Biochemické ukazatele akutního infarktu myokardu

Akutní koronární syndromy (infarkt myokardu, nestabilní angina pectoris) vznikají na podkladě uzávěru koronární tepny většinou v důsledku trombotických komplikací. Při omezení krevního průtoku nastává ischémie myokardu, která je v počátku reverzibilní. Pokud se nepodaří včas obnovit průtok krve, nastupují zhruba po hodině ireverzibilní změny doprovázené zánikem buněk a nekrózou (definitivní infarkt myokardu).

Na diagnóze akutního koronárního syndromu se významným způsobem podílí laboratorní vyšetřovací metody. Biochemicky důležité složky kardiomyocytu se nacházejí v cytoplazmě nebo mitochondriích a další jsou součástí kontraktilního aparátu. Při infarktu myokardu se uvolňují do cirkulace. Průběh jejich sérových hladin je závislý na několika faktorech:

• na lokalizaci v buňce

  Při krátkodobé ischémii se v důsledku funkčních a později i strukturních změn buněčných membrán do krevní cirkulace vyplavují cytoplazmatické bílkoviny. Při dlouhodobější ischémii se vyvíjí nekróza tkáně a do krevního oběhu se uvolňují i strukturální bílkoviny. Cytosolové proteiny se tedy uvolňují rychleji než strukturální bílkoviny.

• na relativní molekulové hmotnosti – menší proteiny se uvolňují do cirkulace rychleji;
• na rychlosti vylučování – menší molekuly jsou rychleji eliminovány ledvinami;
• na průtoku krve v postižené oblasti.

Základní charakteristika biochemických parametrů infarktu myokardu

Komponenta	Mr [Da]	Biologický poločas	Lokalizace v buňce
Kreatinkináza (CK)	86 000	17 h	cytoplazma
• izoenzym MB (CK-MB)	86 000	13 h
Laktátdehydrogenáza (LD) (především izoenzym LD 1)	135 000	110 h
Myoglobin	17 800	15 min
Srdeční troponin T (cTnT) (cytoplazmatická frakce)	37 000	2–4 h
Srdeční troponin I (cTnI) (cytoplazmatická frakce)	22 500	2–4 h
Srdeční troponin T (cTnT)	37 000	2–4 h	fibrilární kontraktilní komplex
Srdeční troponin I (cTnI)'	22 500	2–4 h
Aspartátaminotransferáza (AST) (mitochondriální izoenzym)	93 000	34 h	mitochondrie

Průběh hladin biochemických ukazatelů u akutního infarktu myokardu

Parametr	Začátek vzestupu hladin [h]	Vrchol hladin [h]	Normalizace [dny]	Maximální zvýšení hladin [násobek horní hranice normálních hodnot]	Normální hodnoty
Myoglobin	0,5–2	4–10	0,5–1	20×	M 19–92 μg/l Ž 12–76 μg/l
CK-MB mass	2–6	12–24	2–3		0,0–5,0 μg/l
CK	3–6	16–36	3–5	25×	M 0,2–3,6 μg/l Ž 0,2–3,1 μg/l
cTnT	3–8	12–18 (1. vrchol) 72–96 (2. vrchol)	7–14	300×	0,00–0,05 μg/l
cTnI	3–12	12–24	5–10		0,0–0,1 μg/l
AST	4-8	16–48	3–6	25×	0,05–0,72 μkat/l
LD	6–12	24–60	7–15	8×	3,5–7,7 μkat/l

Cytoplazmatické bílkoviny

Myoglobin

Myoglobin je globulární protein tvořený jediným řetězcem aminokyselin, který obsahuje jako prostetickou složku hem. Reverzibilně váže a přenáší kyslík ve svalových buňkách. Myoglobin z kosterního svalstva i myokardu je identický. V ledvinách je filtrován glomerulární membránou a vylučován do moči. Má velmi krátký biologický poločas – 10–20 minut.

Jako cytoplazmatický protein s nízkou molekulovou hmotností je rychle uvolňován z postižené tkáně. Vzestup sérových koncentrací myoglobinu u AIM nastupuje rychle – za 0,5–2 hodiny od začátku bolesti na hrudi. Hladiny myoglobinu, které mohou dosahovat 20násobku fyziologických hodnot, kulminují asi za 6-12 hodin a v průběhu 12–24 hodin se vrací k původním hodnotám. Myoglobin je považován za nejcitlivější biochemický marker akutního infarktu myokardu vhodný pro časný záchyt. Nevýhodou stanovení myoglobinu u AIM je nedostatek kardiospecifity. Jeho zvýšení můžeme pozorovat i při jakémkoliv poškození kosterního svalstva (včetně např. intramuskulárních injekcí či drobného pohmoždění po pádu).

