Metabolická acidóza u chronického onemocnění ledvin

Metabolická acidóza (MAC) je nedílnou součástí pokročilejšího chronického ledvinného onemocnění (chronic kidney disease – CKD). Její nástup a stupeň však nezáleží jen na poklesu glomerulární filtrace, ale také na tubulárních funkcích. Z toho důvodu se u onemocnění s převažujícím tubulointersticiálním postižením může objevit již při nižším stupni CKD, obvykle jako MAC s normální aniontovou mezerou. S progredujícím poklesem glomerulární filtrace vedoucím k retenci kyselin se rozvíjí MAC se zvýšenou aniontovou mezerou. MAC má mnoho nepříznivých klinických dopadů, k nimž je řazena i vlastní progrese CKD. Rozvoj a stupeň MAC u CKD je většinou ovlivněn kombinací několika patofyziologických mechanizmů a řadou vnějších faktorů, především dietou – příjmem a složením bílkovin – a stupněm hydratace. Od správné identifikace jednotlivých faktorů podílejících se na MAC se odvíjí i tera­peutické možnosti její korekce. Optimální sérové koncentrace bikarbonátu u konzervativně léčených nemocných jsou však stále předmětem diskuse. Ještě významněji se liší názory na optimální sérovou koncentraci bikarbonátu před a po dialýze a na koncentraci bikarbonátu v dialyzačním roztoku, především z důvodu rizika postdialyzační metabolické alkalózy.

Klíčová slova:
bikarbonát sodný – dialyzační bikarbonát – chronická renální insuficience – metabolická acidóza – natrio-chloridová diference

Úvod

Metabolická acidóza (MAC) je tradičně definována poklesem sérové koncentrace bikarbonátu, často spojeným s poklesem krevního pH. Jedná se o běžný aspekt chronického onemocnění ledvin (chronic kidney disease – CKD). Se snižující glomerulární filtrací (GFR) klesá hladina HCO₃^- (bikarbonát). Nejedná se však o vztah lineární, k poklesu sérové koncentrace HCO₃^- obvykle dochází při 20–25 % normální hodnoty GFR [1,2]. Při této hodnotě GFR je pravděpodobnost asi 80 %, že dojde k poklesu bikarbonátu [3,4]. Obvykle jde o mírnou až středně těžkou MAC s koncentrací bikarbonátu pohybující se mezi 12 a 22 mmol/l. Někteří pacienti s CKD si však udrží téměř normální acido­bazické parametry, přestože funkce ledvin je vážně poškozena. Přibližně 10–20 % nemocných s CKD 5. stupně (eGFR < 15 ml/min) mají plazmatické koncentrace HCO₃^- v rámci referenčního rozmezí [5,6].

Coresh et al uvádějí, že rozvíjí-li se MAC při eGFR < 25 %, je v USA přítomna asi u 0,2 % populace, tedy u 300 000–400 000 osob [7]. Kovesdy et al vyhodnotili soubor 1 240 pacientů s CKD 3.–4. stupně, u kterých byla prokázána asociace mezi poklesem sérové koncentrace HCO₃^- a vyšší mortalitou. Nejvyšší úmrtnost byla zjištěna u pacientů s HCO₃^- < 22 mmol/l a nejnižší úmrtnost při koncentracích bikarbonátu v rozmezí 26–29 mmol/l [8]. Na druhou stranu, Wu et al ve studii 56 385 chronicky hemodialyzovaných pacientů zaznamenali nejnižší mortalitu u podskupiny s mírnou MAC, s koncentrací bikarbonátu mezi 17 a 19 mmol/l [9]. Bommer et al ve studii, které se zúčastnilo 7 000 hemodialyzovaných pacientů, uvádějí, že mírná predialyzační MAC se zdá být spojena s lepším nutričním stavem a nižším relativním rizikem mortality a hospitalizace než u pacientů s normální koncentrací bikarbonátu nebo se závažnou metabolickou acidózou (< 16 mmol/l) [10].

Úloha ledvin při regulaci acidobazické rovnováhy

Metabolizmem dospělého člověka je při běžné stravě denně vytvořen přibližně 1 mmol vodíkových iontů na kg tělesné hmotnosti, které nelze odstranit plícemi [11]. Homeostáza plazmatických vodíkových iontů je udržována exkrecí kyselin renálními transportními proteiny a regenerací plazmatického bikarbonátu. Buňky proximálního tubulu reabsorbují asi 60–90 % přefiltrovaného bikarbonátu a produkují nový, vytvořený převážně z α-ketoglutarátu, metabolického produktu glutaminu. Zbývající bikarbonát je reabsorbován v distálním úseku nefronu, v němž se uplatňuje směna K⁺/H⁺ a sekrece H⁺ protonovou pumpou do tubulárního lumen. Kvantitativně nejvýznamnějšími akceptory H⁺ jsou amoniak a fos­fáty [12,13].

