Modificǎri ale enzimelor serice în infarctul miocardic şi în alte boli cardiace

1. Provenienţa enzimelor plasmatice

În condiţii fiziologice, majoritatea proceselor enzimatice ca şi reglarea acestor procese au loc la

nivelul celulelor, iar laboratorul clinic încearcǎ sǎ contribuie la diagnostic şi la stabilirea prognosticului pe

baza determinǎrilor de enzime efectuate în umori şi mai ales în serul sanguin. Deşi s-au fǎcut eforturi

pentru a se determina diversele activitǎţi enzimatice în triturate de ţesuturi, ajungându-se la analiza

conţinutului în enzime al organitelor celulare, aceste tehnici sunt încǎ greu de aplicat în laboratorul

clinic.Trebuie menţionat şî faptul cǎ aplicarea pe scarǎ largǎ a determinǎrilor de enzime din fragmentele de

ţesuturi obţinute prin biopsie poate constitui un obiectiv important pentru cercetare, dar nu este şi un

deziderat al bolnavilor. De aceea, abordarea principiilor diagnosticului enzimatic cu aplicaţii clinice variate

se face, în primul rând, pe baza datelor furnizate de determinarea activitǎţii enzimelor pe ser sau pe plasmǎ.

Enzimologia clinicǎ permite:

un diagnostic pozitiv şi diferenţial corect;

aprecierea evoluţiei unor boli;

identificarea unor defecte genetice şi a implicaţiilor patologice ale acestora;

monitorizarea eficienţei terapiilor medicamentoase în diferite tipuri de boli -

- prin mǎsurarea dinamicii enzimelor pe parcursul desfǎşurǎrii procesului patologic.

În vederea interpretǎrii corecte a rezultatelor furnizate de dozarea activitǎţilor enzimatice în ser sau

plasmǎ este important sǎ se cunoascǎ locul de producere a diverselor enzime, mecanismele prin care

diversele enzime ajung din celule în sânge, precum şi cǎile şi viteza de eliminare a enzimelor ajunse în

plasmǎ.

Din punctul de vedere al mecanismului prin care ajung în plasmǎ şi – implicit – al semnificaţiei

diagnostice, enzimele pot fi clasificate în urmǎtoarele categorii:

1. Enzime secretate activ în plasmǎ, mai ales de cǎtre ficat şi care acţioneazǎ – de regulǎ – asupra

unor substrate din plasmǎ, îndeplinind aici un rol fiziologic. Astfel de enzime au fost denumite enzime

plasmatice funcţionale. Printre ele se numǎrǎ şi lecitin-colesterolaciltransferaza cu rol în esterificarea

colesterolului plasmatic, precum şi enzimele cu rol în coagularea sângelui, în stabilizarea fibrinei şi în

procesul de fibrinolizǎ.Suferinţa sau mai bine zis insuficienţa funcţionalǎ a celulelor care produc astfel de

enzime se asociazǎ cu scǎderea activitǎţii plasmatice a enzimelor respective.

1

2. Enzime secretate de glandele exocrine care pot difuza pasiv în sânge fǎrǎ a avea vreun rol la acest

nivel. Astfel de enzime sunt α-amilaza pancreaticǎ şi salivarǎ, lipaza pancreaticǎ, pepsinogenul gastric,

fosfataza alcalinǎ de origine biliarǎ şi fosfataza acidǎ prostaticǎ. Nivelul enzimelor din aceastǎ categorie va

scǎdea, în sânge, în caz de atrofiere a organelor producǎtoare şi va creşte în caz de obstrucţie a canalelor

excretoare sau în cazul creşterii permeabilitǎţii membranei celulelor canalelor unde acestea se sintetizeazǎ.

3. Enzime celulare care acţioneazǎ exclusiv la nivel intracelular şi al cǎror substrat de reacţie şi

cofactori nu se gǎsesc în plasmǎ. Astfel de enzime numite şi enzime plasmatice nefuncţionale se gǎsesc în

plasmǎ în cantitǎţi mici – de ex: transaminazele, lactatdehidrogenaza (LDH), creatinfosfokinaza (CPK),

glutamatdehidrogenaza (GLDH).

