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 m., >= 55 f.) * pohlaví (m.) * hypertenze (STK > 120) * DM * pozitivní RA (< 55 m., < 45 f.) * 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 * -v 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 -v 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) fS a M (muscle) 0M * každý izoenzym je kombinací 2 podjednotek: * CK-BB fS fS typický pro mozek * CK-MB 0M fS pro myokard * CK-MM 0M 0M 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) 0M a M (muscle) 0M * izoenzym hlavní původ * LD[1] 0M 0M 0M 0M myokard, erytrocyty, ledvina LD[2] 0M 0M 0M 0M myokard, erytrocyty, ledvina * LD[3] 0M 0M 0M 0M svaly, méně lymfatická tkáň, leukocyty * LD[4] 0M 0M 0M 0M játra, svaly * LD[5] 0M 0M 0M 0M 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 m. =< 0,7 mkat/l f. =< 0,6 mkat/l * CK m. 0,41-3,16 mkat/l f. 0,41-2,83 mkat/l * CK-MB =< 0,4 mkat/l, resp. 6% celk. CK * CK-MB mass < 5 ug/l * LD m. 3,3-7,5 mkat/l f. 3,3-6,3 mkat/l * HBD =< 3,0 mkat/l * Mb m. 16-70 mg/l f. 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 ug/l: normální u zdravých, v období mezi 6-10 hod vylučuje AIM * 30 - 70 ug/l: pokud -^ koncentrace do 1 hod na < 40 ug/l -> AIM může být vyloučen * > 70 ug/l: AIM (při vyloučení poškození kosterního svalstva) Interpretace výsledků * Tn T * < 0,03 ug/l: AIM lze vyloučit, opakujeme za 10-12 hod * 0,03 - 0,1 ug/l: doporučuje se opakovat vyšetření za 1 hod * 0,1 - 2 ug/l: poškození myokardu * > 2 ug/l: masivní poškození myokardu Interpretace výsledků * Tn I * < 0,1 ug/l: lze vyloučit AIM * 0,6 - 1,5 ug/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: -v 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