Endogenní produkce vodíkových iontů u pacientů s CKD je normální nebo dokonce snížená [14,15]. Příčinou MAC je tedy snížená schopnost ledvin syntetizovat amoniak (NH₃) a vylučovat vodíkové ionty (H⁺), s čímž je spojena snížená syntéza HCO₃^- ev. pokles jeho reabsorpce [16]. Pokles exkrece amoniaku je převážně důsledkem nižšího vychytávání glutaminu buňkami proximálního tubulu a následného poklesu tvorby amoniaku a bikarbonátu z α-ketoglutarátu [17]. Předpokládá se, že stejně jako u zdravých jedinců je 50 % amoniaku odvedeno renální žílou a 50 % je vyloučeno močí, v níž na sebe váže H⁺ a vytváří amoniakový radikál NH₄⁺. Proximální tubuly a sběrné kanálky vytvářejí další bikarbonát sekrecí protonů, které jsou vylučovány močí jako titrovatelná acidita (H₂PO₄). Sníženou syntézu bikarbonátu z glutaminu proto ledviny kompenzují tvorbou bikarbonátu při exkreci titrovatelné kyseliny. Titrovatelná acidita zůstává normální nebo je jen mírně snížená až do pozdních fází CKD (GFR < 15 ml/min/1,73 m²), v nichž je snížena na 2–10 mmol/24 hod (u zdravých jedinců 30–50 mmol/24 hod) [18]. Nicméně pokles titrovatelné acidity můžeme pozorovat ještě před poklesem renální funkce v případě, že je snížen příjem bílkovin nebo užívají-li pacienti fosfátové vazače. Přestože snížená tubulární reabsorpce HCO₃^- není u pacientů s CKD pro MAC charakteristická, v několika studiích byla ztráta bikarbonátu do moči prokázána [19,20].

Pacienti s CKD jsou schopni vytvořit moč dokonce s pH nižším než 5,5 [21]. Nicméně, minimální pH moči je obvykle vyšší než u zdravých jedinců s podobným stupněm acidemie, a kromě toho plazmatická koncentrace HCO₃^- je nižší, než by byla u zdravých jedinců k vytvoření tak nízkého pH moči [20]. U CKD může být přítomen hyporeninemický hypoaldosteronizmus [22], u kterého je také obvyklý pokles pH moči < 5,5. Proto u CKD pacientů s hyperkalemií a metabolickou acidózou bychom měli vždy zvážit i další příčiny MAC, jedná-li se o významný pokles bikarbonátu s normální aniontovou mezerou (anion gap − AG).

Typ renálního onemocnění, v souvislosti s poškozením různých částí nefronu, stejně jako aldosteronové poruchy, mohou ovlivnit nástup i závažnost metabolické acidózy [5,6]. U pacientů s hypoaldosteronizmem [22], s dominujícím intersticiálním postižením nebo s onemocněním postihujícím sběrné kanálky [23], je větší pravděpodobnost, že MAC nastoupí časněji či bude více vyjádřena oproti postižení proximálnějších částí nefronu. Nicméně, míra poklesu sérové koncentrace HCO₃^- je často variabilní, a to i u pacientů s podobnou GFR a typem postižení, u nichž se zřejmě projevují další faktory ovlivňující koncentraci bikarbonátu, např. příjem kyselinotvorných potravin či pufrační kapacita celého organizmu.

Klinické dopady metabolické acidózy

MAC má v lidském organizmu řadu nepříznivých účinků. Akceleruje degradaci proteinů vedoucí ke ztrátě svalové hmoty a svalové slabosti, prohlubuje inzulinovou rezistenci, ovlivňuje koncentraci hormonů štítné žlázy. Vzhledem k pufračnímu kostnímu potenciálu je také ovlivněn kostní obrat. Dochází k narušení metabolizmu vitaminu D, rozvoji osteomalacie a renální osteodystrofie. V poslední době se ukazuje, že má vliv i na samu progresi CKD [24].

Ztráta svalové hmoty

U pacientů s MAC v rámci CKD byla prokázána zvýšena degradace svalových proteinů, aniž by byla ovlivněna jejich produkce [25,26]. Dle studie Baileyho et al CKD stimuluje proteolýzu svalových proteinů aktivací proteazom-ubiquitinové cesty, která je potencována při acidifikaci [27,28].

Snížená syntéza albuminu

Chronická MAC je spojena se zvýšenou proteinovou degradací [26,29,30]. Ballmer et al prokázali, že kromě negativní dusíkové bilance působí MAC negativně na syntézu albuminu [31]. U hemodialyzovaných pacientů ke stejnému závěru došli i Movilli et al, když po korekci MAC zaznamenali pokles proteinového katabolizmu a zvýšení albuminové syntézy [32].

Renální osteopatie

Kostní tkáň, jakožto významný pufr, je schopna směnit H⁺ výměnou za Ca²⁺, Na⁺ a K⁺ nebo uvolnit HCO₃^-, CO₃^- či HPO₄^2-. Na základě in vitro experimentu Bushinsky prokázal, že při akutní metabolické acidóze dochází k rychlé směně H⁺ za Na⁺ a K⁺ bez kostní remodelace, tedy bez poškození stávající kostní struktury. Při chronické metabolické acidóze však dochází ke stimulaci osteoklastické resorpce (i bez zvýšení PTH) a k uvolnění uhličitanu vápenatého rozpuštěním krystalů hydroxyapatitu. Chronická respirační acidóza má podobný, ale výrazně menší efekt [33]. Lemann et al podávali dobrovolníkům NH₄Cl, přičemž pozorovali bilanci vodíkových iontů. Přestože efektivní vylučování kyselin (NAE) bylo zvýšeno, nálož kyseliny měla za následek pozitivní protonovou a negativní kalciovou bilanci [34,35]. Stimulační efekt MAC na kostní resorpci byl zaznamenán i v dalších studiích in vitro [36,37] stejně jako inhibiční efekt na produkci vitaminu D [38] a vliv na sekreci PTH [39]. MAC u CKD se tedy může podílet na rozvoji osteomalacie (deficit aktivního vitaminu D) i osteofibrózy (hyperparatyreóza) [40,41].

