Wykład z chemii klinicznej 25 I 2010

Markery niedokrwienia mięśnia sercowego

Iga Hołyńska-Iwan

S. Nuland (1993) :„Żywe serce to prawdziwy cud natury (…) Mędrcy dawnych cywilizacji, porażeni dumną niezależnością niezwykłego mechanizmu żyjącego serca uznali, że w nim właśnie musi się znajdować siedlisko duszy”

Im kraj lepiej rozwinięty itp., tym większe prawdopodobieństwo chorób sercowo-naczyniowych

Gospodarki ugruntowane rynkowo 44,1%, powstające gospodarki rynkowe 55% zgonów z przyczyn sercowych. GUR mniejsza śmiertelność, gdyż leczenie jest lepsze.

Nowotwory i inne choroby: GUR 45,1%, PGR 32,2%

Zawał mięśnia sercowego (MI- myocardial infraction)- martwica kardiomiocytów jako konsekwencja przedłużonego niedokrwienia (Braunwald 2007)

Przejawy zawału serca w różnych badaniach diagnostycznych:

• Patomorfologia- śmierć kardiomiocytów

• Biochemia- markery śmierci kardiomiocytów oznaczane w próbkach krwi

• Elektrokardiografia- cechy niedokrwienia mięśnia sercowego (zmiany odcinków ST-T, objaw utraty aktywnej elektrycznie tkanki serca: załamki Q)

• Badanie obrazowe- zmniejszenie lub utrata perfuzji tkankowej, zaburzenia ruchomości ścian serca

Czułość wykrywania uszkodzeń mięśnia sercowego:

Badanie	Rozległość uszkodzenia
Markery biochemiczne (troponiny)	<1g obszaru martwicy
Badanie scyntygraficzne (zaburzenie perfuzji)	>10g obszaru martwicy
Badanie echokardiograficzne (zaburzenie ruchomości)	>20% grubości ściany serca

Kryteria rozpoznania:

• Świeżego zawału

• Zawału serca będącego w fazie ewolucji

• Niedawno przebytego zawału serca

1. Typowy wzrost i spadek stężenia biochemicznych markerów martwicy mięśnia sercowego wraz z (jedno z poniższych):

• Objawy podmiotowe niedokrwienia mięśnia sercowego

• Rozwój patologicznych załamków Q w EKG

• Zmiany EKG wskazujące na niedokrwienie (obniżenie lub uniesienie odcinków ST)

• Interwencja w tętnice wieńcowe (np. angioplastyka)

anatomopatologiczne cechy świeżego zawału

Redefinicja zawału może oznaczać wzrost liczby rozpoznań zawału od 20 do 80% w zależności od przyjętej górnej granicy wartości referencyjnych. Bardziej realistyczne wydaje się zwiększenie rozpoznań zawału o około 30% gdyż taki jest odsetek pacjentów z niestabilną chorobą wieńcową, którzy mają podwyższone stężenie troponin.

Dodatkowo umożliwi to wdrożenie odpowiedniej profilaktyki wtórnej i może skutkować zmniejszeniem kosztów leczenia w przyszłości.

Cechy idealnego związku oznaczanego w diagnostyce uszkodzenia narządu:

1. występuje w wysokim stężeniu w komórkach danego narządu

2. nie występuje w komórkach innych tkanek (nawet w śladowych ilościach)

3. szybko uwalnia się po uszkodzeniu komórek narządu

4. uwalnia się w ilościach proporcjonalnych do rozległości uszkodzenia

5. utrzymuje się we krwi na tyle długo, aby łatwe było potwierdzenie jego wzrostu i aby nie zakłócał wykrycia ponownego uszkodzenia komórek danego narządu

Czynniki fizykochemiczne warunkujące wystąpienie cech idealnego związku:

1. masa molowa: im mniejsza cząsteczka, tym szybciej pojawi się w krążeniu

2. lokalizacja wewnątrzkomórkowa: związki obecne w cytoplazmie są szybciej uwalniane niż białka strukturalne

3. współczynnik uwalniania z tkanki: możliwość przedostania się do krążenia

4. hydrofilność: im mniejsza rozpuszczalność w osoczu, tym trudniejsze przenikanie substancji z uszkodzonych komórek

5. klirens: określa go czas połowicznego zaniku we krwi

6. różnica stężeń w stanach fizjologii i patologii: im mniejsze jest stężenie związku we krwi osób zdrowych, tym większa szansa na wykrycie mikrozawałów

Markery biochemiczne:

• troponiny I i T (cTnI, cTnT)

• mioglobina

• kinaza kreatynianowa sercowo-specyficzna: aktywność, masa (CK-MB, CK-MB_masa)

• kinaza kreatynianowa: aktywność (CK)

• albumina modyfikowana niedotlenieniem (IMA)

• mózgowy peptyd natriuretyczny (BNP)

Troponiny T oraz I występują w mięśniu sercowym oraz w wolnych i szybkich mięśniach szkieletowych. Kodowane są przez różne geny, zatem oznaczanie troponin sercowych cechuje większa swoistość niż oznaczanie CK-MB.