Natura enzimei celulare al cǎrei nivel creşte în ser şi gradul unei astfel de creşteri depind de:

echipamentul enzimatic al organului lezat, acesta nefiind un factor ce poate fi generalizat. De

exemplu, rinichiul este organul cel mai bogat în γ-GT şi cu toate acestea leziunile renale nu sunt

însoţite de creşteri ale γ-GT în ser, întrucât enzima scursǎ din epiteliul renal lezat nu trece în sânge, ci

în urinǎ. În schimb, ficatul – cu un conţinut mult mai redus de γ-GT – este principala sursǎ a creşterii

enzimei în ser.

localizarea intracelularǎ a enzimelor şi permeabilitatea membranelor celulare şi mitocondriale;

gradul de vascularizaţie a organului lezat şi viteza de circulaţie la nivelul zonelor lezate;

prezenţa sau absenţa unei bariere inflamatorii;

solubilitatea enzimei în lichidul extracelular şi mǎsura în care celulele lezate vin în contact

direct cu plasma;

viteza de degradare sau de eliminare a enzimei celulare ajunse în plasmǎ;

numǎrul de celule lezate, gradul de afectare a fiecǎrei celule şi viteza cu care s-au produs

leziunile.

Clasificarea fiziopatologicǎ descrisǎ permite o serie de concluzii:

în condiţii fiziologice, diferite celule, dar mai ales cele sanguine, elibereazǎ în ser enzimele

conţinute ca urmare a procesului de reînnoire celularǎ;

eliberarea enzimelor celulare în plasmǎ coreleazǎ mai ales cu procese de citolizǎ,

reflectare a unor procese patologice ce afecteazǎ integritatea morfo-funcţionalǎ celularǎ;

în general, existǎ o relaţie directǎ între gradul leziunii celulare şi reşterea activitǎţii

enzimelor din plasmǎ sau din ser;

în cursul citolizei, enzimele proprii unui organ sunt deversate în sânge, iar

determinarea activitǎţii acestora în ser reflectǎ un anumit tip de spectru enzimatic al organului afectat,

precum şi intensitatea modificǎrii de permeabilitate celularǎ, ea fiind direct legatǎ de viteza de trecere

în sânge a enzimelor din celula lezatǎ.

2

Enzimologic, sediul unei leziuni poate fi localizat prin urmǎtoarele procedee:

dozarea în ser a unor enzime specifice de organ;

determinarea şi intrpretarea spectrului electroforetic al izoenzimelor LDH din

ser;

dozarea concomitentǎ a mai multor enzime în ser şi compararea raporturilor

activitǎţilor enzimatice cu raporturile stabilite pentru cazul normal.

Determinarea în ser a activitǎţii unor enzime poate furniza indicaţii nu numai asupra afecţiunii de

organ, ci şi asupra localizǎrii intracelulare a leziunii citoplasmatice sau mitocondriale.Aceastǎ localizare

este posibilǎ datoritǎ repartiţiei diferenţiate a enzimelor, unele având o origine monolocularǎ, în

citoplasmǎ (GPT, LDH) sau în mitocondrii (GDH), iar altele o origine bilocularǎ – citoplasmaticǎ şi

mitocondrialǎ (GOT, MDH).

Creşterea ratei de eliberare este cert responsabilǎ de nivelurile serice mari ale enzimelor hepatice,

pancreatice şi miocardice în bolile care produc necroza ţesuturilor respective. Modelul modificǎrilor

valorilor enzimatice serice rezultate depinde de o serie de factori dintre care amintim: enzimele conţinute

normal în ţesutul implicat, proporţia lor, tipul necrozei.

Rezultatele furnizate de enzimologia clinicǎ sunt importante pentru:

diferenţierea infarctului miocardic de alte cauze dureroase cu localizare toracicǎ;

diagnosticul diferenţial al bolilor hepatice de cele ale musculaturii striate;

diagnosticul pancreatitei;

recunoaşterea metastazelor bolilor neoplazice cu localizare la nivelul osului sau ficatului.

Monitorizarea cursului bolii prin determinǎri seriate ale enzimelor serice este utilǎ în urmǎrirea

hepatitelor, în chimioterapia bolii neoplazice şi în recunoaşterea recurenţelor infarctului sau a altor

complicaţii apǎrute în timpul convalescenţei infarctului miocardic.

Aplicaţiile diagnostice ale valorilor furnizate de modificǎrile enzimelor serice se bazeazǎ pe

experienţa clinicǎ, dar şi pe faptele experimentale care permit formularea unor factori ce duc la

niveluri serice anormale şi la corelarea enzimelor serice particulare cu natura proceselor patologice şi

cu organul implicat.

