Investigation of serum cysteine concentration to monitor glomerular filtration rate for early diagnosis of acute kidney injury in patients with combined trauma


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2017.5.48-51

I.A. Miziev, M.Kh. Makhov

Department of Faculty and Endoscopic Surgery, H. M. Berbekov Kabardino-Balkar State University (Head. – Dr.Med.Sci., Prof., Academician of the RANS, the Honored Scientist of Kabardino-Balkar Republic I. A. Miziev), Nalchik, Russia
Aim/ To determine the early diagnostic criteria for acute kidney injury in patients with combined trauma using serum cystatin C as a biomarker in the diagnostic work-up of the affected patients.
Materials and methods/ The study comprised 42 patients who suffered combined trauma from 2015 to 2016. Cystatin C level was measured in serum. Blood sampling was done on the 1st, 3rd, 7th, 14th day of the injury. The patients were predominantly men (80%). Renal function was tested by measuring the rate of filtration and reabsorption using the Reberg-Tareev test. All patients were tested for the following parameters: serum and urine creatinine, 1-minute, 1-hour and 24-hour urine output, the rate of glomerular filtration and tubular reabsorption.
Results and discussion/ Forty (95.3%) patients had normal Reberg-Tareev test values. In 2 (4.7%) patients Reberg-Tareev test results were below normal values, which was associated with the development of acute renal failure on the sixth or seventh day after trauma. The overwhelming majority of patients with combined trauma had a normal serum creatinine level (n=38). In 33 (78.6%) patients serum cystatin C level was more than 30 percent above normal values. Moreover, an increase in the cystatin C level was observed in the first 3 days, with a gradual decrease thereafter. The glomerular filtration rate, according to the Reberg-Tareev test was reduced only in 4 patients, but when the Hawk formula was used to calculate GFR, it was reduced in 33 patients. On the 3rd day after trauma, based on the increase in the serum cystatin level, 12 patients were found to have subclinical acute renal damage. At the same time, this group of patients had normal azotemia parameters. These findings suggest that measuring glomerular filtration rate using serum cystatin C has a greater accuracy in detecting latent renal
dysfunction.
Keywords: combined trauma, cystatin C, acute renal failure, glomerular filtration rate

Введение. Проблема ранней диагностики острого повреждения почек (ОПП) у больных с сочетанной травмой является одной из существенных в клинической медицине и до сих пор находится в стадии разработки. Многие вопросы диагностики и лечения пока остаются нерешенными. Изучение ранних клинико-диагностических особенностей острого повреждения почек у больных с сочетанной травмой позволят своевременно и точно диагностировать нарушение почечной функции и выбирать верную тактику лечения.

На сегодняшний день ведется поиск различных биомаркеров, которые позволили бы осуществить раннюю диагностику острого повреждения почек с последующим их включением в алгоритм обследования [1].Такими маркерами в сыворотке крови являются цистатин С, NGAL, пропредсердный натрийуретический пептид, CD 11b-нейтрофил. Показателями ОПП в моче является повышение уровня NGAL, ИЛ-18, молекулы повреждения почек 1, ЛДГ, N-ацетилглюкозаминидазы, матриксной металлопротеиназы 9 [2, 3].

Так как скорость клубочковой фильтрации (СКФ) – наиболее надежный показатель, который отражает функционирование почек, особенно актуален поиск точного, простого, малотравматичного и быстрого метода определения СКФ у пострадавших с сочетанной травмой. Определение сывороточного цистатина С – относительно новый метод для оценки СКФ [4, 6, 9]. Цистатин С – наиболее надежный показатель сохранности функций почек, является более чувствительным, чем сывороточный креатинин, показателем снижения СКФ, что дает возможность считать его эффективным критерием диагностики ОПП даже при нормальных значениях сывороточного креатинина [5, 7]. На темп выработки цистатина С в отличие от креатинина не влияют такие факторы, как возраст, мышечная масса, пол, особенности питания, воспалительные реакции в организме [8–12].

Цель исследования: определение ранних диагностических критериев ОПП у больных с сочетанной травмой путем внедрения в план обследования пострадавших от измерения сывороточного биомаркера цистатина С.

