Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Medycyna Rodzinna 1/2010, s. 2-9
*Barbara Lisowska-Myjak
Markery laboratoryjne przewlekłej niewydolności nerek oznaczane w surowicy i w moczua)
Serum and urinary laboratory markers for chronic kidney disease
Katedra i Zakład Biochemii i Chemii Klinicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Dariusz Sitkiewicz
Summary
Chronic Kidney Disease (CKD) represents an evolving process which follows the initial renal insult and is characterized by progressive scarring that ultimately affects all structures of the kidney. The analysis of literature data demonstrates the role of numerous proteins, specifically related to the pathogenesis and development of successive stages of CKD. The methods of searching for new proteins as candidates for CKD markers, develop in two directions. Firstly, it is the association of particular proteins with recognized role in the pathogenesis of renal disease with specific clinical manifestations and secondly, using a proteomic approach and the latest developments in the field of protein research, the comparison of expression of all proteins present in the kidney and urine of healthy individuals and patients with renal disease, serves to identify diagnostically specific marker proteins. The development of laboratory guidelines on the use of these proteins as sensitive markers of kidney function must be preceded by numerous clinical studies in patients. The complex pathogenesis and development of CKD suggest that it will be not a single marker, but a strategic combination of selected proteins determined in serum and urine making up a „panel”, reflecting the state of renal function at successive stages of disease, useful for monitoring, prognosticating, and selecting effective treatment.
The aim of this article is to review the markers for impaired renal function now used in the medical laboratory as well as new promising candidates. The markers are measured in either serum (creatinine, cystatin C, ADMA, NGAL) or urine (proteinuria, cytokins, complement, KIM-1, NGAL, MMPs, TIMPs, PAI-1, AngII, ET-1, tTg) to assess the decrease in GFR and interstitial inflammation and fibrosis in the course of CKD.
Przewlekła niewydolność nerek ( Chronic Kidney Disease – CKD) jest powszechną, dotyczącą wszystkich grup wiekowych, postępującą chorobą, prowadzącą w kolejnych etapach do niszczenia struktur i nieodwracalnej utraty funkcji nerek (1, 2, 3, 4).
W ostatnich latach można zauważyć szczególny wzrost zainteresowania klinicystów efektywną ochroną przed skutkami CKD, opartą na wczesnym wykrywaniu zmian patologicznych, ocenie intensywności ich rozwoju, ustaleniu rokowania oraz wprowadzeniu satysfakcjonującego leczenia. Realizacja tych zadań napotkała jednak na brak odpowiednio czułych i specyficznych dla lokalizacji anatomicznej w nerce oraz dla kolejnych etapów uszkodzenia jej funkcji markerów laboratoryjnych (4, 5).
W praktyce klinicznej dla różnicowania kolejnych etapów CKD wykorzystuje się ocenę spadku wartości GFR ( Glomerular Filtration Rate – GFR) (5, 6, 7). Utrata funkcji nerek w przebiegu CKD wiąże się istotnie z procesami zapalenia i włóknienia śródmiąższu. Źródłem tych zmian patologicznych mogą być choroby kłębuszków, niekorzystnie zmieniające środowisko komórek kanalika, włączając proteinurię (1, 2, 5).
