vylučovaly močí U-K 19,83 mmol/l (σ= 10,80). Exkrece U-K vyvolaná zátěţí se prokázala jako statisticky nesignifikantní (p= 0,21417).
4.3.3 Chlor Před dynamickou zátěţí jsme evidovali průměrné hodnoty exkrece chloru (U-Cl) 84,14 mmol/l (σ= 66,94). Po zátěţi byla naměřena U-Cl 29,86 mmol/l (σ= 6,12), kde v 5 případech ze 7 pokleslo vylučování U-Cl, u zbylých 2 probandek jsme pozorovali mírné navýšení hodnoty U-Cl. Hodnota U-Cl je statisticky nesignifikantní, ale vykazuje trend signifikantnosti. (p=0,07699).
4.3.4 Vápník U vápníku máme z laboratoře k dispozici u pozátěţových hodnot pouze 3 konkrétní hodnoty, zbylé 4 hodnoty jsou udávány jako < 0,25 mmol/l. Před zátěţí jsme získali z močových vzorků průměrnou hodnotu vápníkových iontů 1,59 mmol/l (σ= 0,63) a po zátěţi 0,53 mmol/l (σ= 0,33).
42
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
4.3.5 Fosfor Před zátěţí jsme zaznamenali široké rozmezí exkrece fosforu močí 7,31 mmol/l (σ= 6,19). Po zátěţi se u 6 ze 7 probandek sníţilo vylučování fosforu a u jedné došlo k nepatrnému zvýšení jeho vylučování. Průměrná hodnota pozátěţových hodnot fosforu činila 1,5 mmol/l (σ= 0,9). Exkrece fosforu před zátěţí a po zátěţi je na základě párového t-testu statisticky signifikantní.
43
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Pro přiblíţení konkrétních hodnot fosforu v moči před a po dynamické zátěţi u kaţdé testované ţeny následuje tabulka č.9 s jednotlivými dosaţenými hodnotami.
Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G Prům. hodnota σ
U-P před zátěţí [mmol/l] 17,2 7,7 5,1 0,5 14 4,9 1,8 7,314285714 6,193391255
U-P po zátěţi [mmol/l] 3,2 0,6 1,6 0,8 0,8 2 1,5 1,5 0,907377173
tabulka č.9: změna exkrece fosforu před a po dynamické zátěži
4.3.6 Osmolalita V laboratorních výsledcích nebyla vyhodnocena osmolalita před zátěţí a po zátěţi u jedné probandky, a tak máme k dispozici hodnocení 6 probandek. Průměrnou hodnotu osmolality před zátěţí jsme zaznamenali 296,33 mmol/kg (σ= 223,48), po zátěţi 120,83 mmol/kg (σ= 52,46). U 4 ze 6 testovaných ţen se stala moč po zátěţi hypotoničtější, u zbylých 2 ţen došlo k mírnému vzestupu osmolality po zátěţi. Ze statistického hlediska je změna hodnoty osmolality po zátěţi statisticky nesignifikantní (p=0,08850), ale vykazuje trend signifikantnosti.
4.3.7 Urea Průměrná hodnota vylučování urey před dynamickou zátěţí byla 155,97 mmol/l (σ= 126,82). Po zátěţi došlo u 5 probandek ke sníţení exkrece urey a u 2 probandek jsme pozorovali mírné zvýšení exkrece urey po zátěţi. Průměrnou hodnotu pozátěţové urey jsme vypočítali 43,63 mmol/l (σ= 12,19). Tento močový marker je statisticky nesignifikantní, ale vykazuje trend signifikantnosti (p= 0,04676).
4.3.8 N-acetyl-beta-D-glukózaminidáza V případě NAG jsme dostali z laboratoře k dispozici pouze hodnoty u 6 probandek ze 7. Ve vzorcích moči před zátěţí jsme stanovili průměrnou hodnotu NAG 23,19 nkat/l (σ=
44
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
17,15), respektive 6,01 nkat/mmol kreatininu (σ= 3,76). Po zátěţi se změnila průměrná exkrece na 15,26 nkat/mmol (σ= 10,60), respektive 8,62 nkat/mmol (σ= 4,71). Pozorovali jsme sníţení hodnot NAG po zátěţi u 5 ze 6 ţen, u 6. ţeny došlo ke zvýšení hodnot NAG po zátěţi o 1,33 nkat/l. U NAG vztaţeného na kreatinin jsme si povšimli zvýšení hodnot po zátěţi u 4 ze 6 ţen, u 2 testovaných o 0,63 nkat/mmol kreatininu a o 1,18 nkat/mmol kreatininu. Změna exkrece NAG vyvolanou zátěţí je statisticky nesignifikantní, ale vykazuje trend signifikantnosti (p= 0,06579). Následující graf č.2 znázorňuje referenční meze pro NAG. Ţádná probandka po zátěţi hraniční hodnoty nepřesáhla.
NAG/U-Krea po zátěži 18 16
nkat/mmol
14 12 10
NAG/U.Krea po zátěži
8
horní hranice
6 4 2 0 Prob B Prob C Prob D Prob E Prob F Prob G
graf č.2: znázornění vyšetřených hodnot NAG po zátěži
4.3.9 Kreatinin Vypočítali jsme, ţe průměrná hodnota kreatininu (U-Krea) před zátěţí byla 5,93 mmol/l (σ= 4,45). U 5 ţen došlo ke sníţení hodnoty kreatininu a ve 2 případech došlo ke zvýšení pozátěţového vylučování U-Krea o stejnou hodnotu, a to o 0,2 mmol/l. Průměrnou hodnotu U-Krea v moči po zátěţi jsme zjistili 1,77 mmol/l (σ= 0,85). Exkrece U-Krea před zátěţí a po zátěţi je na základě párového t-testu statisticky signifikantní.
