1. Laboratorní vyšetření užívaná v diagnostice ischemické choroby srdeční

V devatenáctém století byl infarkt myokardu velmi vzácnou záležitostí. Každý případ byl považován za raritu. Avšak s přibývajícími léty se situace značně měnila. V roce 1912 byla popsána studie o následcích uzávěru tepen vyživujících srdeční svalovinu doktorem Jamesem Harrickem. Kromě náhlé smrti a anginy pectoris byly tehdy poprvé zmíněny i příznaky srdečního infarktu. O několik let později byl poprvé popsán a charakterizován EKG záznam průběhu akutního infarktu myokardu doktorem Heroldem Pardeem. Po druhé světové válce se stal infarkt myokardu jedním z nejčastějších příčin úmrtí u dospělých pacientů. Tehdy začal vzrůstat zájem o informace o této chorobě i o příčinách, které ji způsobují. Proto byly v roce 1960 vydány tzv. Framinghamské studie, obsahující hlavní příčiny vzniku tohoto onemocnění. Ještě v 80. letech 20. století byla první ataka akutního infarktu myokardu (AIM) považována za čekání na druhou ataku AIM, druhá na třetí a třetí ataka AIM končila většinou smrtí. S rozvojem jak laboratorní diagnostiky, tak intenzívní terapie v kardiologii, došlo k výraznému poklesu mortality na AIM.

Obecně je diagnostika akutního koronárního syndromu (AKS) založena na stanovení intracelulárních bílkovin, které jsou uvolňovány z ischemického ložiska v myokardu do krevního oběhu. Problémem bylo vždy nalezení dostatečně citlivého a zároveň specifického parametru pro myokard, který by rychle, specificky a citlivě ukázal na AKS.

Historicky bylo využíváno stanovení různých parametrů, které ovšem nebyly dostatečně kardiospecifické. V padesátých létech minulého století byla popsána změna koncentrace aspartátaminotransferázy (AST) u akutního infarktu myokardu. Následně se začíná používat vyšetření laktát-dehydrogenázy (LD), kreatin-fosfát kinázy (CK), myoglobinu a izoenzymů LD a CK. V osmdesátých létech minulého století bylo “zlatým standardem” pro diagnostiku AIM stanovení aktivity srdečního izoenzymu kreatin-fosfát kinázy (CK-MB), které mělo svá omezení (nedostatečná senzitivita, ztráta aktivity v cirkulaci) a v dnešní praxi již nestačí.

Vzhledem k nedostatečné specifitě těchto stanovení pro diagnostiku poškození srdečního svalu byly hledány nové markery a v devadesátých letech se pozornost obrátila ke strukturním proteinům srdečního svalu, a to k srdečním troponinům, které se staly “zlatým standardem” dneška a jsou již pevně zakotveny ve všech doporučeních kardiologických společností týkající se diagnostiky akutního koronárního syndromu (AKS).

1.1 Diagnostika akutního infarktu myokardu

Dle definice akutního infarktu myokardu (rok 2009) je akutní (vyvíjející se, popř. recentní) infarkt myokardu definován jako typický vzestup a/nebo pokles biochemických markerů nekrózy myokardu (kardiální troponin T či I, alternativně CK-MB) při současné přítomnosti alespoň jednoho z následujících kritérií:

a) klinické příznaky ischémie;

b) vývoj patologických vln Q na EKG;

c) EKG změny svědčící pro ischémii (elevace ST či deprese);

d) souvislost s koronární revaskularizací (PCI, bypass);

e) průkaz nové regionální poruchy kinetiky (echokardiograficky) nebo nové ztráty viabilního myokardu zobrazovací metodou.

 

Z tohoto doporučení jednoznačně vyplývá význam stanovení troponinů jako markerů nekrózy myokardu.

1.2 Srdeční troponiny

Troponiny jsou strukturální proteiny příčně pruhovaných svalů, tzn. nachází jak v kosterním svalstvu, tak i myokardu. Troponin T (TnT) zajišťuje vazbu troponinu C a I na tropomyozin, troponin I (TnI) inhibuje aktinomyozin - ATPázu, závislou na množství kalcia, vázaného na troponin C. Troponiny s tropomyozinem vytvářejí troponin - tropomyozinový komplex, který je součástí regulační a strukturální páteře kontraktilního aparátu příčně pruhovaného svalstva (viz animace) Animace - kontrakce!!!

http://translate.google.cz/translate?hl=cs&langpair=en|cs&u=http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter10/animation__action_potentials_and_muscle_contraction.html

 

Pomocí molekulárně-genetických metod bylo zjištěno, že se primární struktura troponinu T a I v kosterním svalu a myokardu liší a lze ji pomocí imunochemických metod rozlišit. Tím byl splněn požadavek na kardiospecifickou metodu, která by umožnila stanovit pouze kardiální troponinu T (cTnT) a I (cTnI) a tím odlišit postižení myokardu od poškození kosterního svalu.