Материалы и методы. Исследование, проведенное кафедрой факультетской и эндоскопической хирургии Кабардино-Балкарского государственного университета на базе отделения сочетанной травмой республиканской клинической больницы. Обследованы 42 пациента, получивших сочетанную травму за период с 2015 по 2016 г. По тяжести состояния, основным антропометрическим критериям и социальным параметрам пациенты статистически значимо не различались. Подавляющее большинство (39; 92,8%) пострадавших были в возрасте от 21 года до 60 лет, т.е. в наиболее трудоспособном возрасте, что имеет важное значение с позиций медико-социальной реабилитации. Среди пострадавших преобладали мужчины (80%).

Биоматериалом для определения уровня цистатина С служила сыворотка крови. Забор крови осуществлен на 1-й, 3, 7, 14-й день с момента травмы.

Для оценки фильтрационно-реабсорбционной функции почек применяли пробу Реберга–Тареева. Этот метод позволяет определить очистительную способность почек, основан на определении почечного клиренса экзогенного креатинина. У всех пациентов определены следующие показатели: креатинин крови, креатинин мочи, количество мочи за 1 ч, минутный диурез, клубочковая фильтрация, канальцевая реабсорбция, количество выделенной мочи за сутки. Скорость клубочковой фильтрации определяли по пробе Реберга–Тареева и по цистатину С.

Полученные при исследовании данные обработаны вариационно-статистическим методом по t-критерию Стьюдента. Рассчитаны средняя арифметическая (), среднее квадратическое отклонение (Δ), стандартная ошибка средней величины (σ). Данные представлены в форме Δ±σ. Различия считали статистически значимыми при p<0,05, что является мерой достаточной надежности в медицинских исследованиях [13]. Также использованы пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов компьютерной программы Microsoft® Excell (Microsoft Office, 2010).

Результаты. В ходе исследования выявлено, что у 40 (95,3%) больных показатели пробы Реберга–Тареева были в пределах нормы, у 2 (4,7%) – ниже нормативных значений, что было связано с развитием у них клиники острой почечной недостаточности на 6–7-й день после травмы. Проба Реберга–Тареева была выполнена до развития олигурической стадии.

Напомним, что у данной группы больных параллельно определяли в крови уровень сывороточного цистатина С в 1-е, 3, 7, 14-е сутки с момента получения травмы. Так как мы использовали реагент DiaSys CystatinC FS, расчет СКФ осуществляли по уравнению Хоука (по рекомендации производителя реагента): СКФ [мл/мин/1,73 м2]=(80,35/цистатин С [мг/л]) – 4,32. Следует отметить, что ни у одного из пациентов в анамнезе хронических заболеваний почек не было. В норме показатели сывороточного цистатина С для возрастной группы 19–49 лет составляют 0,53–0,92 мг/л; для лиц 50 лет и старше – 0,58–1,02 мг/л.

По результатам клинического применения данного способа диагностики ОПП и субклинического ОПП у больных с сочетанной травмой нами разработаны диагностические критерии указанных патологических состояний. При значениях показателя сывороточного цистатина С в диапазоне 0,92–2 (19–49 лет) и 1,02–2 мг/л (>50 лет) мы диагностировали субклиническое ОПП, что также подтверждалось отсутствием клинической симптоматики. В случае получения уровня цистатина С в сыворотке крови, превышающего 2 мг/л в обеих возрастных группах, нами выставлялся диагноз острого повреждения почек, клиника которого была ярко выраженной.

В ходе исследования выявлено, что подавляющее большинство пациентов с сочетанной травмой имели нормальный уровень сывороточного креатинина (38 человек). Уровень же сывороточного цистатина С у 33 (78,6%) пострадавших более чем на 30% превышал нормальные значения. Причем повышение уровня цистатина С наблюдалось в первые 3 сут, затем происходило постепенное его снижение.

В качестве примера приводим динамику показателя сывороточного цистатина С у конкретного пациента (см. рисунок).

У 7 (21,2%) пострадавших с повышенным уровнем цистатина С высокие цифры сохранялись и спустя 1 нед с момента получения травмы. У 24 пациентов был диагностирован ушиб почек, из них у 15 (62,5%) показатель цистатина С оказался выше нормы. У 1 больной, за 1 мес до травмы перенесшей нефрэктомию слева, уровень цистатина С также превысил нормальные значения (1,4 мг/л).