45
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Pro přiblíţení konkrétních hodnot U-Krea před a po dynamické zátěţi u kaţdé testované ţeny následuje tabulka č.10, která znázorňuje jednotlivé dosaţené hodnoty U-Krea. U-Krea před zátěţí [mmol/l] Probandka A Probandka B Probandka C Probandka D Probandka E Probandka F Probandka G Průměrná hodnota σ
U-Krea po zátěţi [mmol/l] 11,3 6,4 4,5 0,6 12,3 4,6 1,8 5,93 4,45
1,7 1,3 1,5 0,8 3,5 1,6 2 1,77 0,84
tabulka č.10: změna exkrece kreatininu před a po zátěži
4.3.10 Celková bílkovina Pro celkovou bílkovinu v moči nemáme k dispozici dostatek dat pro statistické hodnocení. Z močových vzorků odebraných před zátěţí jsme získali z laboratoře pouze tři konkrétní hodnoty a po zátěţi jen hodnotu jednu.
4.3.11 Mikroalbuminurie Z laboratorních výsledků jsme mohli zahrnout do výsledků hodnocení 6 probandek. Před zátěţí jsme získali průměrnou hodnotu mikroalbuminuri 5,63 mg/l (σ= 2,74), respektive 2,28 mg/mmol kreatininu (σ= 2,18), po zátěţi 9,15 mg/l (σ= 9,95), respektive 4,35 mg/mmol kreatininu (σ= 2,75). U poloviny probandek jsme zaznamenali pokles hodnot MiA po zátěţi a u poloviny naopak vzestup exkrece MiA. V případě MiA vztaţeného na kreatinin se zvýšily hodnoty MiA po zátěţi u 4 probandek a u 2 probandek došlo ke sníţení exkrece MiA po zátěţi. Změny MiA před zátěţí a po zátěţi se ukázaly být statisticky nesignifikantní. Následující graf č.3 znázorňuje referenční meze pro mikroalbuminurii a dosaţené hodnoty probandek před zátěţí.
46
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
U-Mikroalb/U-Krea před zátěží 25
mg/mol
20 U-Mikroalb/U-Krea před zátěží
15
horní hranice
10
spodní hranice
5 0 Prob A Prob C Prob D Prob E Prob F Prob G
graf č.3: hodnoty MiA probandek před zátěží Graf č.4 znázorňuje referenční meze pro mikroalbuminurii a dosaţené hodnoty probandek po zátěţi.
U-Mikroalb/U-Krea po zátěži 25
mg/mol
20 U-Mikroalb/U-Krea po zátěži
15
horní hranice
10
spodní hranice
5 0 Prob A Prob C Prob D Prob E Prob F Prob G
graf č.4: hodnoty MiA probandek po zátěži
4.3.12 Lipokalin asociovaný s gelatinázou neutrofilů Průměrná exkrece lipokalinu asociovaného s gelatinázou neutrofilů (NGAL) před zátěţí činila 36,46 ug/l (σ= 35,63), po zátěţi 13,27 ug/l (σ= 16,09). Změny NGAL před zátěţí a po zátěţi se ukázaly být statisticky nesignifikantní.
47
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Následující graf znázorňuje referenční meze NGAL s horní hranicí 60 ug/l a hodnotou cutt-off 130 ug/l pro AKI.
NGAL po zátěži 140 120
ug/l
100 80
NGAL po zátěži
60
cut-off pro AKI
40
horní hranice
20 0 Prob AProb B Prob CProb DProb E Prob F Prob G
graf č.6: znázornění hodnot NGAL po zátěži
4.3.13 Beta-2-mikroglobulin Pro beta-2-mikroglobulin B2M v moči jsme z laboratorních výsledků neobdrţeli k dispozici dostatek dat pro statistické hodnocení. U jedné probandky nebyl B2M změřen vůbec. U zbylých 6 ţen jsme získali hodnotu B2M před zátěţí v 5 případech < 20mg/l a jedenkrát konkrétní hodnotu 0,26 mg/l. Po zátěţi jsme obdrţeli opět jedinou konkrétní hodnotu, a to 0,21 mg/l, u zbylých ţen opět hodnotu B2M < 20mg/l.
4.3.14 Alfa-1-mikroglobulin V laboratoři byl vyšetřen A1M u 6 ţen. Předzátěţová průměrná hodnota A1M vykazovala 22,98 mg/l (σ= 19,12). Po zátěţi se sníţila průměrná A1M na 9,67 mg/l (σ= 5,58). U 4 ţen došlo k poklesu exkrece A1M močí a u 2 ţen se naopak vylučování A1M zvýšila v prvním případě o 2,58 mg/l, v druhém případě o 0,49 mg/l. Ovlivnění exkrece A1M se ukázalo být statisticky nesignifikantní (p= 0,10682). Graf č.7 znázorňuje referenční meze A1M . Jedna z probandek po zátěţi vykázala hodnotu A1m nad jeho hraniční hodnotu.
48
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Alfa-1-mikroglobulin po zátěži 18 16 14 mg/l
12 Alfa-1-mikroglobulin po zátěži
10 8
horní hranice
6 4 2 0 Prob B Prob C Prob D Prob E Prob F Prob G
graf č.7: znázornění hodnot A1M probandek po zátěži Následující tabulka č.11 zobrazuje přehledně exkreci kaţdého markeru před zátěţí a po zátěţi a výpočet statistické signifikance těchto markerů.
