LABORATORIEDIAGNOSTIK AV DIABETES MELLITUS OCH LIPIDRUBBNINGAR SAMT BIOKEMISK DIAGNOSTIK AV HJÄRTINFARKT

Transkript

1 LABORATORIEDIAGNOSTIK AV DIABETES MELLITUS OCH LIPIDRUBBNINGAR SAMT BIOKEMISK DIAGNOSTIK AV HJÄRTINFARKT Laboratoriediagnostik av diabetes mellitus och lipidrubbningar samt biokemisk diagnostik av hjärtinfarkt... 1 Detta avsnitt beskriver diagnostik av diabetes mellitus, lipidrubbningar, och hjärtsjukdomar... 3 Målsättning... 3 Laboratoriediagnostik av diabetes mellitus... 4 Diabetes mellitus... 4 Medicinsk bakgrund... 4 Indikationer:... 4 Medicinsk bedömning... 4 Beslutsgränser för diabetes mellitus och andra tillstånd med hyperglykemi enligt WHO 1999 (WHO/NCD/NCS/99.2)... 6 fpt Glukosbelastning... 7 Medicinsk bakgrund... 7 Indikationer... 7 Princip... 7 Felkällor och interferenser... 8 Glykerat hemoglobin, B-HbA1c... 9 fs-c-peptid Urindiagnostik vid diabetesmisstanke U-Glukos U-Acetoacetat, ketonkroppar tu-albumin U-Albumin/kreatinin index Plasmalipoproteiner Omsättningen av lipoproteiner Lipoproteinbestämning P-Lipoproteinfraktioner, typfall Lipoprotein (a), Lp (a) Medicinska beslutsgränser vid bedömning av lipidrubbningar Sekundär hyperlipoproteinemi Biokemisk diagnostik av akut hjärtinfarkt Exempel på förändringar av ctnt, CKMB mass och Myoglobin vid en typisk hjärtinfarkt VT 2013 Laboratoriediagnostik av diabetes mellitus och lipidrubbningar samt biokemisk diagnostik av hjärtinfarktutan fall utdelat VT2013 CLDL (2) CL.doc. Reviderat CL,DL ärm ht 2010

2 Egenskaper hos biokemiska markörer för diagnostik av akut hjärtinfarkt Diagnostiska tidsfönster för olika hjärtinfarktmarkörer Uppdaterade diagnoskriterier AMI RIKS-HIA Reinfarkt I22.0-I Natriuretiska peptider Biokemisk bakgrund Blodanalyser av ANP och BNP Klinisk användning

3 3 DETTA AVSNITT BESKRIVER DIAGNOSTIK AV DIABETES MELLITUS, LIPIDRUBBNINGAR, OCH HJÄRTSJUKDOMAR (OBS! Delar ur avsnittet om diabetesdiagnostik omnämns på ateroskleros seminariet men är även ämnat för självstudier. Avsnitten som avser lipidrubbningar resp biokemisk diagnostik av hjärtinfarkt behandlas på seminariet) Målsättning Specifika lärandemål i ämnesområdet hjärtmarkörer/blodfetter för medicine studenter på termin 4, DSM2, klinisk kemi Studenterna skall vara säkra på hur man väljer och tolkar analyser för att - tillsammans med anamnes och status - ställa diagnoserna akut hjärtinfarkt, hjärtsvikt och hyperlipidemi. De skall också kunna använda lipidanalyser (blodfetter) för att bedöma risk för framtida hjärtkärlsjukdom. Kunskap och förståelse Studenten ska Kunna redogöra för vilka klinisk kemiska analyser som används i klinisk rutinverksamhet vid diagnostik av hyperlipidemi, hjärtinfarkt och hjärtsvikt (S2). Kunna redogöra för patologiska förändringar och relatera dessa till förändringar av analysresultat (S3). Kunna förklara när i sjukdomsförloppet olika analyser bör beställas, samt förstå varför kännedom om tidsförlopp är viktigt (S3-S4). Kunna ange viktiga felkällor för klinisk kemiska analyser (S2-S3). Kunna förklara skillnaden mellan referensintervall och beslutsgräns (S2). Färdigheter Studenten ska Kunna beställa relevanta klinisk kemiska analyser vid misstanke om sjukdom (M2). Kunna visa hur man tolkar resultaten av de genomgångna analyserna och hur man använder de för att ställa diagnos (M3). Värderingsförmåga och förhållningssätt Studenten ska: Kunna reflektera över olika idéer om och tolkningar av klinisk kemiska analysresultat (S4). Kunna väga olika alternativa diagnostiska strategier mot varandra (S3-S4).

