Wskaźniki biochemiczne uszkodzenia komórek mięśnia sercowego

Chemia kliniczna
Dla studentów IV roku Analityki Medycznej

2011/2012

Agnieszka Sapa
Katedra Analityki Medycznej
Zakład Chemii Klinicznej

Strona 1 z 5

Wskaźniki biochemiczne uszkodzenia

komórek mięśnia sercowego

Chemia kliniczna

dla studentów IV roku Analityki Medycznej

Agnieszka Sapa

Katedra Analityki Medycznej

Zakład Chemii Klinicznej

Choroba niedokrwienna serca

Ch.N.S.

Podział w zależności od stopnia i obszaru
niedokrwienia mięśnia sercowego
• Stabilna dławica piersiowa
• Ostry zespół wieńcowy (OZW):

– Niestabilna dławica piersiowa
– Zawał serca podwsierdziowy
– Zawał serca pełnościenny

• Śmierć sercowa

Diagnostyka OZW

(Acute coronary syndrome ACS)

• Objawy kliniczne
• Badanie elektrokardiograficzne (EKG)
• Badania biochemiczne

• Cele:

– Rozpoznanie OZW
– Ocena stopnia uszkodzenia mięśnia sercowego

• Różnicowanie klinicznych postaci
• Ocenę ryzyka niekorzystnego przebiegu
• Krótko- i długoterminowe rokowanie

EKG – ograniczenia różnicowania

postaci OZW

• OZW bez uniesienia odcinka ST
• OZW z uniesieniem odcinka ST
• Załamek Q – wraz z uniesieniem ST lub bez

• Uniesienie ST odpowiada głębokiemu

uszkodzeniu miokardium – zawsze rozpoznaje

się zawał serca (STEMI)

• Bez uniesienia – zawał (NSTEMI) lub dławica

niestabilna

Nowa definicja zawału mięśnia sercowego

(

Myocardial infarction MI) 2007 r.

• Określenie "zawał mięśnia sercowego"

powinno być używane w sytuacji, gdy
objawom klinicznym niedokrwienia
towarzyszą dowody na nekrozę mięśnia
sercowego

Spełnienie jednego z warunków:

1. wykrycie typowego wzrostu i/lub spadku

stężenia biomarkerów uszkodzenia mięśnia
sercowego, optymalnie - troponiny, z dowodami
na niedokrwienie mięśnia sercowego z co
najmniej jedną z następujących zmian:

– objawy kliniczne niedokrwienia,
– zmiany w EKG wskazujące na nowe niedokrwienie
– dowody na nową utratę żywych komórek mięśnia

sercowego lub nowe zaburzenia ruchomości ściany
serca widoczne w badaniach obrazowych;

Chemia kliniczna
Dla studentów IV roku Analityki Medycznej

2011/2012

Agnieszka Sapa
Katedra Analityki Medycznej
Zakład Chemii Klinicznej

Strona 2 z 5

2. nagły, nieoczekiwany zgon z przyczyn sercowych,

z zatrzymaniem krążenia, zgon następuje zanim

można było pobrać krew do badania

biomarkerów uszkodzenia mięśnia sercowego

lub był zbyt wczesny, by stężenie tych

biomarkerów zmieniło się w sposób specyficzny;

3. u pacjentów po przezskórnej angioplastyce

wieńcowej (PCI) lub po pomostowaniu aortalno-

wieńcowym (CABG)z normalnym wyjściowym

stężeniem troponiny, wzrost biomarkerów

uszkodzenia mięśnia sercowego powyżej górnej

granicy normy - jako wskaźnik nekrozy mięśnia;

4. histopatologiczne cechy ostrego zawału mięśnia

sercowego.

Markery sercowe

• Bez ich oznaczania nie wolno postawić

ostatecznego rozpoznania (ale należy wdrożyć
leczenie jeśli jest uniesienie ST i są typowe
objawy)

• Wytyczne European Society of Cardiology i

American College of Cardiology z 2000 roku:

– Wzrost stężenia troponin sercowych (1x) lub stężenia

CK-MB (2x) powyżej 99 percentyla rozkładu w
populacji referencyjnej lub aktywność CK-MB 2-
krotnie powyżej URL (i 2x pomiar)



zawał serca

Troponiny sercowe: cTnI, cTnT

• Ich uwolnienie z cytozolu wyprzedza śmierć

kardiomiocytów



faza odwracalnych zmian

spowodowanych niedokrwieniem

• Poziom troponin odzwierciedla nasilenie

wielkości zmian w mięśniu sercowym

– Ma to znaczenie prognostyczne u pacjentów z

zawałem

– Umożliwia ocenę ryzyka wystąpienia OZW u

pacjentów z Ch.N.S.