U-Na před zátěţí [mmol/l] U-Na po zátěţi [mmol/l] U-K/U-K+ před zátěţí [mmol/l] U-K/U-K+ po zátěţi [mmol/l] U-Cl před zátěţí [mmol/l] U-Cl po zátěţi [mmol/l] U-Ca před zátěţí [mmol/l] U-Ca po zátěţi [mmol/l] U-P před zátěţí [mmol/l] U-P po zátěţi [mmol/l] Osmolalita před z. [mmol/kg] Osmolalita po z. [mmol/kg] NAG před zátěţí [nkat/l] NAG po zátěţi [nkat/l] NAG/U-Krea před z. [nkat/mmol] NAG/U.Krea po z. Urea před zátěţí [mmol/l] Urea po zátěţi [mmol/l] U-Krea před zátěţí [mmol/l] U-Krea po zátěţi [mmol/l] U-Cb před zátěţí [mg/l] U-Cb po zátěţi [mg/l]
PRŮMĚR ODCHYLKA p 59,57 38,80 0,703034 15,57 4,43 37,00 32,23 0,21417 19,83 10,80 84,14 66,94 0,07699 29,86 6,12 1,59 0,63 0,16183 0,53 0,33 7,31 6,19 0,03892 1,50 0,91 296,33 223,48 0,0885 120,83 52,46 23,19 17,15 0,06579 15,26 10,60 6,01 3,76 0,29692 8,62 4,71 155,97 126,82 0,04676 43,63 12,19 5,93 4,45 0,03125 1,77 0,85 51,50 28,12 nejsou data 66,00 24,95 49
signifikance SIG NS NS NS SIG NS NS NS SIG SIG nejsou data
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
U- Mikroalb před [mg/l] U- Mikroalb po [mg/l] U-Mikroalb/U-Krea před [mg/mmol] U-Mikroalb/U-Krea po [mg/mmol] NGAL před zátěţí [ug/l] NGAL po zátěţi [ug/l] Beta-2-mikroglobulin před [mg/l] Beta-2-mikroglobulin po [mg/l] Alfa-1-mikroglobulin před [mg/l]
5,63 9,15 2,28 4,35 36,46 13,27 0,26 0,21 22,98
2,74 9,95
0,45673
2,18 0,22246 2,75 35,63 0,17212 16,09 0,10 nejsou data 0,08 19,12 0,10682
tabulka č.11: exkrece markerů před a po zátěži a jejich statistická signifikance
50
NS NS NS nejsou data NS
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
5. DISKUZE V teoretické části práce jsme se zabývali problematikou proteinurie související s fyzickou zátěţí. Bernard (2009) uvádí, ţe zátěţí vyvolanou proteinurii můţeme pozorovat zejména ve sportovních odvětvích jako je plavání, běh, fotbal, veslování či box. V závislosti na typu a intenzitě zátěţe se její prevalence pohybuje v rozmezí 18 – 100%. Jedná se obvykle o benigní stav, který do 24 – 48 hodin vymizí. Maximální exkrece proteinů močí se objevuje mezi 20 – 30 minutou od ukončení zátěţe. Nejfrekventovaněji se dnes pouţívají k detekování PU testovací papírové prouţky. Autoři se shodují, ţe vznik zPU závisí spíše na intenzitě zátěţe neţ na jejím trvání. Střední aţ vysoká intenzita zátěţe můţe vést k zPU. Autoři nejčastěji uvádějí, ţe můţeme pozorovat zPU od spodní hranice 60% VO2max. Při velmi intenzivní zátěţi je exkrece proteinů schopna se zvýšit aţ na 1,5 mg/ minutu. Vyjímečně však vylučování proteinů močí stoupne nad 1-2g/ den. Existuje velmi malá pravděpodobnost, ţe zPU vyústí v chronické onemocnění ledvin s nutností omezovat fyzickou aktivitu. Avšak je třeba zváţit i jiné moţné příčiny proteinurie, pokud v močovém nálezu PU přetrvává i po 48 hodinách nebo pokud se v močovém nálezu vyskytuje více neţ 1g bílkoviny v moči po 24 hodinách. Saeed (2012), a také Mckeag, Moeller (2007) ve svých studiích doporučují, ţe pokud čelíme podezření na trvalou PU, je vhodné provést další vyšetření moči při absenci další fyzické zátěţe. Při nálezu zvýšené koncentrace proteinů v moči je třeba dokázat odlišit proteinurii benigní od PU závaţné. Kromě nálezů PU po fyzické zátěţi ji nacházíme u pacientů s primárním onemocněním ledvin, DM, hypertenzí nebo systémovým onemocněním. Saeed (2012) zjistil ve své studii, ţe pacienti s DM, kteří si aplikují inzulin minimálně dva roky a netrpí chronický onemocněním ledvin, ve srovnání se zdravou populací vykazují PU častěji. V teoretické části práce jsme se zaměřili především na glomerulární typ PU. Pozornost Pro zPU je charakteristický glomerulární typ PU, kde ke zvýšené glomerulární filtraci plazmatických proteinů dochází zvýšenou glomerulární permeabilitou. Kromě fyzické zátěţe se nachází glomerulární PU také u glomerulonefropatií a při dlouhodobém vertikálním drţení těla.
51
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Také jsme pozornost věnovali tubulárnímu typu PU. Nejčastější močové markery pro TPU , které popisuje Granátová (2013) a zároveň jsme je zvolili pro výzkum v praktické části práce, jsou alfa-1-mikroglobulin, beta-2-mikroglobulin, N-acetyl-β-D- glukosamidáza. TPU lze pozorovat při tubulointersticiálních onemocněních či idiopatickém nefrotickém syndromu. Z dostupné literatury jsme dále získávali poznatky o zátěţí vyvolané hematurii. V literatuře nalézáme největší zastoupení zHU u plavců a běţců vytrvalostního zaměření. Za častou příčinu vzniku zHU se povaţují opakované nárazy ochablé zadní stěny močového měchýře proti jeho bazi (Bernard, 2009). Dle Mckeag, Moeller (2007) je stanoveno kritérium pro pozitivitu mikroskopické HU na nález tři a více červených krvinek na jedno zorné pole mikroskopu u minimálně 2 ze 3 řádných sběrů močových vzorků. Ve většině studií uváděné v literatuře bylo pozorováno vymizení HU do 48 hodin po zátěţi. V dostupné literatuře jsme se také setkali se specifickým typem zHU, který vzniká na podkladě hemolýzy z úderů chodidel. Byla zjištěna u vytrvalostních běţců. Trauma postihuje červené krvinky cirkulující chodidly běţce. V močovém nálezu se objevuje místo červených krvinek pouze hemoglobin. Literatura