4 4 Laboratoriediagnostik av diabetes mellitus Diabetes mellitus Medicinsk bakgrund Glukos är huvudsaklig energikälla för många av kroppens organ, t.ex. nervsystemet och erytrocyterna. Glukos fördelas fritt extracellulärt och även intracellulärt i vissa vävnader såsom erytrocyter, lever och nervsystem. Blodkoncentrationen av glukos är under strikt metabol kontroll och varierar i normalfall minimalt. Tillskott av glukos sker genom kosten, men glukos kan också nybildas från andra ämnen, i första hand i levern. Glukoskoncentrationen regleras av en rad olika hormoner som påverkar glukosomsättningen både i levern och i andra organ som muskler och fettväv. I första hand påverkar insulin- och glukagonnivåerna. Insulin insöndras till blodet vid höga glukosnivåer, hämmar leverns glukosproduktion och leder till ett ökat upptag av glukos i muskel och fettväv. Effekten av glukagon är i huvudsak motsatsen till insulinets verkan: det stimulerar i levern till frisättning av lagrat glukos och ökar nybildningen. Ett stort antal hormoner som adrenalin, binjurebarkshormoner, tillväxthormon och sköldkörtelhormon påverkar också glukosnivåerna i blodet. Indikationer: Diagnos och kontroll av diabetes mellitus. Oklara fall av medvetslöshet. Endokrinologiska utredningar. Medicinsk bedömning Hyperglykemi ses vid diabetes mellitus, dvs. vid brist på insulin eller resistens mot dess effekter. Överskott av de hormoner som motverkar insulin ger också hyperglykemi. Övergående höga värden kan ses vid många allvarliga sjukdomstillstånd som hjärtinfarkt, inflammation i pankreas, stora leverskador och syrebrist. Hypoglykemi ses vid insulinöverskott, oftast vid överdosering av insulin hos diabetiker. Andra endokrina rubbningar t.ex. otillräcklig hypofys - eller binjurebarkfunktion kan också ge hypoglykemi. Undernäring, malnutrition, kan speciellt i kombination med alkoholintag ge lågt glukos i blodet.ovanliga orsaker till hypoglykemi är metabola sjukdomar som glykogenoser, hereditär fruktosintolerans och galaktosemi. Vid diabetesdiagnostik används både glukos mätt i prover som tagits efter 8-12 timmars fasta samt glukos i slumpmässigt (random) taget prov. Med slumpmässigt taget prov menas att patienten inte fastat erforderligt eller att man inte vet om patienten varit fastande. Ibland tas postprandiellt glukos d.v.s. efter måltid. Diagnostiken kan ibland behöva skärpas genom utförande av glukosbelastning. Vid behandling av diabetes är målsättningen normaliserade nivåer av glukos och HbA1c i blodet. Enligt ADA (American Diabetes Association ) och WHO bör diabetesdiagnostiken numera baseras på fastevärden av glukos. För säker diagnos bör ett förhöjt fasteblodglukos verifieras en annan dag genom att något av de aktuella testkriterierna blir positivt: Förhöjt fastevärde Förhöjt 120 minuters värde vid peroral glukosbelastning Förhöjt slumpmässigt taget glukos hos patient med typiska symptom.

5 Vissa patienter har en onormal glukosreglering utan att uppfylla kraven för diabetes mellitus. Beroende på diagnostisk metod klassificeras dessa tillstånd som icke diabetisk fastehyperglykemi (IFG) eller som nedsatt glukostolerans (IGT). Vid IFG används fasteglukos medan IGT baseras på resultaten vid peroral glukosbelastning. Risken för framtida diabetes är störst vid IGT. 5

6 6 Beslutsgränser för diabetes mellitus och andra tillstånd med hyperglykemi enligt WHO 1999 (WHO/NCD/NCS/99.2) Fastande Diabetes kb-glukos* vb-glukos kp-glukos vp-glukos mmol/l 6,1 6,1 7,0 7,0 Slumpmässigt taget prov Diabetes kb-glukos vb-glukos kp-glukos vp-glukos mmol/l 11,1 10,0 12,2 11,1 Belastning Diabetes kb-glukos vb-glukos kp-glukos vp-glukos mmol/l Fastande Förhöjt fastevärde enligt ovan eller min 11,1 10,0 12,2 11,1 Nedsatt glukostolerans (IGT) kb-glukos vb-glukos kp-glukos vp-glukos mmol/l Fastande <6,1 <6,1 <7,0 <7,0 och min 7,8-11,0 6,7-9,9 8,9-12,1 7,8-11,0 Icke-diabetisk fastehyperglyke mi (IFG) kb-glukos vb-glukos kp-glukos vp-glukos mmol/l Fastande 5,6-6,0 5,6-6,0 6,1-6,9 6,1-6,9 och (om det mäts) 120 min <7,8 <6,7 <8,9 <7,8 *Sedan 2004 är alla instrument omkalibrerade så att resultaten anges som P-Glukos istället för B-Glukos. Kriterier För diagnosen diabetes mellitus krävs att beslutsgränserna överskrids vid två provtagningar olika dagar i någon kombination av nedanstående: Symptom + slumpmässigt taget prov > gräns Fastevärde > gräns Belastning 120 min värde > gräns

7 7 fpt Glukosbelastning Medicinsk bakgrund Vid diabetes mellitus liksom vid många andra ämnesomsättningssjukdomar minskar kroppens förmåga att omsätta glukos. Efter tillförsel av glukos kommer dessa patienter att få kraftigare och mer långvarig blodglukosstegring än friska. Ett specialfall är den övergående diabetes som drabbar gravida kvinnor. För att påvisa dessa tillstånd kan glukosbelastning utföras antingen med peroral eller intravenös glukostillförsel. Övervägande används den perorala metoden. Den intravenösa metoden används enbart vid speciella frågeställningar. Indikationer Misstänkt diabetes mellitus eller andra tillstånd med nedsatt glukostolerans där P- Glukos eller fp-glukos ej ger tillräcklig information. Misstanke om graviditetsdiabetes eller kontroll efter tidigare graviditet som komplicerats av graviditetsdiabetes. Vid vissa besvär t.ex. postprandial hypoglykemi, där man misstänker att patienten får hypoglykemisymptom efter måltid pga. snabbt glukosupptag och alltför kraftig motreglering. Princip 75 g (417 mmol) glukos ges per os efter att fasteprov tagits. Glukosprover tas (dubbelprover) därefter under 2 timmar. Analysresultaten kommer att återspegla kroppens förmåga att svara på stegrat blodglukos. Beslutsgränser för bedömning av fpt-glukosbelastning Bedömning Tidpunkt kp-glukos Referensintervall fastekonc. 4,0-6,0 mmol/l Normal glukostolerans 120 minuter < 8,9 mmol/l Icke-diabetisk fastehyperglykemi fastekonc. 6,1-6,9 mmol/l 120 minuter < 8,9 mmol/l Nedsatt glukostolerans fastekonc. < 7,0 mmol/l 120 minuter 8,9-12,1 mmol/l Diabetes mellitus fastekonc. > 7,0 mmol/l eller 120 minuter > 12,2 mmol/l Graviditetsdiabetes Enligt WHO 1999 (WHO/NCD/NCS/99.2) definieras graviditetsdiabetes som nedsatt glukostolerans (IGT) eller diabetes mellitus enligt ovanstående beslutsgränser.

