Kyselina oxalová – významný uremický toxín

Súhrn

Úvod:
Kyselina oxalová je významný uremický toxín, ktorý sa zúčastňuje na patogenéze uremického syndrómu.

Cieľom práce je zhrnutie výsledkov, ktoré sme získali pri štúdiu kyseliny oxalovej v bio­logických tekutinách (v plazme, slinách, moči a v dialyzáte) u chorých s chronickými chorobami obličiek (CKD), 1.–5. štádium a po transplantácii obličky.

Vyšetrené súbory chorých a metódy:
Bolo vyšetrených 28 zdravých jedincov, 112 chorých s CKD 1.–4. štádia, 39 hemodialyzovaných a 27 chorých počas CAPD. Okrem toho bolo vyšetrených 21 chorých po transplantácii obličky. V retrospektívnej štúdii sme použili nasledujúce terapeutické metódy: maximálna vodná diuréza, diéta s obsahom NaCl 2 g/24 hod a 15 g/24 hod, i.v. podanie 20 mg furosemidu, liečba nahradzujúca funkcie obličiek [CAPD, hemodialýza (HD), hemofiltrácia (HF) a postdilučná hemodiafiltrácia (HDF)], perorálne podanie lieku s obsahom železa a vitamínu C a transplantácia obličky. Kyselina oxalová bola stanovená spektrofotometrickou metódou s použitím oxalát oxidázy bez interferencie vitamínu C. Vitamín C bol stanovený spektrofotometrickou metódou.

Výsledky:
U 61 chorých s CKD 1.–4. štádium a u 21 chorých po transplantácii obličky boli zistené priame závislosti kyseliny oxalovej v plazme od kreatinínu v sére (r = 0,904, p < 0,001, resp. r = 0,943, p < 0,001). Napriek významne zvýšenej koncentrácii kyseliny oxalovej v plazme u chorých s CKD 3.–4. štádia (23,1 ± 10 μmol/l) nebol zistený významný rozdiel v hodnote kyseliny oxalovej v slinách medzi kontrolnou skupinou (n = 13) (126,5 ± 18 µmol/l) a skupinou chorých s CKD 3.–4. štádia (n = 24) (133,9 ± 23,7 µmol/l). Vylučovanie kyseliny oxalovej počas maximálnej vodnej diurézy do moču u zdravých jedincov (n = 15) (z 37,5 ± 17,4 na 110,2 ± 49,3 µmol/4 hod) a po intravenóznom podaní furosemidu (CKD chorí 3.–4. štádium, n = 15) (z 34,5 ± 5,5 na 66,7 ± 8,1 µmol/3 hod) sa významne zvýšilo, ale nebolo ovplyvnené zvýšeným obsahom NaCl v diéte (CKD chorí 3.–4. štádium, n = 12). Obsah vitamínu C 60 mg v jednej tabletke lieku Sorbifer^® Durules^® nemal vplyv na ďalšie zvýšenie uremickej hyperoxalémie u hemodialyzovaných chorých. Štvorhodinová HD, HF a HDF významne znížili koncentráciu kyseliny oxalovej v plazme, ale najvýznamnejšie zníženie bolo zistené po HDF (63,3 %).

Záver:
Výsledky tejto štúdie svedčili o tom, že liečba nahradzujúca funkcie obličiek nie je dostatočne účinná na trvalé zníženie významného uremického toxínu, kyseliny oxalovej.

Kľúčové slová:
uremický toxín – kyselina oxalová – vitamín C – chronické choroby obličiek (CKD) – maximálna vodná diuréza – sodíková diuréza – kyselina oxalová v slinách – liečba nahradzujúca funkcie obličiek – transplantácia obličky

Úvod

Uremický toxín je substancia, ktorej chemická štruktúra je známa, je možné ju kvantitatívne stanoviť a je významne zvýšená u chorých s chronickými chorobami obličiek (CKD), 3.–5. štádium. Okrem toho je v priamej závislosti aspoň s jedným z hlavných ukazovateľov urémie. V súčasnej dobe je známych 92 uremických toxínov a jedným z nich je kyselina oxalová (KO), o ktorej sa predpokladá, že participuje na patogenéze uremického syndrómu. Kyselina oxalová splňuje základné kritéria pre uremický toxín, ako je to uvedené na tab. 1 [1–6].