1. Importanţa determinǎrii creatinfosfokinazei (CPK)

Creatin fosfokinaza catalizeazǎ fosforilarea creatinei de cǎtre ATP în celulele musculare şi ţesutul

cerebral. Datoritǎ rolului sǎu în producerea de energie pentru organism, CPK reflectǎ catabolismul tisular

normal. CPK se prezintǎ sub forma a trei izoenzime:

1.CPK-BB (CPK1) localizatǎ în special în ţesutul cerebral; ele nu pot depǎşi bariera hematoencefalicǎ şi

nu apar în ser;

3

2.CPK-MB (CPK2) localizatǎ în special în muşchiul cardiac şi puţin în muşchiul scheletic;

3.CPK-MM (CPK3) localizatǎ în muşchii scheletici.

Scopurile determinǎrii activitǎţii enzimatice a CPK în laborator:

detectarea şi diagnosticul infarctului miocardic acut şi a reinfarctizǎrii (în special prin CPK-MB);

evaluarea posibilelor cauze ale durerii precordiale şi monitorizarea severitǎţii ischemiei

miocardice dupǎ chirurgia cardiacǎ sau dupǎ cateterism;

detectarea afecţiunilor musculaturii scheletice care nu sunt de origine neurogenǎ – de exemplu:

distrofia muscularǎ Duchenne şi dermatomioliza precoce.

Scopurile determinǎrii activitǎţii enzimatice a CPK în infarctul miocardic acut:

atunci când modificǎrile EKG nu sunt relevante (de exemplu, sunt mascate de blocajul

produs de un bloc de ramurǎ sau de sindromul Wolff-Parkinson-White sau nu relevǎ infarcte

intramurale sau diafragmatice);

pentru diagnosticul diferenţial – de exemplu, în angina pectoralǎ sau în infarctul

pulmonar;

atunci când valorile CPK serice sunt normale la 48 de ore de la instalarea semnelor

clinice şi nu indicǎ prezenţa infarctului miocardic;

pentru a urmǎri evoluţia unui pacient cu infarct miocardic acut;

pentru a estima o anumitǎ prognozǎ – valori crescute ale acestei enzime în ser (de 4-5

ori mai mari decât valoarea maximǎ admisǎ) coreleazǎ cu incidenţa crescutǎ a aritmiei ventriculare, a

stǎrilor de şoc, a insuficienţei cardiace şi cu o mortalitate crescutǎ.

Prelevarea probelor de sânge trebuie sǎ se facǎ imediat dupǎ instalarea simptomelor. Repetarea

determinǎrilor trebuie fǎcutǎ la intervale corespunzǎtoare şi atunci când simptomele reapar sau când se

dezvoltǎ noi semne şi simptome. Modificǎrile valorilor CPK pot indica fie extinderea infarctului, fie

apariţia unor infarcte adiţionale sau a altro complicaţii, ca de exemplu, infarctul pulmonar.

Determinarea activitǎţii CPK este importantǎ în IMA deoarece:

determinǎrile în serie sau repetate ale CPK au o sensibilitate de 98% în stadiile de debut ale IMA şi

doar în proporţie de 15% pot prezenta rezultate fals pozitive datoritǎ unor cauze multiple ce duc la

creşterea CPK;

CPK permite diagnosticul precoce al IMA deoarece creşte la 3-6 ore de la debut şi atinge un vârf dupǎ

24-36 de ore.

este un indicator mult mai sensibil al IMA deoarece creşterile ei în ser sunt mult mai ample (de 6 pânǎ

la 12 ori valorile normale) decât cele ale altor enzime.

În serul subiecţilor sǎnǎtoşi se gǎsesc aproape exclusiv izoenzimele CPK-MM, astfel încât o

creştere a izoenzimei CPK-MB atrage atenţia asupra unor leziuni miocardice. De fapt, o creştere a

4

activitǎţii CPK la peste 160U/l şi o activitate CPK-MB de peste 5% din activitatea totalǎ este sugestivǎ

pentru infarctul miocardic acut. În IMA sau dupǎ chirurgie cardiacǎ, CPK-MB începe sǎ creascǎ în 2-4

ore, atinge valoarea maximǎ în 12-24 de ore şi revine la normal de obicei în 24-48 de ore. Persistenţa

valorilor crescute indicǎ evoluţia afectǎrii miocardice şi s-a constatat cǎ 2/3 din pacienţi prezintǎ valori

crescute dupǎ 72 de ore de la debut. Atunci când cresterile dureazǎ mai mult de 3 zile de la debutul

infarctului, prognosticul este foarte rezervat. Reinfarctizarea este indicatǎ de valori crescute ale CPK

apǎrute la un interval de cinci zile dupǎ o revenire prealabilǎ la normal.

