Vyšetřování tubulární resorpce fosfátů u pacientů s chronickým onemocněním ledvin

Souhrn

Úvod:
Mírné až střední snížení glomerulární filtrace (GFR) u jedinců s chronickým renálním onemocněním (CKD) nemusí být spojeno s hyperfosfatemií díky adaptivnímu snížení tubulární resorpce fosfátů (TR_Pi) v reziduálních nefronech. Klinické hodnocení této funkce se provádí na podkladě měření frakční exkrece fosfátů (FE_Pi), což je veličina, která udává, jaká část z profiltrovaného množství fosfátů je vylučována do moči. Tato veličina může poskytnout užitečné informace o účasti ledvin na fosfátové homeostáze vnitřního prostředí. Tato studie je zaměřena na porovnání hodnoty kr(FE_Pi) vyšetřené na podkladě poměru clearance fosfátů (C_Pi) a clearance kreatininu (C_Kr) označeného kr(FE_Pi) a hodnotu vypočítanou na podkladě poměru C_Pi a přesně změřené GFR jako clearance inulinu (C_in), označenou jako in(FE_Pi).

Cílem porovnání obou metod vyšetření FE_Pi bylo zjistit, jak dalece lze na podkladě jednoduchého vyšetření kr(FE_Pi) posoudit stupeň inhibice tubulárního transportu fosfátů v reziduálních nefronech.

Metodika:
Vyšetření in(FE_Pi) a kr(FE_Pi) bylo provedeno u 53 pacientů s CKD. Hodnoty vyšetřených veličin byly následující: S_Kr 199 ± 45 µmol/l; S_Pi 1,41 ± 0,29 mmol/l; C_Kr 0,95 ± 0,36 ml/s/1,73 m²; C_in 0,71 ± 0,25 ml/s/1,73 m². Pro porovnání byla vyšetřena skupina 18 zdravých dobrovolníků.

Výsledky:
U jedinců s CKD činila průměrná hodnota kr(FE_Pi) 29,1 ± 10,9 % a in(FE_Pi) 52,4 ± 4,3 %. Hodnoty in(FE_Pi) byly u všech pacientů vyšší než kr(FE_Pi)(p < 0,001), ačkoli se průměrná hodnota C_Pi u pacientů s CKD významně nelišila od skupiny kontrolní (0,22 vs 0,21 ml/s/1,73 m²). Hodnoty in(FE_Pi) se zvyšovaly v závislosti na hodnotách S_Kr a při vyšších hodnotách S_Kr (> 300 µmol/l) se pozvolna přibližovaly k 100 % (indikující úplnou inhibici tubulární resorpce fosfátů v reziduálních nefronech). Hodnoty in(FE_Pi) byly dle očekávání u všech pacientů s CKD vyšší než kr(FE_Pi), zřejmě protože u jedinců s CKD hodnota C_Kr klesá pomaleji než C_in (GFR) v důsledku zvýšené tubulární sekrece kreatininu v reziduálních nefronech.

Závěr:
Výsledky této práce podporují předpoklad, že jestliže hodnoty kr(FE_Pi), které jsou v klinické praxi snadno měřitelné, dosahují 50–60 %, je nutno předpokládat téměř úplnou inhibici tubulární resorpce fosfátů v reziduálních nefronech a nelze očekávat příznivý vliv fosfatoninů na renální vylučování fosfátů. Při hledání nových možností inhibice tubulární resorpce fosfátů je třeba též vzít v úvahu i možné nežádoucí orgánové působení fosfatoninů.

Klíčová slova:
hyperfosfatemie – chronické renální onemocnění – tubulární resorpce fosfátů

Úvod

Díky řadě regulačních mechanizmů je hladina fosfátů ve vnitřním prostředí udržována v úzkém rozmezí fyziologických hodnot (0,7–1,6 mmol/l). Na udržování fosfátové homeostázy se významně účastní ledviny [1–5]. Velký pokles renální funkce způsobuje hyperfosfatemii, která je spojena s rozvojem řady závažných komplikací, jež zvláště postihují kostní metabolizmus a cévní systém [4,6–8].

Za normálních okolností jsou fosfáty téměř volně filtrovány v glomerulech a z největší části (80–90 %) zpětně resorbovány v proximálních tubulech. To znamená, že za těchto okolností je močí vylučováno 10–20 % z profiltrovaného množství. Tuto hodnotu nazýváme frakční exkrece fosfátů a označujeme ji FE_Pi [4,9]. Při poklesu glomerulární filtrace (GFR) v důsledku chronického renálního onemocnění (CKD) může být sérová koncentrace fosfátů (S_Pi) udržována v mezích normy díky poklesu tubulární resorpce fosfátů (TR_Pi) v reziduálních nefronech [4,9]. Tato funkční adaptace reziduálních nefronů však stačí k udržení S_Pi v mezích normy pouze do určitého poklesu GFR, který se většinou pohybuje kolem 0,5 ml/s/1,73 m² [8,10]. Větší pokles GFR je spojen s rozvojem hyperfosfatemie, zjevnými poruchami kostního metabolizmu a poškozením kardiovaskulárního systému [6,7]. Prevencí zmíněných komplikací je dodržování diety se sníženým obsahem fosfátů a podávání farmak, která snižují jeho střevní resorpci – vazačů fosfátu [4,8].