Ke stanovení se používá různých imunochemických metod (imunoturbidimetrie, imunonefelometrie, enzymové imunoanalýzy, rychlé imunochemické testy).

Kreatinkináza (CK)

Kreatinkináza (EC 2.7.3.2) je převážně cytoplazmatický enzym, který katalyzuje fosforylaci kreatinu na kreatinfosfát pomocí ATP. Při nedostatku ATP probíhá reakce opačným směrem. CK je obsažena především v kosterním svalstvu, v myokardu a v mozkové tkáni. Je tvořena dvěma podjednotkami, které jsou dvojího typu – M (muscle) a B (brain), každá o relativní molekulové hmotnosti kolem 40 000. Různým zastoupením podjednotek se odlišují tři izoenzymy kreatinkinasy:

• CK-BB (CK-1, mozkový izoenzym);
• CK-MB (CK-2, myokardiální izoenzym);
• CK-MM (CK-3, svalový izoenzym).

V kosterním svalstvu převažuje CK-MM, ale je přítomen i izoenzym CK-MB. V mozku nalézáme izoenzym CK-BB, který při neporušené hematoencefalické bariéře v krvi neprokazujeme. Pro myokard je typická CK-MB, ale srdeční svalovina obsahuje i CK-MM.

Katalytická koncentrace celkové CK se zvyšuje v průběhu 3–6 hodin od začátku ischémie myokardu. Vzhledem k nedostatečné kardiospecifitě má její stanovení u akutního infarktu myokardu omezený význam. Hodnota celkové CK je ovlivněna různými faktory (věk, pohlaví, objem svalové hmoty a fyzická aktivita).

Větší diagnostickou hodnotu má vyšetřování izoenzymu CK-MB. Ani CK-MB není plně kardiospecifická. Zvýšení může být způsobeno i poškozením kosterního svalstva (trauma, svalové dystrofie, intramuskulární injekce, resuscitace, defibrilace), extrémním cvičením a chronickou renální insuficiencí.

CK-MB lze stanovovat jako enzymovou aktivitu, která zachytí pouze aktivní molekuly enzymu, nebo imunochemicky jako protein ve formě hmotnostní koncentrace. V tomto případě hovoříme o CK-MB mass, které je jednoznačně dávána přednost. Stanovení CK-MB mass je specifičtější i citlivější, neboť jím prokazujeme i částečně degradované molekuly, které již ztratily enzymovou funkci.

Stanovení CK-MB mass je doporučováno pro případ, kdy není k dispozici stanovení troponinu. Dále se CK-MB mass používá pro průkaz reeinfarktu v době, kdy ještě přetrvává vysoká koncentrace cTn.

Princip stanovení enzymové aktivity kreatinkinázy

Stanovení aktivity kreatinkinázy využívá tří po sobě jdoucích enzymových reakcí.

V první reakci katalyzované kreatinkinasou vzniká kreatin a ATP. Vzniklý ATP fosforyluje v další hexokinasové reakci D-glukosu na D-glukosa-6-fosfát. V poslední indikátorové reakci za katalýzy glukosa-6-fosfátdehydrogenasy se D-glukosa-6-fosfát oxiduje na 6-fosfoglukonát za současné redukce NADP⁺ na NADPH. V UV oblasti měříme přírůstek tvorby NADPH, který je úměrný aktivitě kreatinkinázy.

Katalytická aktivita izoenzymu CK-MB se stanovuje obdobnou technikou, reakční směs však navíc obsahuje protilátku proti podjednotce M. Každá z podjednotek enzymu má samostatnou katalytickou aktivitu, takže při tomto uspořádání je zcela inhibována aktivita izoenzymu CK-MM a aktivita CK-MB je poloviční. Původní katalytická koncentrace CK-MB se jednoduše vypočte jako dvojnásobek aktivity CK po přidání protilátky proti podjednotce M. Pokud se v séru objeví izoenzym CK-BB (při jakémkoliv porušení hematoencefalické bariéry, nejčastěji při tzv. transitorní ischemické atace), vyjde hladina CK-MB stanovená touto technikou falešně vysoká (často vyšší než celková aktivita CK).

Laktátdehydrogenáza (LD)

Laktátdehydrogenáza (EC 1.1.1.27) je oxidoredukční enzym katalyzující reverzibilní přeměnu laktátu na pyruvát. Struktura molekuly je tvořena 4 podjednotkami o relativní molekulové hmotnosti 34 000. LD je přítomna v cytoplazmě buněk mnoha tkání. Do cirkulace se uvolňuje již při mírném tkáňovém poškození. Zvýšení katalytické koncentrace celkové LD v séru doprovází řadu onemocnění, a proto pro diagnózu akutního koronárního syndromu není doporučována. Navíc vzhledem k vysokému obsahu v erytrocytech může sérovou koncentraci falešně pozitivně zvýšit hemolýza. Charakteristické je pozdní zvýšení po vzniku nekrózy myokardu, které může přetrvávat až 15 dnů.