uvádí i další příčiny HU. Při infekci močového ústrojí byla pozorována HU, která po adekvátní léčbě odeznívá. HU můţe také signalizovat poranění ledvin, vlastní onemocnění ledvin, ledvinové kameny či nádory. Jisté potraviny kolorují moč tím způsobem, ţe vytváří obraz krve v moči. Procházka et al. (2011) zmiňují ve své studii, ţe zHU lze předcházet díky adekvátní hydrataci a sportovcům se tedy doporučuje svědomitě dbát na jejich pitný reţim. V odborných studiích bylo zaznamenáno ledvinové trauma nejvíce v lyţařských sportech vzniklé při tupém nárazu do břicha či boku a také při hodu oštěpem, kde bylo třeba vyvinout vysokou rychlost předmětu. Závaţnost poranění určuje hypotenze vyskytující se společně s HU. Častěji pozorujeme poranění tupým ledvinovým traumatem u dětí neţ u dospělých (Bernard, 2009). Je doporučováno, aby se jedinec nevracel k fyzické aktivitě, dokud se HU plně nekompenzuje. Rekonvalescence obvykle trvá 2–6 týdnů. U lacerace s diastázou a dalších
52
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
velmi závaţných poranění je třeba počítat s dlouho dobou úzdravy a restrikcí kontaktních sportů od 6 do 10 měsíců. Granátová (2007) popisuje referenční hodnotu pro mikroalbuminurii, značící zvýšené vylučování albuminu močí, 2,8–22,8 g/mol kreatininu. Yamamoto et al. (2014) ve své práci sdělují, ţe MiA zastupuje nezávislý rizikový faktor pro kardiovaskulární morbiditu a ţe MiA bývá časnou známkou progresivního kardiovaskulárního a renálního onemocnění u jedinců s hypertenzí či DM. V dostupné literatuře je lipokalin asociovaný s gelatinázou neutrofilů jednotně prezentován jako biomarker akutního selhání ledvin (Martensson, 2012), (Kunzendorf, 2010). NGAL se uvolňuje do krevního oběhu při bakteriálních infekcích organismu, díky čemuţ lze jeho koncentraci vyuţít pro odlišení virové a bakteriální infekce. Hlavní význam NGAL spočívá v diferenciaci, proliferaci a přeţití buněk epitelu, díky jeho schopnosti transportovat ţelezo do buněk a z buněk. Tubulární poškození ledvin se strukturální lézí zejména indukovanou léky můţeme hodnotit pomocí močového biomarkeru N-acetyl-beta-D-glukózaminidázou. Exkrece NAG se ukázala být vysoká během probíhajícího ledvinového onemocnění. Ve studii Martensson et al, (2012) popisují příčinu zvýšené exkrece NAG močí, kterou je zvýšená lysosomální aktivita bez poškození tubulárních buněk. Granátová (2007) uvádí ještě další příčiny zvýšené sekrece NAG. Patří sem apoptóza či nekróza tubulárních buněk, zvýšená metabolická aktivita tubulárních buněk při regeneračních procesech, zvýšená resorpce proteinů z ultrafiltrátu při jejich zvýšené nabídce či intersticiální změny. Za v současné době nejvíce uznávaný biochemický marker poruchy tubulárních funkcí ledvin je povaţován alfa-1-mikroglobulin. Jedná se o indikátor zejména akutního poškození ledvin, pro které je charakteristický nález tubulární PU v moči. Zároveň se A1M ukázal být vhodným ukazatelem pro prognózu vývoje chronického onemocnění ledvin a závaţnosti renální intersticiální fibrózy. Granátová (2013) ve své studii uvádí jako horní fyziologickou hranici vylučování A1M močí bez rozdílu věku 14 mg/g respektive 1,58 g/mol kreatininu. Vyšších hodnot exkrece A1M dosahují muţi s maximem mezi 40.–50. rokem. U ţen se maximum exkrece A1M nachází v rozmezí 60.–70. roku.
53
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Zvýšené vylučování A1M močí můţe značit strukturní poškození buněk proximálních tubulů, funkční poruchu tubulárních buněk či přesaţení jejich kapacity pro zpětnou resorbci proteinů. Další indikátor funkce buněk proximálních tubulů reprezentuje beta-2-mikroglobulin. V současnosti se B2M začal nahrazovat vyšetřením jiných bílkovin v moči, zejména alfa-1mikroglobulinem. B2M se však začíná brát v potaz jako časný ukazatel virové infekce u pacientů s transplantovanou ledvinou, protoţe se zjistilo, ţe izolovaný vzestup B2M v moči lze detekovat o 12 – 40 dní před pozivitou serologických markerů infekce (Granátová, 2007). V praktické části diplomové práce jsme zkoumali změny exkrece iontů, osmolality, indikátorů zátěţové PU a tubulárních markerů dynamickou zátěţí na bicyklovém ergometru na 65% VO2max při trvání zátěţe 50 minut. Závěry práce jsme vyhodnotili ze vzorku 7 ţen ve věku 27,4 let (σ= 3,82), které se zúčastnily výzkumu dobrovolně. Všechny testované ţeny provozují aktivně zejména běh a doplňkově nejčastěji cyklistiku. Pohybovou aktivitou tráví probandky 5,9 hodin (σ= 1,68). V prvním měření jsme provedli u kaţdé probandky zátěţový test do maxima na bicyklovém ergometru se vstupní lékařskou zdravotní prohlídkou. Ze zátěţového testu jsme získali hodnoty testovaných ţen VO2max 55,9 ml/min/kg (σ=3,57), průběţné hodnoty TF během měření s nejniţší TF po 5 minutách lehu 63,86/min (σ= 11,95) a maximální TF 179,4/min (σ= 9,9). Všechny ţeny začínaly při zátěţovém testu na intenzitě 1,0 W/kg a konečná hodnota intenzity zátěţe dosahovala 4,53 W/kg (σ= 0,37). Maximální TK jsme evidovali TKs 181,4 mmHg (σ= 21,1) a TKd 75,7 mmHg (σ= 17,18). Třikrát hodnotily probandky subjektivní míru fyzického úsilí pomocí Borgovy stupnice [6-20]. Poprvé na konci 3. minuty číslem 9,1 (σ= 1,07), na konci 6. minuty číslem 12,57 (σ= 0,53) a v maximálním zatíţení hodnotou 18,29 (σ= 0,49). Během zátěţe jsme zjistili na elektrokardiografu u šesti ţen elektrokardiogram bez patologických změn s přiměřenou akcelerací SA uzlu. U jedné z testovaných ţen jsme objevili na elektrokardiogramu v klidu i při zátěţi nespecifické změny repolarizační fáze a