8 Felkällor och interferenser Pre-analytiska felkällor är faktorer som kan påverka glukoskoncentrationerna: Fasta Analys av glukoskoncentrationer tas vanligen fastande. För icke fasta gäller speciella beslutsgränser. Rekommenderat fasta är 8 12 timmar. Plasmaglukos (P-Glukos) versus blodglukos (B-Glukos) P-glukos är ca. 11% högre jämfört med B-Glukos. Orsaken är den högre andel vatten i plasma med åtföljande högre glukoskoncentration. Kapillär (k) versus venös (v) provtagning k-glukos är ca. 10% högre än v-glukos. Skillnaden är som mest en timme efter måltid, sedan sjunker skillnaden. Vid fastevärden är k- och v-glukos jämförbara. Glykolys I ett provrör sjunker blodglukoskoncentrationen stadigt. Glykolysens hastighet påverkas av antalet blodceller och temperatur. Provrör Venöst blod för glukosbestämning i plasma tas alltid i heparin fluorid - rör. Fluorid hämmar glykolysen dock inte helt förrän ca 3 timmar efter provtagning. Vissa laboratorier utför mätning av glukos i serum. Blodkropparna bör avskiljas från plasman och serum fortast möjligt, annars finns det risk för något falskt låga värden. Många sjukdomar och läkemedel kan också påverka glukostoleransen. Otillräckligt kolhydratintag dagarna före kan ge nedsatt glukostolerans, patienten bör därför stå på normalkost vid testningen. Belastningen är svårbedömd hos magsårsopererade där delen av magsäcken avlägsnats. Referensintervall och beslutsgränser: Referensintervall fp-glukos 4,0-6,0 mmol/l Diagnosgräns för diabetes mellitus fp-glukos 7,0 mmol/l 8 Referensintervall fb-glukos 3,6-5,5 mmol/l* Diagnosgräns för diabetes mellitus fb-glukos 6.1 mmol/l OBS! Venöst tagna glukos analyseras alltid som P-Glukos! *Från och med 2004 skall alla egenmätningar av glukos i blod rapporteras som P- glukos. Analysinstrument som tidigare gav svar som B-Glukos har därför omkalibrerats för att ge svar som P-Glukos.

9 9 Glykerat hemoglobin, B-HbA1c Princip Under erytrocytens livstid i cirkulationen (ca 120 d) sker en långsam, icke-enzymatisk reaktion mellan glukos och hemoglobin, varvid glykerade hemoglobinkomponenter bildas. Av dessa dominerar kvantitativt HbA 1c. Den N-terminala aminosyran i hemoglobinets beta-kedjor kan reagera med glukos enligt följande formel: HbA + glukos pre- HbA 1c HbA 1c aldimin ketoamin labil Schiffbas Schiffbasen står i jämvikt med glukos men övergår också irreversibelt till HbA 1c. Mängden HbA 1c som bildas är beroende av glukosnivån den senaste månaden. En förutsättning för att kunna följa diabetesläget är dock en normal erytrocytöverlevnad (120 dagar). Vid hemolys ses sänkta värden. Analysen spelar en viktig roll vid uppföljning och behandling av diabetes mellitus typ I och II. Metoder Genom glykeringen av en fri aminogrupp i HbA uppkommer en laddningsförändring, vilken utnyttjas då man bestämmer HbA 1c med jonbyteskromatografi eller isoelektrisk fokusering. Affinitetskromatografiska metoder finns även (mäter totala glykerade Hbfraktioner), liksom immunkemiska metoder för analys av HbA 1c. Bestämning av B-HbA 1c med HPLC Hemolysat av erytrocyter appliceras på en katjonbytare i ett hötrycksvätskekromatografisk (HPLC) system. De olika Hb-fraktionerna, inklusive HbA 1c, elueras med buffert av ökande jonstyrka eller minskande ph. HbA 1c -värdet beräknas som ytan under HbA 1c -toppen i kromatogrammet och uttrycks i procent av den totala ytan (= totala Hb-mängden).

10 10 fs-c-peptid Medicinsk bakgrund: C-peptiden utgör en del av proinsulin där den förbinder insulinets A - och B-kedjor. Insulin och C-peptid frigörs vid proteolytisk spjälkning av proinsulin. Insulin och C- peptid lagras i pankreas och frigörs i ekvimolära mängder till blodbanan. Där är ratio C-peptid/ insulin vanligtvis >5 då dessa hormoner har helt olika omsättning. Indikation: Exogent tillfört insulin innehåller inte C- peptid, därför kan man via C-peptidnivån värdera patientens egen insulinproduktion under pågående insulinterapi. Bedömning av insulinsekretionen hos typ II diabetiker där diabetesläget är otillfredsställande och man överväger att byta från tablettbehandling till insulinbehandling. Diagnostik av oklar hypoglykemi. Bedömning av restsekretion vid pankreatektomi. Kontroll hos nydebuterad diabetes typ 1 Ev. misstanke om insulinom

