Ischemická choroba srdeční MUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MU E-mail: mkralik@med.muni.cz „akutní nebo chronická porucha funkce myokardu na podkladě nedostatečného krevního zásobení“ BIOCHEMIE MYOKARDU • Myokard je po celý život v trvalé aktivitě. Má vysoký obsah myoglobinu a vysoký přívod kyslíku, mitochondrie v kardiomyocytech zaujímají 40% sarkoplazmy. • V klidu získává myokard energii především z mastných kyselin, při zátěži více metabolizuje glukózu, která pochází z poměrně malých zásob srdečního glykogenu. Dalšími zdroji energie jsou laktát, pyruvát a ketolátky. Rizikové faktory ICHS a aterosklerózy • klasické • věk (≥ 45 ♂, ≥ 55 ♀) • pohlaví (♂) • hypertenze (STK > 120) • DM • pozitivní RA (< 55 ♂, < 45 ♀) • chol (LDL > 2,6 mmol/l, HDL < 1,4 mmol/l) • TAG (≥ 1,14 mmol/l] • kouření, fyz. inaktivita • hypertrofie LK • nové • homocystein • CRP aj. markery zánětu • fibrinogen • markery nestability plátu Homocystein ^• HS-CH[2]-CH[2]-CH-COO^- NH[3]^+ • významný nezávislý rizikový faktor rozvoje aterosklerózy ^• vzniká při metabolismu esenciální aminokyseliny methioninu H[3]C-S-CH[2]-CH[2]-CH-COO^- NH[3]^+ [ ] Mechanismus působení: • přímé působení na cévní stěnu → endoteliální dysfunkce • podpora vzniku volných radikálů → ↑ oxidačního stresu • ↓ vazoprotektivního účinku NO • protrombotická a antifibrinolytická aktivita (↑ syntézy TxA[2] a aktivace f. XII, usnadnění vazby Lp(a) na fibrin) • vysoký podíl Hcy v malých denzních LDL • ? zvýšená aktivita HMG-CoA-reduktázy při HHcy? • ovlivnění procesu skládání sacharidů v endoplazmatickém retikulu • neurotoxicita (↑ excitace NMDA-receptorů) • referenční rozmezí = 5 -15 mmol/l, • ale již koncentrace 10 (12)-15 mmol/l spojeny se ↑ rizikem kardiovaskulárních onemocnění • HYPERHOMOCYSTEINEMIE • mírná 15 - 30 mmol/l • střední 30 - 100 mmol/l • těžká > 100 mmol/l • Příčiny: • karence vitamínů (kyselina listová, B[12], B[6]) • genetické (→ deficit enzymů MTHFR, CBS) • renální selhání • antagonisté folátu aj. léky (MTX, fluoxetin, antiepileptika, fibráty, metformin ad.) • mužské pohlaví HYPERHOMOCYSTEINEMIE • přítomna u řady onemocnění: • vaskulární onemocnění • selhání ledvin • vrozené vývojové vady • neuropsychické choroby • maligní onemocnění • onemocnění štítné žlázy • léčba: • kyselina listová [• ] vitamín B[12 • ] vitamín B[6 ]• strava chudá na methionin při homocystinurii CRP • reaktant akutní fáze • syntetizován hlavně v játrech • funkce – rozeznat patogeny a poškozené buňky a zprostředkovat jejich eliminaci komplementem a fagocyty • mechanismus působení u AS zahrnuje: aktivaci komplementu a fagocytů, ↑ vychytávání LDL-částic makrocyty, indukci exprese adhezivních molekul, ↑ příliv monocytů • fyziologicky CRP /S ≤ 6,5 mg/l • hs-CRP < 3 mg/l (standardizovaná high-sensitive metoda) Další markery zánětu u ICHS a AS • počet leukocytů • CD 40 (solubilní, protrombotická aktivita) • myeloperoxidáza (prozánětlivá aktivita) • monocytární chemoatraktivní protein Fibrinogen • reaktant akutní fáze • syntetizován v játrech • funkce – tvorba fibrinové sítě • nezávislý předpovědní faktor kardiovaskulární mortality • fyziologicky FBG /P = 2 - 4 g/l • z hlediska kardiovask. rizika je hraniční 3,35 g/l Markery nestability AS plátu • PAPP-A (pregnancy-associated plasma protein A) • aktivace fosfolipázy D → ↑ cholinu /S Klinické formy ICHS • akutní: • nestabilní angina pectoris • AIM Q-infarkt • non-Q-infarkt • náhlá srdeční smrt • chronické: • angina