Скорость клубочковой фильтрации, согласно данным пробы Реберга–Тареева, была снижена только у 4 больных, тогда как при расчете по формуле Хоука – у 33 пострадавших.

На 3-и сутки с момента травмы у 12 пострадавших на основании повышения уровня сывороточного цистатина С было диагностировано субклиническое ОПП. При этом показатели азотемии у данной группы больных были в пределах нормы (табл. 1).

Из представленных данных видно, что СКФ по сывороточному цистатину С ниже, чем по сывороточному креатинину, что свидетельствует о скрытой почечной дисфункции, субклиническом ОПП.

Благодаря рано начатым лечебно-профилактическим мероприятиям удалось в отношении 10 пациентов с сочетанной травмой предотвратить развитие ОПП. В 2 наблюдениях субклиническое повреждение почек перешло в ОПП, содержание сывороточного цистатина С на 5-е и 7-е сутки было выше 2 мг/мл (2,6 и 2,75 мг/л соответственно).

Нефропротективная терапия проведена N-ацетилцистеином (N-АЦ), который назначали в стандартной дозе: 1200 мг внутривенно струйно после поступления в стационар и проведения оперативного лечения, далее по 600 мг внутривенно 2 раза в сутки в течение 72 ч, затем внутрь по 600 мг 2 раза в сутки в течение 10 дней. После выписки из стационара пациентам назначали повторный курс лечения N-АЦ 1 раз в 3 месяца в дозе 1200 мг в сутки в течение 14 дней.

Антиоксидант N-АЦ связывает свободные радикалы, вызывающие в том числе повреждения канальцев почек. Также N-АЦ взаимодействует с эндотелием, действуя как расслабляющий фактор, тем самым повышая капиллярный кровоток; увеличивает уровень цГМФ, действует как вазодилататор и как ингибитор агрегации тромбоцитов. Все вышеуказанное обеспечивает нефропротективное действие N-АЦ в периоперационном периоде у больных с сочетанной травмой, которое подтверждается низким уровнем сывороточного цистатина С. N-ацетилцистеин уменьшает выраженность воспалительной реакции в организме и тем самым снижает секрецию плазменного цистатина С с последующим его полным метаболизированием в почках [14–20]. В ходе лечения проведен мониторинг фильтрационной способности почек (табл. 2).

Обсуждение. Необходимо отметить, что в отличие от креатинина крови сывороточный цистатин С отреагировал повышением концентрации в первые же сутки после травмы, тогда как гиперкреатининемия наблюдалась лишь к 3-м суткам. Скорость клубочковой фильтрации при расчете по формуле Хоука снизилась в 1-е сутки и восстановилась к 2-й неделе. При расчете СКФ по пробе Реберга–Тареева снижение отмечено к 3-м суткам с момента травмы. Это еще раз подтверждает, что креатинин крови не надежен по ряду причин, одна из которых заключается в повышении его уровня при уже развившемся повреждении почек [21, 22].

Самым главным преимуществом цистатина С по сравнению с кретинином при определении СКФ является то, что он способен выявить пострадавших даже с незначительными нарушениями функций почек, так как он обладает большей специфичностью и чувствительностью [23].

Выводы

  1. Включение определения сывороточной концентрации цистатина С в диагностику ренальной дисфункции у больных с сочетанной травмой в панель исследования более предпочтительно по сравнению с креатинином.
  2. Установлено, что СКФ, рассчитанная по сывороточному цистатину С (формула Хоука), наиболее достоверно в ранние сроки отражает почечную дисфункцию по сравнению с СКФ по пробе Реберга–Тареева.
  3. Сывороточная концентрация цистатина С в диапазоне 0,92–2 мг/л (для возраста 19–49 лет) и 1,02–2 мг/л (>50 лет) может быть маркером субклинического острого повреждения почек в отсутствие клинической симптоматики.
  4. Определена нефропротективная роль N-ацетил-цистеина в комплексе консервативных мероприятий для профилактики и лечения острого повреждения почек больных с сочетанной травмой.


About the Autors


Corresponding author: M. Kh. Makhov – Ph.D. Student at the Department of Faculty and Endoscopic Surgery, H. M. Berbekov Kabardino-Balkar State University, adjunct of the RANS, Nalchik, Russia; e-mail: mahov_murat@mail.ru


Бионика Медиа