Inzulinová rezistence

Inzulinová rezistence (IR) je u nediabetických pacientů s CKD asociovaná se zvýšeným rizikem morbidity. IR je nezávislým prediktorem kardiovaskulárního onemocnění a je spojena s malnutricí a proteinovou degradací [42]. MAC prohlubuje IR [43,44]. Je však pravděpodobně jen jedním z faktorů, které se u pacientů s CKD na zhoršení IR podílejí. Mezi ostatní faktory patří např. oxidativní stres, deficit vitaminu D, snížená tvorba erytropoetinu a další. Všechny tyto faktory vedou k IR pravděpodobně supresí signální dráhy inzulinového receptoru PI3K-Akt [42].

Snížená funkce štítné žlázy

MAC způsobuje pokles trijodtyroninu (T₃), tyroxinu (T₄) a zvyšuje hladinu tyreostimulačního hormonu (TSH) [45]. Patofyziologický mechanizmus není doposud zřejmý, uvažuje se o inhibici vazby cirkulujících hormonů štítné žlázy na globulin vázající tyroxin [48].

Progrese CKD

Experimentální studie s potkany, u kterých byla provedena 5/6 nefrektomie, ukázaly, že MAC spojená s CKD může mít vliv na exacerbaci proteinurie, tubulointersticiálního poškození a progresi renálního selhání [49]. Mezi předpokládané mechanizmy, kterými MAC může zhoršit průběh CKD, patří: zvýšení syntézy NH₃ a aktivace alternativní komplementové cesty s následnou alkalizací intersticia a produkcí zánětlivých mediátorů [50,51]; zvýšená produkce endotelinu a aldosteronu – pokles GFR u dvou ze tří nefrektomovaných potkanů byl zpomalen endotelinovými a aldosteronovými antagonisty [52]; zvýšená degradace aminokyselin aktivací proteazom-ubiquitinové cesty s následnou zvýšenou renální exkrecí NH₃ [24]. De Brito-Ashurst et al u skupiny 134 pacientů s CKD (eGFR 10–30 ml/min/1,73 m²) a koncentrací sérového bikarbonátu 16–20 mmol/l, během 2letého sledování zaznamenali signifikantní rozdíl mezi podskupinou s perorální suplementací NaHCO₃ a podskupinou bez korekce acidobazické rovnováhy (ABR). U pacientů s NaHCO₃ byla progrese CKD pomalejší a nutriční parametry byly signifikantně zlepšeny [53]. Podobné výsledky byly prokázány i v dalších studiích [54–57].

Hodnocení poruch acidobazické rovnováhy

Tradiční hodnocení acidobazické rovnováhy (v anglosaské literatuře označované jako bicarbonate-centered) vychází z Hendersonovy-Hasellbalchovy rovnice:

pH = pK’a + log₁₀ ([HCO₃^-]/0,03 × pCO₂)

která nám umožňuje posoudit, jak dalece se na změně pH vnitřního prostředí podílí složka respirační a složka nerespirační, resp. metabolická. Metabolické poruchy ABR hodnotíme dle sérové koncentrace HCO₃^-, respirační dle pCO₂. Toto hodnocení je založeno na 2 předpo­kladech:

• na Lowryho-Brønstedově teorii, která tvrdí, že kyseliny jsou definovány jako látky schopné darovat protony, zatímco zásady jako látky, které jsou schopné protony přijímat
• na centrální roli bikarbonátového pufračního systému, který jako jediný obsahuje prchavou i neprchavou komponentu, z kvantitativního hlediska předpokládáme, že systém HCO₃^--CO₂ je v rovnováze s nebikarbonátovými pufry a že jde především o vztah mezi celkovou koncentrací protonových akceptorů ve vztahu k aktivitě volných protonů ve vodném roztoku, podle tradiční koncepce, stejně jako u jiných proton donor/akceptorových párů, dochází ke změnám koncentrace HCO₃^- a pCO₂ buď z důvodu změny jejich hmotnostní bilance, nebo v důsledku posunu v HCO₃^--CO₂ rovnovážné reakci [13]

Bikarbonátová pufrační reakce a faktory modulující její parametry se staly základem pro interpretaci a kategorizaci klinických acidobazických poruch. Na jejím základě se rozvinuly 2 přístupy, v klinické praxi běžně aplikované: komparativní ΔHCO₃⁻/ΔpCO₂ přístup a Siggaard-Andersenův přístup založený na výpočtu base excess [58].