Izoenzima CPK-MB poate prezintă valori crescute în:

traumatismul cardiac;

miocarditǎ (uneori);

insuficienţa caridacǎ congestivǎ (creşteri moderate);

chirurgia cardiacǎ şi înlocuirea valvelor cardiace;

angiografia coronarianǎ (creşteri tranzitorii);

şocuri şi traumatisme electrice şi termice (valori crescute apar la aproximativ 50%

din pacienţi, dar nu sunt susţinute de LDH1> LDH2).

Determinarea singularǎ a valorilor CPK-MB în urgenţǎ – la 4 ore de la durerile în torace - are o

sensibilitate de doar 18% şi de 50% dupǎ 4-12 ore; specificitatea ei este de 88%; de aceea, nu este

recomandatǎ determinarea unei singure enzime entru screeningul afecţiunilor cardiace, respectiv, al IMA

în camerele de urgenţǎ.

CPK şi CPK-MB prezintǎ valori crescute şi dupǎ chirurgia cardiacǎ şi de aceea diagnosticul de

IMA nu poate fi pus decât la 12-24 de ore dupǎ intervenţie. Pacienţii cu IMA tipic prezintǎ valor mai mari

ale vârfurilor pentru CPK, CPK-MB şi mioglobinǎ; pacienţii fǎrǎ IMA ating peak-uri care revin la normal

mult mai rapid. Practic, se considerǎ cǎ valoarea diagnosticǎ a determinǎrilor enzimatice este redusǎ dupǎ

intervenţiile de chirurgie cardiacǎ.

Detectarea CPK-BB poate indica leziune tisualrǎ cerebralǎ, tumori cerebrale maligne, şoc sever,

insuficienţǎ renalǎ.Se considerǎ de asemenea cǎ o creştere a CPK-MB la un pacient cu o afecţiune

muscularǎ (miopatie, dermatomiolizǎ) indicǎ o afectare a miocardului întrucât în suferinţele pur

musculare (efort fizic excesiv, injecţii intramusculare, traumatisme musculare), precum şi în

hipotiroidism sau în activitatea muscularǎ intensǎ cauzatǎ de stǎrile de agitaţie, creşterea activitǎţii CPK

se realizeazǎ exclusiv pe seama izoenzimei CPK-MM.

Creşteri ale valorilor CPK total se pot datora cardiomiopatiei alcoolice, intoxicaţiei cu monoxide de

carbon, hipertermiei severe, hipokaliemiei severǎ (scǎderi marcate ale poasiului seric) sau apar dupǎ

convulsii.

5

Pentru interpretarea corectǎ a modificǎrilor activitǎţii serice a CPK trebuie avut în vedere

cǎ ţesutul cel mai bogat în aceastǎ enzimǎ este musculatura. Prin urmare, leziuni ale musculaturii

scheletice – cum am arǎtat şi mai sus – duc la creşteri ale CPK care – în anumite situaţii – pot conduce la

confuzii cu modificǎrile cauzate de infarctul miocardic. Se ştie cǎ astfel de confuzii pot fi evitate prin

determinarea izoenzimei specifice miocardului (CPK-MB). Miocardul conţine atât izoenzima CPK-MM

(aproape 80%), cât şi izoenzima CPK-MB ( puţin peste 20%) care îi este oarecum proprie. Întrucât

determinarea izoenzimei nu este totdeauna posibilǎ, trebuie menţionate câteva situaţii care pot duce la

creşteri ale CPK de origine muscularǎ:

efortul fizic excesiv, mai ales efectuat de persoane neantrenate;

traumatisme ale musculaturii care pot fi date chiar şi de injecţii i.m. cu anumite preparate dintre care

se pot aminti tetraciclinele, penicilinele, diazepamul şi unele antiaritmice. Este evident cǎ astfel de

modificǎri ale activitǎţii CPK au o deosebitǎ importanţǎ pentru diagnosticul diferenţial al unui infarct

miocardic;

creşteri ale activitǎţii CPK pot surveni în leziuni toxice ale musculaturii;

hipoxia severǎ a musculaturii survenitǎ în stǎri de şoc (şoc cardiogen în cazul unui infarct miocardic

sau şoc hemoragic) poate duce la creşteri extrem de accentuate ale CPK.

2. Importanţa determinǎrilor LDH

Lactatdehidrogenaza (LDH) face parte din clasa oxidoreductazelor şi catalizeazǎ transformarea

acidului lactic în acid piruvic în prezenţa NAD+ ca acceptor de H+.