11 11 Urindiagnostik vid diabetesmisstanke U-Glukos Medicinsk bakgrund Glukos filtreras fritt genom glomeruli och reabsorberas nästan fullständigt i tubuli. Därför förväntas morgonurin från en frisk person innehålla en låg halt av glukos, mindre än 1 mmol/l. Avvikelse från detta är dock vanliga och behöver inte innebära sjukdom. Exempelvis ses ofta ökad glukosutsöndring under slutet av graviditeten. Vid blodglukosnivåer över ca 10 mmol/l överskrids den renala (tubulära) tröskeln. I de flesta fallen beror detta glukosuri sekundär till ökad blodglukoshalt. Njurtröskeln kan dock öka vid minskad glomerulär filtration, t.ex. vid hjärtinkompensation och hypertoni. I dessa fall kan uringlukosökningen saknas trots hög blodglukoshalt. Tvärtom kan en nedsatt tubulär reabsorption ge en renal glukosuri trots normal blodglukoshalt. Detta ses t.ex. vid Fanconi-syndrom. Indikationer Orienterande undersökning av stickprovsurin med avseende på glukos. Uringlukos har använts som ett mått på blodglukoskoncentrationen. Glukos i urin kan dock inte användas för att bekräfta diabetes mellitus för detta krävs fp-glukos Teststickan Reaktionsprincip Reaktionen på teststickan är enzymatisk. Reagensstickans fält är impregnerat med reagensen: glukosoxidas, peroxidas och en färgindikator. Under medverkan av luftens syre oxiderar glukosoxidasen förefintlig glukos till glukonsyra och väteperoxid som mellanprodukter. Tillsammans med peroxidas oxiderar den så bildade väteperoxiden kaliumjodidkromogenen till en grön eller brun färg. Utförande Doppa en sticka innehållande glukosindikatorfält, stryk av överskottsurinen mot kärlets kant. Avläs svaret efter angiven tid:30 sek. Bedömning Då glukosoxidas är specifikt för glukos, ger andra sockerarter ingen förändring. Under patologiska förhållanden är det i första hand glukos som man vill påvisa, men i sällsynta fall även andra kolhydrater. Felkällor Falskt positiv: I sällsynta fall kan oxiderande ämnen såsom rengöringsmedel i provtagningskärl eller när urinen samlats i tomma läskedrycksflaskor. Falskt negativ Efter intag av mycket höga doser Vitamin C eller där urinen förvarats under längre tid i rumstemperatur alternativt att gamla stickor använts.

12 12 U-Acetoacetat, ketonkroppar Medicinsk bakgrund Ketonkropparna utgörs av acetoacetat (acetättiksyra) betahydroxysmörsyra och aceton. Ketonkroppsbildningen sker uteslutande i levern där triglycerider bryts ned till fria fettsyror. De två avgörande faktorerna för ketonkroppsbildningen är tillgången på fria fettsyror i plasma och transport av fettsyrorna från hepatocytens cytoplasma in i mitokondrierna. Dessa två faktorer står under inflytande av insulin och glukagon. Vid bl. a. svält och obehandlad diabetes leder den höga glukagon/insulinkvoten till ökad fettsyranedbrytning i levern som ger överskott av acetyl-coa och bildning av ketonkroppar. Ketoner kan tillgodose större delen av hjärnans energibehov och därmed avsevärt minska kroppens glukosbehov. En ökad mängd ketonkroppar signalerar ofta ett ökat insulinbehov eller att en komplikation i form av t.ex. infektion, stress eller kräkningar tillstött. Under normala förhållanden förekommer ketonkropparna i ringa mängd i blodet och utsöndras i obetydliga mängder i urinen. Indikationer Används i första hand som screening-test vid kontroll av diabetes patienter. Analysprincip Acetoacetat ger en röd färgning med nitriprussidnatrium i alkalisk lösning. Bedömning Vid diabetesmisstanke är det den starkt positiva reaktionen som är väsentlig att observera. Behandlade och välinställda diabetiker kan uppvisa svagt positiv reaktion. Ketonuri kan också finnas vid andra sjukdomar, t.ex. vid hypertyreos genom ökat ämnesomsättning, vid Cushings syndrom genom glykokortikoideffekt etc. Vidare leder feber (ökat ämnesomsättning) och bristfällig tillförsel av kohydrater såsom vid anorexia nervosa och andra former av svält samt kräkningar till ketonuri. Felkällor Ett antieptileptikum, valproinsyra finns i urinen som ketosyror och kan ge falskt positiv reaktion. Svagt positiv reaktion kan ibland ses hos icke diabetiker efter fasta. tu-albumin Lätt ökad utsöndring av albumin kallas för låggradig hyperalbuminuri (mikroalbuminuri). För att påvisa mikroalbuminuri samlas urin över natten och analyseras som tu-albumin. Denna analys används främst för att följa ev. njurskada till följd av sjukdom såsom diabetes eller njurskada sekundärt till behandling med läkemedel. För vidare beskrivning av tu-albumin se flik 9 avsnitt Analysverksamhet inom primärvården. U-Albumin/kreatinin index Analysen utförs helts i morgonurin och är ett enklare sätt att mäta graden av albuminuri.

13 13 Plasmalipoproteiner Omsättningen av lipoproteiner Triglycerider och kolesterol transporteras i plasma i form av komplex med apolipoproteiner (se Tabell 1.). Dessa utgör viktiga strukturkomponenter i lipoproteinerna. Dessutom kan de en enzymaktiverande eller receptorbildande funktion. 1. Exogen lipidtransport Ca g triglycerider och 0,3-0,7 g kolesterol intas med födan varje dag. De absorberande lipiderna förpackas i kylomikroner och når blodet vid lymfan. I vävnaderna hydrolyseras triglyceriderna av lipoproteinlipas och tas sedan upp för lagring, Den resterande kolesterolrika kylomikronpartikeln tas upp av levern via specifika receptorer.

14 2. Endogen lipidtransport Levern syntetiserar VLDL som innehåller triglycerider och kolesterol. Triglyceriderna spjälkas perifert av lipoproteinlipas och VLDL-partikeln omvandlas därigenom via IDL och LDL som utgör den viktigaste kolesterolinnehållande lipoproteinfunktionen vid fasta. LDL tas upp intracellulärt med hjälp av specifika receptorer (LDL-receptorer). Cellernas behov av kolesterol är relativt konstant och upptaget av LDL-kolesterol regleras genom expressionen av LDL-receptorer. 14 Tabell 1. Plasmaproteinernas egenskaper Benämning Kylomikroner VLDL IDL LDL HDL Elektroforetisk mobililtet - Pre-beta beta beta alfa Densitet, g/ml <0,94 0,94-1,006 1,006-1,019 1,006-1,063 1,063-1,21 Diameter, nm > Viktsandel, % Protein Fosfolipid Triglycerid Kolesterol (apob, apoc, (apob) (apob) apob apoai apoe) Biologisk T ½ 5-15 min 5-15 min 2-6 min 3-4 d 4-5 d