Kyselina oxalová je konečným produktom niektorých aminokyselín a kyseliny askorbovej [7,8]. Na jej syntéze sa zúčastňuje najmä kyselina askorbová a glyoxalát, ktorý sa tvorí z glycínu a glykolátu [8,9]. Na vzniku oxalémie u chorých s CKD participuje v 10 % oxalát, ktorý sa rezorbuje z potravy [9]. Z organizmu sa oxalát vylučuje obličkami, prevažne glomerulovou filtráciou a v malej miere aj tubulárnou sekréciou, na začiatku proximálnych tubulov [7,10]. Okrem toho sa v malom množstve vylučuje aj črevom, zvlášť pri CKD 4.–5. štádiu [11].

Hyperoxalémia je jeden z konštantných príznakov prítomných pri chronickom zlyhaní obličiek, CKD 3.–5. štádia, ale jej patogenéza doteraz nebola do detailov objasnená. Kyselina oxalová u chorých s CKD sa tvorí vo zvýšenom množstve [10] a ukladá sa do rôznych tkanív ako oxalát vápenatý [4,9,12,13]. Hyperoxalémia poškodzuje srdce, periférne cievy a svaly, kožu a kĺby [14,15], vedie k retinopatii, artropatii a k tvorbe obličkových kameňov, spôsobuje zmenu plazmatickej aktivity LDH [4,9].

K tomu, aby sa v metabolizme glyoxalátu zabránilo vzniku oxalátu, je potrebný vitamín B₆, ktorý katalyzuje jeho metabolickú premenu na glycín. Táto metabolická premena sa nazýva „záchranná metabolická cesta“ [8]. Napriek tejto významnej úlohe vitamínu B₆ nie je tento vitamín dostatočne účinný v liečbe hyperoxalémie u chorých s CKD 4.–5. štádia [9,16]. V liečbe hyperoxalémie sa odporúča znížiť dávku vitamínu C, napr. u hemodialyzovaných chorých na 60 mg/24 hod, pretože táto dávka nepotencuje už prítomnú uremickú hyperoxalémiu [9,17–19]. Najefektívnejšia liečba hyperoxalémie je transplantácia obličky. Sedemdesiatdva hodín po transplantácii obličky hyperoxalémia nie je prítomná, ale vzniká významná hyperoxalúria, ktorá môže byť nebezpečná pre precipitáciu oxalátových kryštálov v transplantovanej obličke [10].

Cieľ

Cieľom tejto retrospektívnej štúdie bolo vyšetriť KO u chorých s CKD 1.–4.štádia a po transplantácii obličky, vyšetriť KO a vitamín C v slinách u chorých s CKD 3.–4. štádia, vyšetriť vplyv maximálnej vodnej diurézy u zdravých jedincov, sodíkovej diurézy a furosemidu u chorých s CKD 3.–4. štádia, na vylučovanie kyseliny oxalovej do moču. Okrem toho cieľom bolo vyšetriť vplyv odporúčanej dávky vitamínu C (60 mg/24 hod) na hyperoxalémiu u hemodialyzovaných chorých a vplyv liečby nahradzujúcej funkcie obličiek na sekundárnu uremickú hyperoxalémiu.

Súbor chorých a metódy

V prvej časti štúdie bola vyšetrená KO u 61 chorých s CKD 1.–4. štádia. Z nich 38 mali chronickú glomerulonefritídu a 23 tubulointer­sticiálnu nefritídu. Medzi nimi bolo 25 žien a 36 mužov, priemerného veku 53 ± 5 rokov. Okrem toho bolo vyšetrených 21 chorých po transplantácii obličky (10 žien a 11 mužov, priemerného veku 42 ± 3 rokov), CKD 1.–4. štádia. Chorí boli po transplantácii obličky 1 mesiac až 14 rokov.

V druhej časti štúdie bolo vyšetrených 37 jedincov, nefajčiarov. Z nich 13 (10 žien a 3 muži, priemerného veku 43 ± 8 rokov) s normálnou glomerulovou filtráciou tvorili kontrolnú skupinu. Skupinu chorých s CKD 3.–4. štádia tvorili 24 chorí (12 žien a 12 mužov, priemerného veku 43 ± 10 rokov). Odber celkových slín bol uskutočnený ráno nalačno, po minimálnom 10-hodinovom hladovaní a po exogénnej stimulácii dentaflexom. V tom istom čase bola odobratá krv na vyšetrenie z kubitálnej vény. Koncentrácie KO a vitamínu C boli vyšetrené v plazme a slinách v obidvoch skupinách.