54
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
sníţenou akceleraci SA uzlu. Vyhodnotili jsme všechny probandky jako schopné plného fyzického zatíţení a způsobilé pro následující druhé měření. Pro 2. měření analýzy moči před a po dynamické zátěţi jsme zvolili za druh fyzické zátěţe opět bicyklový ergometr, abychom mohli vyuţít hodnoty hlavně TF a VO2max z 1. měření. Pro 2. měření jsme z 1. měření vybrali individuálně hodnoty TF, které odpovídaly 65% VO2max a tuto TF udrţovali v rozpětí plus mínus 5 tepů. Spodní hranice tepového rozmezí odpovídala průměrně 75,67% maximální TF (σ= 2,46), horní hranice pak průměrné hodnotě 81,21% (σ= 2,53). Postup hydratace probandek jsme zvolili takový, ţe v průběhu 15 minut před zátěţí vypila kaţdá probandka mnoţství čisté vody odpovídající 1% její tělesné hmotnosti. Během zátěţe jsme podávali probandkám po pěti minutách 20 ml čisté vody počínaje koncem 5. minuty a naposledy na konci 50. minuty. Udrţování TF probandek během dynamické zátěţe jsme docíli díky permanentnímu monitorování TF sporttesterem a flexibilním přizpůsobováním wattů. Průměrná hodnota TF probandek na konci páté minuty činila 138/min (σ= 9,20) při průměrné intenzitě zátěţe 158,6 W (σ= 28,54). V polovině dynamické zátěţe, tedy na konci 25. minuty, dosahovala TF 141,43/min (σ= 7,18). Intenzita zátěţe poklesla po 25 minutách na hodnotu 135,71 W (σ= 31,68). Těsně před ukončením zátěţe při TF 140,71/min (σ= 7,91) jsme pozorovali pokles P na 125,71 W (σ= 37,02). Průměrné rozpětí nejvyšší a nejniţší intenzity zátěţe jsme vypočítali 34,3W (σ= 14,84). Nejvyšší hodnota P se ve všech případech vyskytla v prvních 5 minutách na začátku zátěţe. Za pozornost stojí, ţe u 2 ze 7 ţen nedocházelo k neustálému mírnému klesání intenzity zátěţe aţ do konce. Nejniţší hodnota výkonu u těchto 2 ţen nebyla hodnotou konečnou dosaţenou v posledních 5 minutách zátěţe. První močový vzorek jsme odebírali vţdy těsně před zátěţí a druhý bezprostředně po zátěţi. Také jsme zaznamenali váhový úbytek probandek, který dosahoval 0,3–1,1 kg, respektive 1,01% (σ= 0,27). Konkrétně jsme z moči analyzovali sodné kationty, draselné kationty, anionty chloru, anorganický fosfát, vápník, celkovou bílkovinu, ureu, kreatinin, celkovou bílkovinu, albumin, NGAL, NAG, alfa-1-mikroglobulin a beta-2-mikroglobulin.
55
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Pro ověření hypotéz jsme pouţili Studentův t-test v aplikaci Microsoft Excel s 5% hladinou významnosti. Pravděpodobnost chyby vypovídá o potvrzení či vyvrácení chyby. Pokud je pravděpodobnost chyby menší hodnota 0,05, povaţujeme hypotézu za prokázanou. Nejsignifikantnější změny exkrece před a po zátěţi jsme zaznamenali u sodných iontů. Exkrece U-Na před zátěţí a po zátěţi je na základě párového t-testu statisticky signifikantní (p=0,03034). Průměrná exkrece U-Na před zátěţí činila 59,57 mmol/l (σ= 38,80), po zátěţi klesla U-Na 15,57mmol/l (σ= 4,43). Po dynamické zátěţi se exkrece sodíku močí významně sníţila. Příčinu sníţeného vylučování sodíku močí přisuzujeme zejména ztrátám sodíku potem. Marker, který prokázal druhé největší změny po dynamické zátěţi, je kreatinin. Exkrece U-Krea močí před zátěţí a po zátěţi je na základě párového t-testu statisticky signifikantní (p=0,03125). Před zátěţí vylučovaly probandky 5,93 mmol/l (σ= 4,45), po zátěţi 1,77 mmol/l (σ= 0,85). Průměrná exkrece kreatininu se po zátěţi významně sníţila. Třetí největší změny exkrece jsme zaznamenali u fosforu. Exkrece fosforu močí před zátěţí a po zátěţi je na základě párového t-testu statisticky signifikantní (p=0,03892). Před zátěţí jsme naměřili variabilní exkreci fosforu močí 7,31 mmol/l (σ= 6,19). Po zátěţi vykazovala exkrece fosforu do moči 1,5 mmol/l (σ= 0,9). Vylučování fosforu do moči nabývá po zátěţi výrazně odlišných hodnot, průměrná hodnota jeho exkrece znatelně poklesla. Poslední signifikantní změnu exkrece vyvolanou zátěţí prokázala urea. Exkrece urey močí před zátěţí a po zátěţi je na základě párového t-testu statisticky signifikantní (p=0,04676). Před zátěţí jsme pozorovali průměrnou hodnotu exkrece urey močí 155,97 mmol/l (σ= 128,82), po zátěţi 43,63 mmol/l (σ= 12,19). Průměrná exkrece urey močí se prokazatelně sníţila po zátěţi. Chlor, osmolalita moči a N-acetyl-beta-D-glukózaminidáza sice nevykázaly statistickou signifikanci p < 0,050, lze však prohlásit, ţe trend těchto močových markerů je takový, ţe jejich zátěţové změny exkrece močí povaţujeme za významné. Exkrece chloru před zátěţí činila 84,14 mmol/l (σ= 66,94), po zátěţi došlo k poklesu vylučování chloru 29,86 mmol/l (σ= 6,12). Změna exkrece chloru je statisticky nesignifikantní (p= 0,07699), ale vykazuje trend signifikantnosti. Povaţujeme změny vylučování chloru v dynamické zátěţi za významné.