Kompleks troponin składa się z trzech podjednostek, które regulują zależny od jonów wapnia proces kurczenia się mięśni poprzecznie prążkowanych.

Troponina C wiążąca jony wapnia, troponina I (TnI) która wiąże się z aktyną i hamuje interakcje aktyna- miozyna oraz troponina T (TnT) wiążąca się z tropomiozyną, zapewniając połączenie kompleksu troponin z filamentem cienkim.

Większa część kompleksu troponin jest związana z filamentami, to troponina T i troponina I rozpuszczone są w cytoplazmie (odpowiednio 6i 3%)

Stężenie troponiny I oraz T jest podwyższone u wszystkich pacjentów po zabiegu operacyjnym na otwartym sercu. W przypadku okołooperacyjnego zawału ich stężenie wzrasta 10-20x, przez co najmniej 4-5 dni po operacji. Sugeruje to, ze pomiar troponin umożliwia wykrycie nawet niewielkiego uszkodzenia mięśnia sercowego (czulsze niż CK-MB)

Inne przyczyny wzrostu stężenia troponin:

• przewlekła niewydolność serca

• zatorowość płucna

• schyłkowa niewydolność nerek

• uraz mięśnia sercowego

• działanie substancji kardiotoksycznych

• zapalenie mięśnia sercowego

• ablacja (zabieg kardiologiczny)

Kinaza kreatynianowa sercowo-specyficzna (CK-MB)

Swoiste biochemiczne odzwierciedlenie zawału mięśnia sercowego. W praktyce oznacza się względny wskaźnik CK-MB, który jest stosunkiem aktywności CK do CK-MB wyrażonej procentowo

CK-MB _wskaźnik=CK-MB/CK_całkowite *100%

Zawał wyklucza się przy wartościach niższych od 5(6)% początek wzrostu następuje po 6-8 godzinach od pojawienia się bólu, a spadek po 36 do 72 godzin. Oznaczanie CK-MB jest również pomocne w wykrywaniu ponownego zawału oraz w identyfikacji obszaru objętego martwicą.

Wykład 22 luty 2010

CK-MB_masa- wprowadzona jako próba udoskonalenia pomiarów aktywności CK-MB. Wzrost tego markera następuje o godzinę wcześniej jak CK-MB, a samo badanie wykazuje większą czułość diagnostyczną. Dynamika wzrostu stężenia CK-MB w zawale jest wyższa od dynamiki wzrostu aktywności tego enzymu.

Wzrost aktywności CK całkowitego:

• zawał mięśnia sercowego (CK-MB)

• urazy mięśni (CK-MM) zmiażdżenia, zabiegi chirurgiczne, zapalenia, iniekcje domięśniowe, dystrofie, po znacznym wysiłku fizycznym

• uszkodzenia mózgu (CK-BB) wylew krwi do mózgu, przerwanie bariery krew-mózg, zator mózgowy, guzy i urazy mózgu

Spadek aktywności CK (najczęściej CK-MM)

• Zmniejszenie masy mięśniowej

• Terapia sterydami

• Hipertyreoidyzm

Mioglobina- hemowe białko o niskiej masie cząsteczkowej, uwalniane do krążenia z uszkodzonych komórek miokardium. Jest wykrywalna w ciągu kilku godzin po zawale (nawet 30 min, ale min. 3h -badanie). Szczytowe stężenie w osoczu jest osiągalne już ok. 1-4h po incydencie klinicznym. Z powodu braku swoistości dla serca nie można opierać się na pojedynczym pomiarze stężenia mioglobiny, należy dodatkowo oznaczyć inne, bardziej swoiste dla serca markry, np. troponinę T i/lub troponinę I. ze względu na niską masę cząsteczkową (17,8kBa) mioglobina jest wydalana z moczem. Jej stężenie jest uznawane za pożyteczny wskaźnik reperfuzji tkanek. Tani koszt oznaczenia.

Okienka diagnostyczne podstawowych markerów kardiologicznych dla zawału:

• Mioglobina 2-12h

• CK-MBmasa 3-48h

• Troponina I 4h-4dni

• Troponina T 4h-5dni

Albumina modyfikowana niedotlenieniem (IMA-ischemia modified albumine) białko to pojawia się w krążeniu na skutek niedotlenienia mięśnia sercowego, ponieważ koniec aminokwasowi albuminy ulega modyfikacji biochemicznym, między innymi na skutek wzmożonego działania wolnych rodników. Stężenie IMA wzrasta po kilkunastu minutach od incydenty niedokrwienia u wraca do normy po kilku godzinach od zaprzestania działania tego bodźca. Wzrost następuje w fazie odwracalnego uszkodzenia miokardium.

IMA wykrywa się wykorzystując test ACB (ang. albumin cobalt binding), który jest miarą zmian zachodzących w tym białku wskutek niedotlenienia.