V tretej časti štúdie bol vyšetrený vplyv maximálnej vodnej diurézy u 15 zdravých jedincov (29 ± 5 rokov), vplyv sodíkovej diurézy u 12 chorých s CKD 3.–4. štádia (47 ± 4 rokov) a vplyv furosemidu u 15 chorých s CKD 3.–4. štádia (35 ± 6 rokov), na vylučovanie sodíka, KO a vitamínu C do moču. Vylučovanie vyššie uvedených ukazovateľov bolo vyšetrené za podmienok maximálnej vodnej diurézy (po vypití 22 ml nesladeného slabého čaju/kg hmotnosti) [20,21], diéty s nízkym obsahom NaCl (2 g/24 hod), diéty s vysokým obsahom NaCl (15 g/24 hod) a po intravenóznom podaní 20 mg furosemidu. Furosemid bol i.v. podaný po 3-hodinovom kontrolnom zbernom období moču a potom nasledovali tri 3-hodinové zberné obdobia moču. U obidvoch skupín chorých s CKD 3.–4. štádia bola priemerná hodnota močoviny v sére 24,5 ± 6,2 mmol/l, kreatinínu v sére 461 ± 25 µmol/l, KO v plazme 22,1 ± 3,8 µmol/l a vitamínu C v plazme 63,5 ± 9,5 µmol/l.

V štvrtej časti štúdie cieľom bolo posúdiť vplyv odporúčanej dávky vitamínu C (60 mg/24 hod) na uremickú hyperoxalémiu. Bolo vyšetrených 24 hemodialyzovaných chorých (12 žien a 12 mužov, priemerného veku 49 ± 5 rokov). Z nich 15 chorí mali chronickú glomerulonefritídu, 6 chorí chronickú tubulointersticiálnu nefritídu a 3 chorí analgetickú nefropatiu. Všetci chorí boli liečení erytropoetínom (EPO) a dostávali per os 20 mg pyridoxínu/24 hod, 5 mg kyseliny listovej/týždeň a 60 mg vitamínu C/24 hod. Táto časť štúdie pozostávala z troch 4-týždňových období. V prvom období chorí nedostávali liek obsahujúci železo ani vitamín C. Počas druhého obdobia chorí boli liečení liekom Sorbifer^® Durules^® – 7 tbl./týždeň. Jedna tabletka Sorbiferu^® Durules^® obsahovala 100 mg Fe²⁺160;60 mg vitamínu C. V treťom štvortýždňovom období chorí opäť nedostávali liek obsahujúci železo ani vitamín C.

V piatej časti štúdie bol vyšetrený vplyv rôznych liečebných metód nahradzujúcich funkcie obličiek (CAPD, hemodialýza, hemofiltrácia a postdilučná hemodiafiltrácia) na uremickú hyperoxaliémiu u dialyzovaných chorých. Bolo vyšetrených 27 chorých počas CAPD s použitím peritoneálneho dialyzačného roztoku s obsahom 1,5 % glukózy. Liečba CAPD pozostávala zo 4 výmien 2 litrov peritoneálneho dialyzačného roztoku. Všetci vyšetrení chorí boli v dobrom klinickom stave (Kt/V = 2,1 ± 0,3), bez významného uremického syndrómu a bez peritonitídy. Medzi nimi bolo 12 žien a 15 mužov, priemerného veku 48,5 ± 5,7 rokov. Príčiny chronického zlyhania obličiek boli chronická glomerulonefritída u 14 chorých, tubulointersticiálna nefritída u 10 chorých a diabetická nefropatia u 3 chorých. Chorí mali diétu bez obmedzenia bielkovín, ovocia a zeleniny. Dvanásti chorí boli liečení EPO. Všetci chorí dostávali per os pyridoxín 5 mg/24 hod bez liečby EPO a 20 mg/24 hod počas liečby EPO a neboli suplementovaní vitamínom C.

Okrem toho bolo vyšetrených 15 hemodialyzovaných chorých (8 žien a 7 mužov, priemerného veku 45,5 ± 2,5 rokov) počas štandardnej hemodialýzy, hemofiltrácie (HF) a postdilučnej hemodiafiltrácie (HDF). Z nich 11 mali chronickú glomerulonefritídu a 4 tubulointersticiálnu nefritídu. Všetci chorí boli v stabilizovanom stave (Kt/V = 1,5 ± 0,2), boli liečení EPO a suplementovaní pyridoxínom 20 mg/24 hod a vitamínom C 50–60 mg/24 hod. Jednotlivé 4-hodinové hemodialýzy (prietok krvi 300 ml/min) boli uskutočnené s použitím dialyzátora Clirans T 175 LM (Terumo, celulózová membrána). Hemofiltrácie a HDF boli vykonané s použitím prístroja Fresenius ABG2 a kapilárneho hemofiltra HF 80 (Fresenius AG, Bad Homburg, Nemecko, polysulfónová membrána s plochou 1,8 m²). Počas 4-hodinovej HF a HDF bolo použitých 18 litrov substitučného roztoku. Počas vyššie uvedených eliminačných metód boli odobraté vzorky krvi z arteriálnej a venóznej časti v intervaloch 15, 60, 240 min a súčasne aj vzorky z filtrátu počas HF. Vo všetkých vzorkách bola vyšetrená KO a vitamín C. Okrem toho bol vypočítaný klírens močoviny a KO počas HD, HF a HDF a sieving koeficient kyseliny oxalovej počas HF [22].