56
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
Hodnota osmolality před zátěţí ukázala široké rozpětí hodnot 296,33 mmol/kg (σ= 223,48). Po zátěţi jsme pozorovali hypotoničtější moč, jejíţ osmolalita dosáhla hodnoty 120,83 mmol/kg (σ= 52,46). Změna osmolality je statisticky nesignifikantní (p= 0,08850), ale vykazuje trend signifikantnosti. N-acetyl-beta-D-glukózaminidáza byla v laboratoři hodnocena samotná a také ve vztahu na kreatinin. Předzátěţové hodnoty NAG jsme naměřili 23,19 nkat/l (σ= 17,15), respektive 6,01 nkat/mmol kreatininu (σ= 3,76). Po zátěţi jsme zaznamenali exkreci NAG 15,26 nkat/mmol (σ= 10,60), respektive 8,62 nkat/mmol (σ= 4,71). Změna NAG je statisticky nesignifikantní (p= 0,06579), ale vykazuje trend signifikantnosti. Celkovou bílkovinu, vápník a beta-2-mikroglobulin jsme nemohli statisticky vyhodnotit, protoţe jsme z laboratoře neobdrţeli dostatečné mnoţství konkrétních hodnot těchto markerů. Z našich výsledků se ukázaly být statisticky nevýznamné hodnoty změn exkrece u těchto močových markerů: draslík, lipokalin asociovaný s gelatinázou neutrofilů, alfa-1mikroglobulin a mikroalbuminurii. Zjištěné hodnoty vypovídají o nízkém rozdílu exkrece močových markerů před a po dynamické zátěţi. Pro draselné kationty jsme zaznamenali jeho exkreci močí před zátěţí 37,00 mmol/l (σ= 32,23), po zátěţi 19,83 mmol/l (σ= 10,80). NGAL vykazoval před zátěţí hodnoty vylučování do moči 36,46 ug/l (σ= 35,63), po zátěţi 13,27 ug/l (σ= 16,09). Exkrece alfa-1-mikroglobulinu močí ukázala před zátěţí hodnotu 22,98 mg/l (σ= 19,12), která se po zátěţi sníţila na 9,67mg/l (σ= 5,58). Mikroalbuminurie byla v laboratoři hodnocena samotná a také ve vztahu na kreatinin. Pro mikroalbuminurii jsme získali před zátěţí hodnotu 5,63mg/l (σ= 2,74), respektive 2,28 mg/mmol kreatininu (σ= 2,18). Po zátěţi se zvýšila hodnota pro MiA na 9,15 mg/l (σ= 9,95), respektive 4,35 mg/mmol kreatininu (σ= 2,75). Hodnota 2,8–22,8 g/mol kreatininu při vyšetřování mikroalbuminurie nasvědčuje zvýšenému vylučování albuminu močí. Z výsledků, které jsme obdrţeli z laboratoře, jsme mohli vyhodnotit 6 probandek. Pozitivitu MiA po zátěţi jsme detekovali u poloviny ţen, tedy u 3 ze 6 ţen. Dosaţené hodnoty MiA vykazovala probandka D: 4,5mg/mmol kreatininu, probandka C: 5,6mg/mmol kreatininu a probandka E: 8,49mg/mmol kreatininu. Tento nález 57
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
svědčí pro izolovaný vzestup albuminu v moči a tedy pro glomerulární typ PU charakteristický pro zátěţovou PU. Za zajímavé povaţujeme zjištění, ţe u dvou probandek se objevila MiA jiţ ve vzorcích moči odebraných před zátěţí, a to u probandky G: 4,28mg/mmol kreatininu a u probandky D: 5,67mg/mmol. Můţeme tedy usuzovat, ţe glomerulární PU přetrvává po dobu 24 – 48 hodin, jak uvádí Saeed et al. (2012). Tyto probandky vykazovaly zvýšenou exkreci albuminu po jejich poslední předchozí fyzické zátěţi před 2. měřením. Neprokázali jsme, ţe by dynamická zátěţ při 65% VO2max a trvání 50 minut zvyšovala hlavní marker pro akutní poškození ledvin NGAL. Také jsme nezaznamenali, ţe by se tento marker po zátěţi dostal na referenční hodnotu pro pozitivitu NGAL značící AKI. Stejně tak jsme neprokázali zátěţí vyvolaný vzestup nejuznávanějšího markeru poruchy tubulárních funkcí ledvin alfa-1-mikroglobulinu. Po zátěţi nevykazoval A1M pozitivitu pro poruchu tubulárních funkcí ledvin. Jediný marker signalizující poškození ledvin vykázal tendenci pro výraznější změnu jeho exkrece vyvolanou zátěţí. Jedná se o NAG, který značí tubulární poškození ledvin nejčastěji vyvolané léky. Z výsledků, které jsme obdrţeli z laboratoře, jsme měli k dispozici pro vyhodnocení údaje 6 probandek. Změna NAG je statisticky nesignifikantní (p= 0,06579), ale vykazuje trend signifikantnosti. U 5 probandek jsme zaznamenali sníţení pozátěţových hodnot NAG a u probandky C nepatrné navýšení hodnoty exkrece NAG po zátěţi o 1,33 nkat/l. Výsledky močových markerů prokazujících poškození ledvin naznačují, ţe dynamickou zátěţí při 65% VO2max a trvání 50 minut nedocházelo k strukturálnímu poškození buněk proximálních tubulů ani jinému poškození ledvin. V dostupných pramenech literatury jsme neshledali závaţnější rozpory ve zjištěních a závěrech týkajících se námi zvoleného tématu zátěţí vyvolané proteinurie. U 3 probandek v naší práci jsme evidovali zvýšenou exkreci albuminu močí: 4,5mg/mmol kreatininu aţ 8,49mg/mmol kreatininu. Tento výsledek je ve shodě s poznatky studií Naderi, Reilly (2008), Bernard (2009) a Kashif (2003). Domníváme se, ţe zvýšená exkrece albuminu močí v našich měřeních se vyskytovala proto, ţe během zátěţe dochází ke zvýšené glomerulární filtraci plazmatických bílkovin z důvodu zvýšené glomerulární permeability pro albumin.
