第十五章心肌标志物检验
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第十五章心肌标志物检验概述心肌标志物检验是使用生物化学方法来检测心肌损伤的指标,通常用来协助诊断心肌梗死、心肌炎、心肌病等心血管疾病。
常见的心肌标志物包括肌钙蛋白、肌红蛋白、肌酸激酶等。
肌钙蛋白肌钙蛋白是目前应用最广泛的心肌标志物之一,能够敏感地反映心肌细胞损伤的程度。
在心肌细胞受到损伤后,钙离子会进入细胞内,刺激肌钙蛋白释放出来。
因此,在心肌梗死等情况下,肌钙蛋白的水平会显著升高。
肌钙蛋白检测是一项高度敏感的检验方法,通常使用免疫测定法进行检测。
常见的检测方法包括化学发光、免疫层析、酶联免疫吸附等技术。
肌红蛋白肌红蛋白是一种含有血红素的酸性蛋白,主要存在于心肌细胞、骨骼肌细胞等组织中。
当心肌细胞受到损伤时,肌红蛋白会释放到血液中,从而成为心肌损伤的指标之一。
肌红蛋白检测相对于肌钙蛋白,具有更短的半衰期,因此在开始损伤后能够更快地检测到心肌细胞的变化。
同时,肌红蛋白水平与心肌损伤的面积呈正比,因此在评估心肌梗死的严重程度时,肌红蛋白也是一项重要的检测指标。
肌酸激酶肌酸激酶又称为肌酸磷酸激酶,是一种存在于肌肉组织、心肌细胞中的酶类物质。
在心肌受到损伤后,肌酸激酶会释放到血液中。
肌酸激酶水平的升高能够提示心肌损伤的发生,但是肌酸激酶的半衰期比较长,因此在检测时要比肌钙蛋白和肌红蛋白稍微耗时一些。
肌酸激酶的检测主要采用酶动力学法、放射免疫等方法。
此外,近年来还有一些新型的心肌标志物开始得到应用,例如心肌特异性脂肪酸结合蛋白、高敏感性肌钙蛋白T等。
心肌标志物的检测是一种方便、可靠的方法来判断心血管疾病。
与传统的心电图、超声心动图检查相比,心肌标志物的检测更加敏感、稳定,能够更快地反映心肌损伤的情况。
因此,在心血管疾病的诊断和治疗过程中,心肌标志物的检测也变得越来越重要。
第十五章心肌标志物检验第一节概述一、心脏的结构和功能心脏分为左心和右心,被房间隔和室间隔分开。
左心室→主动脉→毛细血管→下腔静脉→右心房(体循环)。
右心室→肺动脉→肺泡毛细血管→肺静脉→左心房(肺循环)。
内皮心内膜内皮下层平滑肌心脏壁心肌心肌纤维(分为内纵、中环和外斜三层)间皮(表层)心外膜(心包膜的脏层,结构为浆膜)薄层结缔组织壁层与脏层之间为心包腔。
心脏和血管组成循环系统,主要的功能是物质运输,如各种代谢物、代谢产物以及激素等;此外,心脏还具有内分泌功能,心房肌细胞能合成心钠素。
二、心脏疾病的诊断心脏疾病的诊断技术常用的有物理诊断(心电图、超声心动图、核素心血管造影、CT等)和化学诊断(酶类标志物、蛋白类标志物测定等)。
血液生化检查对缺血性心脏疾病的诊断和治疗提供了重要的实验室依据。
急性心肌梗塞(AMI)是心脏疾病中的主要疾病,发病急和死亡率较高,早期诊断困难。
1969年,WHO规定AMI的诊断必须满足下面的两条:1. 典型的病史和长期的胸痛;2. 明显的心电图改变;3. 心肌酶酶的异常。
但有一些AMI患者缺乏典型的胸痛症状,临床上称为寂静型AMI,另外有一些AMI患者心电图检查未发现特有的Q波,病理检查坏死病变不累及心脏外层,临床上称为心内膜下梗死。
而血清酶的动态变化对此类AMI的诊断有特殊价值。
但是酶类标志物也存在特异性较差等不足,新的生化标志物心肌肌钙蛋白的应用,提高了AMI诊断的灵敏度和特异性。
第二节心脏标志物的测定心脏损伤时的血中生化标志物检测值异常是急性心肌梗死(AMI)的主要诊断标准之一,多年来一直受到临床医生的重视。