Vitamín C v plazme, moči a peritoneálnom dialyzáte bol vyšetrený spektrofotometrickou metódou (referenčný rozsah vitamínu C v plazme: 28–85 µmol/l) [23]. Kyselina oxalová v tých istých vzorkách a v hemofiltráte bola vyšetrená spektrofotometrickou metódou s použitím oxalát oxidázy bez interferencie vitamínu C (referenčný rozsah v plazme: 2,0–5,5 µmol/l) [24].

Štatistická analýza výsledkov bola uskutočnená s použitím komerčného štatistického programu Statgraphics a Arcus Quickstat Biomedical Version 1.1 (Addison Wesley Longman Ltd., Cambridge, England). Na výpočet štatistickej významnosti medzi vyšetrenými ukazovateľmi bol použitý párový test ANOVA.

Výsledky

Boli zistené priame závislosti KO v plazme od kreatinínu v sére u chorých s CKD 1.–4. štádia (kreatinín v sére: 60–1180 µmol/l; KO v plazme: 2,0–50 µmol/l) a u chorých po transplantácii obličky (kreatinín v sére: 100–750 µmol/l; KO v plazme: 5,0–25,0 µmol/l) (grafy 1 a 2) [25].

Koncentrácia vitamínu C v slinách v kontrolnej skupine a u chorých s CKD 3.–4. štádia bola veľmi nízka, až nemerateľná, ale bola významne vyššia v skupine chorých s CKD. Kyselina oxalová v plazme u chorých s CKD 3.–4. štádia bola významne zvýšená v porovnaní s kontrolnou skupinou. Koncentrácia KO v slinách bola v obidvoch skupinách niekoľkonásobne vyššia ako v plazme, ale nezistil sa medzi nimi významný rozdiel (tab. 2). Hodnota pH slín u chorých s CKD 3.–4. štádia bola významne alkalická (8,0 ± 0,5) v porovnaní s kontrolnou skupinou (7,1 ± 0,3) (p < 0,01). Okrem toho sa zistila priama závislosť amoniaku v slinách od močoviny v slinách (r = 0,732, p < 0,01) a nepriama závislosť KO v slinách od pH slín (r = –0,527, p < 0,01) [26].

Maximálna vodná diuréza u zdravých jedincov viedla ku zvýšenému vylučovaniu vitamínu C a KO do moču, ale neovplyvnila vylučovanie sodíka (tab. 3). Diéta s vysokým obsahom NaCl (15 g/24 hod) u chorých s CKD 3.–4. štádia viedla ku zvýšenému vylučovaniu sodíka do moču, ale nemala vplyv na vylučovanie vitamínu C a KO do moču (tab. 4). Intravenózne podanie 20 mg furosemidu chorým s CKD 3.–4. štádia viedlo ku zvýšenému vylučovaniu KO a vitamínu C do moču (tab. 5) [27,28].

Štvortýždňové podávanie jednej tabletky/24 hod Sorbiferu^® Durules^® (100 mg Fe²⁺ a 60 mg vitamínu C) hemodialyzovaným chorým malo za následok signifikantné zvýšenie hodnoty hematokritu, koncentrácie železa a vitamínu C v sére, resp. plazme, ale nemalo vplyv na prítomnú uremickú hyperoxalémiu (tab. 6) [29].

Priemerná hodnota vitamínu C v plazme u chorých počas CAPD bola v referenčnom rozsahu a KO v plazme bola u všetkých chorých počas tejto liečby signifikantne zvýšená. Peritoneálny klírens KO bol 76,9 % z klírensu močoviny a peritoneálny transfer, t.j. strata danej substancie do peritoneálneho dialyzátu/6 hod, bol najvyšší u močoviny a najnižší u KO. Množstvo odstráneného oxalátu pri použití peritoneálneho dialyzačného roztoku s obsahom 1,5 % glukózy bol 150,0 ± 51,8 µmol/24 hod, t.j. 1050,0 ± 362,6 µmol/týždeň (tab. 7) [30,31].

