Způsoby odhadu glomerulární filtrace J. Racek, V. Petříková, M. Šolcová, J. Ženková, D. Rajdl Ústav klinické biochemie a hematologie LF UK a FN Plzeň
Dvě složky nefronu Glomerulární část Obsahuje glomerulus – klubíčko krevních kapilár, obklopené Bowmanovým pouzdrem – sem se glomerulární membránou filtruje plazma a vzniká glomerulární filtrát („primární moč“). Má složení podobné plazmě, obsahuje však minimální množství bílkovin. Denní objem je asi 180 litrů! Hlavní činností glomerulu je tedy filtrace 2
Schéma glomerulu
3
A – Glomerulus B – Proximá Proximální lní tubulus C – Distá Distální lní tubulus D – Juxtaglomerulá Juxtaglomerulární rní apará aparát 1. Bazá Bazální lní membrá membrána 2. Bowmanovo pouzdro – parietá parietální lní vrstva 3. Bowmanovo pouzdro – viscerá viscerální lní vrstva 3a Pedikly podocytu 3b Podocyt
4. Prostor Bowmanova pouzdra (s primá primární rní moč močí) 5a Mesangium – extraglomerulá extraglomerulární rní buň buňka 5b Mesangium – intraglomerulá intraglomerulární rní buň buňka 6. Juxtaglomerulá Juxtaglomerulární rní buň buňky 8. Myocyty (hladké (hladké svalstvo) 9. Aferentní Aferentní arteriola 10. Kapilá Kapiláry glomerulu 11. Eferentní Eferentní arteriola
4
Dvě složky nefronu Tubulární systém Cílem je moč zahustit (vstřebat vodu), dále vstřebat potřebné profiltrované složky (glukóza, aminokyseliny); minerály se vstřebávají či vylučují podle potřeby organismu. V tubulech se mohou dále vylučovat i nepotřebné látky. Hlavní činností tubulů je tedy: resorpce (vstřebávání) sekrece (vylučování) 5
Hodnocení funkce glomerulů (glomerulární filtrace) Sledujeme vylučování látky, která se volně glomeruly filtruje a v tubulech se s ní nic neděje (tj. ani se nevstřebává, ani nesecernuje) Musí být tedy nízkomolekulární, bez negativního náboje (glomerulární membrána má sama negativní náboj) a nesmí se vázat na bílkoviny 6
Vylučování nízkomolekulární látky ledvinami – obecná rovnice (1) GF x P ± T = U x V GF = objem glomerulárního filtrátu za sekundu (ml/s) P = koncentrace nízkomolekulární látky v plazmě (tedy i v glomerulárním filtrátu) (mmol/l) U = koncentrace nízkomolekulární látky v moči (mmol/l) V = objem definitivní moči (ml/s) T = množství látky secernované (+T) či resorbované (-T) 7 v tubulech (mmol/s)
Vylučování nízkomolekulární látky ledvinami – obecná rovnice (2) Jestliže se látka v tubulech ani nevstřebává ani nesecernuje, T = 0; pak: GF x P ± T = U x V GF x P = U x V a odtud můžeme spočítat GF: UxV GF = P 8
Clearance kreatininu Glomerulární filtrace se spočítá podle vzorce: Ukr x V Ckr = Pkr
Ukr = koncentrace kreatininu v moči Pkr = koncentrace kreatininu v plazmě (séru) V = objem definitivní moči za 1 sekundu
Pacient sbírá moč 24 h Bez velké fyzické námahy a příjmu masa Pak se moč promíchá a do laboratoře pošle vzorek Odebere se 1 zkumavka srážlivé krve 9
S-kreatinin
Clearance kreatininu je citlivější ukazatel poškození ledvin než sérová hladina kreatininu
normální rozsah
50 %
100 %
GFR (% normy) 10
Clearance kreatininu Výhody •
Kreatinin vzniká v organismu (ve svalech), nemusí se tedy nemocnému podávat
•
snadno se měří
•
Indikace: –
abnormální příjem kreatininu (vegetariáni, suplementy kreatinu) nebo svalová hmota (amputace, malnutrice, katabolismus)
–
Indikace dialýzy, těhotné?