pectoris • variantní angina pectoris • němá ischemie myokardu • „syndrom X“ • ICHS manifestovaná arytmiemi • ICHS manifestovaná srdeční insuficiencí AKUTNÍ INFARKT MYOKARDU • akutní forma ICHS, kdy v důsledku poruchy koronární perfuze dochází k ischemii a následné nekróze části myokardu • Definice WHO: přítomnost minimálně 2 ze 3 typických příznaků: • - více než 20 minut trvající bolest na hrudi • - typické změny EKG • - pozitivní srdeční markery AKUTNÍ INFARKT MYOKARDU • od 9/2000 nová definice dle ESC / ACC (European Society of Cardiology / American College of Cardiology): • vzestup a pokles biochemických markerů myokardiální nekrózy + další kritérium (klinika, EKG) AKUTNÍ INFARKT MYOKARDU • Význam laboratorní diagnostiky vynikne hlavně při nepřítomnosti jednoho z ostatních dvou příznaků: - chybí bolest (u 20-30% pacientů; němá ischemie myokardu) - negativní EKG (30%; dg nestabilní AP, pacient s kardiostimulátorem, změny překryty arytmií ad.) • Dif. dg.: jiná forma ICHS • jiné srdeční onemocnění • plicní onemocnění • vertebrogenní sy • NPB ad. Laboratorní diagnostika AIM • Při ischemii se do krevního oběhu dostávají intracelulární proteiny z poškozených kardiomyocytů, z nichž některé jsou a jiné nejsou kardiospecifické. • Na nekrózu organismus reaguje zánětem (nespecifický nález leukocytózy,↑ FW, ↑CRP), nacházíme ↑ glc (reakce na stres) a v prvních dnech ↓ chol. • V séru a moči sledujeme hladiny Na, K, Ca, Mg, glc, chol, TAG, FBG, koagulační faktory a ABR. Laboratorní diagnostika AIM • klasické markery • enzymy • AST • CK • CK-MB • LD • HBD • nové markery • CK-MB mass • myoglobin • troponiny AST • stanovení aktivity AST - 1. použitý biochemický marker pro dg AIM (60. léta 20. stol.) • aspartát + 2-oxoglutarát ↔ oxalacetát + glutamát • nespecifický pro myokard, ↑ i při poškození kosterního svalstva, hemolýze, jaterních chorobách, plicním infarktu aj. • důležitý pro dg AIM je poměr AST/ALT >1 (aktivita ALT v myokardu je nízká); vzestup ALT signalizuje srdeční selhání s městnáním na játrech AST • počátek vzestupu 4-8 hod po začátku ischemie, maximum za 1-2 dny, návrat k normě za 3-6 dní • Stanovení aktivity se provádí spíše z tradice a v rámci celkového vyšetření a dif. dg. CK • kreatin + ATP ↔ kreatinfosfát + ADP • pro myokard nespecifická, vysoká aktivita především v kosterním svalstvu. ↑ při fyzické námaze, poranění svalu včetně i.m. injekcí apod. • počátek vzestupu 3-6 hod po začátku ischemie, maximum za 16-36 hod, návrat k normě za 3-6 dní CK • 3 typy izoenzymů tvořených 2 podjednotkami: B (brain) ■ a M (muscle) ● • každý izoenzym je kombinací 2 podjednotek: • CK-BB ■ ■ typický pro mozek • CK-MB ● ■ pro myokard • CK-MM ● ● pro sval a myokard • poměrné zastoupení izoenzymů v myokardu: 42% MB, 58% MM CK-MB • vyšetření CK-MB - zlatý standard diagnostiky AIM • počátek vzestupu za 3-6 hod po začátku ischemie, maximum za 15-30 hod, návrat k normě za 3 dny • Kosterní svalovina obsahuje cca 3% CK-MB → příčina zvýšené aktivity může spočívat v rozsáhlejším poškození svalů. Pro zvýšení specifičnosti proto můžeme použít podíl CK-MB / celk. CK. Hodnota > 6% zvyšuje pravděpodobnost AIM. CK-MB mass • imunochemické stanovení koncentrace v mg/l, ne aktivity • reakce se specifickou protilátkou → prokáží se i částečně degradované molekuly, které již ztratily enzymatickou aktivitu • → vyšší citlivost a záchytnost než stanovení aktivity LD ^• laktát + NAD^+ ↔ pyruvát + NADH + H^+ • pro myokard nespecifická, přítomná