15 Lipoproteinbestämning Flera faktorer påverkar resultatet av lipidbestämningarna och måste därför beaktas för tolkning av värdena, bl a: Kroppsläget: sängläge sänker plasmaproteinhalten med 8-10% Venös stas: ökar plasmaproteinhalten Fasta Metodfelet (precisionen): CV% < 3% Biologisk variation: ca 6-8% Kolesterolintaget Hormoner: tyroxin, östrogener, steroider Inflammatorisk reaktion (hjärtinfarkt, RA) Alkoholkonsumtion Fysisk aktivitet Läkemedel 15 Lipoproteinnivåerna kan bestämmas efter ultracentrifugering. Detta är dock en metod främst använd i vissa forskningssammanhang. Dessa metoder kombineras alltid med inspektion av ett kylskåpsförvarat serumprov. 1. Fraktionerad kolesterolbestämning: [total kolesterol]=[vldl kol]+[ldl kol]+[hdl kol] Totalt serumkolesterol och triglycerider (TG) mätes HDL-kolesterol mätes efter att övriga serumlipoproteiner har utfällts med te x dextransulfatmagnsiumsulftat LDL-kolesterolkoncentrationen beräknas sedan genom Friedewalds empiriska formel: [LDL kol]+[total kol]-[hdl kol]-[tg/2,2] S-Kolesterol och S-Triglycerider mäts med enzymatiska metoder. 2. Apolipoproteinbestämningar Bestämning av ApoA1 och ApoB sker vanligen genom immunkemiska, automatiserade metoder. Analysprinciperna varierar mellan olika laboratorier varför referensvärdena kan variera.

16 3. Inspektion av serumprov Görs efter förvaring i kylskåp minst 18 timmar. Följande fyra huvudtyper kan iakttagas. 16 P-Lipoproteinfraktioner, typfall Som komplement vid bedömningen kan man utnyttja elektroforetisk separation av lipoproteinerna. N=normal IIA, IIB, IV, V = enligt Fredricksson Klassifikation enligt Fredricksson. Klass enl Fredricksson lipidfraktion som är ökad lipider (ökade) apolipoproteiner som är ökade I chylomikroner triglycerider - II A LDL kolesterol apob II B LDL + VLDL kolesterol triglycerider apob IV VLDL triglycerider - V chylomikroner + VLDL triglycerider -

17 17 Lipoprotein (a), Lp (a) Lp (a) är ett glykoprotein som är bundet till en LDL partikel. In vitro kan man påvisa Lp (a) via immunkemisk teknik genom analys ett ovanligt apolipoprotein, apo (a). In vivo binds apo (a) medels en disulfidbindning till apolipoprotein B 100 (apo B 100) på LDL partikeln. Lp (a) har en likhet i aminosyresekvens med plasminogen och har proteasaktivitet. Trots sin likhet i struktur har den inte plasminogenaktivitet utan konkurrerar istället dels med plasminogenets bindning till fibrin, dels med plasminogenreceptorer samt streptokinas-medierat-aktivering av plasminogen och även med den vävnadsplasminogenaktivator-medierade upplösningen av fibrinkoaglet. Höga halter av Lp (a) främjar på så sätt ev. bildning av tromboser. Lp(a) ses i kärlens intima ffa i aterosklerotiska kärl. En ökad halt Lp(a) i blodet (>300 mg /L) anses vara en oberoende riskfaktor för hjärt- kärl sjukdom och ischemisk hjärnsjukdom. (hjärtinfarkt, hjärntromboser). Lp(a) bildas till största del i levern och dess fysiologiska funktion är okänd. Hos friska är blodhalten av Lp(a) genetiskt bestämd. Lp (a) kan till skillnad från andra lipoproteiner inte påverkas i någon större utsträckning av kostomläggning eller lipidsänkare, istället skall andra riskfaktorer minimeras så långt det går. Vid sjukdomar såsom kronisk njursvikt och RA ses ökade halter, vid levercirrhos låga halter Lp(a) i blodet. Medicinska beslutsgränser vid bedömning av lipidrubbningar Vid bedömning av lipidrubbningar i första hand är medicinska beslutsgränser och inte referensintervallsgränser som ligger till grund för behandlingsrekommendationer. Enligt Information från Läkemedelsverket 1:2005 (se bilaga), är följande nivåer önskvärda: Önskvärd nivå Kolesterol <5,0 mmol/l (vid mycket hög kardiovaskulär risk <4,5 mmol/l) LDL-kolesterol <3,0 mmol/l (vid mycket hög kardiovaskulär risk <2,5 mmol/l) Indikatorer för ökad risk Triglycerider >1,7 mmol/l HDL-kolesterol <1,0 mmol/l för män, samt <1,3 mmol/l för kvinnor Vid diabetes och samtidig hjärtkärlsjukdom anges i flera behandlings-pm att LDLkolesterol ska vara < 2,0 mmol/l. För adekvat riskbedömning skall kolesterol vägas samman med andra riskfaktorer för kardiovaskulär sjukdom i ett riskskattningsinstrument, t ex SCORE. I SCORE ingår kön, ålder, rökning, systoliskt blodtryck och serumkolesterol. Genom att ta hänsyn till dessa fem faktorer kan tioårsrisken för kardiovaskulär död beräknas. Apolipoproteiner kan ha värde för riskbedömningen i fall när konventionell lipidprofil med totalkolesterol, LDL-kolesterol, HDL-kolesterol och triglycerider inte ger tillräckligt klart beslutsunderlag. Förhöjd Apo B/Apo A1-kvot (kvinnor 0,6; män 0,7) indikerar förhöjd risk för aterosklerotisk hjärt-kärlsjukdom.