Zasada metody: jest to test kolorymetryczny, wykorzystujący porównanie surowic od osób zdrowych z surowicami osób chorych. Wiązanie jonów kobaltowych następuje z końcem aminokwasowym cząsteczki albuminy, im mniej metalu ulegnie związaniu, tym wyższa będzie absorbancja próby u osób z podwyższonym stężeniem IMA.

Mózgowy peptyd natriuretyczny (BNP brain natriuretic peptide) neurohormon produkowany w komórkach mięśniowych budujących komorę serca (również ANP produkowany przez kardiomiocyty przedsionków) wydzielany w odpowiedzi na rozciąganie komórek.

Znane są także przedsionkowy czynnik natriuretyczny ANP (atrial natriuretic peptide), oraz czynnik natriuretyczny typu C (CNP, c-type natriuretic peptide) produkowany przez komórki śródbłonka naczyń. Podwyższone stężenie BNP pozwala na precyzyjne rozpoznanie skurczowej i rozkurczowej niewydolności serca.

CNP- w zakrzepicy, w podejrzeniu uszkodzenia śródbłonka, niewydolności zastoinowej serca.

Podstawowe efekty działania BNP

• Natriureza

• Diureza (wzrost filtracji kłębuszkowej i zahamowanie reasorpcji zwrotnej sodu)

• Rozszerzenie naczyń krwionośnych (relaksacja mięśniówki gładkiej naczyń)

• Działanie antyproliferacyjne (na kom. Mięśnia sercowego, niekoniecznie na inne)

• Hamowanie układu sympatycznego

• Hamowanie układu RAA (słabo)

• Zabezpiecza przed procesami włóknienia serca i naczyń krwionośnych

W diagnostyce wykorzystywana jest również forma NT-proBNP powstały na skutek rozdzielenia przez proteazy serynowe krwi pro-BNP na dwa fragmenty aktywny BNP i nieaktywny NT-proBNP. Oznaczenie obydwu parametrów następuje metodami immunochemicznymi. Udowodniono, że NT-proBNP jest bardziej trwały i stabilny, ma 5x dłuższy półokres rozpadu (1h) a jego stężenie jest wyższe we krwi. Natomiast oznaczanie NT-proBNP ma taką samą wartość diagnostyczną jak BNP (dużo szybciej zużywane, nietrwałe). (immunochemia- wykorzystywane drogie przeciwciała monoklinalne!!!)

H-FABP (hart-fatty acids binding protein- sercowe białko wiążące kwasy tłuszczowe)

Występuje w cytoplazmie kardiomiocytów, cząsteczka mała (15 kDA) kinetyka uwalniania z komórek i metabolizowanie przez nerki podobnie do mioglobiny. Wyodrębniono 9 izoform z różnych tkanek. Odmiana sercowa występuje także w niewielkim stężeniu w mięśniach szkieletowych, cewkach dystalnych nerek, mózgu, gruczołach piersiowych i łożysku.

W warunkach fizjologicznych jest nieoznaczalne, stężenie zależy od płci (mężczyźni mają wyższe wartości H-FABP) oraz rytmu dobowego. Stężenie wzrasta z wiekiem, co można łączyć z obniżeniem wydolności nerek, i po wysiłku fizycznym. Dostępne są testy immunoenzymatyczne manualne, testy na analizatory automatyczne oraz odczytywane w aparatach POCT. Oznaczenie można wykonywać w surowicy, osoczu i krwi pełnej.

Zastosowanie kliniczne:

Wczesny wskaźnik zawału- czułość>80% w okresie 0,5-3,5h od wystąpienia bólów wieńcowych, przy czułości<65% w okresie 0-6h dla mioglobiny, CK-MB i troponin.

Wczesny wskaźnik uszkodzenia kardiomiocytów po zabiegu kardiochirurgicznym (by-pass) w porównaniu z CK-MB i TnT.

Biochemiczne markery martwicy mięśnia sercowego:

1. troponina I lub T:

• stężenie przekraczające górną granicę decyzyjną w co najmniej 1 próbce w czasie 24 h po incydencie klinicznym (wartość decyzyjna99 percentyl wartości prawidłowych)

Stężenie CK-MB (lub aktywności CK-MB)

• Stężenie przekraczające górną granicę decyzyjną w dwóch kolejnych próbkach krwi w pierwszych godzinach po incydencie klinicznym (wartość decyzyjna99 percentyl wartości prawidłowych)

Lub

• Stężenie przekraczające 2x górną granicę zakresu wartości prawidłowych w jednej próbce krwi w pierwszych godzinach po incydencie klinicznym

3. aktywność CPK

• stężenie przekraczające 2x górną granicę zakresu wartości prawidłowych w jednej próbce krwi w pierwszych godzinach po incydencie klinicznym

Swoistość diagnostyczna markerów biochemicznych we wczesnych godzinach zawału mięśnia sercowego

Swoistość diagnostyczna w %:

• CK-MB 84%

• CK-MBmass 96%

• cTnI 98%

• cTnT 91%

---