Z hlediska klinické praxe je důležitou otázkou, proč účast ledvin na zachování normální hodnoty S_Pi selhává při poklesu GFR k hodnotám kolem 0,5 ml/s/1,73 m², přestože úroveň této funkce postačuje k udržení normální sérové koncentrace Na⁺ a K⁺. Je za těchto okolností již zcela inhibována TR_Pi v reziduálních nefronech (a veškeré profiltrované množství je vylučováno močí) nebo jsou vyčerpány regulační mechanizmy ovlivňující TR_Pi v reziduálních nefronech, přestože resorpce fosfátů neklesla na nulovou hodnotu?

Na snížení TR_Pi se v reziduálních nefronech významně uplatňuje parathormon [6,7] a tzv. fosfatoniny, z nichž je v současné době nejvíce studován fibroblastový růstový faktor FGF23 [11–18]. Možnost farmakologického ovlivnění TR_Pi v reziduálních nefronech nebyla dosud úspěšně vyřešena. Naše dřívější studie nasvědčují tomu, že furosemid z tohoto hlediska není účinný [19]. Domníváme se, že při hledání eventuálních nových možností léčení (či prevence) hyperfosfatemie u jedinců s CKD by bylo třeba zodpovědět otázku, zda při větším poklesu GFR je již zcela inhibována kapacita tubulární zpětné resorpce fosfátů či zda zbývá ještě možnost jejího ovlivnění. V této práci se pokoušíme tuto otázku zodpovědět a využíváme při tom přesného měření GFR pomocí clearance inulinu (C_in). Na podkladě S_Pi, močového vylučování fosfátů a C_in lze propočítat přesnou hodnotu FE_Pi. Hodnota FE_Pi je běžně posuzována na podkladě GFR hodnocené na podkladě clearance kreatininu (C_Kr) [18,20] nebo GFR odhadnuté podle predikčních vzorců. Hodnota TR_Pi na podkladě C_in byla měřena u pacientů s CKD v roce 1968 Slatopolskym et al [1]. U 15 pacientů s významným poklesem GFR byla snížena k 95 %. V této práci bohužel nejsou udány hodnoty FE_Pi měřené na podkladě C_Kr.

Z renální patofyziologie je dobře známým faktem, že u jedinců s CKD hodnota C_Kr klesá pomaleji než C_in díky zvýšené tubulární sekreci kreatininu v reziduálních nefronech [21]. Z těchto důvodů je hodnota FE_Pi kalkulovaná na podkladě C_Kr nižší než FE_Pi propočtená na základě C_in. Jelikož hodnota FE_Pi může významně ovlivňovat S_Pi, pokusili jsme se studovat, jak dalece může FE_Pi kalkulovaná na podkladě clearance fosfátů (C_Pi) a C_Kr informovat o tubulární resorpci fosfátů v reziduálních nefronech. Domníváme se, že řešení této otázky by mohlo být v budoucnu přínosné pro přesnější hodnocení vlivu fosfatoninů na renální vylučování fosforu.

Pacienti a metody

Studie byla provedena u 53 pacientů (30 mužů a 23 žen) ve věku od 18 do 64 roků (průměrný věk 56 let) trpících chronickým onemocněním ledvin (CKD). V 21 případech se jednalo o různé formy chronické glomerulonefritidy, ve 20 případech o tubulointersticiální nefropatii, u 8 jedinců šlo o vaskulární nefropatii a ve 4 případech o nemocné s polycystickými ledvinami. Dále bylo vyšetřeno 18 jedinců ve věku od 20 do 58 let (průměrný věk 42 let), kteří neměli žádné známky ledvinného či jiného onemocnění a jejichž anamnestické, fyzikální a základní laboratorní vyšetření nesvědčilo pro přítomnost zjevného akutního nebo chronického onemocnění. Tito zdraví dobrovolníci se stali kontrolní skupinou. U pacientů s CKD byla terapie individualizována dle stupně snížení renální funkce a dle přítomnosti extrarenálních příznaků ledvinného onemocnění a v zásadě respektovala doporučení Clinical practice guidlines for evaluation and management of chronic kidney disease (KDIGO) 2013 (Kidney Disease Improvement Global Outcome) [22]. V době vyšetřování nebyl žádný z pacientů léčen kortikoidy či imunosupresivy. U jedinců s hyperfosfatemií byly podávány vazače fosfátů (sevelamer-hydrochlorid v dávce 2–6 tablet/den, tedy 1,6–4,8 g/den). U jedinců se známkami sekundární hyperparatyreózy byl podáván kalcitriol v dávce 0,25–0,75 µg/den, za předpokladu předchozího dosažení normalizace S_Pi. Jedinci zařazení do kontrolní skupiny přijímali normální stravu a neužívali žádné léky.