Komparativní přístup je založen na stanovení primární změny, pCO₂ vs [HCO₃^-], podle něhož všechny základní acidobazické poruchy mají charakteristickou ΔHCO₃^-/ΔpCO₂ hodnotu, a proto diagnóza acidobazické poruchy může být stanovena na základě srovnání skutečné hodnoty v ΔHCO₃^-/ΔpCO₂ daného pacienta s hodnotou očekávanou. Tento přístup byl kritizován z toho důvodu, že součástí změny sérové koncentrace HCO₃^- je i posun v rovnovážné reakci HCO₃^--CO₂ v důsledku kompenzační ventilační reakce (změna pCO₂), která se vyskytuje u pacientů s metabolickou acidobazickou poruchou [13].

Siggaard-Andersenův přístup je založen na hodnocení base excess (BE), což je množství kyseliny nebo zásady, které musí být přidáno do krve in vitro pro obnovení pH na hodnotu 7,40, zatímco pCO₂ je udržován na hodnotě 40 mm Hg [58]. Tím byl téměř eliminován efekt respirační kompenzace ovlivňující hodnocení metabolické komponenty ABR a zároveň byl vzat v úvahu významný krevní pufr – hemoglobin. Siggaard-Andersenův přístup je v současné době pravděpodobně nejrozšířenější metodou hodnocení ABR v klinické praxi.

Oba výše zmíněné přístupy k hodnocení poruch ABR je třeba doplnit o výpočet aniontové mezery dle rovnice AG = Na⁺ – (Cl^- + HCO₃^-) [59]. Z klinického hlediska je podstatné, zda je snížení sérové koncentrace HCO₃^- spojeno se zvýšením sérové koncentrace chloridů či se zvýšením koncentrace jiných aniontů. V případě, že je pokles sérové koncentrace HCO₃^- spojen se zvýšeným AG, svědčí to pro hromadění běžně neměřených aniontů kyselin (např. ketokyselin, laktátu, toxických látek a dalších) v extracelulární tekutině (ECT). AG je třeba ještě korigovat na sérovou koncentraci albuminu, dle výpočtu AG_korig = AG + 0,25 × (40 – S_alb), neboť elektrický náboj nesený albuminem není zanedbatelný [60]. Především v případech, v nichž je přítomna hypoalbuminemie současně s retinovanými anionty silných kyselin, dochází bez korekce na albumin k falešně nízkým hodnotám AG.

Sérové elektrolyty při metabolické acidóze

MAC ovlivňuje celou řadu sérových elektrolytů. Její efekt na sérové koncentrace K⁺ a Ca²⁺ je dobře známý. Vzestup H⁺ v ECT vede ke směně H⁺/K⁺ na celulární membráně, vodíkové ionty vstupují do buňky a K⁺ vystupují z buňky do ECT. Koncentrace ionizovaného vápníku je také významně ovlivněna hodnotou pH. Vazba vápníku na sérový albumin se snižuje s poklesem pH krve, snížení pH o 0,1 je spojeno se vzestupem Ca²⁺ přibližně o 0,03 mmol/l [61]. Na sérovou hladinu celkového i ionizovaného kalcia mají však pravděpodobně vliv i další faktory spojené s acidózou, např. inhibice syntézy vitaminu D, vliv na sekreci PTH, pufrační kostní mechanizmy a další [30,62]. Z diferenciálně diagnostického hlediska nás však v rámci hodnocení MAC zajímají především koncentrace elektrolytů souvisejících s výpočtem aniontové mezery, tzn. Na⁺, Cl^- a HCO₃^-. Sérové koncentrace K⁺ a Ca²⁺ jsou z kvantitativního pohledu zanedbatelné, přestože jejich odchylky jsou ve spojení s poruchami ABR velmi užitečné z diferenciálně diagnostického hlediska.

Natrio-chloridová diference

Oproti izolovanému hodnocení Na⁺ a Cl^- je výhodnější hodnotit jejich diferenci [Diff(NaCl)], jejíž pokles kromě dilučního efektu může poukazovat i na účast či spoluúčast poruchy natrio-chloridového metabolizmu v případech, ve kterých bychom tuto možnost neočekávali. Taková situace může nastat např. v případě, v němž je AG zvýšena, koncentrace Na⁺ a Cl^- jsou ještě v referenčním rozmezí, ale Diff(NaCl) je již snížena. Ionty Na⁺ a Cl^- mají velmi široké referenční rozmezí, asi 10 mmol/l, v biochemické laboratoři FN v Motole je referenční rozmezí pro Na⁺ 137–146 mmol/l, pro Cl^- 97–108 mmol/l. V případě, že se koncentrace obou iontů pohybují na hraně tohoto rozmezí, ale jsou stále ještě v normě, např. Na⁺ 137 mmol/l, Cl^- 108 mmol/l, Diff(NaCl) je rovna 29 mmol/l. To znamená, že i při normonatremii a normochloremii může dojít k poklesu [Na⁺-Cl^-] diference až o 8 mmol/l, považujeme-li za střední hodnotu Diff(NaCl) 37 mmol/l.