58
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
U 2 probandek našeho zkoumání jsme zjistili zvýšené hodnoty albuminu v moči i před fyzickou zátěţí, coţ je ve shodě s poznatky studie Saeed et al. (2012), kteří uvádějí výskyt pozátěţové proteinurie ještě 24-48hodin po zátěţi. Usuzujeme, ţe výskyt zvýšené exkrece albuminu před zátěţí jsme zaznamenali z toho důvodu, ţe probandky vykazovaly zvýšenou exkreci albuminu po jejich poslední fyzické zátěţi před 2. měřením. V námi prostudované dostupné literatuře jsme našli minimum studií, které se zabývají exkrecí markerů signalizujících poškození ledvin. Lippi et al. (2012) došli ve své studii k závěru, ţe exkrece NGAL močí se po 60 km ultramaratonu u 16 trénovaných muţů zvýšila. V naší studii se naopak exkrece NGAL po dynamické zátěţi u probandek sníţila. Předpokládáme, ţe tento rozpor vychází z odlišnosti trvání a intenzity zátěţí v těchto dvou studiích, a tedy ţe můţeme pozorovat zvýšenou exkreci markerů poškození ledvin- lipokalin asociovaný s ţelatinázou neutrofilů, N-acetyl-β-D-glukosamidáza, alfa-1-mikroglobulinu aţ při vysokých intenzitách společně s dlouhou dobou trvání fyzické zátěţe.
59
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
ZÁVĚR V našem měření se potvrdila hypotéza č.1, ţe dynamická zátěţ při 65% VO2max po dobu trvání 50 minut ovlivní významně změny vylučování kationtů sodíku, kreatininu a fosforu. Nejsignifikantnější změny exkrece jsme evidovali u sodných kationtů po zátěţi oproti exkreci před zátěţí (p=0,03034). Druhou nejsignifikantnější změnu exkrece po zátěţi vykazoval kreatinin (p=0,03125) a třetí nejvýraznější změny vylučování markeru do moči reprezentoval fosfor (p=0,03892). Méně výrazně se potvrdila hypotéza č.1, ţe dynamická zátěţ ovlivní výrazně změny vylučování chloru ( p= 0,077), osmolality ( p= 0,089) a N-acetyl-beta-D-glukózaminidázy (p= 0,066). Sice tyto markery nevykázaly statistickou signifikanci p < 0,050, lze však prohlásit, ţe trend těchto močových markerů je takový, ţe jejich zátěţové změny exkrece močí povaţujeme za významné. Nepotvrdila se v naší práci hypotéza č.1, ţe dynamická zátěţ ovlivní významně změny exkrece kationtů draslíku, lipokalinu asociovaného s gelatinázou neutrofilů, alfa-1mikroglobulinu a mikroalbuminurie. Malé změny exkrece markerů před a po zátěţi, které se ukázaly být staticky nevýznamné, jsme pozorovali u kationtů draslíku (p= 0,214), NGAL (p= 0,172), alfa-1-mikroglobulinu (p= 0,107) a u mikroalbuminurie (p= 0,222). Tyto hodnoty naznačují nízký rozdíl exkrece močových markerů před a po dynamické zátěţi. Potvrdila se hypotéza č.2. Močové markery pro strukturální poškození ledvin nenabývaly referenčních hodnot, které by naznačovaly jakékoliv strukturální poškození ledvin. Potvrdila se hypotéza č.3, na základě které jsme očekávali v určitém zastoupení zvýšené koncentrace albuminu, svědčící pro zátěţí vyvolanou proteinurii. Pozitivitu hodnot pro mikroalbuminurii po zátěţi vykázaly tři probandky: 4,5mg/mmol kreatininu, 5,6mg/mmol kreatininu a 8,49mg/mmol kreatininu. Před zátěţí jsme zaznamenali pozitivní hodnoty pro MiA u dvou probandek: 4,28mg/mmol kreatininu a 5,67mg/mmol. Pro další zkoumání a širší rozbor této problematiky je třeba dalších studií.
60
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
REFERENČNÍ SEZNAM
BERGERON, Michael F. Muscle Cramps during Exercise-Is It Fatigue or Electrolyte Deficit?. Current Sports Medicine Reports. 2008, vol. 7, Suppl. 1. DOI: 10.1249/JSR.0b013e31817f476a. BERNARD, Joseph J. Renal Trauma. Current Sports Medicine Reports [online]. 2009, vol. 8, issue 2, s. 98-103 [cit. 2013-09-19]. DOI: 10.1249/JSR.0b013e31819e2e52. BRACKER, Mark D, Suraj A. ACHAR a Andrea L. PANNA. The 5-minute sports medicine consult. 2nd ed. Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams, 2010, s. 492. ISBN 1605476684. BRAITH, R. W. Resistance Exercise Training: Its Role in the Prevention of Cardiovascular Disease. Circulation. 2006-06-06, vol. 113, issue 22, s. 2642-2650. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.584060. DOLEŢAL, Zdeněk, Jiří ŠTARHA a Dana DOSTÁLKOVÁ. Sport a ledviny. Pediatria pre. 2006, roč. 7, č. 6, 333 - 334. ISSN: 1339-4231. EPSTEIN, Yoram a ARMSTRONG. Fluid-electrolyte balance during labor and exercise: concepts and misconceptions. International journal of sport nutrition. 1999, vol. 9, issue 1, s. 1-12. FANOS, V., M. MUSSAP, D. OSIO a M. PLEBANI. Urinary Excretion of N-Acetylβ- D-Glucosaminidase and Epidermal Growth Factor in Paediatric Patients Receiving Cefixime Prophylaxis for Recurrent Urinary Tract Infections. Clinical Drug Investigation. 2001, vol. 21, issue 7, s. 511-518. DOI: 10.2165/00044011-200121070-00007. FERGUSON, M. A. a S. S. WAIKAR. Established and Emerging Markers of Kidney Function. Clinical Chemistry [online]. 2012-03-28, vol. 58, issue 4, s. 680-689 [cit. 2013-0718]. DOI: 10.1373/clinchem.2011.167494. GRANÁTOVÁ, Jana. Indikátorové proteiny v moči (1). Invitro diagnostika: Informační magazín. 2007, roč. 2, č. 6, 18 - 22.
