Сердечные биомаркеры и повреждение миокарда

Сердечные биомаркеры — это циркулирующие молекулы, концентрация которых в крови повышается при повреждении, стрессе или перегрузке сердца. Они составляют биохимическую основу для выявления и характеристики повреждения миокарда в лабораторных условиях. Данный раздел знакомит читателя с основными классами сердечных маркеров, их биохимической природой и тем, как область исследований перешла от маркеров высвобождения ферментов к высокочувствительным, структурно специфическим анализам.

Definition

Сердечные биомаркеры — это измеряемые молекулы, высвобождаемые в кровоток из кардиомиоцитов (или продуцируемые в ответ на сердечный стресс), концентрация которых отражает повреждение миокарда, некроз, напряжение стенки или связанные с этим процессы, и которые количественно определяются лабораторными иммуноанализами для характеристики состояния сердца.

Scope

В данном разделе рассматриваются основные сердечные биомаркеры как аналиты клинической биохимии: тропонины и высокочувствительные анализы тропонина, натрийуретические пептиды, более старые маркеры некроза миоглобин и креатинкиназа-МВ, ишемически модифицированный альбумин и D-димер как маркер коагуляции, имеющий отношение к острым сердечно-сосудистым состояниям. Они рассматриваются с точки зрения их молекулярного происхождения, кинетики высвобождения и аналитических характеристик, а не диагностических алгоритмов. Повреждение миокарда трактуется через призму Универсального определения инфаркта миокарда, которое помещает повышение тропонина в центр биохимического определения.

Sub-topics

• Натрийуретический пептид B-типа (BNP) и NT-proBNP
• Сердечные тропонины и высокочувствительные анализы
• D-димер и продукты деградации фибрина
• Ишемия-модифицированный альбумин
• Миоглобин и креатинкиназа-МВ

Core questions

• Какое молекулярное событие фактически отражает каждый сердечный биомаркер — некроз, напряжение стенки, ишемию или активацию коагуляции?
• Как кинетика высвобождения (подъем, пик и клиренс) формирует аналитическое окно, в котором маркер является информативным?
• Что означает «высокочувствительный» с аналитической точки зрения и как это меняет интерпретацию низких уровней повышения тропонина?
• Как биохимически определяется повреждение миокарда и чем оно отличается от инфаркта миокарда?
• Какие некардиальные и преаналитические факторы влияют на концентрации биомаркеров и их референсные пределы?

Key concepts

• Повреждение миокарда против инфаркта миокарда
• 99-й процентильный верхний референсный предел
• Кинетика высвобождения и диагностическое окно
• Аналитическая чувствительность и неточность анализа (CV при URL)
• Специфичность маркера для сердечной ткани
• Маркеры напряжения стенки против маркеров некроза
• Серийный отбор проб и концепция дельты (изменения)
• Преаналитическая и биологическая вариабельность

Mechanisms

Сердечные биомаркеры сообщают о различных биологических событиях. Маркеры некроза (сердечные тропонины, креатинкиназа-МВ, миоглобин) вытекают из кардиомиоцитов при нарушении целостности мембраны; тропонины, как структурные белки сократительного аппарата, в значительной степени ограниченные сердцем, сочетают высокую сердечную специфичность с длительным высвобождением, тогда как миоглобин и КК-МВ появляются и выводятся быстрее и менее специфичны. Маркеры напряжения стенки — натрийуретический пептид B-типа и его N-концевой прогормональный фрагмент — синтезируются и секретируются миоцитами в ответ на растяжение и давление в желудочках, поэтому они индексируют гемодинамическую нагрузку, а не гибель клеток. Ишемически модифицированный альбумин отражает предполагаемое конформационное изменение альбумина в условиях ишемии, а D-димер указывает на активацию коагуляции и фибринолиза. Переход к высокочувствительным анализам тропонина снизил предел обнаружения достаточно, чтобы количественно определять тропонин у большинства здоровых людей, что уточнило определение повреждения вокруг 99-го процентильного референсного предела и серийных изменений.

Clinical relevance

Сердечные биомаркеры лежат в основе того, как повреждение миокарда распознается и описывается в лабораторной медицине, и понимание того, что отражает каждый маркер, является частью критической интерпретации кардиологических исследований. Данный раздел представляет собой справочную информацию об аналитах и их биологии; он объясняет, как генерируются биохимические доказательства повреждения сердца, и не является источником диагностических порогов или решений о лечении для отдельных пациентов.

Epidemiology

Острые коронарные синдромы и сердечная недостаточность являются одними из наиболее частых причин для экстренной сердечно-сосудистой оценки во всем мире, а сердечные биомаркеры входят в число наиболее часто назначаемых лабораторных тестов в отделениях неотложной помощи и кардиологии. Рамки Универсального определения инфаркта миокарда постепенно стандартизировали отчетность о повреждении, основанном на тропонине, в различных системах здравоохранения.

Evidence & guidelines

Четвертое универсальное определение инфаркта миокарда (Thygesen et al., 2018) устанавливает консенсусную основу, которая помещает тропонин выше 99-го процентильного референсного предела в центр биохимического определения повреждения и инфаркта миокарда. Рекомендации Европейского общества кардиологов по острым коронарным синдромам без подъема сегмента ST (Roffi et al., 2015) и обзоры биомаркеров при сердечной недостаточности (Braunwald, 2008) описывают, как основные классы маркеров позиционируются в сердечно-сосудистой оценке.

History

Биохимическое обнаружение повреждения миокарда началось с неспецифических ферментов, таких как аспартатаминотрансфераза и лактатдегидрогеназа, затем перешло к более ориентированной на сердце креатинкиназе-МВ и было преобразовано с введением анализов сердечного тропонина в 1990-х годах, которые предлагали гораздо большую сердечную специфичность. Последующие документы Универсального определения инфаркта миокарда затем формализовали центральную роль тропонина, а высокочувствительные анализы в 2010-х годах уточнили разрешение, при котором можно было измерять повреждение.

Debates

Где должна проходить граница между физиологическим и патологическим уровнем тропонина?

Высокочувствительные анализы обнаруживают тропонин у большинства здоровых людей, поэтому различие между хроническим низкоуровневым повышением и острым повреждением зависит от 99-го процентильного предела и от серийных изменений, а не от единого положительного/отрицательного порогового значения, и интерпретация небольших повышений остается активной методологической дискуссией.

Key figures

• Kristian Thygesen
• Allan S. Jaffe
• Eugene Braunwald
• Fred S. Apple

Seminal works

• thygesen-2019
• braunwald-2008
• apple-2003

Frequently asked questions

В чем разница между сердечным биомаркером некроза и биомаркером напряжения стенки?

Маркеры некроза, такие как тропонин и КК-МВ, вытекают из клеток сердечной мышцы при их повреждении, поэтому они указывают на повреждение клеток; маркеры напряжения стенки, такие как BNP и NT-proBNP, активно секретируются в ответ на растяжение желудочков, поэтому они указывают на гемодинамическую нагрузку, а не на гибель клеток.

Почему тропонин считается центральным сердечным биомаркером?

Тропонин — это структурный белок, в значительной степени специфичный для сердечной мышцы, и современные высокочувствительные анализы точно измеряют его в очень низких концентрациях, поэтому Универсальное определение инфаркта миокарда помещает тропонин выше 99-го процентильного референсного предела в центр биохимического определения повреждения миокарда.