Vyšetření renální funkce

U všech jedinců byla vyšetřena renální clearance inulinu (C_in) za podmínek stabilizované sérové koncentrace inulinu a navozené vodní diurézy v klidné, izolované vyšetřovací místnosti. Podrobnosti tohoto vyšetření jsou uvedeny v naší předcházející práci [9]. Současně bylo vyšetřeno močové vylučování a sérové koncentrace fosfátů a kreatininu a na podkladě těchto hodnot vypočítány renální clearance fosfátů (C_Pi) a kreatininu (C_Kr). Močové a sérové koncentrace inulinu byly stanoveny spektrofotometrickou metodou dle Whita a Samsona [23]. Variační koeficient (CV) této metody ověřený na třech různých hladinách v plazmě i moči nepřesahoval 2 % (1,59–1,99 %). Močové a sérové koncentrace kreatininu byly stanoveny enzymatickou metodou (Abbot Architect Creatinine, katalog 8L24–31) standardizovanou s referenčním materiálem NIST SRM 957. Variační koeficient této metody pro nižší koncentrace kreatininu (117 µmol/l) byl 0,32 % a pro vyšší koncentrace (268,5 µmol/l) 0,30 %. Anorganický fosfor byl stanoven metodou Goldberg a Fernandez [24]. Variační koeficient této metody činil 2 %. Frakční exkrece Pi byly počítány na podkladě poměrů C_Pi/C_in × 100 [tato veličina je označována jako in(FE_Pi)] a poměru C_Pi/C_Kr  × 100 [tato veličina je označována symbolem kr(FE_Pi)].

Statistické zhodnocení

Změřené a kalkulované hodnoty jsou vyjádřeny jako průměr ± SD. Vztahy mezi změřenými veličinami byly hodnoceny na podkladě regresní analýzy. Diference mezi průměrnými hodnotami byly hodnoceny pomocí dvoustranného t-testu. Hodnoty p < 0,05 byly pokládány za významné. Pro hodnocení shody mezi užitými metodami byla použita metoda Blanda a Altmana [25].

Výsledky

Průměrné hodnoty, SD a rozpětí naměřených veličin u jedinců s CKD a zdravých dobrovolníků jsou uvedeny v tab. Z této tabulky je patrno, že průměrná hodnota S_Pi u jedinců s CKD sice nepřekročila horní hranici normy, avšak je významně vyšší než ve skupině kontrolní (p < 0,001). Tento rozdíl v průměrných hodnotách S_Pi byl podmíněn tím, že v 8 případech tato hodnota převyšovala 2,0 mmol/l a celkem v 11 případech horní hranici normy (1,61 mmol/l). Jak bylo uvedeno výše, kalcitriol byl podáván během hospitalizace jen po dosažení normalizace S_Pi. Užívání kalcitriolu při zvýšené fosfatemii však nelze vyloučit před hospitalizací. Z připojené tabulky je rovněž patrné, že průměrná hodnota renální clearance fosfátů (C_Pi) u vyšetřených jedinců s CKD se významně nelišila od průměrné hodnoty zjištěné v kontrolní skupině. Dle očekávání hodnoty C_Kr u jedinců s CKD byly významně vyšší než hodnoty C_in (p < 0,001). Hodnoty in(FE_Pi) byly u všech jedinců s CKD vyšší než hodnoty kr(FE_Pi) (p < 0,001). Analýza shody hodnot in(EF_Pi) a kr(FE_Pi) ukazuje, že obě metody jsou nezastupitelné. Průměr diference in(EF_Pi) – kr(FE_Pi) činil -23,3 % a hodnota 2SD 17,4 %.

Hodnoty in(EF_Pi) se zvyšovaly v závislosti na hodnotě S_Kr. Tato závislost je zachycena na grafu 1. V žádném ze sledovaných případů in(EF_Pi) nepřekročilo 100 %. Graf 2 zachycuje vztah mezi Cin a kr(FE_Pi). Z tohoto obrázku je patrné, že hodnota kr(FE_Pi) se zvyšuje v závislosti na poklesu C_in, avšak s výjimkou dvou případů nepřesahuje 60 % [nejvyšší zjištěná hodnota kr(FE_Pi) činila 78,4 %].

