Význam dechových testů k hodnocení jaterních funkcí u pacientů s chronickým onemocněním ledvin

Souhrn

Dechové testy k hodnocení jaterních metabolických funkcí představují neinvazivní diagnostickou metodu s vysokou senzitivitou a specificitou. Problematika poškození jater u nemocných s těžší renální insuficiencí není dostatečně prostudovaná, i když může mít významné klinické následky. V následujícím článku jsou popsány principy dechových testů, zkušenosti s dechovými testy u pacientů s chronickou renální insuficiencí i výsledky naší pilotní studie s dechovým testem s methacetinem u pacientů s chronickým onemocněním ledvin a v pravidelném peritoneálně dialyzačním léčení.

Klíčová slova:

dechový test s 13C‑methacetinem – hepatorenální vztahy – chronické onemocnění ledvin – metabolické jaterní funkce

Úvod

Počet pacientů s chronickým onemocněním ledvin celosvětově narůstá. Při poklesu renálních funkcí dochází v organizmu k výrazným celkovým metabolickým změnám, které ovlivňují funkci i dalších orgánů a systémů. Zatímco hepatorenální syndrom je dobře definovaná jednotka, tak opačné propojení mezi orgány je prozkoumané málo. Řada pacientů s chronickým onemocněním ledvin (chronic kidney disease – CKD) má jistě různé typy hepatopatií, na které se u těchto nemocných běžně nepomýšlí nebo nejsou v popředí pozornosti, i když to může přinášet závažné klinické důsledky.

Jak se vyšetřují jaterní funkce

Jaterní funkce jsou velmi komplexní a odehrává se v nich velká část energetického a intermediárního metabolizmu. Běžná biochemická vyšetření (aminotransferázy, bilirubin, alkalická fosfatáza, gamaglutamyltransferáza) a markery syntetické funkce jater (albumin, protrombinový čas) nejsou dostatečně senzitivní k hodnocení všech komplexních dějů, jež se v hepatocytech odehrávají. V současné době není k dispozici žádný test, který by odrážel celkové jaterní funkce a byl by měřítkem jaterního selhání. V hepatologii je tedy velká snaha nalézt metodu, která by přesněji kvantifikovala jaterní funkce. V minulosti bylo zavedeno několik kvantitativních testů s použitím různých substrátů pro přesné měření jaterní funkce, ale narážely na problém opakovaných odběrů krve, nízkou specificitu sledovaných parametrů i riziko alergických reakcí při použití klasických chromoexkrečních testů. Tyto problémy byly vyřešeny při použití dechových testů využívající substráty značené neradioaktivními izotopy uhlíku a hodnotící kinetiku látek a jejich exkreci ve vydechovaném vzduchu.

Dechové testy

Dechové testy patří mezi neinvazivní metody, představující vyšetření rychlé, jednoduché, snadno proveditelné v ambulantních podmínkách a také vykazující vysokou senzitivitu a specificitu. Principem dechových testů je perorální podání značeného substrátu izotopem uhlíku (13C), jeho následná metabolizace a detekce poměru značeného a neznačeného oxidu uhličitého (13CO2 : 12CO2 ) ve vydechovaném vzduchu. Neradioaktivní stabilní izotop uhlíku 13C je netoxický a běžně se vyskytuje v přírodě. Oxid uhličitý, jako konečný produkt většiny metabolických pochodů, je rychle vstřebán, dostává se do systémové cirkulace a tím i do plic, kde je vylučován ve vydechovaném vzduchu, ve kterém je následně stanoven. Vydechovaný CO2 je v tomto případě měřítkem rychlosti a efektivity metabolizmu, resp. kapacity orgánových funkcí. Jeho detekce může být provedena hmotnostní spektrometrií, infračervenou spektroskopií nebo pomocí systému LARA (Laser Assisted Ratio Analyzer), který je založen na optogalvanických vlastnostech laserového paprsku.

Existuje mnoho substrátů pro dechové testy, které hodnotí různé jaterní funkce (1). K hodnocení mikrosomálních jaterních funkcí se využívá aminopyrin, fenacetin, kofein, erytromycin a methacetin. Testy s fenylalaninem a galaktózu hodnotí enzymatické aktivity cytosolu, methionin a kyselina ketoisokaproová se používají při hodnocení funkce mitochondrií.

