Einführung in die Labordiagnostik bei Herz- und Kreislauferkrankungen

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1 Einführung in die Labordiagnostik bei Herz- und Kreislauferkrankungen UKD HHU, Vorlesung vom Alexander Tolios

2 Übersicht CVD why care? Lipidstoffwechsel Entstehung der Atherosklerose Cholesterin, Triglyceride, LDL-C, HDL-C Lp(a) Labordiagnostik des akuten Herzinfarktes Troponin CK und CK-MB Myoglobin Labordiagnostik der chronischen Herzinsuffizienz BNP Für das Leben (und die Prüfung) VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 2

3 Epidemiologie bei Kreislauferkrankungen Vorlesung Einführung in die Labordiagnostik bei Herz- und Kreislauferkrankungen Alexander Tolios

4 Todesursache CVD weltweit WHO, Fact sheet cardiovascular diseases. Summary VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 5

5 Todesursache CVD in Europa Daten für Europa. A=men, B=women ESC, 2016 ESC Epidemiology CVD. S VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 6

6 Risikofaktoren für CVD WHO, Global Atlas on CVD. S. 19 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 7

7 Zusammenfassung CV-Epidemiologie Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die weltweit führende Todesursache In advanced economies spielen kardiovaskuläre Erkrankungen eine verhältnismäßig noch stärkere Rolle Viele Risikofaktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen Hypertonie Tabakkonsum Diabetes Fehlende körperliche Aktivität Dyslipidämien Viele Risikofaktoren sind erworben und therapeutisch sowie durch Lebensstilmodifikationen veränderbar VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 9

8 Atherosklerose und Lipidstoffwechsel Vorlesung Einführung in die Labordiagnostik bei Herz- und Kreislauferkrankungen Alexander Tolios

9 Atherogenese Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 73 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 11

10 Atherosklerose Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 53 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 12

11 Entstehung der Atherosklerose Entstehung von instabilen Plaques können rupturieren plötzlicher Verschluß des Gefäßes Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 55 Goldstein/Braun, LDL Pathway and Atherosclerosis, S. 964ff. VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 13

12 Fettstoffwechsel Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 51 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 16

13 Parameter des Fettstoffwechsels Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 55 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 17

14 Diagnostische Pfade Fettstoffwechsel Neumeister, Klinikleitfaden Labordiagnostik. S Hofmann, Klinikhandbuch Labordiagnostische Pfade. S. 92 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 18

15 Einflussgrößen auf den Lipidstoffwechsel Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 66 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 20

16 Lp(a) cholesterinreiches Lipoprotein Lp(a)-Konzentration primär genetisch determiniert Spiegelbeeinflussung durch verschiedene Faktoren möglich Grunderkrankungen diätetische Faktoren körperliche Aktivität Medikamente kompetitiver Plasminogeninhibitor potenzielle prothrombotische Aktivität sehr hohe Atherogenität eigenständiger Atherosklerose-Risikofaktor Neumeister, Klinikleitfaden Labordiagnostik. S. 178 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 21

17 Zusammenfassung Lipidstoffwechsel Der Lipidstoffwechsel spielt bei der Atherosklerose eine zentrale Rolle Lipoproteine unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung von Chol, TGs, PL und Proteinen Chylomikronen sind Teil des exogenen, VLDL, IDL, LDL und HDL Teil des endogenen Lipoproteinstoffwechsels Die Quantifizierung von LDL-Chol und HDL-Chol ist wichtig bei der Risikostratifizierung für CVD Viele Einflussfaktoren auf den Lipidstoffwechsel sind bedingt durch den Lebensstil Lp(a) ist ein eigenständiger Risikofaktor für CVD VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 22

18 Labordiagnostik des akuten Herzinfarktes Vorlesung Einführung in die Labordiagnostik bei Herz- und Kreislauferkrankungen Alexander Tolios

19 Diagnostik des akuten Herzinfarktes Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 77 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 24

20 Diagnostisches Schema bei AP (alt) cave: altes Schema Dörner, Klinische Chemie und Hämatologie. S. 416 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 25