Diskuse

Udržování normální sérové hladiny fosfátů je důležitou součástí terapie jedinců s CKD [22]. Z hlediska konzervativní terapie CKD a zachování vyrovnané zevní bilance Pi se klade největší důraz na přiměřený příjem Pi potravou a dle potřeby lze ovlivnit střevní resorpci Pi podáním jejich vazačů. Většinou se neklade větší důraz na možnost ovlivnění močového vylučování Pi, které se běžně nevyšetřuje, protože v současné době nemáme farmaka, která by klinicky významně ovlivňovala tubulární transport Pi v reziduálních nefronech. Nicméně výzkum v posledních letech ukazuje, že existují endogenně produkované látky, které mohou významně ovlivňovat tubulární transport Pi v reziduálních nefronech. Z tohoto hlediska je v současné době studován především fibroblastový růstový faktor FGF23 [18]. Výzkum v této oblasti stimuluje zájem kliniků též o hodnocení renálního vylučování a tubulárního transportu Pi u jedinců s CKD. Práce Gutirezze et al [18] při svých analýzách vlivu FGF23 na fosfatemii u jedinců s CKD doporučují preferovat měření FE_Pi. Tito autoři zjistili, že tato hodnota u jedinců s odhadnutou GFR (eGFR) > 60 ml/min/1,73 m² (1,0 ml/s/1,73 m²) činila 12,1 ± 9,1 % a u jedinců s CKD, jejichž eGFR < 30 ml/min/1,73 m² (0,5 ml/s/1,73 m²) byla 38,7 ± 13,9 %. Na základě těchto dat by bylo možné soudit, že tubulární transport Pi v reziduálních nefronech není zcela inhibován, protože u pacientů s eGFR < 0,5 ml/s/1,73 m² (S_Kr > 283 µmol/l) průměrná hodnota FE_Pi +2 SD nedosahovala 100 % (pouze 66,5 %). Zmíněná práce však posuzuje hodnotu FE_Pi pouze na podkladě odhadnuté GFR dle MDRD formule. Dle uvedených výsledků této práce by mohlo být usuzováno, že tubulární transport Pi v reziduálních nefronech není zcela inhibován a že zbývají možnosti pro event. farmakologické ovlivnění tohoto procesu. Farmakologická intervence kalcitriolem může nepřímo ovlivnit intenzitu tubulární resorpce fosfátů v reziduálních nefronech (kalcitriol stimuluje FGF23). Vliv působení léčby kalcitriolem však nedokážeme posoudit.

Výsledky naší práce, které se opírají o přesné měřené GFR na podkladě clearance inulinu, však podporují představu, že při velkém snížení GFR (resp. velmi vysokých hodnotách S_Kr) se hodnota in(EF_Pi) blíží 100 %, což nasvědčuje téměř úplné inhibici tubulárního transportu Pi v reziduálních nefronech. Naše nálezy jsou v souladu se starší originální prací Slatopolského et al [1].

V běžné klinické praxi však hodnotu FE_Pi posuzujeme na podkladě sérových a močových koncentrací kreatininu, takže hodnotu močového vylučování Pi respektive jeho clearancí (C_Pi) nevztahujeme k přesné hodnotě GFR, ale k hodnotě kreatininové clearance (C_Kr). Z těchto důvodů považujeme za důležité porovnat hodnoty kr(FE_Pi) s hodnotami in(EF_Pi) a posoudit, při jaké hodnotě kr(FE_Pi) (snadno dostupné) můžeme posoudit intenzitu tubulárního transportu Pi u jedinců s CKD.

V této práci nemůžeme analyzovat vztah mezi C_in a in(FE_Pi), protože tato analýza ze statistického hlediska není přístupná. Analýza vztahu mezi C_in a kr(FE_Pi) svědčí pro snižování tubulární resorpce fosfátů v reziduálních nefronech, avšak ani při velkém snížení C_in se hodnoty kr(FE_Pi) neblíží k 100 %. Na podkladě našich nálezů lze nepřímo soudit, že dosahuje-li kr(FE_Pi) hodnot kolem 50–60 %, dochází pravděpodobně ke snížení tubulární resorpce fosfátů k hodnotám, které se blíží úplné inhibici tohoto procesu. Dosažené výsledky rovněž podporují předpoklad, že přesnější hodnocení vlivu různých fosfatoninů bude vyžadovat přesnější měření glomerulární filtrace.

Závěr

Hodnoty kr(FE_Pi) podhodnocují skutečnou intenzitu tubulárního transportu Pi v reziduálních nefronech u jedinců s CKD. Na možnost úplné inhibice tohoto procesu lze soudit, jestliže kr(FE_Pi) dosahuje hodnot okolo 50–60 %.

doc. MUDr. Miroslava Horáčková, CSc.

horackov@email.cz

Interní klinika 2. LF UK a FN Motol, Praha

www.fnmotol.cz

Doručeno do redakce 18. 5. 2015

Přijato po recenzi 6. 8. 2015