Nevýhoda dechových testů představuje hlavně značná počáteční investice na nákup přístroje a také nutná spolupráce nemocného.

U nás je nejrozšířenější dechový test s použitím methacetinu. Jak bylo zmíněno výše, tento test kvantifikuje demetylační a oxidační funkce hepatocytů a je tedy používán k přesnému měření mikrosomálních jaterních funkcí (2). 13C‑methacetin je podáván perorálně, po požití se vstřebává z trávicího traktu do krve a odtud se dostává portální žilou do jater. V endoplazmatickém retikulu hepatocytu dochází za účasti monoxygenázového systému cytochromu p450 k demetylaci a oxidaci a tvorbě acetaminofenu a 13CO2 . Ten je vydechován, pacientovi se odebírá finální část výdechu v určitých intervalech do speciálních sáčků a množství vydechovaného 13CO2 , resp. poměru13CO2 : 12CO2 je měřeno pomocí infračervené spektroskopie. Dechový test s methacetinem nemá kontraindikace, poskytuje informaci o stupni funkčního poškození jater v celé škále jaterního onemocnění a lze ho použít i v graviditě či u dětí.

Zkušenosti s dechovými testy u pacientů s chronickým onemocněním ledvin

Propojení mezi renální insuficiencí a sníženým jaterním metabolizmem bylo pozorováno již u zvířecích modelů. V těchto experimentálních modelech renálního selhání bylo prokázáno snížení jaterní funkce i proteinová exprese enzymů cytochromu p450 (3–5).

Zatímco experimentálních studií se zvířaty existuje mnoho, pouze několik prací bylo dosud provedeno s pacienty in vivo. Ve studii z roku 2003 (6) autoři pomocí dechového testu s erytromycinem prokázali sníženou aktivitu jaterního cytochromu p450 3A4 (CYP3A4) u pacientů s chronickým renálním selháním v pravidelném hemodialyzačním léčení v porovnání se zdravými osobami – hodnoty dechového testu byly sníženy o 28 %. Autoři se také vyjadřují, že je možné další snížení aktivity cytochromu CYP3A4 u pacientů, kteří nejsou adekvátně dialyzovaní.

O 3 roky později jiná práce (7) hodnotila efekt hemodialýzy na aktivitu CYP3A4 in vivo také pomocí dechového testu s erytromycinem – 12 pacientů podstoupilo dechový test před a po hemodialýze. Bylo zjištěno, že aktivita CYP3A4 se po HD zvýšila o 27 % v porovnání před hemodialýzou. Hemodialýza podle těchto výsledků tedy krátkodobě zlepšuje změněnou aktivitu jaterního cytochromu CYP3A4 u uremie, ale nezajistí dlouhodobé zlepšení.

Podobné výsledky publikoval o 2 roky později Michaud et al (8) ve své studii in vitro – hepatocyty od potkanů inkubovali se sérem pacientů před a po hemodialýze. Také prokázali, že hemodialyzační léčba pouze dočasně zlepšuje uremii, ale inhibiční efekt séra získaném před dialýzou přetrvává i navzdory chronické hemodialyzační léčbě. V další práci stejní autoři publikovali, že inhibiční efekt séra mizí po normalizaci renálních funkcí po úspěšné transplantaci ledviny (9).

Další studie využívající dechový test s erytromycinem u 18 pacientů (12 nemocných s chronickou glomerulonefritidou a 6 nemocných s neglomerulárním renálním onemocněním) pochází z roku 2014 (10). Nebyl prokázán žádný statistický rozdíl v aktivitě CYP3A4 ani u jedné skupiny pacientů s chronickým renálním onemocnění. Je nutno však doplnit, že ve skupině pacientů s chronickou glomerulonefritidou byli zařazeni pacienti užívající kortikoidy nebo jinou imunosupresivní terapii, která mohla mít vliv na aktivitu cytochromu p450 a tím i vést ke zkreslení výsledků.

Důležitým rozdílem u dechových testů prováděných s použitím erytromycinu je nutnost jeho podání intravenózně, na rozdíl od perorálně aplikovaného methacetinu.