18 Livsstilsbetingade hyperlipidemier och hyperlipidemier som är sekundära till andra sjukdomar är vanliga orsaker till förhöjda blodfetter. Ärftliga former av blodfettsrubbningar är betydligt ovanligare, t.ex. familjär hyperkolesterolemi som i heterozygot form förekommer med en prevalens på ca 0,2%. 18 Sekundär hyperlipoproteinemi Tillstånd där förhöjda lipidvärden är vanligt Diabetes mellitus Hypotyreos Njurinsufficiens (speciellt nefros) Leversjukdom (speciellt kolestas) Inflammation Utreds med följande laboratorieanalyser fp-glukos TSH, fritt T4 Kreatinin, U-Albumin ALAT, ASAT, GT, ALP, bilirubin Blodstatus, CRP, SR

19 Biokemisk diagnostik av akut hjärtinfarkt Vid myokardskada läcker olika proteiner ut från hjärtmuskelcellerna. Ökade koncentrationer i serum, plasma eller blod av en eller flera sådana biokemiska markörer, tillsammans med typiska symptom och EKG-förändringar ligger till grund för diagnosen akut hjärtinfarkt. Utvecklingen har lett till alltmer sensitiva och specifika markörer. Katalytisk aktivitetsbestämning av aspartataminotransferas (ASAT), laktatdehydrogenas (LD) och kreatinkinas (CK) har i dag lagts ned som infarktmarkörer, till förmån för modernare analyser. Kreatinkinas B katalytisk aktivitet (CKB kat) har ersatts med immunkemisk mätning av massakoncentrationen av kreatinkinas MB (CKMB mass). CKMB mass är både känsligare och mer specifik än CKB kat för detektion av hjärtmuskelskada, men eftersom CKMB även finns i skelettmuskel är inte heller CKMB mass en helt hjärtspecifik analys. De hjärtspecifika troponinerna, troponin T (ctnt) och troponin I (ctni), är proteiner som ingår i det myofibrillära troponinkomplexet (troponin-t, -I, -C) och deltar i regleringen av muskelns kontraktion. ctnt och ctni har unika aminosyrasekvenser, som gör att man kan skilja dem från skelettmuskulaturens troponin T och troponin I. ctnt och ctni är dessutom ännu känsligare analyser än CKMB mass och man kan med ctnt och ctni upptäcka små hjärtskador hos patienter med instabil angina pectoris då andra infarktmarkörer kan vara normala. Denna patientgrupp har en sämre prognos än patienter med instabil angina och normala troponiner. Efter en hjärtinfarkt kvarstår troponinerna förhöjda länge (upp till 3 veckor för ctnt) och såväl sensitivitet som specificitet är bättre än för LD vid sen diagnostik. Myoglobin anses vara en av de markörer som stiger tidigast vid akut hjärtinfarkt; den har dock en låg specificitet då skelettmuskulaturen innehåller mycket myoglobin. Med nya högkänsliga metoder ökar ctnt och ctni lika tidigt som myoglobin vid akut hjärtinfarkt. CKMB 2 /CKMB 1, fatty acid-binding protein (FABP) och glycogen phosphorylase BB (GPBB) är exempel på andra tidiga markörer som är under klinisk utvärdering. Vid tolkning av biokemiska hjärtinfarktmarkörer är kunskapen om deras koncentrationsförändringar över tiden viktig. Begreppet diagnostiskt tidsfönster avser det tidsintervall efter symptomdebuten då markören kan förväntas vara förhöjd och därmed användbar för infarktdiagnostik. 19 Rekommenderade markörer De analyser som rekommenderas vid hjärtinfarktdiagnostik är i första hand ctnt eller ctni. Om dessa inte finns tillgängliga kan CKMB mass användas. För mätning av ctnt finns bara en metod, medan det för ctni finns fler än tio olika metoder. De ger alla olika resultat och det kan skilja upp till fem gånger mellan den metod som ger lägst och högst värde. Ett internationellt arbete pågår för att standardisera ctni metoderna. För diagnosen akut hjärtinfarkt rekommenderas för troponinerna och CKMB mass en beslutsgräns som motsvarar 99:e percentilen ur värden från en referenspopulation, förutsatt att metodens variationskoefficient (CV) vid denna koncentration är 10%. Om så inte är fallet, används den koncentration där metoden har en CV på 10% som beslutsgräns. Eftersom ctnt och ctni är så känsliga markörer, ökar de inte bara vid akut hjärtinfarkt beroende på myokardischemi. Förhöjt ctnt och ctni har också rapporterats vid trauma, sepsis, myosit, kardiomyopati, hjärtsvikt, vänsterkammarhypertrofi, med flera andra tillstånd som på olika sätt kan påverka hjärtmuskulaturen.

20 Vid förhöjt ctnt och ctni skall således alltid hjärtmuskelskada misstänkas, men det är inte alltid som hjärtmuskelskada orsakas av akut hjärtinfarkt! Med nya högkänsliga troponinmetoder kan även måttlig fysisk ansträngning medföra lätt troponinökning hos i övrigt friska individer. Mekanismerna bakom denna troponinökning är inte helt klarlagda men anses sannolikt avspegla en benign process. Vid dialysbehandling pga kronisk njursvikt har upp till ca 50-70% av patienterna konstant förhöjt ctnt och ca 5-30% förhöjt ctni, utan tecken på akut hjärtinfarkt. Orsaken till detta är inte helt klarlagd men för ctnt finns samband med vänsterkammarhypertrofi och förekomst av kronisk ischemisk hjärtsjukdom. Förhöjt ctnt hos dialyspatienter innebär också en ökad mortalitetsrisk. 20 Exempel på förändringar av ctnt, CKMB mass och Myoglobin vid en typisk hjärtinfarkt Koncentrationsförändringar i serum för olika markörer vid akut hjärtinfarkt Relativ koncentration. Diskriminator= ctnt CKMB mass Myoglobin Timmar efter smärtdebut Diskriminator: respektive analys diagnosgräns för akut hjärtinfarkt Förloppet för CK och CKB kat liknar mycket det för CKMB mass men de relativa ökningarna är mindre och koncentrationsökningen ses inte riktigt lika tidigt efter symptomdebuten. Vid små ctnt och ctni ökningar som t ex hos vissa patienter med instabil angina pectoris, kan troponinkoncentrationerna normaliseras redan inom ett till två dygn. Patienter med instabil angina pectoris och förhöjt ctnt eller ctni har sämre prognos än patienter med instabil angina pectoris och normala troponinvärden. Med användningen av allt känsligare troponinmetoder, kommer fler av dessa patienter att få diagnosen akut hjärtinfarkt.