ve všech tkáních • počátek vzestupu 12 hod po začátku ischemie, maximum za 2-3 dny, návrat k normě cca za 2 týdny • diagnostika AIM v pozdním období, dnes nahrazena stanovením Tn LD • 5 typů izoenzymů LD[1-5] tvořených 4 podjednotkami, 2 druhy podjednotek - H (heart) ● a M (muscle) ● • izoenzym hlavní původ • LD[1] ● ● ● ● myokard, erytrocyty, ledvina LD[2] ● ● ● ● myokard, erytrocyty, ledvina • LD[3] ● ● ● ● svaly, méně lymfatická tkáň, leukocyty • LD[4] ● ● ● ● játra, svaly • LD[5] ● ● ● ● játra, svaly LD - HBD • pro myokard typické izoenzymy LD[1] a LD[2], označované jako HBD (2-hydroxybutyrátdehydrogenáza, ↑ afinita k substrátu 2-OHbutyrátu než k laktátu: LD - HBD • počátek vzestupu podobně jako celková LD za 6-12 hod, maximum za 30-72 hod, návrat k normě za 10-15 dní Myoglobin • cytoplazmatická bílkovina, zdroj O[2] v anaerobní fázi kontrakce, vyskytuje se v buňkách srdeční a kosterní svaloviny • stanovení pro myokard nespecifické • ↑ možné detekovat již 0,5 - 2 hod po atace • díky nízké molekulové hmotnosti (17 100) snadno prochází glomerulem a z krve mizí nejrychleji ze všech markerů AIM Myoglobin • ↑ v séru po 0,5 - 2 hod, maximum mezi 6 - 12 hod, návrat k normě za 14 - 18 hod • Falešně negativní výsledky může dát vyšetření mimo diagnostický interval (2-12 hod) nebo u malých non-Q infarktů. • Stanovení je vhodné pro diagnostiku reinfarktu. Troponin • společně s aktinem a tropomyosinem součástí aktinového filamenta svalu, je to komplex tří polypeptidových řetězců : TnT • myokardiální TnT odlišný od TnT kosterní svaloviny (ex. molekulární izoformy lišící se sekvencí AK) → specifické imunochemické stanovení myokardiálního cTnT • ! : stavy, kdy dospělý myocyt nabývá charakteru embryonálního, který má schopnost tvořit kardiospecifický cTnT (dermatomyositida/polymyositida, regenerace svalových vláken po úrazech) dialyzovaní pacienti (u 30% ↑ cTnT) TnT • 2 – 6% TnT volně v cytoplazmě, odkud je při poškození rychle vyplaven do cirkulace → využíváme pro časnou diagnostiku AIM (max. během 3-10 hod) • 95% TnT vázáno na cytoskelet, vyplavuje se později (během 3-4 dnů) → pozdní dg. • návrat k 0 během 1-3 týdnů (Tn je u zdravých jedinců nedetekovatelný) • TnT má ze všech kardiomarkerů nejširší diagnostický interval. TnI • pro myokard specifičtější než TnT • cTnI (31 AK) není tvořen fetálními buňkami kosterní svaloviny a u dialyzovaných pacientů je ↑ cTnI méně častý než u cTnT • počátek vzestupu za 3,5-10 hod, maximum během 9-16 hod, návrat k 0 do 2 týdnů TnT x TnI • TnT - vyšší citlivost • TnI - vyšší specifita • TnT – vyšetřovací metoda mezinárodně patentována 1 firmou • u TnI chybí standardizace metody měření → obtížnost srovnání výsledků • u TnT klinický problém při interpretaci zvýšení u pacientů s renálním selháním Fyziologické hodnoty biochemických markerů AIM • AST ♂ ≤ 0,7 mkat/l ♀ ≤ 0,6 mkat/l • CK ♂ 0,41-3,16 mkat/l ♀ 0,41-2,83 mkat/l • CK-MB ≤ 0,4 mkat/l, resp. 6% celk. CK • CK-MB mass < 5 µg/l • LD ♂ 3,3-7,5 mkat/l ♀ 3,3-6,3 mkat/l • HBD ≤ 3,0 mkat/l • Mb ♂ 16-70 mg/l ♀ 8-60 mg/l • (v závislosti na velikosti svalové hmoty) • TnT ≤ 0,1 mg/l • TnI ≤ 0,1 mg/l Doporučený postup biochemického vyšetření při podezření na AIM • při přijetí - STATIM - základní parametry pro dif. dg.: Na, K, Cl, urea, kreatinin, Ca, kyselina močová, cholesterol, TAG, celkový bilirubin, ALT, AST, ALP, GMT, LD, CRP • kardiomarkery • CK, CK-MB - vždy • Mb - při potížích trvajících 2-12 hod, normální renální funkci • TnT - do 