一般认为,反映急性心肌损伤的理想的生化标志物应具备的特点主要有:高度心脏专一性;心肌损伤后很快增高;增高后持续较长时间;容易检测;可很快得到检测结果(在1小时内);其诊断价值已经临床证实。
迄今为止,尚无完全符合上述要求的标志物。
酶类标志物:LDH、CK及同工酶,AST心脏标志物蛋白类标志物:肌红蛋白、心肌肌钙蛋白一、酶类标志物20世纪50年代LDH、AST、HBDH用于AMI的诊断。
第十五章心肌标志物检验第一节概述一、心脏的结构和功能心脏分为左心和右心,被房间隔和室间隔分开。
左心室→主动脉→毛细血管→下腔静脉→右心房(体循环)。
右心室→肺动脉→肺泡毛细血管→肺静脉→左心房(肺循环)。
内皮心内膜内皮下层平滑肌心脏壁心肌心肌纤维(分为内纵、中环和外斜三层)间皮(表层)心外膜(心包膜的脏层,结构为浆膜)薄层结缔组织壁层与脏层之间为心包腔。
心脏和血管组成循环系统,主要的功能是物质运输,如各种代谢物、代谢产物以及激素等;此外,心脏还具有内分泌功能,心房肌细胞能合成心钠素。
二、心脏疾病的诊断心脏疾病的诊断技术常用的有物理诊断(心电图、超声心动图、核素心血管造影、CT等)和化学诊断(酶类标志物、蛋白类标志物测定等)。
血液生化检查对缺血性心脏疾病的诊断和治疗提供了重要的实验室依据。
急性心肌梗塞(AMI)是心脏疾病中的主要疾病,发病急和死亡率较高,早期诊断困难。
1969年,WHO规定AMI的诊断必须满足下面的两条:1. 典型的病史和长期的胸痛;2. 明显的心电图改变;3. 心肌酶酶的异常。
但有一些AMI患者缺乏典型的胸痛症状,临床上称为寂静型AMI,另外有一些AMI患者心电图检查未发现特有的Q波,病理检查坏死病变不累及心脏外层,临床上称为心内膜下梗死。
而血清酶的动态变化对此类AMI的诊断有特殊价值。
但是酶类标志物也存在特异性较差等不足,新的生化标志物心肌肌钙蛋白的应用,提高了AMI诊断的灵敏度和特异性。
第二节心脏标志物的测定心脏损伤时的血中生化标志物检测值异常是急性心肌梗死(AMI)的主要诊断标准之一,多年来一直受到临床医生的重视。
一般认为,反映急性心肌损伤的理想的生化标志物应具备的特点主要有:高度心脏专一性;心肌损伤后很快增高;增高后持续较长时间;容易检测;可很快得到检测结果(在1小时内);其诊断价值已经临床证实。
迄今为止,尚无完全符合上述要求的标志物。
酶类标志物:LDH、CK及同工酶,AST心脏标志物蛋白类标志物:肌红蛋白、心肌肌钙蛋白一、酶类标志物20世纪50年代 LDH、AST、HBDH用于AMI的诊断。
20世纪60年代肯定CK在诊断AMI中特异性更高。
20世纪70年代发现CK-MB、LDH1比上述总酶特异性更高。
是公认的诊断AMI的“金标准”。
(一)急性心肌梗死时血清中心脏酶活性改变的机制1. 心肌酶的释放速度心肌缺血导致能量代谢障碍,ATP生成减少,离子泵功能障碍,不能维持细胞内外渗透压平衡,而导致细胞肿胀,特别是Ca2+进入细胞内,使膜孔隙增大,酶从细胞内逸出,影响酶释放的主要因素有:①心肌细胞内外酶浓度差;②酶在心肌细胞内定位与存在形式;③酶蛋白分子的大小。
2. 心肌酶在细胞间隙的分布和运送心肌酶经两种途径进入血液:①直接进入毛细血管而入血;②释放进入组织液后经淋巴系统入血。
(心肌受损时主要途径)3. 血中酶的清除不同的酶在血中清除的时间不同,LDH1半衰期113小时,CK半衰期15小时,CK -MB半衰期12小时。
清除机制可能为:①从尿中排泄;②肝脏或巨噬细胞系统清除;③在血管内灭活或分解。
(二)急性心肌梗塞的酶类标志物自1954年发现AMI患者血清中天冬氨酸氨基转移酶(AST)升高而使AST 成为诊断AMI的第一个血清酶标志物后,心肌酶的研究不断深入,血清乳酸脱氢酶(LDH)及同工酶、羟丁酸脱氢酶(HBDH)、肌酸激酶(CK)及同工酶(CK-MB)等也相继应用于AMI的诊断中。
