Креатинин: метаболизм, функции и роль в оценке почек.

Введение

Продукт распада креатинфосфата.

Креатинин (произносится /k r i / '/ æ t / ɪ / n / ɪ / n /, / n / i / n/; от древнегреческого κρέας (kréas) — «мясо») — это продукт распада креатинфосфата, образующийся при метаболизме мышц и белков. Он выделяется организмом с постоянной скоростью, зависящей от мышечной массы.

Биологическая значимость

Креатинин сыворотки (показатель, определяемый анализом крови) является важным индикатором здоровья почек, поскольку представляет собой легко измеримый побочный продукт мышечного метаболизма, который выводится почками в неизмененном виде. Сам креатинин образуется в результате биологической системы, включающей креатин, фосфокреатин (также известный как креатинфосфат) и аденозинтрифосфат (АТФ, основной источник немедленной энергии для организма). Креатин синтезируется преимущественно в печени путем метилирования гликоциамина (гуанидиноацетата, синтезируемого в почках из аминокислот аргинина и глицина) S-аденозилметионином. Затем он транспортируется с кровью в другие органы, мышцы и мозг, где посредством фосфорилирования превращается в высокоэнергетическое соединение – фосфокреатин. Креатинин выводится из крови главным образом почками, преимущественно путем гломерулярной фильтрации, но также и проксимальной тубулярной секрецией. Трубчатая реабсорбция креатинина происходит в незначительной степени или не происходит вовсе. Если фильтрация в почках нарушена, концентрация креатинина в крови повышается. Следовательно, концентрации креатинина в крови и моче могут быть использованы для расчета клиренса креатинина (CrCl), который приблизительно коррелирует со скоростью гломерулярной фильтрации (GFR). Концентрации креатинина в крови также могут быть использованы самостоятельно для расчета расчетного GFR (eGFR). GFR имеет клиническое значение как показатель функции почек. Однако в случаях выраженной дисфункции почек показатель CrCl может переоценивать GFR, поскольку гиперсекреция креатинина проксимальными канальцами будет составлять большую долю общего объема выведенного креатинина. Кетокислоты, циметидин и триметоприм снижают тубулярную секрецию креатинина и, следовательно, повышают точность оценки GFR, особенно при тяжелой дисфункции почек. (В отсутствие секреции креатинин ведет себя как инулин). Альтернативная оценка функции почек может быть выполнена при интерпретации концентрации креатинина в плазме крови в сочетании с концентрацией мочевины. Отношение BUN к креатинину (отношение азота мочевины крови к креатинину) может указывать на проблемы, не связанные непосредственно с почками; например, повышенная концентрация мочевины непропорционально креатинину может указывать на преренальную проблему, такую как дегидратация. Вопреки интуиции, подтверждая наблюдения о более высокой продукции креатинина у женщин по сравнению с мужчинами и ставя под сомнение алгоритмы GFR, которые не учитывают половые различия, женщины имеют более высокий синтез и оборот мышечного белка на протяжении всей жизни. Поскольку ЛПВП поддерживает анаболизм мышц, повышенный оборот мышечного белка связывает повышенный уровень креатина с обычно более высоким уровнем ЛПВП в сыворотке крови у женщин по сравнению с мужчинами, а также с преимуществами, связанными с ЛПВП, такими как снижение частоты сердечно-сосудистых осложнений и снижение тяжести COVID-19.