Vztah mezi [HCO₃^-], [Na⁺-Cl^-] a AG můžeme vyjádřit z nejjednoduššího výpočtu pro AG:

AG = Na⁺ – (Cl^- + HCO₃^-), který můžeme upravit do tvaru

AG = (Na⁺ – Cl^-) – HCO₃^-, vyjádříme-li HCO₃^-

HCO₃^- = (Na⁺ – Cl^-) – AG

Z tohoto vztahu jasně plyne, že pokud se AG významněji nemění, musí existovat lineární vztah mezi sérovou koncentrací HCO₃^- a [Na⁺-Cl^-]. Pokles Diff(NaCl) z 37 na 29 mmol/l při normální hodnotě AG tedy odráží pokles sérové koncentrace bikarbonátu z 24 na 16 mmol/l a může upozornit na přítomnost středně těžké metabolické acidózy v důsledku ztrát bikarbonátu, nicméně bez očekávané hyperchloremie. V případě že hodnota [Na⁺-Cl^-] zůstává přibližně konstantní, bude existovat nepřímý lineární vztah mezi HCO₃^- a AG.

Domníváme se, že Diff(NaCl) je klinicky velmi přínosný, snadno dostupný parametr, jehož hodnocení by mělo přejít do běžné praxe, stejně jako jsme zvyklí hodnotit oba ionty izolovaně. Jak již bylo zmíněno, odchylky jednotlivých iontů Na⁺ a Cl^- jsou zcela běžné, jejich rozdíl však, dle naší zkušenosti, zůstává bez současné poruchy ABR obyčejně zachován. Proto samotný pokles Diff(NaCl), bez znalosti acidobazických parametrů, nás může upozornit na metabolickou acidózu s normálním AG. Mohou tak být odkryty poruchy ABR spojené se ztrátou HCO₃^-, které bychom vůbec neočekávali, např. renální tubulární acidózy, ještě bez poklesu GFR. V případě gastrointestinálních ztrát HCO₃^- můžeme dle poklesu Diff(NaCl) odhadnout stupeň metabolické acidózy. Oproti tomu zvýšená Diff(NaCl) nás může upozornit na všechny typy metabolické alkalózy, které bývají spojeny s hypochloremií, ev. hypernatremií. Tato hypotéza je založena na teoretické úvaze a potvrzena několikaletým pozorováním Diff(NaCl) ve spojitosti s různými poruchami ABR v klinické praxi. Samozřejmě však musí být podrobena systematickému zhodnocení a posouzení vztahu mezi Diff(NaCl) a HCO₃^- u jednotlivých poruch ABR. Pokud by se tento vztah potvrdil, mohl by obyčejný rozdíl Na⁺ a Cl^- upozornit na poruchu ABR, která by následně mohla být doplněna vyšetřením pomocí klasických acidobazických parametrů. U metabolické acidózy, pouze na základě retence kyselin, samozřejmě Diff(NaCl) zůstává nezměněna.

Patofyziologie vzniku metabolické acidózy u CKD v predialyzačním stadiu

Ještě na počátku 60. let minulého století byla u pacientů s CKD metabolická acidóza považována za normochloremickou s vysokou hodnotou AG [21]. U jedinců s renální tubulární acidózou však byla pozorována hyper­chloremická MAC s normální hodnotou AG, se sníženou tubulární acidifikací, ale bez poklesu GFR. To vedlo k závěru, že u pacientů, u kterých zvýšení hodnoty AG neodpovídalo poklesu HCO₃^-, byla předpokládána účast tubulární komponenty [63] a že snížená syntéza bikarbonátu je důsledkem tubulárního postižení, zatímco snížené vylučování kyselin je způsobeno glomerulární dysfunkcí [16]. Widmer et al [2] provedli retro­spektivní analýzu skupiny 41 ambulantních pacientů s různě vyjádřenou CKD. Zjistili, že při nižších stupních CKD byla přítomna hyperchloremická MAC s normální hodnotou AG a s progredujícím selháním došlo k nárůstu AG. MAC se zvýšenou hodnotou AG je tedy spojována s další progresí destrukce renálního parenchymu, při níž je GFR již tak nízká, že je omezeno vylučování silných kyselin, jejichž retence vede ke zvýšení AG [61,62].

Story et al ve skupině nemocných s CKD 3.–4. stupně pozorovali v souvislosti s MAC kromě očekávané hyper­chloremie překvapivě i hyponatremii. Nebyl prokázán významnější podíl aniontů silných kyselin [64]. Ke stejnému závěru jsme došli i v naší dosud nepublikované studii [65], v níž bylo vyšetřeno 60 pacientů s CKD 3.–4. stupně, s průměrnou eGFR dle MDRD 0,39 ± 0,19 ml/s/1,73 m². MAC byla přítomna u 58 % pacientů a progredovala s poklesem GFR. Pokles Diff(NaCl) jsme zaznamenali u 86 % nemocných s MAC, z nichž u 80 % byla přítomna hyperchloremie a u 40 % hyponatremie. Prokázali jsme významnou korelaci mezi poklesem pH a hyperchloremií, hyponatremií a zvláště poklesem Diff(NaCl). Na poklesu Diff(NaCl) se podílela přibližně ze tří čtvrtin hyperchloremie a z jedné čtvrtiny hyponatr­emie. Stejně jako Story et al jsme neprokázali významnější podíl retinovaných kyselin. Výsledky velmi podobné naší studii, v níž byla MAC majoritně asociována s poklesem Diff(NaCl) a minimálním přispěním retinovaných silných kyselin, publikovali Klaboch et al na skupině pacientů peritoneálně dialyzovaných [66].