Liczne badania eksperymentalne z zakresu biologii molekularnej, genetyki i proteomiki ujawniły nowych kandydatów na markery CKD, specyficznie powiązanych z uszkodzeniem kłębuszka oraz procesami zapalenia i włóknienia miąższu nerek w przebiegu kolejnych etapów choroby. Parametrów tych poszukuje się nie tylko w surowicy, ale także w moczu, jako materiale klinicznym bezpośrednio związanym z lokalnymi zmianami patologicznymi w nerce. Podkreśla się znaczenie znalezienia „panelu” markerów, różniących się między sobą specyficznością dla poszczególnych segmentów nefronu, źródłem pochodzenia, udziałem w procesach zapalenia i włóknienia, ekspresją w nerce oraz stężeniem w moczu i w surowicy.
W przedstawionej pracy zaprezentowano przegląd obecnie stosowanych i nowych markerów oznaczanych w surowicy (kreatynina, cystatyna C, ADMA, NGAL) i w moczu (proteinuria, cytokiny, komplement, KIM-1, NGAL, MMPs, TIMPs, PAI-1, AngII, ET-1, tTg), a także przeanalizowano ich znaczenie diagnostyczne dla oceny spadku GFR oraz rozwoju zapalenia i włóknienia miąższu w przebiegu przewlekłej niewydolności nerek.
Cechy idealnego markera dla wykrywania i oceny CKD
Idealny marker dla wykrywania i oceny progresji CKD powinien (1, 3, 8):
– wykazywać specyficzność diagnostyczną dla chorób nerek,
– korelować z histologicznymi wynikami biopsji nerek,
– identyfikować wczesne etapy uszkodzenia nerek, wyprzedzając istotną utratę funkcji nerek (tj. przed spadkiem GFR <60 ml/min/1,73 m2),
– informować o rozpoczęciu i kolejnych etapach pogarszania funkcji nerek,
– oceniać prognozę rozwoju choroby nerek.
Cechy laboratoryjne idealnego markera dla oceny CKD powinny dotyczyć:
– wysokiej czułości pomiaru, ułatwiającej wykrycie niewielkich zmian funkcji nerek,
– ściśle ustalonej wartości progowej, dla umożliwienia wykazania progresji i regresji uszkodzenia,
– nieinwazyjności dla pacjenta,
– praktycznej metody oznaczenia przy pomocy szybkich, dokładnych, tanich i ogólnodostępnych testów, przydatnych do przeprowadzenia pomiarów w dużej ilości próbek oraz ich porównania między różnymi laboratoriami.
Parametry laboratoryjne oznaczane w surowicy oceniające spadek GFR w przebiegu CKD
Zgodnie z ustaleniami NKF-K/DOQI, różnicowanie kolejnych etapów CKD opiera się na ocenie spadku wartości GFR. Najbardziej czułe i precyzyjne metody laboratoryjne do pomiaru tego wskaźnika wymagają podawania markerów egzogennych, jak inulina, EDTA, znakowane 125J związki radioaktywne – Iohexol, Iothalamate. Substancje te są wprawdzie łatwo filtrowane w kłębuszkach, nie ulegają sekrecji lub reabsorpcji w kanalikach i nie zmieniają funkcji nerek, ale ich rutynowe wykorzystanie jest kosztowne, niepraktyczne, trudne i kłopotliwe zarówno dla pacjenta, jak i dla wykonującego badanie. Klirens endogennej kreatyniny ma także ograniczone znaczenie, ponieważ w przebiegu CKD odpowiednio do spadku filtracji kłębuszkowej, kreatynina ulega sekrecji przez komórki cewek nerkowych, i konsekwentnie obliczona wartość klirensu przekracza rzeczywistą filtrację kłębuszkową (2, 5, 6).
Niezmiennie od wielu lat, najbardziej powszechną alternatywą, ułatwiającą rutynowe oszacowanie GFR jest oznaczanie stężenia kreatyniny w surowicy.Coraz więcej dowodów potwierdza jednak niedoskonałość tego markera dla ilościowej oceny lub monitorowania CKD. Wahania stężenia kreatyniny w surowicy nie są ani czułą, ani specyficzną odpowiedzią na niewielkie zmiany GFR, a ich wykrycie jest możliwe dopiero po utracie 50% funkcji nerek. Ponadto poziom kreatyniny w surowicy zależny jest od masy mięśniowej i przyjmowanej diety – osoby starsze, niedożywione, kobiety, wegetarianie mają niższy poziom kreatyniny w surowicy.