Hlavní hypotéza vysvětlující snížení aktivity cytochromu p450 je přítomnost endogenních inhibitorů v krvi, které se hromadí v krvi při renální insuficienci (5, 9). V jedné práci výše zmíněného autora Michauda (9) se pokusili o identifikaci těchto mediátorů v uremickém séru. Provedli jeho frakcionaci a zjistili, že inhibiční efekt séra se vztahuje k proteinům s molekulární hmotností mezi 10–15 kDa, což by mohly být prozánětlivé cytokiny a parathormon (PTH). V další navazující studii z roku 2006 (11) demonstrovali, že právě PTH je hlavní mediátor zapojený do down‑regulace jaterního cytochromu p450 u experimentálního zvířecího modelu s CKD. Paratyreoidektomie u animálních modelů s CKD pak vedla k vymizení inhibičního účinku – jejich sérum nevykazovalo na cytochrom p450 žádný vliv.

Pilotní studie

Teoreticky je možné předpokládat, že při selhávání funkce ledvin játra do jisté míry přebírají jejich funkci ve smyslu metabolizmu a exkrece látek běžně vylučovaných močí. Na druhou stranu endogenní intoxikace, kterou chronická renální insuficience představuje, může mít na aktivitu cytochromu P450 i inhibiční účinky.

Do pilotní studie byli zařazeni pacienti s pokročilým stupněm CKD ve stadiu G3a-5 (dle eGFR – estimated glomerular filtration rate, hodnocené podle formule CKD‑EPI), a také pacienti v pravidelném peritoneálně dialyzačním léčení (PD). Pacienti neměli anamnesticky žádné onemocnění jater nebo žlučových cest, vyřazeni byli diabetici a pacienti užívající imunosupresivní medikaci či enzymatické induktory. Pacienti v kontrolní skupině měli navíc normální renální funkci. Dechovým testem byla hodnocena celková kapacita metabolických jaterních funkcí vyjádřená kumulativním množstvím vyprodukovaného 13CO2 v 40., 60. a 120. min dechového testu.

Vyšetřeno bylo celkem 31 pacientů, jejichž průměrný věk činil 50,9 let (18–75 let), mužů bylo 61 %. Celková kapacita metabolických jaterních funkcí je zobrazena v tab. 1 a v grafu 1. Z výsledků vyplývá, že pacienti s CKD mají obecně vyšší hodnoty dechových testů oproti kontrolám, nejvyšší rozdíl byl zjištěn u skupiny CKD 4. Tento nález by podporoval stimulaci jaterního cytochromu P450 u těchto pacientů. Pacienti léčeni PD mají naopak nižší hodnotu dechového testu vůči kontrolám. Vysvětlení není jasné, může jít o chybu malých čísel. Je jistě potřeba doplnění dalších dat k objasnění této problematiky, včetně pacientů v pravidelném HD léčení.

Závěr

Změny v aktivitě cytochromu p450 mohou vést u pacientů s chronickým onemocněním ledvin (CKD) k významným klinickým následkům, jako je např. akumulace léčiv, přemrštěné farmakologické odpovědi, toxicitu a také přináší zvýšený výskyt nežádoucích účinků léčiv. Navíc pacienti s pokročilými stadii CKD běžně užívají i 10-15 různých léků denně a jsou tak ještě více náchylní k lékovým interakcím a nežádoucím účinkům. Je tedy nepochybně potřeba uspořádání dalších studií k objasnění vlivu CKD na jaterní funkce, které mohou přinést poznatky využitelné při dávkování léčiv u těchto pacientů. Použití dechových testů s využitím neradioaktivních izotopů uhlíku představuje jistě jednu z perspektivních metod ke kvantifikaci jaterních funkcí u pacientů s CKD.

KORESPONDENČNÍ ADRESA AUTORA:

MUDr. Nikola Mejzlíková,

mejzlikova.nikola@gmail.com

I. interní klinika 3. LF UK a FN Královské Vinohrady,

Šrobárova 50,

100 34 Praha 10

Cit. zkr: Vnitř Lék 2020; 66(2): e38–e40:

Článek přijat redakcí: 31. 10. 2018

Článek přijat k publikaci: 15. 11. 2019