21 21 Egenskaper hos biokemiska markörer för diagnostik av akut hjärtinfarkt Protein Molkylmassa, kda Biologisk T½ Förekomst Intracellulär lokalisation Kreatinkinas MB (CKMB) Hjärtspecifikt troponin T (ctnt) Hjärtspecifikt Troponin I (ctni) tim hjärtmuskel, skelettmuskel cytoplasma 37 2 tim hjärtmuskel 6-8% i cytoplasma resten strukturbundet 22? hjärtmuskel 3-8% i cytoplasma resten strukturbundet cytoplasma Myoglobin min hjärtmuskel, skelettmuskel Markör Diagnostiskt tidsfönster, timmar Egenskaper ctnt 8-72 Hög sensitivitet och mycket hög specificitet, brett tidsfönster ctni 8-72 Hög sensitivitet och mycket hög specificitet, brett tidsfönster CKMB mass 8-24 Hög sensitivitet och specificitet Myoglobin 4-12 Tidig stegring, hög sensitivitet, låg specificitet, smalt tidsfönster Med högkänsliga troponinmetoder finns protokoll för att med stor sannolikhet utesluta akut hjärtinfarkt redan 3 timmar efter ankomst till sjukhus. Markör Tid till initial stegring, timmar Tid till toppvärde, timmar Normalisering, dygn Egenskaper ctnt Hög sensitivitet och mycket hög specificitet ctni Hög sensitivitet och mycket hög specificitet CKMB mass Hög sensitivitet och specificitet Myoglobin timmar Tidig stegring, hög sensitivitet, låg specificitet CK Hög sensitivitet, låg specificitet ASAT Låg sensitivitet och specificitet LD/LD dygn 8-14 Sen stegring, långsam normalisering

22 22 Diagnostiska tidsfönster för olika hjärtinfarktmarkörer Läkartidningen 1998;95: I figur 2 visas sensitivitet med konventionella (mindre känsliga) troponinmetoder. Högkänsliga metoder för troponiner har dock lika hög eller högre sensitivitet jämfört med myoglobin för att diagnostisera akut hjärtinfarkt tidigt efter symtombdebuten. I Sverige används idag högkänslig metod för troponin T medan det för troponin I förekommer både högkänsliga och konventionella metoder.

23 23 Uppdaterade diagnoskriterier AMI RIKS-HIA Akut hjärtinfarkt (I I21.9) Minst ett troponin värde över beslutsgränsen# för aktuell metod och där upprepade (minst 2 med minst 6 timmars intervall) troponinbestämningar visar ett stigande eller sjunkande förlopp* Plus minst ett av följande: - Typiska symtom: bröstsmärta av ischemisk karaktär under mer än15 minuter eller lungödem utan annan rimlig förklaring - Utveckling av patologisk Q-våg i minst 2 EKG-avledningar (duration >0,03 sek och >25 % av R-vågs amplitud) - Nya ischemiska EKG-förändringar (nya ST-T-förändringar / nytt LBBB) - Bilddiagnostiskt bevis för nytillkommen förlust av viabelt myocardium eller ny regional väggrörelsestörning Typiska symtom och ST-höjning och avsaknad av möjligheter till fortsatt diagnostik Myokardnekros eller koronartrombos vid obduktion med en ålder motsvarande symtom # beslutsgränsen för den aktuella troponin-metoden definieras som den nivå som är högst av 99:e percentilen hos friska kontroller eller 10% total CV. * vid värden nära beslutsgränsen bör ökningen eller sänkningen vara >50% mellan lägsta och högsta värdet

24 24 Tillverkare Plattform Tropon in I / T Abbott Diagnostics 99:e perc. gräns µg/l (ng/l) Architect I 0,028 (28) 10 % total CV konc. µg/l (ng/l) 0,032 (32) Siemens ADVIA Centaur I 0,04 (40) 0,03 (30) Dimension I 0,07 (70) 0,14 (140) Immulite I 0,22 (220) 0,33 (330) Stratus CS I 0,07 (70) 0,06 (60) Beckman Coulter Access I 0,04 (40) 0,04* (40) Ortho Clinical Diagnostics Vitros ES I 0,034 (34) 0,034 (34) Roche Diagnostics 4 th gen TnT T 0,01 (10) 0,03 (30) hs TnT T (14) (13) * claim under bedömning hos FDA, beslut väntas dec 2010 Reinfarkt I22.0-I22.9 Ny infarkt inom 4 veckor från första insjuknandet. Definieras på samma sätt som akut hjärtinfarkt ovan. Vid tidig reinfarkt med förhöjd markörnivå redan vid återinsjuknandet krävs ny stegring och högsta värde >50 % över utgångsnivån för diagnos. Provtagning med en markör med kort tidsfönster (CKMB) underlättar diagnostiken vid misstanke på reinfarkt under de första 1-2 veckorna.