• Troponiny nadają się do wykrywania zawału

śródoperacyjnego

cTnT

• Jest wykrywana we krwi 3-4 h od początku

bólu

• Oznaczenie zastrzeżone patentem (Roche

Diagnostics)

– Testy do oznaczania pochodzą od jednego

producenta – kolejne generacje testu dają wyniki
porównywalne między laboratoriami, są
harmonizowane na etapie opracowania testu

• wartości referencyjne powinny być wyznaczone przez

każde laboratorium

cTnT

• Wprowadzono do użycia bardzo dobry test

POCT – Cardiac Reader Troponin T

• Oznaczenie ilościowe we krwi pełnej

heparynizowanej

• Dodatkowo są dostępne testy do D-Dimerów i

mioglobiny

cTnI

• Pojawia się po 4-6 h od wystąpienia bólu
• Próby standaryzacji oznaczeń

– Obecnie dostępnych jest ok. 20 testów
– Wyniki mogą się różnić nawet 10-krotnie
– Brak ogólnie obowiązujących zakresów

referencyjnych

– Każde laboratorium jest obowiązane wyznaczyć

własne zakresy referencyjne

Chemia kliniczna
Dla studentów IV roku Analityki Medycznej

2011/2012

Agnieszka Sapa
Katedra Analityki Medycznej
Zakład Chemii Klinicznej

Strona 3 z 5

Problemy harmonizacji oznaczeń cTnI

• Metody immunochemiczne – stosowane są różne

kompozycje przeciwciał:

– Większość z nich wykrywa epitopy w centralnym fragmencie

cząsteczki cTnI (pomiędzy 30 a 110 aminokwasem) – teoretycznie
powinny tak samo reagować z wszystkimi postaciami

• Obecność we krwi różnych postaci cTnI:

– Wolnej, kompleksów o charakterze dimerów (cTnI-TnC), trimerów

(cTnI-TnCcTnT), różny stopień utlenienia, fosforylacji, degradacji itp.
zmieniający się w czasie po martwicy

– Reagują one w różny sposób z przeciwciałami testowymi
– Problem ustalenia materiału referencyjnego

• Stosowane są także różne procedury metodyczne i systemy

detekcji

– Wpływ na cechy analityczne metody:

• Czułość (i/lub limit detekcji)
• Swoistość
• Precyzję (niewiele dostępnych metod spełnia aktualne wymogi dot. precyzji)

Propozycje IFCC

• Propozycja referencyjnej metody oznaczania

– Aktualnie oceniana jest procedura oparta na

technice ELISA (MoAb o bardzo dokładnie
ustalonej swoistości epitopowej)

• Propozycje standaryzacji kalibracji

– Oczyszczony preparat troponin jako wzorzec

pierwotny – SRM 2921

• Problem zdefiniowania analitu (oczyszczony kompleks

cTn)

• Wartość ustalona poprzez pomiar masy i obliczenia

– Izolowane preparaty z pulowanej ludzkiej surowicy

• Komutabilne materiały referencyjne RM (wzorce II

rzędu)

Wymogi dotyczące jakości oznaczeń

wg IFCC

• Całkowita dozwolona nieprecyzyjność wyrażona jako

CV musi być < 10 % przy wartości decyzyjnej dla
rozpoznania zawału

• Jeśli nie jest to możliwe zaleca się przyjmowanie jako

wartości decyzyjnej progu czułości funkcjonalnej
metody przy współczynniku zmienności 10%

• Granica wykrywalności powinna wynosić co najmniej

1/5 wartości decyzyjnej dla rozpoznania zawału (przy
czym niższe progi detekcji troponiny niekoniecznie są
związane z większą czułością diagnostyczną testu)

Czułość funkcjonalna metody

• Czułość funkcjonalna oznaczeń troponin jest

zdefiniowana jako najniższe stężenie, które
może być zmierzone przy współczynniku CV
równym 10%