V tabulce 1 je souhrn některých vlastností kardiálních troponinů T a I.

	Troponin I (cTnI)	Troponin T (cTnT)
Původ	myokard
Molekulová hmotnost (Da)	23 876	37 000
Biologický poločas (min.)	<120	120
Nárůst po proběhlém AIM (hodiny)	3-5	3-4
Maximum koncentrace v krvi (hod.)	12-30	12-75
Přetrvání v krvi (dny)	4-7	4-12
Použitelnost v diagnostice AKS	srovnatelné	srovnatelné
Účinnost při stratifikaci kardiovaskulárního rizika	srovnatelné	srovnatelné
Bifázický průběh při úspěšné a časné reperfůzi	méně zřetelný	zřetelný
Použitelnost pro hodnocení reperfůze	Ano	Ano
Diagnostika reinfarktu	omezeně použitelné vzhledem k dlouhému přetrvávání v krvi	omezeně použitelné vzhledem k dlouhému přetrvávání v krvi
Eliminace ledvinami	ANO
Vzestup u pacientů s chronickým onemocněním ledvin stupně 5 (dle National Kidney Foundation)	významný	méně významný
Násobek horní ref. meze v době maxima	300x	300x
Odhad velikosti ložiska AIM		Ano
Časování odběrů v diagnostice AIM (doporučení ČSKB rok 2008)	při přijetí, 6-9 hodin, pokud negativní pak 12-24 hodin

 

1.2.1 Výhody stanovení srdečních troponinů (cTn) v diagnostice AKS (AIM)

• Velmi vysoká specifita pro myokard - vzestup koncentrací cTn vždy souvisí s poškozením myokardu;

• Vysoká diagnostická senzitivita (schopnost metody odhalit nemoc)

• Mnohonásobný nárůst koncentrací u akutního infarktu myokardu;

• Vysoká citlivost umožňuje odhalit i minimální poškození myokardu;

• Možnost odhadu velikosti ložiska na základě vzestupu koncentrace;

• Pozdní diagnostika IM vlivem dlouhodobějšího přetrvávání zvýšených hodnot;

1.2.2 Nevýhody stanovení srdečních troponinů při diagnostice AKS (AIM)

• Relativně pomalý nárůst po proběhlém AIM - v průměru 3-4 hodiny ( Tato nevýhoda bude v blízké budoucnosti eliminována zavedením nové generace metod stanovení troponinů - ultrasenzitivních).

• Omezené využití při diagnostice reinfarktu vlivem dlouhého přetrvávání v krvi. (Tato nevýhoda by měla odeznít zavedením ultrasenzitivních metod.)

• Rozdílné cut off hodnoty TnI mezi laboratořemi - existuje více výrobců setů pro stanovení TnI, které používají různé protilátky a z toho plynoucí různé cut-off hodnoty. Sety pro stanovení TnT dodává pouze jedna firma a tím je zajištěna jednotná cut off hodnota a porovnatelnost mezi laboratořemi

• v literatuře popsaná existence onemocnění se zvýšenou hladinou troponinu v séru z nekardiálních příčin (selhání ledvin, sarkoidóza, amyloidóza, kriticky nemocní s respiračním selháním nebo diabetem, akutní neurologická onemocnění, popáleniny, toxíny, hypotyreózy..). Zvýšení troponinu u těchto onemocnění bude mít jinou dynamiku, než je typická pro AIM. Navíc klinický stav pacienta a další vyšetřovací metody nepotvrdí diagnózu AIM.

1.2.3 Klinický význam stanovení srdečních troponinů

Srdeční troponiny jsou využívány v klinické diagnostice jako orgánově specifické (kardiospecifické) markery ischemického poškození myokardu u akutních koronárních syndromů (AKS) a také při poškození myokardu jiné etiologie a patogeneze.

 

Přehled příčin, které mohou vést ke zvýšení troponinu v séru:

• Nejčastější příčinou je ischemická nekróza při snížení nebo přerušení perfuze nástěnným nebo okludujícím trombem v některé koronární arterii.