Jak je zmíněno výše, metabolická komponenta ABR je udržována především renální eliminací kyselin a regenerací HCO₃^- tubulárními buňkami. Nástup a stupeň MAC ovšem nezáleží jen na poklesu GFR, ale také na etiologii CKD [16,63]. V případě dominujícího tubulointersticiálního poškození můžeme předpokládat časnější nástup MAC v důsledku tubulární dysfunkce, jejíž hodnocení pomocí frakčních a adekvátních frakčních exkrecí bývá bohužel podceňováno, na rozdíl od glomerulární filtrace, na základě které jsou vytvořeny různé klasifikace renální insuficience bez jakéhokoli zohlednění funkcí tubulárních.

K/DOQI doporučuje monitorovat sérovou koncentraci bikarbonátu u pacientů s CKD 2. stupně alespoň 1krát ročně, s CKD 3.–4. stupně 1krát za 3 měsíce a s CKD 5. stupně každý měsíc. Korekce MAC substitucí NaHCO₃ je doporučena při sérové koncentraci HCO₃ < 22 mmol/l [67]. Několik studií prokázalo vliv alkalické substituce na zpomalení progrese CKD [53–57,68,69], další klinické studie právě probíhají [70–73]. Alternativou jak zmírnit rozvoj MAC je redukce kyselinotvorných potravin. Dospělý člověk denně produkuje přibližně 1 mmol kyselin/kg tělesné hmotnosti v závislosti na příjmu bílkovin [74]. Ovoce a zelenina mají alkalizační efekt, zatímco živočišné bílkoviny organizmus acidifikují. I malá změna v dietním režimu může ovlivnit denní příjem kyselin, který se projeví na ABR [75]. Samozřejmě u nemocných s renální insuficiencí je třeba při doporučení vyššího přísunu ovoce a zeleniny monitorovat potenciální rozvoj hyperkalemie a respektovat adekvátní příjem bílkovin. Na druhou stranu, korekce MAC sama o sobě snižuje kalemii, degradaci proteinů a má pozitivní vliv na syntézu albuminu. Goraya et al u pacientů s CKD 4. stupně zjistili, že vyšší příjem ovoce a zeleniny zlepšuje MAC a zpomaluje progresi renální insuficience bez rozvoje hyperkal­emie [68].

Z výsledků výše uvedených studií [64–66,76] vyplývá, že MAC u konzervativně léčených pacientů se sníženou GFR může být kromě očekávané hyperchloremie významně asociována i s hyponatremií. Z pohledu tradičního hodnocení ABR je hyponatremie doprovázejícím jevem jiné poruchy přímo zodpovědné za pokles HCO₃^-, resp. BE. Takovou poruchou v případě CKD může být např. diluční hyponatremie s diluční MAC v souvislosti se zvýšením objemu ECT či tubulární dysfunkce, u nichž je snížená aktivita transportérů zajišťujících eflux H⁺ z tubulární buňky spjata s nedostatečnou reabsorpcí sodíku a jeho renální ztrátou. Na základě precizně stanovené příčiny hyponatremie v souvislosti s MAC bychom teoreticky mohli intervenovat i jiným způsobem než běžně užívanou substitucí NaHCO₃. Jedním ze základních režimových opatření u nedialyzovaných pacientů s chronickou renální insuficiencí je restrikce bílkovin a fosfátů. Pokud by nadměrný příjem soli vedl k rozvoji MAC, bylo by vhodné výše uvedená restrikční opatření u určité skupiny pacientů s CKD rozšířit i o omezení perorálního příjmu kuchyňské soli, která kromě potenciálního rozvoje hyperhydratace a následné diluční acidózy vede k acidifikaci i díky nadměrnému přísunu chloridů. Navýšení diuretické terapie může kromě korekce diluční acidózy vést i k úpravě ABR – kličková a tiazidová diuretika mají alkalizační efekt. U pacientů s renální tubulární acidózou IV. typu lze zahájit substituční léčbu mineralokortikoidy, které současně korigují metabolickou acidózu, hyperkalemii i případnou hyponatremii.

Patofyziologie vzniku metabolické acidózy u chronicky hemodialyzovaných pacientů

U pacientů s pokročilým renálním selháním byla původně popisována MAC se zvýšenou hodnotou AG, která s progredujícím selháním postupně převáží nad MAC hyperchloremickou [77]. Výsledky recentních studií u dialyzovaných pacientů se v hodnocení sérových elektrolytů v kontextu s MAC rozcházejí. Liborio et al v nejrozsáhlejší studii zabývající se ABR u hemodialyzovaných pacientů v souvislosti se sérovými elektrolyty zjistili, že podíl retinovaných kyselin se na MAC uplatňuje stejnou měrou jako zvýšení chloridů s malým příspěvkem hyperfosfatemie [78]. V dalších studiích u hemodialyzovaných a hemo­diafiltrovaných pacientů byla MAC vyhodnocena jako důsledek retence kyselých katabolitů bez příspěvku hyperchloremie [15,79,80]. V naší práci hodnotící MAC u skupiny 68 chronicky hemodiafiltrovaných pacientů s koncentrací dialyzačního bikarbonátu 32 mmol/l [81] jsme predialyzačně zaznamenali MAC pouze u 34 % nemocných, jejíž hlavní příčinou byla retence silných kyselin. V souladu s výše zmíněnými studiemi jsme neprokázali vztah mezi MAC a hyperchloremií, hyponatremií či poklesem Diff(NaCl). Zjistili jsme, že hemodiafiltrace sice ovlivňuje plazmatickou koncentraci sodíku a chloridů, ale zachovává jejich rozdíl Diff(NaCl), tzn. že nemá vliv na ABR.