61
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
GRANÁTOVÁ, Jana. Indikátorové proteiny v moči (2) - vyšetřování proteinurie. In vitro diagnostika: informační magazín. 2007, roč. 2, č. 7, 19 - 25. GRANÁTOVÁ, J. Alfa-1-mikroglobulin: slibný marker poškození ledvin. In vitro diagnostika: Informační magazín. 2013, roč. 8, č. 23, 10 - 13. GRANÁTOVÁ, Jana. Diagnostika AKI (akutního poškození ledvin) pomocí močových indikátorových proteinů: Index A1m/Alb?. In vitro diagnostika: Informační magazín. 2013, roč. 8, č. 24, s. 18. GRANÁTOVÁ, Jana. Klinický význam vysoké koncentrace alfa-1-mikroglobulinu: slibný marker AKI?. In vitro diagnostika: Informační magazín. 2013, roč. 8, č. 24, s. 19. HINDL, Richard, Stanislava HRONOVÁ, Jan SEGER a Jakub FISCHER. Statistika pro ekonomy. 8. vyd. Praha: Professional Publishing, 2007, 415 s. ISBN 978-80-86946-43-6. KASHIF, W., N. SIDDIQI, A. P DINCER, H E. DINCER a S. HIRSCH. Proteinuria: how to evaluate an important finding. Cleveland Clinic Journal of Medicine. 2003-06-01, vol. 70, issue 6, s. 535-546. DOI: 10.3949/ccjm.70.6.535. KITTNAR, Otomar. Nárys fyziologie člověka. Praha: Karolinum, 2007, 96 s. ISBN 978-80-246-1390-1. KOLEKTIV, Antonín Jabor a. Vnitřní prostředí. 1. vyd. Praha: Grada, 2008. ISBN 80247-1221-0. KUNZENDORF, Ulrich, Michael HAASE, Lars RÖLVER a Anja HAASE-FIELITZ. Novel Aspects of Pharmacological Therapies for Acute Renal Failure. Drugs. 2010, vol. 70, issue 9. DOI: 10.2165/11535890-000000000-00000. LIPPI, Giuseppe, Fabian SANCHIS-GOMAR, Gian Luca SALVAGNO, Rosalia ALOE, Federico SCHENA a Gian Cesare GUIDI. Variation of serum and urinary neutrophil gelatinase associated lipocalin (NGAL) after strenuous physical exercise. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 2012-01-01, vol. 50, issue 9. MARTENSSON, J., C.- R. MARTLING, M. BELL a Anja HAASE-FIELITZ. Novel biomarkers of acute kidney injury and failure: clinical applicability. British Journal of Anaesthesia. 2012-11-15, vol. 109, issue 6, s. 843-850. DOI: 10.1093/bja/aes357.
62
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
MAUGHAN, R. J. a SHIRREFFS. Development of hydration strategies to optimize performance for athletes in high-intensity sports and in sports with repeated intense efforts. Scandinavian journal of medicine and science in sport. 2010, roč. 20, Suppl 2, 59 - 69. MÁČEK, Miloš a Jiří RADVANSKÝ. Fyziologie a klinické aspekty pohybové aktivity. Praha: Galén, 2011, 245 s. ISBN 978-80-7262-695-3. MCKEAG, Douglas a James L MOELLER. ACSM's primary care sports medicine. 2nd ed. Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams, c2007, xvi, 656 p. ISBN 07-817-7028-9. NADERI, A. S. A. a R. F. REILLY. Primary Care Approach to Proteinuria. The Journal of the American Board of Family Medicine [online]. 2008-11-01, vol. 21, issue 6, s. 569-574 [cit. 2013-09-19]. DOI: 10.3122/jabfm.2008.06.070080. PROCHÁZKA, Michal, Jiří RADVANSKÝ a Jan JANDA. Fyzická zátěţ, pohybová aktivita a onemocnění ledvin u dětí a dorostu. Postgraduální medicína. 2008, roč. 10, č. 5, 565- 570. ISSN: 1212-4184. PROCHÁZKA, Michal, Kryštof SLABÝ, Tomáš SEEMAN a Jiří RADVANSKÝ. Zátěţí indukované změny ledvinných funkcí.Medicina Sportiva Bohemica et Slovaca. 2011, roč. 20, č. 2, 82- 87. ISSN: 1210-5481. RHODES, Rodney A. a David R. BELL. Medical physiology: principles for clinical medicine. 4th ed. Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams, 2013. ISBN 16091-3427-3. SAEED, Fahad, Pardha Naga Pavan Kumar DEVAKI, Lokesh MAHENDRAKAR a Jean L. HOLLEY. Exercise-induced proteinuria?. The Journal of family practise. 2012, VOL 61, NO 1, 23- 26. DOI: 0094-3509. SILGBERNAGL, Stefan. Atlas patofyziologie člověka. 390 s. Praha: Grada, 2001, 390 s. ISBN 80-716-9968-3. SILBERNAGL, Stefan a Agamemnon DESPOPOULOS. Atlas fyziologie člověka. 6. přeprac. a rozš. vyd. Praha: Grada, 2004, XII, 435 s. ISBN 80-247-0630-X.
63
Diplomová práce
Analýza moči po dynamické zátěži se zaměřením na tubulární markery
TROJAN, Stanislav. Lékařská fyziologie. 4. vyd. přepr. a dopl. Praha: Grada Publishing, 2003, 771 s. ISBN 80-247-0512-5. TUCKER, R. The anticipatory regulation of performance: the physiological basis for pacing strategies and the development of a perception-based model for exercise performance. British Journal of Sports Medicine. 2009-06-05, vol. 43, issue 6. DOI: 10.1136/bjsm.2008.050799. VALLON, V. Adenosine and Kidney Function. Physiological Reviews [online]. 200607-01, vol. 86, issue 3, s. 901-940 [cit. 2013-08-17]. DOI: 10.1152/physrev.00031.2005. WILLIAMSON, J. W. The relevance of central command for the neural cardiovascular control of exercise: the physiological basis for pacing strategies and the development of a perception-based model for exercise performance. Experimental Physiology. 2010-10-15, vol. 95, issue 11, s. 392-400. DOI: 10.1113/expphysiol.2009.051870. YAMAMOTO, Kyoko, Hiroyuki YAMAMOTO, Katsumi YOSHIDA, Koichiro NIWA, Yutaro NISHI, Atsushi MIZUNO, Masanari KUWABARA, Taku ASANO, Kunihiro SAKODA, Hiroyuki NIINUMA, Fumiko NAKAHARA, TAKEDA, Chiyohiko SHINDOH, Yasuhiro KOMATSU a Hideharu ABE. The Total Urine Protein-to-Creatinine Ratio Can Predict the Presence of Microalbuminuria. PLoS ONE. 2014-3-10, vol. 9, issue 3, e91067-. DOI: 10.1371/journal.pone.0091067.
64