Propozycją zwiększenia czułości diagnostycznej oznaczania stężenia kreatyniny w surowicy są równania matematyczne, oceniające e-GFR (estimated GFR, dla odróżnienia od klasycznie ocenianego GFR) z uwzględnieniem dodatkowych indywidualnych parametrów charakteryzujących pacjenta. Najbardziej powszechnym jest wzór Cockrofta – Gaulta, obejmujący obok stężenia kreatyniny w surowicy, wiek i masę ciała. Za bardziej wiarygodny, zawierający obok stężenia kreatyniny w surowicy informacje o wieku, płci, rasie, masie ciała oraz o stężeniu w surowicy mocznika i albuminy uznaje się wzór MDRD ( The Modification of Diet in Renal Disease). Pomimo różnej kompozycji składników tych równań, podstawą do ich obliczenia pozostaje ocena stężenia surowiczej kreatyniny, zawierająca niedokładne i nieprecyzyjne informacje dotyczące wczesnego uszkodzenia nerek. Należy także podkreślić, że obliczenia matematyczne mogą być przydatne jedynie u pacjentów ze stabilnym poziomem tego parametru w surowicy (5, 6, 7).
Mimo że stężenie kreatyniny w surowicy jest słabym odpowiednikiem GFR, nawet niewielki wzrost stężenia tego parametru, oceniany prospektywnie u indywidualnych pacjentów może wskazywać na dewastacyjne zmiany w nerkach. Wzrost surowiczej kreatyniny>15% wydaje się być istotny i niezależny od zmienności biologicznej lub analitycznej, jest uznawany za dobrą metodę monitorowania wczesnych zmian w nerkach jeszcze w zakresie wartości prawidłowych tego parametru (7, 9).
Wykazano wysoki stopień zmienności oznaczenia kreatyniny w surowicy między laboratoriami oraz wpływ na wynik jej oznaczenia substancji interferujących (ketony, glukoza wywołują wzrost, bilirubina spadek rzeczywistego poziomu kreatyniny). W celu zniwelowania tych różnic oraz wobec wzrastającego na całym świecie znaczenia diagnostycznego oznaczania kreatyniny w surowicy, postuluje się wprowadzenie wspólnych międzynarodowych standardów kalibracyjnych (9).
Badania na dużą skalę ujawniły, że wzrost stężenia cystatyny C w surowicy jest lepszym od kreatyniny markerem spadku filtracji kłębuszkowej dla rozpoznawania wczesnej dysfunkcji nerek oraz identyfikacji progresywnych zmian w przebiegu choroby. Parametr ten jest endogennym inhibitorem proteinaz cysteinowych, produkowanym przez wszystkie komórki jądrzaste i uwalnianym do krwi. Ze względu na stały stopień produkcji, niski ciężar (13,3 kD) i dodatni ładunek cząsteczki białko to ulega łatwej filtracji do moczu pierwotnego. Stężenie cystatyny C nie zależy od wieku, płci, rasy, masy ciała (4, 5).
W ostatnich 2 dekadach wiele badań poświęcono roli diagnostycznej ADMA ( asymmetric dimethylarginine – asymetrycznej dwumetyloargininie) w różnych etapach rozwoju CKD. ADMA jest końcowym produktem metabolicznym posttranlacyjnej metylacji reszt argininy (stałego procesu modyfikacji białek w cytoplazmie komórek wielu tkanek), który po wytworzeniu przenika do przestrzeni pozakomórkowej a dalej do krwi, gdzie wykazuje właściwości endogennego inhibitora syntazy NO. Obniżona biodostępność NO jest jedną z głównych przyczyn progresji uszkodzenia nerek. Wzrost stężenia ADMA w surowicy chorych z CKD wykazuje ujemną korelację z GFR i jest silnym niezależnym markerem ryzyka progresji do schyłkowej niewydolności nerek i śmierci. Nie wiadomo, czy wzrost tego parametru u chorych z CKD jest konsekwencją wzrostu syntezy czy raczej spadku klirensu nerkowego lub enzymatycznej degradacji tego związku (10, 11).
Według wstępnych badań, użytecznym markerem oznaczanym w surowicy dla ilościowej charakterystyki CKD, szczególnie w zaawansowanym etapie choroby, może być białko NGAL ( Neutrophil-Gelatinase Associated Lipocalin) – lipokalina, 25 kD białko przyłączone kowalencyjnie do żelatynazy ludzkich neutrofilów. Oznaczane w surowicy wykazuje właściwości czułego, specyficznego wskaźnika predykcyjnego rozwoju wczesnych zmian w nerce w przebiegu ostrego uszkodzenia nerek. Na wzrost stężenia NGAL w surowicy krwi, obok produkcji tego białka przez nerki, prawdopodobny wpływ mają także komórki biorące udział w odpowiedzi immunologicznej (neutrofile, makrofagi) oraz spadek GFR, przyczyniający się do spadku klirensu i nagromadzenia się tego białka w krążeniu. Niejasne jest, w jakim stopniu spadek funkcji nerek w przebiegu CKD wpływa na akumulację surowiczej NGAL (12).