Postdialyzační metabolická alkalóza

Bommer et al prokázali, že mírná predialyzační acidóza s koncentrací bikarbonátu 20,1–21 mmol/l, ve srovnání s normálními hodnotami bikarbonátu, alkalózou či závažnější acidózou před dialýzou, je asociována s relativně nižším rizikem mortality [10]. Jedním z možných vysvětlení nižší mortality u mírné predialyzační acidózy je vyšší příjem bílkovin spojený s lepším nutričním stavem. Naopak vyšší mortalita u pacientů s normální predialyzační koncentrací bikarbonátu by mohla být důsledkem postdialyzační metabolické alkalózy (MAL). Potenciální rizika MAL, jakými jsou srdeční arytmie, hypotenze, slabost a myalgie, jsou všeobecně známa. V naší studii, ve které byla použita relativně nízká dialyzační koncentrace bikarbonátu 32 mmol/l, byla postdialyzační MAL přítomna u 81 % pacientů. Interindividuální rozdíly v rámci intradialytické změny BE, s průměrnou hodnotou 5,5 mmol/l (± 3,26), znázorňuje graf 1.

U 21 pacientů byl intradialytický nárůst BE > 7 mmol/l, u 5 z nich dokonce > 10 mmol/l. Zásadním faktorem způsobujícím postdialyzační MAL byl intradialytický pokles běžně neměřených aniontů silných kyselin. Tento pokles pravděpodobně svědčí nejen pro odstranění nežádoucích retinovaných kyselin, ale i běžně přítomných endogenních aniontů, kterými mohou být např. aminokyseliny. Průměrná postdialyzační koncentrace bikarbonátu byla v našem souboru 28,3 mmol/l. Nižší koncentraci, než bychom očekávali při dialyzačním bikarbonátu 32 mmol/l, lze vysvětlit rozdílem koncentrací mezi HCO₃^- v celé plazmě a její vodní frakcí a vlivem Gibbsovy-Donnanovy rovnováhy [82]. Proteiny a lipidy zaujímají v plazmě obvykle asi 7 % jejího celkového objemu. Po korekci plazmatické koncentrace na koncentraci plazmatické vodní frakce (koeficient 0,93) a po zahrnutí Donnanova koeficientu (0,96) můžeme postdialyzační koncentraci bikarbonátu, při užití dialyzačního bikarbonátu 32 mmol/l, odhadnout na 28,6 mmol/l, což odpovídá koncentraci 28,3 mmol/l v našem souboru [81].

KDOQI – Nutrition and Bone disease guidelines doporučují udržet predialyzační sérovou koncentraci bikarbonátu > 22 mmol/l [83]. Nicméně, doporučení pro optimální dialyzační koncentraci bikarbonátu (DHCO₃), stejně jako pro sérovou koncentraci HCO₃ po dialýze neexistují. Tentori et al na základě výsledků mezinárodní studie Dialysis Outcomes and Practice Patterns Study (DOPPS), zahrnující 17 031 pacientů z 11 států (v letech 2002–2011), ve své práci sledovali DHCO₃ ve spojitosti s různými komplikacemi, mortalitou a predialyzační sérovou koncentrací HCO₃^-. Zjistili, že průměrná DHCO₃ byla 35,5 mmol/l, nejnižší průměrná koncentrace 32,2 mmol/l byla zaznamenána v Německu, nejvyšší 37 mmol/l ve Spojených státech amerických (graf 2) [84].

Autoři studii uzavírají s tím, že vyšší koncentrace dialyzačního bikarbonátu může přispět k nežádoucím komplikacím pravděpodobně díky rozvoji postdialyzační MAL. Pun et al v rozsáhlé studii 43 200 hemodialyzovaných pacientů zaznamenali 510 případů srdeční zástavy v souvislosti s hemodialýzou [85]. Riziko srdeční arytmie bylo asociováno s nižší koncentrací vápníku v dialyzačním roztoku. Z důvodu prevence extraoseálních kalcifikací a adynamické kostní choroby je dnes trend ke snižování kalcia v dialyzačním roztoku [86]. V kombinaci s postdialyzační alkalózou je však zvýšené riziko přechodné postdialyzační hypokalcemie, hypokalemie a teoreticky i hypomagnezemie, které mohou vyústit v maligní arytmii.

Rozvoj MAC v interdialytickém období může být zmírněn perorálním příjmem jedlé sody s ohledem na interdialytické váhové přírůstky, protože další nálož sodíku obsaženého v NaHCO₃ může vést k rozvoji hypertenze, většímu pocitu žízně a vyššímu příjmu tekutin mezi dialýzami [87]. Další teoretickou možností je stejně jako u pacientů s nižším stupněm CKD redukce kyselinotvorných potravin, tedy vyšší přísun ovoce a zeleniny, opět však s rizikem rozvoje či progrese hyperkalemie. Ovlivnění interdilaytického rozvoje MAC je zásadní z důvodu zmírnění nežádoucích klinických dopadů acidózy, ale také z důvodu prevence nadměrné intradialytické alkalizace. Čím závažnější je predialyzační MAC, tím vyšší bude bikarbonátový gradient mezi krví a dialyzačním roztokem, dojde k vyšší intradialytické náloži bikarbonátu, výraznějšímu nárůstu pH a s tím souvisejícími riziky hypokal­emie, hypokalcemie. Na druhou stranu je třeba mít vždy na paměti, že vyšší predialyzační koncentrace bikarbonátu může odrážet nedostatečný příjem bílkovin.