8 hod od počátku klinických příznaků k vyloučení AIM; po 12 hod k dg mikroinfarktů • 2. odběr za 6 ± 2 hod: • CK, CK-MB, TnT, Mb • 3. odběr za 12 ± 2 hod: • CK, CK-MB pokud není jasná diagnóza nebo rozsah postižení • 4. odběr za 24 ± 2 hod • výjimečně Interpretace výsledků • Mb • < 30 µg/l: normální u zdravých, v období mezi 6-10 hod vylučuje AIM • 30 - 70 µg/l: pokud ↑ koncentrace do 1 hod na < 40 µg/l → AIM může být vyloučen • > 70 µg/l: AIM (při vyloučení poškození kosterního svalstva) Interpretace výsledků • Tn T • < 0,03 µg/l: AIM lze vyloučit, opakujeme za 10-12 hod • 0,03 - 0,1 µg/l: doporučuje se opakovat vyšetření za 1 hod • 0,1 - 2 µg/l: poškození myokardu • > 2 µg/l: masivní poškození myokardu Interpretace výsledků • Tn I • < 0,1 µg/l: lze vyloučit AIM • 0,6 - 1,5 µg/l: AIM DALŠÍ MARKERY AIM • GPBB (kardiospecifický BB izoenzym glykogenfosforylázy) • glykogenfosforyláza - enzym glykogenolýzy • izoenzymy tvořené 2 podjednotkami, 3 typy podjednotek – B, M, L: • izoenzym BB typický pro mozek a myokard MM pro kosterní svalovinu LL pro játra • ischemie vede ke glykogenolýze, při ní se uvolní GP a poškozenou membránou proniká do cirkulace • GPBB - velmi citlivý a časný indikátor poškození myokardu Srdeční selhání • dochází k neschopnosti srdce přečerpávat krev v míře vyžadované organismem za předpokladu dostatečného žilního návratu • chronické srdeční selhání provází hypertrofie myokardu, při ní se hlavním zdrojem energie namísto mastných kyselin stává glukóza • MARKERY: • CK a CK-MB – v normě • AST, ALT a LD[5] ↑ v důsledku městnání na játrech • nové markery: natriuretické peptidy, cGMP NOVÉ MARKERY srdečního selhání • Natriuretické peptidy • hormony syntetizované a skladované v atriálních kardiomyocytech • mají vazorelaxační a natriuretický účinek • ANP, BNP - produkovány kardiomyocyty • (CNP - produkován buňkami endotelu cév a renálního epitelu • DNP, urodilatin) • stimulem pro ↑ sekreci je distenze nebo hypertrofie síní (hl. pravé), přetížení komor a ischemie myokardu (hl. pravé komory), expanze volumu (městnavé srdeční selhání, renální selhání, primární hyperaldosteronismus), ↑ hladina glukokortikoidů, hypoxie, onemocnění štítné žlázy • ANP (atrial NP) • vyšetření je vhodným markerem funkce pravé komory • BNP (brain NP) • syntéza jako pre-pro-hormon → proBNP (AK 1-108) - štěpení → BNP (AK 77-108) a inaktivní NT-proBNP (AK 1-76) • účinky: natriuréza, vazodilatace, diuréza, inhibice syntézy reninu a aldosteronu • indikace: srdeční selhávání • metodika: sendvičová imunoanalýza v plazmě (EDTA) (Zdroj: FONS 1/2004) Mg^2+ /S a ICHS • ve formě koenzymu podíl na metabolismu lipidů, steroidů, sacharidů a aminokyselin, účast na odbourávání nukleových kyselin, katalýza reakcí s účastí ATP, tedy reakcí přenosu energie potřebné pro svalovou kontrakci • fyziologický antagonista Ca^2+ • v myokardu brání zvýšenému influxu Ca^2+ do buňky a podporují vypuzování Ca^2+ z buňky • mechanismus vlivu hypomagnezémie na ischemii myokardu: ↓ Mg^2+ → ↑influx Ca^2+ → vazokonstrikce → zhoršení prokrvení myokardu → zesílení ischemie Mg^2+ /S a ICHS • fyziologické rozmezí - dospělí: 0,66 - 0,94 mmol/l • studie: • kontrolní skupina 0,75 ± 0,04 mmol/l • ICHS nebo KMP - s diuretiky (↑ odpad Mg^2+ močí) 0,64 ± 0,08 mmol/l - bez diuretik 0,68 ± 0,09 mmol/l • → pacientům s kardiovaskulárním onemocněním kontrolovat Mg^2+ /S; je namístě podávání preparátů Mg • hypomagnezemie může být způsobena i podáváním digitalisových preparátů