Serum creatinine (a blood measurement) is an important indicator of kidney health, because it is an easily measured byproduct of muscle metabolism that is excreted unchanged by the kidneys. Creatinine itself is produced via a biological system involving creatine, phosphocreatine (also known as creatine phosphate), and adenosine triphosphate (ATP, the body's immediate energy supply). Creatine is synthesized primarily in the liver from the methylation of glycocyamine (guanidino acetate, synthesized in the kidney from the amino acids arginine and glycine) by S adenosyl methionine. It is then transported through blood to the other organs, muscle, and brain, where, through phosphorylation, it becomes the high energy compound phosphocreatine. Creatinine is removed from the blood chiefly by the kidneys, primarily by glomerular filtration, but also by proximal tubular secretion. Little or no tubular reabsorption of creatinine occurs. If the filtration in the kidney is deficient, blood creatinine concentrations rise. Therefore, creatinine concentrations in blood and urine may be used to calculate the creatinine clearance (CrCl), which correlates approximately with the glomerular filtration rate (GFR). Blood creatinine concentrations may also be used alone to calculate the estimated GFR (eGFR). The GFR is clinically important as a measurement of kidney function. In cases of severe kidney dysfunction, though, the CrCl rate will overestimate the GFR because hypersecretion of creatinine by the proximal tubules will account for a larger fraction of the total creatinine cleared. Ketoacids, cimetidine, and trimethoprim reduce creatinine tubular secretion and, therefore, increase the accuracy of the GFR estimate, in particular in severe kidney dysfunction. (In the absence of secretion, creatinine behaves like inulin). An alternative estimation of kidney function can be made when interpreting the blood plasma concentration of creatinine along with that of urea. BUN to creatinine ratio (the ratio of blood urea nitrogen to creatinine) can indicate other problems besides those intrinsic to the kidney; for example, a urea concentration raised out of proportion to the creatinine may indicate a prerenal problem such as volume depletion. Counterintuitively, supporting the observation of higher creatinine production in women compared to men, and putting into question the algorithms for GFR that do not distinguish for sex accordingly, women have higher muscle protein synthesis and higher muscle protein turnover across the life span. As HDL supports muscle anabolism, higher muscle protein turnover links increased creatine to the generally higher serum HDL in women as compared to serum HDL in men and the HDL associated benefits like reduced incidence of cardiovascular complications and reduced COVID 19 severity.

Антибактериальные и потенциально иммунодепрессивные свойства

Исследования показывают, что креатинин может эффективно уничтожать бактерии многих видов, как грамположительных, так и грамотрицательных, включая различные штаммы, устойчивые к антибиотикам. Креатинин, по-видимому, не влияет на рост грибов и дрожжей, что позволяет использовать его для выделения медленно растущих грибов, свободных от обычных бактериальных популяций, встречающихся в большинстве образцов окружающей среды. Механизм, посредством которого креатинин уничтожает бактерии, в настоящее время не установлен. Недавний отчет также указывает на то, что креатинин может обладать иммуносупрессивными свойствами.

Диагностическое использование

Креатинин сыворотки крови является наиболее часто используемым показателем (но не прямым измерением) функции почек. Повышенный уровень креатинина не всегда отражает истинное снижение скорости клубочковой фильтрации (СКФ). Высокие показатели могут быть обусловлены увеличением продукции креатинина, а не снижением функции почек, интерференцией с анализом или снижением канальцевой секреции креатинина. Увеличение креатинина сыворотки крови может быть вызвано повышенным потреблением приготовленного мяса (которое содержит креатинин, образовавшийся из креатина под воздействием тепла при приготовлении) или избыточным потреблением белка и добавок с креатином, принимаемых для повышения спортивных результатов. Интенсивные физические нагрузки могут повысить уровень креатинина из-за увеличения распада мышечной ткани. Обезвоживание, вызванное воспалительным процессом с лихорадкой, может привести к ложному повышению концентрации креатинина, не связанному с реальным повреждением почек, как, например, при холецистите. Некоторые лекарственные препараты и хромогены могут влиять на результаты анализа. Канальцевая секреция креатинина может быть заблокирована некоторыми лекарствами, что также приводит к повышению измеренного уровня креатинина.