Domníváme se proto, že dialyzační koncentrace bikarbonátu by vzhledem k interindividuálním rozdílům měla být zvažována striktně individuálně. Predialyzační sérová koncentrace HCO₃^-, resp. BE, by se měla pohybovat při dolním limitu a postdialyzační při horním limitu referenčního rozmezí. Proto je nezbytné volit DHCO₃ na základě pravidelného měření ABR před i po dialýze, abychom se vyvarovali nežádoucí postdialyzační alkalózy a nadměrných ztrát endogenních aniontů. Proti neuváženě vysokým koncentracím dialyzačního bikarbonátu také svědčí pouze slabý vztah mezi DHCO₃ a predialyzační sérovou koncentrací HCO₃^-, jak bylo zjištěno v rozsáhlé studii Tentori et al [84]. K podobnému závěru došli i Noh et al, kteří srovnali hemo­dialyzační ošetření se 3 různými koncentracemi DHCO₃ (25, 30 a 35 mmol/l), aniž by pozorovali významnější rozdíly v predialyzační acid­emii, zatímco u roztoků s vyšší DHCO₃ byla pozorována postdialyzační alkalóza [88]. Substituci NaHCO₃ v inter­dialytickém období bude možno jako optimální intervenci lépe posoudit po ukončení právě probíhající klinické studie [89].

Závěr

Závěrem lze říci, že u pacientů s chronickým renálním onemocněním v predialyzačním stadiu je metabolická acidóza asociována především s hyperchloremií a dle některých studií i s hyponatremií, což svědčí pro nedostatečnou regeneraci bikarbonátu tubulárními buňkami nebo pro diluční acidózu. U chronicky hemodialyzovaných nemocných naopak převažuje retence silných kyselin z důvodu jejich nedostatečné filtrace. Nejvýznamnějším sledovaným faktorem asociovaným s MAC u nedialyzovaných pacientů je pokles natrio-chloridové diference. Domníváme se, že se jedná o klinicky velice přínosný, snadno dostupný parametr, jehož hodnocení by se mělo stát běžnou praxí. Její pokles, bez znalosti acidobazických parametrů, nás teoreticky může upozornit na MAC s normální hodnotou AG, čímž mohou být odkryty některé poruchy ABR spojené se ztrátou bikarbonátu v časných fázích bez klinických symptomů či jiných laboratorních změn. Tuto hypotézu je třeba ověřit v klinické praxi. S ohledem na klinické dopady MAC, včetně vlastní progrese CKD, je doporučena její korekce substitucí NaHCO₃ při sérové koncentraci HCO₃^- < 22 mmol/l. Na základě menších studií lze u pacientů bez hyperkalemie uvažovat i o navýšení příjmu ovoce a zeleniny, samozřejmě za pečlivé monitorace kalemie. Zjištěná významná asociace hyponatremie s poklesem pH a rozvojem MAC u pacientů s CKD v predialyzačním stadiu může teoreticky rozšířit diferenciálně diagnostické možnosti při stanovení etiologie MAC, což by mohlo mít i své terapeutické konsekvence.

Optimální koncentrace dialyzačního bikarbonátu je stále předmětem diskuse. Nicméně v recentních studiích je popisována spojitost vyšší koncentrace dialyzačního bikarbonátu s mortalitou. Výsledky naší studie s nálezem postdialyzační MAL u čtyř pětin pacientů při koncentraci dialyzačního bikarbonátu 32 mmol/l jsou dle našeho názoru alarmující vzhledem k faktu, že běžně užívané koncentrace bikarbonátu se pohybují okolo 35 mmol/l, v některých státech dokonce 38–40 mmol/l. Při nadměrné alkalizaci, zvláště v kombinaci s nízko-kalciovým a nízko-kaliovým dialyzačním roztokem, hrozí na konci dialýzy a po dialýze rizika přechodné hypokalcemie a hypokalemie, která mohou vyústit v maligní arytmii. Z toho důvodu se domníváme, že dialyzační koncentrace bikarbonátu by vzhledem k interindividuálním rozdílům měla být zvažována individuálně, za pravidelné monitorace ABR, kalia a ionizovaného kalcia nejen před, ale i po dialýze. Závažnější MAC by proto měla být korigovaná nejen během dialýzy, ale i mezi dialýzami perorálním příjmem NaHCO_3, s ohledem na interdialytické přírůstky a rozvoj hypertenze. Nicméně definitivní doporučení pro korekci MAC u pacientů s CKD můžeme očekávat po dokončení probíhajících klinických studií zaměřených na substituční alkalickou léčbu.

MUDr. Jan Havlín, Ph.D.

havlin.jan@gmail.com

III. chirurgická klinika 1. LF UK a FN v Motole,

Praha

www.fnmotol.cz

Doručeno do redakce 31. 8. 2016

Přijato po recenzi 30. 9. 2016