Nevýhody • Správný sběr moče – – – –
absence větší fyzické námahy dietní opatření dodržení času sběru moče dodání průměrného vzorku moče
• Tubulární sekrece kreatininu v proximálním tubulu (nadhodnocení o 10 – 20 %, více u pacientů v CHRI) • Není lepší než výpočet eGFR pouze ze sérového kreatininu (kromě indikací)
http://www.kidney.org/professionals/KDOQI/guidelines_ckd/p5_lab_g4.htm
11
Hledání jiných vhodných látek s výlučně glomerulární filtrací
51Cr-EDTA, 99mTc-DTPA Iohexol Inulin
12
Clearance 51Cr-EDTA či 99mTc-DTPA
99mTc-kyselina
dietyléntriaminopentaoctová (99mTc-DTPA) 51Cr-kyselina etyléndiaminotetraoctová (51Cr-EDTA) Obě tyto látky se vylučují pouze glomerulární filtrací, v tubulech se již jejich vyloučené množství nemění Značení radioaktivním izotopem umožňuje stanovení látky (měří se radioaktivita vzorku)
13
Clearance iohexolu Iohexol je běžně užívaná rtg kontrastní látka Po i.v. podání se vylučuje výlučně glomerulární filtrací, tubulární resorpce a sekrece nebyly prokázány Stanovuje se nejlépe pomocí HPLC
14
Provedení (1)
Vhodná látka se podá i.v.; dál je možnost:
odebrat 3 – 4 vzorky krve během 2 – 5 h po podání
odebrat 1 vzorek za 3 – 4 h po podání a počáteční koncentraci látky počítat z podané dávky a distribučního objemu = ECT (ne u dětí, těhotných a osob s poruchami vodní bilance)
Clearance se počítá z AUC (plocha pod křivkou) nebo ze strmosti poklesu plazmatické koncentrace (slopeintercept method) 15
Provedení (2) Příklad hodnocení rychlosti eliminace pro odhad glomerulární filtrace:
16
Příklad výpočtu
Clearance se počítá podle vzorce: Q C = ln
V x
V x Ct
t
Q = podané množství látky Ct = koncentrace látky v séru (čas t) V = distribuční objem t = čas mezi podáním látky a odběrem krve 17
Clearance inulinu Co je inulin? –Oligo- až polysacharid tvořený molekulami fruktózy, spojených -1,2 glykosidickou vazbou –Zásoba energie u rostlin z čeledi Asteraceae a Campanulaceae –Po podání p.o. ho nedovedeme rozštěpit, využívají ho střevní bakterie –Po podání i.v. se vylučuje výhradně glomerulární filtrací
β
18
19
20
Inulin
21
Clearance inulinu („zlatý standard“)
Výhody – ukazuje správnou hodnotu GF
Nevýhody – musí se podat v i.v. infúzi – kratší sběr moči (vadí reziduum v močovém měchýři) – metoda stanovení obtížnější než v případě clearance kreatininu 22
Slabá stránka výpočtu GF: sběr moči Proto hledány způsoby jak odhadnout GF jen z vyšetření v krvi (séru), bez sběru moči: ze sérového kreatininu ze sérového cystatinu C
23
Odhad glomerulární filtrace (eGFR = estimated GFR) Odhady založené na S-kreatininu – Výpočet podle Schwartze pro děti – Rovnice MDRD (Modification of Diet in Renal Disease) – Další rovnice používající S-kreatinin (Lund-Malmö, CKD-EPI …)
– Výpočet podle Cocrofta a Gaulta (obsoletní)
Odhad ze sérového cystatinu C
24
Výpočty ze sérového kreatininu Nutnost rekalibrace používaných metod ke stanovení kreatininu na referenční metodu ID-GC-MS Většina laboratoří užívá nespecifickou Jaffého metodu, některé přecházejí na metodu enzymatickou – Jaffého metoda více interferencí (protein, acetoacetát, glukóza, bilirubin …) větší bias (zejména v nízkých koncentracích) zejména u diabetiků (podhodnocuje Greenberg, N. nepoužitelná et al. (2012). Specificity Characteristics of 7 Commercial Creatinine Measurement Procedures by eGFR) Enzymatic and Jaffe Method Principles. Clinical Chemistry, 58(2), 391–401. 25
Výpočet podle Cocrofta a Gaulta [obsoletní]
(140 – věk) x hmotnost x F/(S-kreatinin x 48,9) F pro muže 1 F pro ženy 0,9
Výpočet podle Cocrofta a Gaulta byl určen k predikci clearance kreatininu (nadhodnocuje GFR o 10 – 20 %) 26
Výpočet podle Schwartze (0,810 x výška)/S-kreatinin platí pro děti od 1 roku života (0,663 x výška)/S-kreatinin pro zralé novorozence a děti do 1 roku života
27
Rovnice MDRD Vzorec pro predikci glomerulární filtrace navrhl Levey se spolupracovníky v roce 1999 Data byla získána z multicentrické studie o vlivu nízkoproteinové diety na rychlost progrese chronických renálních onemocnění (Modification of Diet in Renal Disease – MDRD)
28
Rovnice MDRD 2,83 x A x B x C x D x F x S A = (S-kreatinin x 0,0113)-0,999 B = (věk)-0,176 C = (S-urea x 2,8)-0,17 D = (S-albumin x 0,1)0,318 F pro pohlaví (ženy F = 0,762) S pro rasu (afroameričané F = 1,18) 29
Zjednodušená rovnice MDRD 2,92 x (S-kreatinin/88,4)-1,154 x věk-0,203 x F F muži = 1,0 F ženy = 0,742
Koeficient 2,92 platí pro kreatinin stanovený metodou s návazností na metodu ID-GC-MS Výpočet z dat souboru osob ve věku 18 – 75 let 30
Rovnice MDRD – omezení Výsledky MDRD nad 1,5 ml/s/1,73 m2 nelze vydávat jako přesná čísla (tj. jen jako >1,5) Výpočet MDRD nelze užít u pacientů – s abnormální produkcí kreatininu (těžce malnutriční pacienti, po amputaci, extrémně obézní, imobilizovaní, změněný objem svalové hmoty) – s abnormálním dietním příjmem (vegetariáni nebo zvýšený příjem kreatinu jako potravního doplňku) – u gravidních žen – výpočet neověřen u osob pod 18 let a nad 75 let 31
Příklad on-line kalkulátoru pro výpočet GF podle rovnice MDRD
Najdete na webových stránkách ČSKB 32
Rovnice CKD-EPI CKD-EPI = Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration vychází ze stejných parametrů jako rovnice MDRD zase populace z USA nedostatečné množství starších osob
Levey, A. S. et al. (2009). A new equation to estimate glomerular filtration rate. Annals of Internal Medicine, 150(9), 604–612.