• Lepsza niż czułość analityczna (MDL – minimal

detection limit) otrzymywana w inny sposób
(wyznaczana z różnic pomiędzy oznaczeniami
zerowego kalibratora w serii)

cTnI

μg/l

Metoda 1

0,5

1,5

2,5

3,5

cTnI

μg/l

Metoda 2

Chemia kliniczna
Dla studentów IV roku Analityki Medycznej

2011/2012

Agnieszka Sapa
Katedra Analityki Medycznej
Zakład Chemii Klinicznej

Strona 4 z 5

Porównanie metod

metoda

Czułość
funkcjonalna
μg/l

MDL
μg/l

URL
μg/l

Cut-off
zawał
μg/l

5,8

0,3

0,5

3,5

0,6

0,09

0,1

0,7

CK-MB

mass

• Uwalniany do przestrzeni

zewnątrzkomórkowej w warunkach nekrozy
komórek



nieodwracalne zmiany

• Względnie swoisty w stosunku do serca
• Interpretacja wyników – odrębne zakresy

referencyjne dla kobiet i mężczyzn

• Wzrost wykrywany po 6 h od wystąpienia bólu
• Brak reakcji na niewielkie uszkodzenia mięśnia

sercowego

Izoformy CK-MB

• Powstają w wyniku działania
N-karboksypeptydazy surowicy
• Już po 1 h następują widoczne zmiany

wzajemnych stosunków izoform

• Wysoka swoistość
• Kłopotliwa metoda oznaczeń
• Małe doświadczenie lekarzy w interpretacji

wyników

Aktywność CK-MB i CK

• Nie jest zalecane oznaczanie aktywności CK-

MB (dopuszcza się, jeśli oznaczenia troponin i
CK-MB

mass

nie są dostępne)

• Oznaczenie całkowitej aktywności CK w

surowicy również nie jest zalecane (jeśli nie
ma innych testów – wartości oznaczenia
przekraczające 2-krotnie górną granicę
przedziału referencyjnego uważa się za
potwierdzające zawał)

Mioglobina

• Szybki wzrost po wystąpieniu bólu
• Wysoka czułość, wysoka ujemna wartość

predykcyjna – świetny test wykluczenia

• Może być markerem reperfuzji (4-krotny

wzrost w ciągu 90 min. od wdrożenia leczenia
trombolitycznego)

• Brak kardiospecyficzności
• Zależność od uszkodzeń mięśni szkieletowych i

od funkcji nerek

H-FABP

(heart fatty acid binding protein)

• Sercowe białko wiążące kwasy tłuszczowe – wychwyt i

transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych

• Nie jest swoiste dla mięśnia sercowego, występuje także

w mięśniach szkieletowych

• Stężenie zależy w znacznym stopniu od funkcji nerek
• Jest wczesnym markerem (jak mioglobina)
• Stosunek: mioglobina/H-FABP < 10 sugeruje uszkodzenie

mięśnia sercowego

• Opracowano szybkie immunochemiczne testy jakościowe

Chemia kliniczna
Dla studentów IV roku Analityki Medycznej

2011/2012

Agnieszka Sapa
Katedra Analityki Medycznej
Zakład Chemii Klinicznej

Strona 5 z 5

GPBB

(izoenzym sercowy fosforylazy glikogenu)

• Enzym szlaku glikogenolizy
• Ostre niedokrwienie powoduje aktywację

GPBB

• Wysoka czułość diagnostyczna w czasie 3

pierwszych godzin

• Niska swoistość narządowa (jak CK-MB)

Peptydy natriuretyczne

BNP i NT-proBNP

• Markery przeciążenia mięśnia sercowego

(uwalniają się z żywych komórek)

• BNP – naturalny antagonista układu RAA
• NT-pro-BNP ma dłuższy okres półtrwania
• Problemy ze standaryzacją i harmonizacją

oznaczeń

• Problem wartości odcinających (zarówno w

OZW i jako czynniki ryzyka)

• Obecnie oznaczanie immunochemiczne, w

surowicy i osoczu

IMA (albumina zmieniona w

warunkach niedotlenienia)

• Powstaje w wyniku niedotlenienia tkanek
• Czuły ale nieswoisty marker niedotlenienia

tkanek

• Przydatna do oceny ryzyka, gdy występuje

brak zmian w EKG a troponiny są ujemne

• IMA ma zmniejszoną zdolność wiązania jonów

metali przejściowych

– Wykorzystano to w teście opartym o wiązanie

jonów kobaltu (Albumin Cobalt Binding ACB)

Algorytm diagnostyki OZW

Objawy OZW

EKG

OZW bez uniesienia ST

OZW z uniesieniem ST

Zawał serca

cTnI/cTnT

(+) cTnI/cTnT

(

–) cTnI/cTnT

Niestabilna dławica

piersiowa

Stratyfikacja ryzyka

Leczenie/obserwacja

cTnI/cTnT

IMA

hsCRP

BNP/NT-proBNP

Leczenie

Rokowanie

dalsze postępowanie

hsCRP

BNP/NT-proBNP