Laboratoryjne markery CKD wykrywane w moczu
Współczesne dane literaturowe pozwalają na wyłonienie 3 grup parametrów laboratoryjnych oznaczanych w moczu, których przenikanie do nerki lub lokalna synteza oraz pełnione funkcje biologiczne mogą świadczyć o rozległości i intensywności uszkodzenia nerek:
1. Białko całkowite oraz indywidualne białka pochodzenia osoczowego lub białka strukturalne nerki.
2. Parametry oceniające rozwój stanu zapalnego w nerce.
3. Parametry związane z procesem włóknienia nerek.
Rola diagnostyczna oznaczania białka całkowitego oraz indywidualnych białek w moczu dla różnicowania kolejnych etapów CKD
Proteinuria jest konsekwencją zwiększonej filtracji białek osocza do płynu kanalikowego oraz ich zaburzonej reabsorpcji przez komórki nabłonka kanalika proksymalnego. Obydwa te procesy wpływają na jakościowy i ilościowy skład białek w moczu (9, 13, 14).
Wzrost wydalania białka całkowitego z moczem powyżej 0,5 g/24 h jest nie tylko uznanym i praktycznie stosowanym markerem ostrości uszkodzenia kłębuszka, ale także niezależnym czynnikiem ryzyka, aktywnie powiązanym z patogenezą progresywnego włóknienia kanalikowo-miąższowego oraz silnym wskaźnikiem predykcyjnym przebiegu nefropatii i rozwoju schyłkowej niewydolności nerek. Komórki kanalika nerkowego eksponowane na wzrost ilości filtrowanych białek osocza ulegają toksycznemu uszkodzeniu. Jawna proteinuria jest objawem utrwalonego uszkodzenia nerek, istotnie powiązanym ze spadkiem GFR. Chorzy z wysokim stopniem proteinurii w wyniku przewlekłej choroby kłębuszków są bardziej narażeni na rozwój przewlekłego uszkodzenia miąższu nerek niż porównywalna grupa z niskim wydalaniem białka lub bez proteinurii. Wiele badań klinicznych i eksperymentalnych wykazało istotną korelację między stopniem proteinurii, progresją uszkodzenia nerek i wzrostem patologii morfologicznej w nerce (15, 16, 17).
Różnice między wielkością i ładunkiem cząsteczek białek osocza przenikających do moczu pierwotnego mogą być źródłem bardziej szczegółowych informacji o intensywności i rozległości uszkodzenia błony filtracyjnej. Powszechnie akceptowany jest pogląd, że albuminuria jest odzwierciedleniem funkcjonalnych i potencjalnie odwracalnych nieprawidłowości zapoczątkowanych przez hiperfiltrację w kłębuszku. Wartość graniczna 200 μg/min różnicuje pacjentów z albuminurią i proteinurią, reprezentujących odmienne zagrożenia. Mikroalbuminurię (wzrost wydalania albuminy z moczem między 20 a 200 μg/min lub 30-300 mg/24 h) zidentyfikowano jako nowy czynnik ryzyka sercowo-naczyniowego i nerkowego, zarówno u pacjentów z cukrzycą, jak bez cukrzycy. Wzrost wydalania albuminy z moczem powyżej 200 μg/min (makroalbuminuria) oznacza uszkodzenie filtru kłębuszkowego, początek jawnej proteinurii oraz progresję choroby nerek i zmian naczyniowo-sercowych (9, 18).
Cennymi markerami laboratoryjnymi służącymi zróżnicowaniu ostrości zmian selektywności rozmiaru w kłębuszku oraz ocenie stopnia progresji chorób nerek u pacjentów z jawną nefropatią, mogą być białka o wysokiej masie cząsteczkowej ( High Molecular Weight – HMW protein) i wysokim promieniu cząsteczki, jak IgG (150 kD, 55 A) i alfa-2-makroglobulina (720 kD, 90 A) lub IgM (900 kD, 120 A). Wzrost wydalania z moczem tak dużych białek osocza koreluje z ostrością uszkodzenia histologicznego i może lepiej przepowiadać progresję zmian w nerkach oraz różnicować choroby kłębuszków niż ocena wydalania białka całkowitego w moczu (14, 19).