1. 肌酸激酶主要存在于骨骼肌和心肌细胞,是由一个M亚基和一个H亚基组成的二聚体,有三种同工酶;CK-MM,CK-MB,CK-BB。
心肌中CK-MB的活性是骨骼肌的5倍。
CK-MB分子量86000,一般在AMI发病4-8小时升高,12-20小时达到高峰,由于它升高和消失都较另外的血清酶标志物早,特别是特异性和敏感性均较优,七十年代初以来被公认为是诊断AMI的“金标准”。
但是CK-MB通常采用催化活力单位(U/L)的方法,容易受到CK-BB、CK-MM等亚单位,尤其是巨CK的干扰,使结果偏高产生假阳性。
1985年有文献首先报道了CK-MB质量分析的方法,CK-MB质量分析方法测定其蛋白浓度(μg/L),避免了活力测定方法中可能遇到的(如巨CK等)的干扰。
1990年后逐渐被推广应用。
2. 乳酸脱氢酶LDH是由两种亚基(H和M)组成的四聚体,有五种同工酶,心肌细胞中的LD H主要是LDH1。
LDH1活性增高可作为诊断心肌梗塞的一个有用指标。
心肌梗塞发生后24-48小时,LDH1开始升高,2-4天达到高峰,8-9天恢复正常。
LDH1/LDH2比值>1.0是AMI的特异性指标,且持续时间可达半个月左右,特别适用于就诊较晚的病人。
3. 天冬氨酸转移酶AST分布较广,主要存在于肝脏、心脏、骨骼肌和肾脏。
AST有两种同工酶,胞浆型(AST-s)和线粒体型(AST-m)。
在AMI发作6~8小时,血清中AST-s酶带活性增强,当出现AST-m酶带时表明心肌细胞损伤严重。
一般在5天内恢复正常。
AST-m的活力大小同并发心力衰竭的发生率和死亡率成正比。
4. AST、LDH和CK的特异性比较①AST在心肌细胞中含量最多,但也大量存在于其它器官,故诊断特异性较低。
②LDH分布广泛,特异性不高,电泳分析LDH1或测定HBDH活性可提高LD H的特异性。
③CK在心肌细胞中的含量仅次于骨骼肌,CK分子量较小,且主要存在于胞浆中,故在发生AMI时,较其它酶更早进入血液。
在诊断AMI时,CK的假阳性率为10%~15%,AST的假阳性率为32%。
(三)急性心肌梗塞后心肌酶的时相变化急性心肌梗塞血清酶活力增高时间和倍数活力高峰期(小时维持天数增高倍数酶延缓时间(小时))CK-MB 3~8 16~24 1~4 20总CK 4~10 20~30 3~6 10AST 4~10 20~30 3~6 1LDH 6~12 30~60 7~14 6AST-m 8~12 48 8 4(四)心肌酶的生理变异1. 性别CK在男女之间有明显差异,男性明显高于女性,因CK主要存在于肌肉组织中,男性肌肉比女性发达。
2. 年龄新生儿出生后24小时内血清CK为成人的3倍,婴儿期为2倍,青春期降至成人水平。
LDH在出生时为成人2倍,随年龄增长逐步降低,到14岁时达到成人水平。
LDH1在儿童期比成人高,正常儿童可出现LDH1>LDH2。
3. 运动剧烈运动可引起心肌酶升高,升高的程度和运动量及持续的时间有关,也与运动者是否经常锻炼有关。
(五)心肌酶的测定1. 方法学及其发展酶测定方法大致经历三个阶段:①20世纪50年代以前,大多使用“固定时间法” ,即酶与底物作用一段时间后,停止酶反应,测定产物生成量或底物消耗量计算酶催化的平均速度。
②20世纪50年代中期,生化自动分析仪的应用,临床实验室开始采用“连续监测法”测定酶反应的初速度,其结果远比“固定时间法”所测平均速度准确。
③20世纪70年代以来,免疫技术取得长足发展,利用酶的抗原性,通过抗原抗体反应直接测定酶的质量。