21 Troponin Myofibrilläre Proteine der quergestreiften Muskulatur Strukturprotein, geringer Anteil (ca. 5%) zytoplasmatisch Unterscheidung in Troponin I, T und C In Herz- und Skelettmuskel lokalisiert für Troponin I und T herzspezifische Isoformen Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 77 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 27

22 Troponin - Indikationen Dörner, Klinische Chemie und Hämatologie. S VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 28

23 Troponin-Erhöhung - Differentialdiagnosen Kardiale Operationen Herztransplantation Myokarditis Akute Perikarditis Lungenembolie Sepsis mit Herzbeteiligung Herzinsuffizienz Terminale Niereninsuffizienz VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 29

24 Take-Home-Messages Troponin Neumeister, Klinikleitfaden Labordiagnostik. S VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 30

25 Creatinkinase (CK) Intrazelluläres Enzym überträgt Phosphatgruppen von Kreatinphosphat auf ADP beteiligt an der Regeneration von ATP Dimeres Enzym Unterschiedliche Monomere M-Untereinheit B-Untereinheit Mi-Untereinheit Dadurch unterschiedliche Dimere CK-MM: Skelettmuskeltyp (Halbwertszeit 18 Stunden) CK-MB: Herztyp (Halbwertszeit 12 Stunden) CK-BB: Gehirntyp (Halbwertszeit 3 Stunden) CK-Mi: Mitochondrialer Typ (Halbwertszeit 4 Stunden) Thomas, Labor und Diagnose. S. 107 Renz, Praktische Labordiagnostik. S VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 31

26 Bestimmung der CK-MB-Aktivität CK-BB in zu geringer Konzentration vorhanden Messung der CK-Gesamtaktivität Inhibition des CK-M-Untereinheit Messung der CK-Restaktivität (wird x2 gerechnet) M M M B B B Skelettmuskel Myokard Gehirn Berechnung des CK-MB-Anteils CK MB Anteil = CK MB Aktivität CK Gesamtaktivität Thomas, Labor und Diagnose. S. 105ff. Neumeister, Klinikleitfaden Labordiagnostik. S. 81 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 32

27 Vorkommen unterschiedlicher CK-Isoformen Gewebe CK-Aktivität (U/g) CK-MM CK-MB CK-BB CK-Mi Skelettmuskel (+) (+) + Myokard (+) ++ Gehirn Blase Blut 0, (+) - - Colon 200 (+) (+) Nabelschnurblut 1, (+) +? Prostata ? Uterus Venenwand ? ++++ > 75% % % % (+) < 5% cave: chronische Erkrankungen des Skelettmuskels können zu Erhöhungen des CK-MB-Anteils führen (>10%) Thomas, Labor und Diagnose. S VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 33

28 CK-MB-Aktivität CK-MB-Aktivität CK-MB < 6% V.a. Skelettmuskelschaden CK-MB 6-25% V.a. Myokard-Schädigung CK-MB < 25% V.a. Makro-CK Cave: Unterscheidung zur CK-MB-Masse Andere Referenzwerte notwendig M M M B B B Skelettmuskel Myokard Gehirn Thomas, Labor und Diagnose. S. 105ff. Neumeister, Klinikleitfaden Labordiagnostik. S. 81 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 34

29 Makro-CK Makro-Enzyme: Multiplizität auf Grund posttranslationaler Veränderungen Oft: Komplexbildung zwischen Enzymen und Immunglobulinen Makro-CK: sehr häufig Prävalenz: zwischen 0.3 und 1%! Durch Bindung von Antikörpern an CK-Moleküle (CK-BB oder CK-Mi) verlangsamter Abbau Kann zu deutlich höheren scheinbaren CK-MB-Aktivitäten führen cave: wenn CK-MB > 25% -> V.a. Makro-CK Thomas, Labor und Diagnose. S. 33ff. VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 35

30 Myoglobin Ermöglicht aeroben Stoffwechsel in roten Muskelfasern Niedriges Molekulargewicht rascher übertritt ins Blut erhöht auch körperlicher Arbeit, IM-Injektionen, Muskelschäden, rasche Elimination über die Niere Halbwertszeit: ca. 5-6 Stunden cave: unspezifisch - Troponine oder CK-MB für Diagnostik besser geeignet Dörner, Klinische Chemie und Hämatologie. S. 422 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 36