Kluczowym składnikiem bariery kłębuszkowej, wartościowym parametrem powiązanym z patogenezą i progresją proteinurii są podocyty, których obecność w moczu świadczy o stopniu destrukcji utworzonej przez nie błony szczelinowatej. Długotrwałe lub nasilone działanie czynników patogennych o różnym charakterze (immunologicznym, toksycznym, mechanicznym) powoduje oddzielenie podocytów od błony podstawnej i ich utratę z moczem podocyturię.Intensywne badania mające na celu zrozumienie biologicznej roli podocytów, zwróciły uwagę na istotną rolę białek łączących funkcjonalnie te komórki z barierą kłębuszkową. Należą tu: nefryna, podocyna, alfa-aktinina-4, integryny, NEPHI, białka ZO-1( zonula occludens-1) i CD2AP ( CD2-associated protein), dystroglikan. Poszukiwanie obecności w moczu tych białek strukturalnych, powiązanych z konstrukcją bariery kłębuszkowej, może świadczyć o rozległości uszkodzenia błony filtracyjnej (1, 15).
Podobnie wykrywanie w moczu białek typowych dla macierzy pozakomórkowej ( extracellular matrix – ECM) może dostarczać informacji o wzroście syntezy lub destrukcji kolagenowych i niekolagenowych białek tam zlokalizowanych. Tenasciny są rodziną dużych oligomerycznych glikoprotein występujących w ECM kręgowców, reprezentują ważną klasę nie-kolagenowych białek pozakomórkowych, wywierających wpływ na biologiczne czynności komórek. Wielofunkcyjna rola tenascin wynika prawdopodobnie z podobieństwa powtarzających się w nich domen, z takimi białkami jak fibrynogen i fibronektyna. W moczu pacjentów z chorobami nerek wykazano 6-krotny wzrost stężenia tych białek w porównaniu z kontrolą. Badania eksperymentalne wskazały także skuteczność diagnostyczną oceny wydalania kolagenu typu IV oraz fibronektyny w moczu, parametrów pomocnych w diagnozowaniu zmienionej macierzy pozakomórkowej we wczesnym okresie rozwoju CKD (20, 21, 22, 23).
Parametry laboratoryjne w moczu dla oceny rozwoju stanu zapalnego w miąższu nerek
Uszkodzenie komórek kanalika proksymalnego i zapalenie śródmiąższu uważa się za wcześniejszy objaw, poprzedzający rozwój odkładania macierzy pozakomórkowej i włóknienia śródmiąższu.
Główną rolę w rozwoju zapalenia miąższu nerek pełnią mediatory zapalenia – cytokiny, chemokiny, składniki układu komplementu. Wzrost ich stężenia w nerce w przebiegu CKD może wynikać ze wzrostu ich syntezy lub filtracji przez uszkodzony kłębuszek, wzrostu ekspresji genów nerkowych ze wzmożoną syntezą odpowiadających im peptydów w tkance nerkowej oraz dostarczania tych czynników do nerki przez napływające makrofagi (4, 24).
Rola diagnostyczna cytokin oznaczanych w moczu dla oceny lokalnych zmian zapalnych w nerce może być bardziej znacząca niż oznaczenia tych parametrów we krwi (25, 26).

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp tylko do jednego, POWYŻSZEGO artykułu w Czytelni Medycznej
(uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony)

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem , należy wprowadzić kod:

Kod (cena 19 zł za 7 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

 

 

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 49 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

otrzymano: 2009-12-09
zaakceptowano do druku: 2009-12-22

Adres do korespondencji:
*Barbara Lisowska-Myjak
Katedra i Zakład Biochemii i Chemii Klinicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa
tel.: (22) 57 20 735, fax: (22) 57 20 735
e-mail: basia.myjak@interia.pl

Medycyna Rodzinna 1/2010
Strona internetowa czasopisma Medycyna Rodzinna