• Zvýšení koncentrace cTn v krvi však může být i projevem ischemického a/nebo neischemického poškození myokardu, které nebylo vyvoláno aterotrombózou, např. mechanické dysrupce kardiomyocytů při poranění myokardu, kumulativní účinek potenciálně kardiotoxických léků, působení bakteriálních toxinů, nebo důsledkem neurohumorální reakce.

• Mezi další příčiny patří záněty srdečního svalu, oběhové selhání různé etiologie (např. po polytraumatech, v sepsi s multiorgánovým selháním, po těžkých popáleninách apod.), kdy vlivem systémové hypotenze může dojít k ischemii myokardu a vzestupu troponinu, dále selhání ledvin, kdy jsou hodnoty cTn (zejména cTnT) mírně zvýšené a nesvědčí to pro infarkt. Za zmínku by stály i otravy (poměrně častá je stále otrava oxidem uhelnatým, kdy vlivem snížené transportní kapacity hemoglobinu pro kyslík, může dojít k hypoxii myokardu a zvýšení troponinu).

• K nepochybnému a někdy i prognosticky závažnému poškození myokardu se vzestupem koncentrace cTn v krvi dochází iatrogenně, při diagnostických a terapeutických postupech spojených s katetrizací koronárního řečiště a při všech kardiochirurgických operačních výkonech.

 

Při odpovídající klinické syptomatologii je vzestup koncentrace cTn považován za důsledek ireversibilní (definitivní) nekrózy myokardu a má být vždy hodnocen ve vztahu ke stanovení diagnózy onemocnění a současně pro stratifikaci rizika dalšího vývoje kardiovaskulárních onemocnění.

Dlouhodobě a trvale zvýšené hladiny koncentrace cTn, především cTnT, jsou časté - bez klinické symptomatologie AKS - u nemocných v konečné fázi renálního selhání a významně korelují s rizikem jejich celkové mortality, koncentrace cTn má být u nich průběžně sledována.

1.2.4 Další testy v diagnostice AIM

Pro diagnostiku AIM se užívají také další pomocné testy, které mohou doplnit informaci získanou stanovením srdečních troponinů. Mezi tyto testy patří stanovení myoglobinu a stanovení hmotnostní koncentrace srdečního izoenzymu kreatin-fosfát kinázy (CK-MB mass).

Parametr	Myoglobin	CK-MB mass
Původ	Příčně pruhovaný sval - kosterní sval i myokard	Izoenzym specifický pro myokard, v kosterním svalu do 5% celkové CK
Molekulová hmotnost (Da)	18 000	85 000
Biologický poločas (min.)	10-20	11-12
Nárůst po proběhlém AIM (hodiny)	1-2	3-10
Maximum koncentrace v krvi (hod.)	4-10	12
Přetrvání v krvi (hod.)	24	48-72
Použitelnost v diagnostice AKS	pro časnou fázi po AIM	tam, kde není možné stanovit cTn
Použitelnost při hodnocení reperfůze	Ano	Ano
Diagnostika reinfarktu	Ano	Ano
Eliminace ledvinami	Ano	Ne
Vzestup u pacientů s chronickým onemocněním ledvin stupně 5 (dle National Kidney Foundation)	významný	méně významný
Násobek horní ref. meze v době maxima	20x
Odhad velikosti ložiska AIM	---	---
Časování odběrů v diagnostice AIM (doporučení ČSKB, rok 2008)	2-6 hodin po začátku onemocnění, po 12 hodinách již nemá smysl	při přijetí, 6-9 hodin, pokud negativní pak 12-24 hodin

 

1.2.5 Klinický význam stanovení myoglobinu a CK-MB mass

Myoglobin je časný, ale orgánově nespecifický marker AIM. K jeho zvýšení dochází vlivem poškození svalu různé etiologie, při kterém dochází k jeho vyplavení do krve. Tento parametr je možno využít ve velmi časné fázi po objevení příznaků AKS (3-6 hodin) a to pro vyloučení diagnózy AKS. Stanovení myoglobinu v séru má vysokou negativní prediktivní hodnotu (což je pravděpodobnost, že osoba s negativním testem je skutečně zdravá - nemá danou nemoc). V praxi to tedy znamená, že pokud bude tento parametr zvýšený, tak nelze vyloučit přítomnost AIM (hospitalizace pacienta). Naopak jeho zvýšení neznamená, že musí být přítomen AIM, ale jeho zvýšení může být způsobeno poškozením svalu jiné etiologie.