Креатинина в сыворотке крови

Для определения функции почек используются диагностические исследования креатинина сыворотки крови. Повышение концентрации креатинина в крови является поздним маркером, наблюдаемым только при выраженном повреждении функционирующих нефронов. Поэтому этот тест не подходит для выявления заболеваний почек на ранней стадии. Более точную оценку функции почек можно получить, рассчитав расчетную скорость клубочковой фильтрации (eGFR). eGFR можно точно рассчитать без 24-часового сбора мочи, используя концентрацию креатинина сыворотки крови и некоторые или все из следующих переменных: пол, возраст и вес, как рекомендовано Американской диабетической ассоциацией. Многие лаборатории автоматически рассчитывают eGFR при заказе анализа на креатинин. Алгоритмы оценки СКФ по концентрации креатинина и другим параметрам обсуждаются в статье о функции почек. В конце 2010 года возникла обеспокоенность в связи с внедрением новой аналитической методики и ее возможным влиянием на клиническую практику. Большинство клинических лабораторий теперь приводят свои измерения креатинина в соответствие с новым стандартизированным методом изотопной разбавленной масс-спектрометрии (IDMS) для измерения креатинина сыворотки. IDMS, по-видимому, дает более низкие значения, чем старые методы, при относительно низких значениях креатинина сыворотки, например, 0,7 мг/дл. Метод IDMS может приводить к сравнительной переоценке соответствующего расчетного СКФ у некоторых пациентов с нормальной функцией почек. Дозировка некоторых лекарственных препаратов, даже при нормальной функции почек, осуществляется на основании полученного СКФ. Доза, если она не будет скорректирована, может оказаться выше желаемой, что потенциально может привести к увеличению лекарственной токсичности. Для смягчения эффекта перехода на IDMS новые рекомендации FDA предлагают ограничить дозы карбоплатина, химиотерапевтического препарата, установленными максимальными значениями. Японское исследование 2009 года показало, что более низкая концентрация креатинина сыворотки крови связана с повышенным риском развития сахарного диабета 2 типа у японских мужчин.

Креатинин в моче

Самцы производят примерно от 150 до 200 мкмоль креатинина на килограмм массы тела в сутки, а самки – от 100 до 150 мкмоль/кг/сутки. В норме весь этот суточный объем креатинина выводится с мочой. Концентрация креатинина проверяется при стандартном анализе мочи на наличие наркотических веществ. Соответствующая ожидаемому уровню концентрация креатинина свидетельствует о том, что образец не разбавлен, в то время как низкое содержание креатинина в моче может указывать на подделку образца или изначально низкий уровень креатинина в организме. Образцы, признанные подделанными из-за низкого содержания креатинина, не исследуются, и тест в таких случаях может быть признан недействительным.

Интерпретация

В Соединенных Штатах и в большинстве европейских стран креатинин обычно указывается в мг/дл, в то время как в Канаде, Австралии и некоторых европейских странах обычной единицей измерения является мкмоль/л. Один мг/дл креатинина равен 88,4 мкмоль/л. Типичные референтные значения креатинина сыворотки крови для человека составляют от 0,5 до 1,0 мг/дл (приблизительно от 45 до 90 мкмоль/л) для женщин и от 0,7 до 1,2 мг/дл (от 60 до 110 мкмоль/л) для мужчин. Значение отдельного показателя креатинина следует интерпретировать с учетом мышечной массы пациента. У пациентов с большей мышечной массой наблюдаются более высокие концентрации креатинина. Динамика концентрации креатинина сыворотки крови во времени более важна, чем абсолютное значение концентрации креатинина. Концентрация креатинина сыворотки крови может повышаться при приеме ингибиторов АПФ (ИАПФ) при сердечной недостаточности и хронической болезни почек. Ингибиторы АПФ улучшают выживаемость пациентов с сердечной недостаточностью и замедляют прогрессирование заболевания у пациентов с хронической болезнью почек. При применении ИАПФ следует ожидать увеличения не более чем на 30%. Поэтому прекращать применение ИАПФ не следует, если повышение концентрации креатинина сыворотки крови не превышает 30% или не развивается гиперкалиемия.