Na celkové aktivitě LD se podílí 5 izoenzymů LD1–LD5. V myokardu je zastoupen především LD1, méně LD2.

Princip stanovení využívá optického testu.

Mitochondriální bílkoviny

Aspartátaminotransferáza (AST)

V myokardu je obsažena v relativně vysoké koncentraci. Historicky patří k prvním používaným biochemickým ukazatelům akutního infarktu myokardu, dnes již ale není v této indikaci doporučována.

Strukturální bílkoviny

Troponiny

Jako kardiomarkery se využívají TnT a TnI. TnT a TnI se vyskytují v kosterním svalstvu a myokardu. Kardiální izoformy (cTnT a cTnI) mají jedinečné aminokyselinové složení a jsou proto pro myokard specifické. Většinou jsou kardiální izoformy TnT a TnI obsaženy v kontraktilním aparátu a jsou uvolňovány v důsledku proteolytické degradace. Pouze 6–8 % cTnT a 2,8–8,3 % cTnI tvoří nevázanou cytosolovou složku.

V krvi se troponin cTnT normálně nevyskytuje. Průběh uvolňování cTnT je bifázický. Zvýšení troponinu po začátku akutního infarktu myokardu nastupuje v průběhu 3–8 hodin a prvního vrcholu je dosaženo za 12 - 18 hodin po poškození myokardu. Je vyvolán rychlým uvolněním volné cytoplazmatické frakce cTnT. Počáteční vrchol je sledován dalším vrcholem za 3–4 dny, který odpovídá pomalejšímu vyplavování cTnT vázaného v troponin-tropomyosinovém komplexu v nekrotickém ložisku. Během 7-10 dnů klesá na nedetekovatelné hladiny. Při časném obnovení krevního průtoku koronární artérií je maximální vzestup asi za 14 hodin a pak následuje pozdější druhý, podstatně nižší vrchol. Délka zvýšení závisí na velikosti infarktu. U rozsáhlejších infarktů může být cTnT prokazatelný až 21 dnů. Určitou nevýhodou cTnT je jeho nespecifické zvýšení u pacientů s renální insuficiencí.

Nástup zvýšených hladin cTnI, který se vyznačuje vysokou specifičností, nastává podobně jako u cTnT již asi za 3 hodiny po začátku ischémie. Zvýšené hladiny přetrvávají 5–10 dnů. Ve srovnání s cTnT není u cTnI obvykle pozorováno druhé maximum (menší cytosolová frakce).

TnC není pro diagnostiku AIM vhodný, protože je identický v srdečním i kosterním svalstvu.

Troponiny se stanovují citlivými imunochemickými metodami.

Rychlý test na stanovení cTnT

Při AIM je nezbytná rychlá diagnostika, jejíž součástí může být i použití biochemických testů na stanovení myoglobinu a troponinů, které lze provést přímo u lůžka pacienta.

Popíšeme si rychlý test na stanovení srdečního troponinu T, založený na technologii GLORIA (Gold Labelled Optically Read Immuno Assay) firmy Roche. Využívá dvou různých monoklonálních protilátek proti cTnT - jedna je značena biotinem, druhá koloidním zlatem.

Provedení testu

Krev pacienta se nanese do aplikační zóny, obsahující značené protilátky, které v reakční zóně vytvoří s molekulami troponinu ve vzorku (pokud jsou přítomny) sendvičový komplex. Před vstupem do detekční zóny se pomocí skelných vláken oddělí erytrocyty a dále postupuje pouze plazma obsahující imunokomplexy. V detekční zóně je signální proužek se zakotveným streptavidinem (bílkovinou s vysokou afinitou k biotinu) a další kontrolní proužek s imobilizovaným troponinem. Na kontrolní proužek se váže nadbytek protilátek značených zlatem. Zbarvení kontrolního proužku potvrzuje, že test je funkční a vyšetření je platné. Sendvičový imunokomplex s troponinem je zachycen streptavidinem, což se projeví druhým barevným proužkem. Při pozitivním testu se tedy vyvinou 2 proužky – v oblasti kontrolní i signální linie, při negativním výsledku pozorujeme pouze barevnou kontrolní linii.

Související články

• Biochemická vyšetření u akutního infarktu myokardu
• Infarkt myokardu