Stanovení CK-MB mass v současnosti představuje náhradní alternativu pro diagnostiku AIM v případech, kdy není k dispozici stanovení cTn. Je stále doporučovaným kardiomarkerem využívaným k detekci extenze myokardu /reinfarktu/ v době, kdy v krvi přetrvává vysoká koncentrace cTn. Zvýšení CK a CK-MB se může ale vyskytnout u stavů, které nemají původ v srdci, a to bez přítomnosti AIM. Jsou to například svalové dystrofie, chirurgické zákroky, traumata, nitrosvalové injekce, kolagenózy, hypotyreóza, hypertermie, křeče, enormní tělesná zátěž apod.

1.3 Méně obvyklé kardiální markery

Pro diagnostiku kardiálního poškození jsou hledány další parametry, jejichž význam by měl být především v možnosti sledovat velmi časné poškození srdce. Identifikace nemocného s vulnerabilním plátem či pláty v koronárních tepnách před rupturou a časná identifikace remodelace a dysfunkce LK je velkým cílem současné kardiologie.

Současné znalosti a základní charakteristiky některých nových biomarkerů v akutní kardiologii mají potenciál kandidátů klinického použití pro rizikovou stratifikaci nemocných s AKS, časnou detekci rozvoje dysfunkce levé komory srdeční (LK) a možný monitoring této léčby.

Tyto parametry je tedy možné rozdělit s ohledem na příčinu jejich vzniku na:

1. Markery zánětlivé změny cévní stěny (interleukin 6, interleukin 10, vysoce senzitivní CRP, fosfolipáza A2 asociovaná s lipoproteiny.....)

2. Markery destabilizace, případně ruptury ateromového plátu (Solubilní CD40 ligand, myeloperoxidázy...)

3. Markery ischémie myokardu (ischemií modifikovaný albumin, volné mastné kyseliny..)

4. Markery nekrózy kardiomyocytů (Vazebný protein pro mastné kyseliny, glykogenfosforyláza)

2. Laboratorní vyšetření užívaná při srdečním selhání

Laboratorní vyšetření je využíváno také při diagnostice srdečního selhání. Tak jak nás troponiny informují o poškození kardiomyocytu (poruše struktury), tak nás natriuretické peptidy informují o přetížení svalových buněk myokardu (poruše funkce). Natriuretické peptidy se tedy staly, kromě standardních anamnestických údajů, fyzikálního vyšetření, rtg srdce a plic a především echokardiografického vyšetření, nedílnou součástí diagnostiky srdečního selhání.

2.1 Natriuretické peptidy

Natriuretické peptidy jsou hormony bílkovinné povahy vylučované převážně myokardem, dále také endotelem, či ledvinami. V organismu působí protektivně, podílí se na ochraně kardiovaskulárního systému před tlakovým a objemovým přetížením (jak tlakové, tak objemové přetížení myokardu vedou ke zvýšené hladině BNP).

Hlavním cílovým orgánem natriuretických peptidů je distální tubulus ledvin, kde inhibují zpětný transport sodíku (vyvolávají natriurézu, zvýšenou diurézu a inhibici systému renin angiotenzin aldosteron). Historie natriuretických peptidů sahá do roku 1981, kdy bylo popsáno, že extrakt ze srdečních síní způsobuje natriurézu a vazodilataci. V roce 1984 byla popsána chemická struktura atriálního natriuretického peptidu (ANP), v roce 1988 byl z mozku prasete izolován brain natriuretic peptid (BNP) a v roce 1990 central nervous system natriuretic peptid (C-natriuretic peptid, CNP).

ANP je skladován ve formě sekrečních granulí v cytosolu síňových kardiomyocytů a jeho uvolnění je okamžité, řádově v desítkách sekund až v minutách.

BNP není skladován analogickým způsobem a vzestup jeho koncentrace v krvi je dán rychlou aktivací jeho syntézy v kardiomyocytech komor. Vzestup koncentrace BNP v krvi je však velmi rychlý - řádově v minutách až desítkách minut. V krvi se objevuje také N-terminální propeptid BNP (NT-proBNP), který je odštěpen při metabolické aktivaci preprohormonu proBNP za současného uvolnění BNP.

Rutinně se stanovuje jak aktivní hormon BNP, tak i NT-proBNP. Výhody stanovení BNP či NT-proBNP nejsou zatím jednoznačně uzavřeny. Podle dosud zveřejněných mezinárodních doporučení poskytuje stanovení BNP i NTproBNP rovnocenné klinické informace, a to jak u nemocných s dominující klinickou symptomatologií dušnosti při diferenciaci její kardiální nebo extrakardiální etiologie, tak i u nemocných s podezřením na AKS při stratifikaci rizika jejich dalších kardiovaskulárních komplikací. Výhodou NT-proBNP vůči BNP může být delší stabilita v krvi ve srovnání s BNP.