测定结果用ng/ml、μg/L报告。
2. 标本的处理对结果的影响标本的采集、分离和储存的过程都可能影响酶的活性。
如压脉带使用时间过长可使CK增高;溶血可使LDH明显增高;采血后如不及时分离血清,红细胞内的酶可透过细胞膜释放到血清中。
心肌酶在不同温度下储存的稳定性(活性变化小于10%)酶室温(25℃)冰箱(0~4℃)冰冻(-25℃)AST 3天1周1月CK 1周1周1周LDH 1周1~3天1~3天(六)正常参考范围及临床意义1.乳酸脱氢酶及其同工酶根据催化反应方向的不同,有两大类测LD方法,一大类为国际临床化学协会(IFFC)推荐方法,以丙酮酸为底物;另一大类以乳酸为底物,在我国应用较普遍。
【正常参考范围】LDH:成人120~130U/L(L→P法)儿童140~260U/L(L→P法)LDH同工酶:成人LDH114%~26%;LDH229%~39%;LDH320%~26%;LDH4 8%~16%;LDH5 6%~16%;LDH1 /LDH20.45%~0.74%;【临床意义】总LDH和LDH同工酶在疾病的变化疾病总LDH LDH同工酶A MI 常测酶中,升高最慢(8-10h),但升高时间最长(5-10d),峰值可达10倍正常上限LDH1>LDH2,并可持续到两周(部分病例LD正常)充血性心衰,心肌炎可升高达5倍正常上限LDH1>LDH2增巨细胞性贫血可升高达5倍正常上限,治疗正确迅速下降LDH1>LDH2病毒性肝炎部分病例可升高达5倍正常上限LDH5>LDH4(部分病例总LDH正常肝硬化常轻度升高LDH5明显升高,LDH5>LDH4高原发性肝癌部分病例升高LDH5明显升高,LD5>LDH4梗阻性黄疸不定常LDH4>LDH5肌肉损伤视损伤程度不同而异以LDH5升高为主肌萎缩可高达10倍正常上限以LDH5为主某些恶性肿瘤(白血病,结肠癌……)可升高,个别病例高达5倍正常上限以LDH3为主,LDH3>LDH12. 肌酸激酶及其同工酶【正常参考范围】CK:成年男性45~180U/L(37℃),女性25~130U/L(37℃),儿童75~540U/L。
CK-MB:10~25U/L或CK-MB/CK<5%【临床意义】CK及其同工酶是目前世界上临床测定次数最多的酶,80年代初期统计分别达一亿次和一千万次。
这是因为CK在骨骼肌、心肌和脑疾患时常明显升高,如同时测定同工酶还有助于疾病的鉴别诊断。
此酶测定主要用于早期诊断AMI和判断溶栓治疗的疗效以及判断疾病预后,特别在无Q波型AMI,此时心电图无Q波变化,常需其它检查来协助临床医师诊断和鉴别诊断AMI。
总CK和CK同工酶在疾病时的变化疾病总CK CK同工酶增急性心肌梗死(AMI)常用酶中CK增高最早(4-8h),24h达峰值,2-3d恢复正常,中度升高,常在3000U/L以下诊断AMI“金标准”(>6%),增高稍早于总CK,2-3天恢复正常心肌炎(病毒性,风急性期轻度升高,可达5倍正常上限CK-MB可增高CK-MB由于大量存在于心肌组织中,其它组织和器官中含量很少,所以CK-MB是目前诊断AMI的一个极其可靠的生化指标,特异性可达95%乃至更高。
一般认为其灵敏度比CK总活性稍差,但也有文献报道,约有12.5%AMI患者总CK 不高,但CK-MB超过正常。
3. 天冬氨酸氨基转移酶以前常简称GOT,现多简称为AST。
【正常参考范围】AST:0~40U/L【临床意义】既往认为AST主要存在于心肌中,主要用于诊断AMI。
但目前由于AST在AMI时升高迟于CK,恢复早于LD,故诊断AMI价值越来越小,国外不少学者认为诊断AMI,完全可以不测AST。