Kyselina oxalová v plazme sa významne znížila po HD, HF a HDF u hemodialyzovaných chorých, ale najvýznamnejšie zníženie bolo zistené po HDF (63,3 %). Hodnota klírensu KO u hemodialyzovaných chorých počas HDF predstavovala 68 % z klírensu močoviny (tab. 8) [32,33].

Diskusia

Zistená priama závislosť KO v plazme od kreatinínu v sére, ukazovateľa uremického syndrómu, u chorých s CKD 1.–4. štádia a u chorých po transplantácii obličky bola v súlade s literárnymi údajmi [9,12,24,25,34]. Kyselina oxalová v slinách v kontrolnej skupine bola v referenčnom rozsahu, v súhlase s literárnym údajom [35], ale bola 10–30-násobne vyššia ako v plazme. Nebol zistený významný rozdiel v koncentrácii KO v slinách medzi kontrolnou skupinou a skupinou chorých s CKD 3.–4. štádia, napriek významnému rozdielu KO v plazme u týchto skupín. Pravdepodobne príčinou tohto zistenia je významne alkalické pH slín u chronických uremikov. Tento predpoklad čiastočne potvrdzuje zistená nepriama závislosť KO v slinách od pH slín. V zhode s literárnymi údajmi sme zistili veľmi nízke, až nemerateľné, hodnoty vitamínu C v slinách v obidvoch vyšetrených skupinách [26,35–38].

Vylučovanie KO a vitamínu C do moču bolo závislé od vodnej diurézy, sodíková diuréza neovplyvnila ich vylučovanie. Furosemid je diuretikum, ktoré inhibuje renálny tubulárny transport elektrolytov a vody. Biologický polčas furosemidu za fyziologických podmienok je 1–2,5 hod. U chorých s CKD 3.–5. štádia sa predlžuje až na 14 hod [39,40]. U našich chorých s CKD 3.–4. štádia bio­logický polčas furosemidu bol 6 hod. Intravenózne podanie furosemidu chorým s CKD 3.–4. štádia viedlo k zvýšenému vylučovaniu KO do moču, v dôsledku zníženej rezorbcie vody [28,37,38,41]. Opakované podanie veľkých dávok furosemidu (250 mg/24 hod) môže viesť ku zníženej tubululárnej reabsorbcii vody a KO a sekundárne ku zníženiu uremickej hyperoxalémie. Toto je pozitívny vedľajší účinok furosemidu u chorých s CKD 3.–5. štádia.

Odporúčaná dávka vitamínu C 60 mg/24 hod, ktorá sa nachádza v jednej tabletke Sorbifer^® Durules^® (100 mg Fe²⁺, 60 mg vitamín C) bola adekvátna pre udržanie koncentrácie železa a vitamínu C v plazme, v referenčnom rozsahu u hemodialyzovaných chorých aj počas liečby EPO a neviedla k ďalšiemu zvýšeniu už prítomnej uremickej hyperoxalémie [29]. Hyperoxalémia a oxalóza kostnej drene boli príčinou rezistencie na liečbu EPO u chorého s urolitiázou v renálnej insuficiencii a tiež u dialyzovaného pacienta [14,42].

Kyselina oxalová v plazme u CAPD chorých bola signifikantne zvýšená. CAPD je liečba nahradzujúca funkcie obličiek, ktorá významne neovplyvnila koncentráciu KO v plazme, napriek významnému kontinuálnemu odstraňovaniu oxalátu do peritoneálneho dialyzátu [30,31].

Klírens KO vzťahovaný ku klírensu močoviny bol počas HD 58,1 %, počas HF bol 74,2 % a počas postdilučnej HDF 69 %. Sieving koeficient KO počas HF vzťahovaný ku sieving koeficientu močoviny bol 77 %. Najvýznamnejšie zníženie KO v plazme sme zistili počas postdilučnej HDF. Ani jedna z mimotelových eliminačných metód neviedla k trvalému zníženiu KO v plazme u dialyzovaných chorých. Dôvodom tejto skutočnosti je, že endogénna syntéza KO je aspoň dva razy väčšia ako súčasné možnosti jej odstraňovania pomocou CAPD a rôznych mimotelových eliminačných metód [32,33,43].

Záver

V súčasnej dobe je možné iba čiastočne ovplyvniť sekundárnu hyperoxalémiu u chorých s CKD 3.–5. štádia nasledujúcimi terapeutickými metódami: primeraná bielkovinová diéta, suplementácia vitamínom B₆

Doručeno do redakce: 25. 4. 2010

prof. MUDr. Miroslav Mydlík, DrSc.

www.fnlp.sk

e‑mail: k.derzsiova@fnlp.sk