2.1.1 Klinický význam stanovení natriuretických peptidů

V klinické praxi se natriuretických peptidů, především stanovení BNP a NT-proBNP, využívá jako indikátorů selhávání srdce jako pumpy (bez ohledu na jeho etiologii) a jako projev aktivace jednoho ze základních neurohumorálních systémů regulace srdeční výkonnosti. Hlavními oblastmi využití natriuretických peptidů jsou:

• diferenciální diagnostika akutní dušnosti, u které není jasný podíl srdečního selhání

• stratifikace rizika kardiovaskulárních komplikací u nemocných s podezřením na AKS

2.1.2 Diferenciální diagnostika akutní dušnosti, u které není jasný podíl srdečního selhání

U nemocných s klinicky dominující dušností se provádí odběr ihned při přijetí . Výsledek

vyšetření přispívá především k diferenciální diagnostice kardiální a extrakardiální etiologie dušnosti (viz. schéma níže).

Ze schématu je patrné, že při nízké koncentraci natriuretických peptidů je dušnost nekardiálního původu a je nutné vyloučit plicní či jiné onemocnění. Při středně zvýšených koncentracích je srdeční selhání pravděpodobné, ale je nutné vyloučit septický šok, plicní hypertenzi, ARDS, akutní embolizaci nebo renální selhání. Při vysokých koncentracích natriuretických peptidů je srdeční selhání velmi pravděpodobné, ale je nutné vyloučit např. septický šok, kdy jsou rovněž zaznamenány vysoké hladiny BNP.

2.1.3 Stratifikace rizika dalších kardiovaskulárních komplikací u nemocných s podezřením na AKS

U pacientů s klinickými známkami srdečního selhání (především u nemocných s podezřením nebo diagnózou AKS) je doporučena doba odběru 2. až 3. den po přijetí a kontrolní vyšetření s odstupem 1 až 2 týdnů; výsledky vyšetření přispívají k stratifikaci rizika vývoje srdeční dysfunkce a/nebo selhání.

Literatura

1. Racek, J. (2006). Klinická biochemie ( 2nd. ed.): Praha.,Galén

2. Diagnostika a léčba akutního infarktu myokardu s elevacemi ST. Cor Vasa 2009;51(10)

3. Tichý, M., Friedecký., B., Palička, V. ,Horáček, J., Jebavý, L., Pudil, R. Současné názory na stanovení a klinické využití kardiomarkerů. Klin. Biochem. Metab., 13(34), 2005, No.2,p. 98- 102.

4. Engliš M., Šochman J. Srdeční torponiny v klinické praxi, Praha, TAC-TAC agency s.r.o., 2009

5. Zima, T. (2002). Laboratorní diagnostika (První vydání): Praha., Galén

6. Kettner,J. Nové biomarkery v akutní kardiologii. Interv Akut. Kardiol. 2008., 7(5): 193-199

7. Friedecký, B., Engliš, M., Franeková , J., Jabor, A., Kratochvíla, J., Schneiderka, P., Tichý, M., Zima, T. Doporučení České společnosti klinické biochemie ke stanovení biochemických markerů poškození myokardu schváleno 29.11.2007

8. Kelley WE, Januzzi JL, Christenson RH. Increases of cardiac troponin in conditions other than acute coronary syndrome and heart failure. Clin Chem. 2009 Dec;55(12):2098-112.

9. National Academy of Clinical Biochemistry Laboratory Medicine Practice Guidelines: Clinical Characteristics and Utilization of Biochemical Markers in Acute Coronary Syndromes, Circulation, April 3, 2007 vol. 115 no. 13 e356-e375

10. Žák, A., Petrášek, J. et al. Základy vnitřního lékařství, první vydání (2011): Praha, Galén

11. Doporučení pro diagnostiku a léčbu akutního srdečního selhání. Jindřich Špinar, Petr Janský, Jiří Kettner, Ivan Málek. Cor Vasa 2006;48(1):Kardio. K31

12. Jabor A. Natriuretické peptidy. Roche s.r.o., Praha 2010, ISBN 978-80-254-7929-2.

13. 2009 Focused Updates: ACC/AHA Guidelines for the Management of Patients With ST-Elevation Myocardial Infarction (Updating the 2004 Guideline and 2007 Focused Update) and ACC/AHA/SCAI Guidelines on Percutaneous Coronary Intervention (Updating the 2005 Guideline and 2007 Focused Update) J Am Coll Cardiol, 2009; 54:2205-2241, doi:10.1016/j.jacc.2009.10.015