Ecuaţia reacţiei catalizate este:

CH3 CH3

│ │ CH ─ OH + NAD+ ↔ C = O + NADH +H + │ │

COOH COOH

Ea poate fi separatǎ electroforetic în 5 izoenzime LDH1, LDH2, LDH3, LDH4, LDH5, separarea

fiind fǎcutǎ în ordinea scǎderii mobilitǎţii lor electroforetice. Fracţiunile rapide (LDH1, LDH2) sunt de

provenienţǎ miocardicǎ, iar cele lente (LDH4, LDH5) provin mai ales din ficat şi parţial din musculatura

scheleticǎ. De notat cǎ fracţiunile acestea pot fi separate şi prin cromatografie pe coloanǎ de DEAE-

celulozǎ sau prin filtrare în gel de Sephadex şi cǎ – spre deosebire de celelalte izoenzime LDH, fracţiunea

LDH1 exercitǎ o afinitate particularǎ pentru α-oxobutirat, motiv pentru care LDH1 este desemnatǎ uneori

în literaturǎ drept α-hidroxibutirat dehidrogenaza (α-HBDH). Izoenzimele LDH sunt proteine oligomere

ce rezultǎ prin combinarea sub formǎ de tetramer a douǎ subunitǎţi – subunitatea H de origine miocardicǎ

6

(heart) şi subunitatea M de origine muscularǎ (muscle); ambele catene numite şi forme parentale sunt

determinate genetic de douǎ gene distincte.

LDH1 existǎ în ţesuturile cu metabolism predominant oxidativ (creier, inimǎ, rinichi); în aceste

ţesuturi e favorizatǎ sinteza izoenzimelor de tip H; LDH5, LDH4 exitǎ în ţesuturile cu metabolism

predominant glicolitic (muşchi scheletic); în aceste ţesuturi e favorizatǎ sinteza izoenzimelor de tip M;

cele douǎ catene H şi M sunt distincte între ele.

În infarctul miocardic acut, LDH este aproape întotdeauna crescut, încǎ din primele 10-12 ore de

la debut, atingând un vârf dupǎ 48-72 de ore. Persistenţa valorilor crescute timp de 10-14 zile este utilǎ

pentru diagnosticul mai târziu la primul consult al pacientului dupǎ o perioadǎ suficient de lungǎ astfel

încât valorile CPK şi GOT sǎ devinǎ normale. Valori ale LDH mai mari de 2000U/l sugereazǎ un

prognostic foarte rezervat. Deoarece existǎ numeroase afecţiuni în care valorile LDH cresc, este necesarǎ

şi determinarea activitǎţii izoenzimelor LDH1 şi LDH2. Valorile LDH1 pot rǎmâne crescute chiar dacǎ

cele ale LDH total revin la normal. În infarctele minore, LDH1 poate fi crescut, în timp ce LDH total

prezintǎ valori normale. În IMA asociat cu insuficienţa cardiacǎ congestivǎ pot apare valori crescute ale

LDH1 şi ale LDH2. În insuficienţa cardicǎ congestivǎ propriu-zisǎ, valorile izoenzimelor LDH sunt

normale.

Introducerea valvelor intracardiace prostetice determinǎ constant hemoliza cronicǎ însoţitǎ de

creşteri ale LDH total, ale LDH1 şi LDH2. Astfel de creşteri apar şi înainte de intervenţiile chirurgicale la

pacienţii cu modificǎri hemodinamie severe ale valvelor cardiace.

Tabel 3. Creşteri ale izoenzimelor LDH în diferite tipuri de afecţiuni

Afecţiunea Izoenzime LDH crescute

Infarct miocardic acut I şi IIInfarct cortical renal acut I şi IIAnemie pernicioasǎ IŞocuri electrice şi termice, traumatisme VIMA cu congestie hepaticǎ acutǎ I şi VLimfoame maligne III şi IVCarcinom de prostatǎ VEmbolie pulmonarǎ şi infarct II şi IIIDermatomiozite V

Determinarea activitǎţii LDH este utilǎ şi în cazul respingerii acute a transplantului de inimǎ

deoarece LDH1 creşte mai mult de 100U/l şi - ca procent - ajunge la 35% din LDH total în primele 4

sǎptǎmâni dupǎ intervenţie. Aceste valori pot scǎdea sub o terapie imunosupresoare corespunzǎtoare;

LDH total continuǎ sǎ rǎmânǎ crescut, chiar dacǎ LDH1 revine la normal.

7

8