33
Rovnice Lund-Malmö Výhody: je odvozena pro standardizované stanovení kreatininu, vychází dále z věku a pohlaví je možné ji použít jak pro dospělé, tak pro děti od 1 roku života lze ji použít v rozsahu kreatininu od 45 do 545 µmol/l Existuje možnost korekce na „libovou“ tělesnou hmotnost podle hmotnosti a výšky Nyman, U. et al. (2008). The Lund-Malmo creatinine-based glomerular filtration rate prediction equation for adults also performs well in children. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 1–9.
34
Cystatin C Neglykosylovaný protein obsahující 120 aminokyselin, s nízkou molekulovou hmotností (cca 13 000 g/mol), konstantní produkce Volně prochází glomerulární membránou, dále je resorbován v proximálních tubulech a kompletně degradován Koncentrace cystatinu C v plazmě je mírou glomerulární filtrace Koncentrace v moči je mírou funkce proximálního tubulu 35
Odhad ze sérového cystatinu C (1) Rovnice dle Grubba (PETIA – particle enhanced immunoturbidimetric assay): 1,4115 x (S-cystatin C)-1,68 x F pro muže F = 1 pro ženy F = 0,948 pro děti pod 14 let = 1,384
Vhodné pouze pro pacienty s GF > 0,3 ml/s (pro nižší hodnoty vzorec dle Grubba neplatí) Weinert, L. S. et al. (2011). Glomerular filtration rate estimation: performance of serum cystatin Cbased prediction equations. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 49(11), 1761–1771.
36
Odhad ze sérového cystatinu C (2) Rovnice dle Stevense (PENIA – particle enhanced immunonephelometric assay): 1,278 x (S-cystatin C)-1,19
Weinert, L. S. et al. (2011). Glomerular filtration rate estimation: performance of serum cystatin Cbased prediction equations. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 49(11), 1761–1771.
37
Cystatin C – ovlivnění Glukokortikoidy zvyšují cystatin C v závislosti na dávce Funkce štítné žlázy: cystatin C se zvyšuje u hypertyreoidních a snižuje u hypotyreoidních pacientů; po dosažení eutyreózy se upravuje i hladina cystatinu C Další faktory: nádory (zejména melanom), pohlaví ?, obezita ? 38
39
40
Který ze způsobů je nejlepší? Podíl výsledků, lišících se od skutečné hodnoty GFR o méně než 30 %: podle kreatininu (Cockroft a Gault) ….…... 50 % podle MDRD ………………………….…... 80 % (ale jen pro populaci odpovídající studii MDRD) podle cystatinu C ………………………… 80 %
41
Doporučený postup Stanovit eGFR podle MDRD (tj. z hodnoty S-kreatininu) a podle S-cystatinu C a obě hodnoty porovnat Nesouhlasí-li, třeba hledat příčinu: – malá či naopak velká svalová hmota – přílišný přívod masa v potravě – podávání glukokortikoidů aj.
Podle příčiny přiklonit se k jedné z hodnot Nezjistí-li se příčina, stanovit GFR specifickou, ale náročnou metodou 42
Kalkulátor – výpočet GF podle: rovnice MDRD: http://www.cskb.cz/_doporuceni/kalkulator/gfr_mdrd.htm
cystatinu C: http://www.cskb.cz/_doporuceni/kalkulator/gfr_cystc.htm
rovnice Lund-Malmö: http://www.naskl.cz/vzdelavani/kalkulatory/GFRLundMalmo/GFR_Cr.htm 43
Doporučení České nefrologické společnosti a České společnosti klinické biochemie ČLS JEP k vyšetřování glomerulární filtrace (2009)
Autorský kolektiv: Zima Tomáš, Teplan Vladimír, Tesař Vladimír, Racek Jaroslav, Schück Otto, Janda Jan, Friedecký Bedřich, Kubíček Zdeněk, Kratochvíla Josef http://www.cskb.cz/res/file/doporuceni/dopGFR.pdf 44
Děkuji za pozornost
[email protected] 45