25 25 Natriuretiska peptider Biokemisk bakgrund Tabell 1. Vid allvarlig hjärtsvikt sker en neurohormonell aktivering varvid de vasokonstriktiva hormonerna mobiliseras via ökad sympaticustonus när hjärtat blir sämre. Vid hjärtsvikt töms hjärtats depot av noradrenalin och sensitiviteten av hjärtats neurohormonella β-receptorer minskar. Sympaticus stimulerar renin-angiotensin-systemet via njurarna med stigande koncentration av angiotensin II som i sin tur ger kärlkontraktion och ökning av antidiuretiskt hormon och aldosteron. Dessa ändringar är kompensatoriska och tenderar att upprätthålla blodtrycket och hjärtats minutvolym via kärlkontraktion och retention av vatten och natrium. Detta leder till ökande blodvolym. Med stigande hjärtsvikt får denna hormonella aktivering biverkningar i form av ödem och är en stor belastning för hjärtat p. g. a. kontraktion och ökad blodvolym. Som motregulator frigörs då natriuretiska peptider från hjärtat. Det finns fyra natriuretiska peptider: ANP, BNP, CNP och DNP (se tabell 1). Det är bara ANP och BNP som frisätts från hjärtat och har direkt inverkan på blodtrycket och natriumbalansen (se tabellerna 1 och 2). Familjen "Natriuretiska peptider" ANP: atrial natriuretic peptide ("natriuretisk förmakspeptid"). Insöndras framför allt från förmaken men även från kamrarna. BNP: brain natriuretic peptide ("natriuretisk kammarpeptid"). Insöndras framför allt från kamrarna. CNP: Bildas framför allt i hjärna, men även i kärlendotel. DNP: Dendroaspis natriuretic peptide besläktad med ANP, BNP och CNP. Tabell 2. De natriuretiska peptidernas biologiska funktioner ANP, BNP Motregulatoriska hormoner mot renin-agiotensinsystemet samt hämmar sympaticustonus insödras vid ökning av blodvolym ökat tryck på hjärtat sänker insöndringen av renin, angiotensin II, aldosteron, katekolaminer, endotelin-i antagonister till angiotensin II vad avser kärltonus aldosteroninsöndring renal återresorption av natriumjon och vatten hämmar sympaticustonus genom centralnervösa och perifera effekter kan hämma den mitogena effekten av vissa tillväxtfaktorer CNP Reglering av kärltonus.

26 26 Blodanalyser av ANP och BNP Strukturellt uppvisar de natriuretiska peptiderna stora likheter. De bildas från propeptider genom inverkan av endoproteas. Detta resulterar i en biologiskt aktiv natriuretisk peptid samt i ett biologiskt inaktivt N-terminalt (NT) fragment. BNP, probnp, ANP och proanp har i olika studier visats vara användbara vid diagnostik av hjärtsvikt men det är i första hand BNP och NT-proBNP som används i klinisk rutinverksamhet. En förutsättning för klinisk användning av kliniskt kemiska analyser är att analyten är stabil från provtagning till analysbestämning. In vitro är BNP stabilare än ANP. BNP har kliniskt acceptabelt stabilitet i ocentrifugerade blodprover som tagits i plaströr med EDTA. NT-proBNP är ännu mer stabilt och kan tas i vanliga glasrör. Klinisk användning Det största värdet av BNP och NT-proBNP är för att utesluta hjärtsvikt och analyserna rekommenderas som rutin vid diagnostik av hjärtsvikt (Information från Läkemedelsverket 1:2006). Normala koncentrationer av BNP och NT-proBNP utesluter med stor sannolikhet hjärtsvikt. Förhöjda koncentrationer bör föranleda fortsatt utredning med ekokardiografisk undersökning. Analyserna BNP och NT-proBNP anses vara ungefär likvärdiga och det finns inte underlag för att rekommendera den ena metoden framför den andra. Ur praktisk synvinkel har NT-proBNP fördelen att vara relativt stabil och prover kan förvaras i rumstemperatur flera dagar, medan BNP är mindre stabil och måste analyseras inom 24 timmar eller tidigare beroende på metod. Huvudindikationer för beställning av BNP eller NT-proBNP Symtom/fynd förenliga med hjärtsvikt Nedsatt vänsterkammarfunktion utan kliniska symtom Utredning av oklar andfåddhet Normala koncentrationer talar starkt mot hjärtsvikt och negativt prediktivt värde (NPV) är %. Det innebär att i ca fall av 100 fall med normal koncentration av BNP eller NTproBNP, så har patienten inte hjärtsvikt. Positivt prediktivt värde (PPV) är betydligt lägre och varierar i olika studier mellan %, dvs. många patienter med förhöjt BNP och NT-proBNP har inte hjärtsvikt enligt gällande kriterier. Förhöjt BNP och NT-proBNP kan alltså orsakas av andra tillstånd än hjärtsvikt.

27 27 Andra faktorer än hjärtsvikt som kan ge höjda koncentrationer av BNP och NT-proBNP Stigande ålder Kvinnligt kön Annan hjärtsjukdom Akut kranskärlssjukdom Takyarytmier, inkl. förmaksflimmer Klaffel, t ex aortastenos, mitralisinsufficiens Kardiomyopati Vänsterkammarhypertrofi Hypertoni Lungsjukdom, lungemboli, pulmonell hypertension Njurinsufficiens Critical illness Tyreotoxikos Faktorer som kan ge sänkta koncentrationer av BNP och NT-proBNP ACE-hämmare (ACE-I), angiotensin-receptor blockerare (ARB) Betablockare (på lång sikt) Diuretika Obesitas Diagnostisk algoritm vid hjärtsvikt enligt rekommendation från Läkemedelsverket 2006 Misstänkt VK-dysfunktion pga. fynd vid undersökningar Misstänkt hjärtsvikt pga. symtom och fynd Tag EKG samt blodprover för analys av BNP och/eller NT-proBNP Normalt utfall Hjärtsvikt eller VK-dysfunktion osannolik Avvikande värde Gör ekokardiografisk undersökning Nedsatt hjärtfunktion Normal hjärtfunktion Hjärtsvikt eller VK-dysfunktion osannolik Kartlägg etiologi, grad, utlösande faktorer och typ av hjärtfunktionsrubbning Utökad utredning (ex. koronarangiografi) Välj behandling

28 28 Prognos och behandlingsstyrning Flera studier att visat att koncentrationerna av BNP och NT-proBNP är korrelerade med graden av hjärtsvikt. Mortaliteten och risken för sjukhuskrävande hjärtsviktvård ökar med ökande nivåer av dessa natriuretiska peptider. Det finns också studier som visar att BNP och NT-proBNP kan vara av värde vid monitorering och behandlingsstyrning av hjärtsviktpatienter. En effektiv hjärtsviktbehandling sänker koncentrationerna av BNP och NT-proBNP.