31 Infarktmarker Dörner, Klinische Chemie und Hämatologie. S. 417 Erdmann, Klinische Kardiologie. S. 47 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 37

32 Zusammenfassung Infarktmarker Marker für den Untergang von Herzmuskelzellen sind notwendig für die Diagnostik des NSTEMI Troponin-Tests sind spezifisch für Myokardgewebe Rascher Anstieg, über Tage nachweisbar Steigt bei jedem Herzmuskelzell-Untergang an Standardmarker für Herzinfarkte CK ist in vielen Zelltypen vorhanden Mit Hilfe der CK-MB-Bestimmung kann auf eine kardiale Beteiligung geschlossen werden Standardmarker für Re-Infarkte Myoglobin ist nicht herzspezifisch Sehr rascher Anstieg, sehr rascher Abfall VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 38

33 Labordiagnostik der Herzinsuffizienz Vorlesung Einführung in die Labordiagnostik bei Herz- und Kreislauferkrankungen Alexander Tolios

34 Herzinsuffizienz - Pathophysiologie Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 84 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 40

35 Herzinsuffizienz - natriuretische Peptide Natriuretische Peptide Vielfältige physiologische Wirkungenen Natriurese Vasodilatation Hemmung der Renin-Aldosteron-Sekretion Beeinflussung von Wasserhaushalt und Blutdruck ANP-Erhöhungen reflektieren atriale, BNP-Erhöhungen die ventrikuläre Überbelastung Aktivierung durch Druck- und Volumenbelastung Andere Ursachen einer Erhöhung Terminale Niereninsuffizienz (Dialysepatienten) Vorhofflimmern, Akutes Koronarsyndrom Pulmonale Hypertonie, Lungenembolie Leberzirrhose mit Aszites Neumeister, Klinikleitfaden Labordiagnostik. S. 114 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 41

36 Funktion von BNP Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 89 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 42

37 Herzinsuffizienz - BNP Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 88 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 43

38 Vorhersagewert BNP Erhöhte Werte bei Herzinsuffizienz abhängig vom Stadium (NYHA-Stadieneinteilung) Cave: Große Überlappungsbereiche zwischen den Stadien Prognostische Aussagen Höhe der Werte korreliert mit der Mortalität bei chron. Herzinsuff. Geeignet als Marker für Therapieerfolgskontrolle Vorhersagewert Normale Werte schließen Herzinsuffizienz mit hoher Wahrscheinlichkeit aus Der prädiktive Wert eines neg. Befunds ist für BNP > 95% Der positiv prädiktive Wert ist jedoch gering Neumeister, Klinikleitfaden Labordiagnostik. S. 114 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 44

39 Vorgehen bei Herzinsuffizienz Renz, Praktische Labordiagnostik. S. 89 VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 45

40 Zusammenfassung Herzinsuffizienz Herzinsuffizienz führt zu einer Abnahme der Kontraktilität des Herzens Natriuretische Peptide bewirken eine Verminderung des Volumens und einer Abnahme des Gefäßtonus dadurch Abnahme sowohl der Vor- als auch der Nachlast BNP bzw. nt-probnp sind die klinisch bedeutsamsten Marker für die Herzinsuffizienz BNP bzw. nt-probnp sind sehr gut geeignet für den Ausschluss sowie den Verlauf einer Herzinsuffizienz Der positiv-prädiktive Wert von BNP ist jedoch gering BNP bzw. nt-probnp korrelieren mit den NYHA-Stadien sowie mit der Mortalität VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 46

41 Best-of Einführung in die CV-Labordiagnostik Kardiovaskuläre Erkrankungen sind sehr häufig Lipidstoffwechselstörungen sind ein zentraler Risikofaktor für die Entwicklung von kardiovaskulären Erkrankungen Troponin ist ein hochspezifischer Marker für Myokardschäden, jedoch nicht nur bei Infarkten erhöht CK-MB ist hat eine kürzere Halbwertszeit als Troponin und ist daher für die Diagnostik von Reinfarkten geeignet Myoglobin ist nicht Herzmuskel-spezifisch BNP bzw. nt-probnp sind Marker für die Herzinsuffizienz VL Herz und Kreislauf - Alexander Tolios Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik Seite 47