9/12/2014
CPD CP-LM VI
CURICULUM VITAE Nama : Purwanto AP Tempat/tgl lahir : Solo, 5 April 1953 Pekerjaan : Staf Bagian Patologi Klinik F.K.UNDIP / RSUP Dr Kariadi Alamat rumah : Jl Diponegoro II / 18, Semarang, 50264 Kepangkatan : Lektor Kepala / IV C Organisasi : Pemrakarsa Joglosemar
CPD CP-LM VI
Parameter Lab. Iskemik Penyakit Jantung Koroner
Purwanto AP Semarang
Pendahuluan CPD CP-LM VI
Penyakit jantung dan pembuluh darah merupakan penyakit utama di negara barat. Peningkatan jumlah penderita terjadi di Indonesia Kriteria diagnosis WHO sudah lama dibuat, tetapi pendekatan diagnostik penderita nyeri dada, tetap masih merupakan tantangan sampai dengan saat ini Berbagai strategi diagnostik dilakukan : pembuatan algoritma penentuan klinik, pemeriksaan biomarker jantung, elektrokardiogram, dan status perfusi miokardium.
Montagnana M, Lippi, Guidi GC, New perspectives in the diagnostic approach to acute coronary syndrome Recenti Prog Med. 2005 Apr; 96(4):171-7
1
9/12/2014
PENYAKIT JANTUNG KORONER
CPD CP-LM VI
Pembunuh No. 1 di Dunia PJK
15 JUTA
DIARE
5 JUTA
KANKER
4,8 JUTA
TBC
3 JUTA Angka Kematian / Tahun
PJK di Indonesia
CPD CP-LM VI
Th. 1992 No. 1 Th. 1980 No. 3 Th. 1972 No. 11
Data SKRT Depkes
Penyakit Jantung Koroner CPD CP-LM VI
Penyumbatan atau penyempitan pembuluh darah koroner akibat kerusakan lapisan dinding pembuluh yang diikuti oleh penebalan dan kekakuan pembuluh tersebut (aterosklerosis) Pembuluh Darah Koroner Kiri bercabang ke depan : LAD ( Left Anterior Descendens Artery) dan melingkar ke kiri LCx ( Left Circumflex Artery) serta Pembuluh Darah Koroner Kanan ( RCA = Right Coronary Artery)
2
9/12/2014
Angina Pektoris Stabil Angina Pektoris Tidak Stabil Iskemi Otot Jantung
Infark Miokard
Iskemi akut / serangan Jantung
CPD CP-LM VI
Angina stabil CPD CP-LM VI
Akibat gangguan sementara pasokan darah koroner oleh vasospasme atau agregasi trombosit Mayoritas pasien memiliki plak aterosklerotik Adanya hipersensitivitas arteri secara umum Mempunyai prognosis jangka panjang baik
3
9/12/2014
Patologi Angina CPD CP-LM VI
Aterosklerosis menyebabkan oksigen berkurang sehingga menimbulkan iskemia pada kondisi di mana beban kerja pada jantung meningkat (kebutuhan oksigen meningkat) Episode angina dapat dipicu oleh : latihan fisik, dingin, stres, emosi, dll
Aterosklerosis CPD CP-LM VI
CPD CP-LM VI
4
9/12/2014
CPD CP-LM VI
Diagnosis CPD CP-LM VI
Pendekatan diagnosis PJK Stabil : ◦ riwayat penyakit yang terarah (mencakup analisis faktor risiko) ◦ pemeriksaan fisik ◦ pemeriksaan electrokardiogram ( EKG) ◦ penentuan konsentrasi biomarker darah, ◦ pemeriksaan radiologik.
Fox K, et al, Guidelines on the management of stable angina pectoris: executive summary: The Task Force on the Management of Stable Angina Pectoris of the European Society of Cardiology. Eur Heart J 2006;27:1341–81
Peran biomarker laboratorium CPD CP-LM VI
Berbagai peneliti telah mencoba mencari biomarker laboratorium untuk diagnosis Penentuan berdasar pada patofisiologik penyakit Menetapkan parameter pemeriksaan yang dapat dipergunakan Penatalaksanaan penderita berdasar hasil pem biomarker (Allan S. Jaffe, Luciano Babuin and Fred S. Apple, Biomarkers in Acute Cardiac Disease The Present and the Future , J of Am Coll of Card Volume 48, Issue 1, 4 July 2006, Pages 1-11).
5
9/12/2014
CPD CP-LM VI
Biomarker berdasar patofisiologik
Risiko penyakit jantung dengan menggunakan biomarker lipid darah : Kolesterol LDL, HDL, Trigliserida
Proses inflamasi : hsCRP
Nekrosis miokardium : SGOT, LDH, CKMB dan Troponin T
Gangguan faal organ jantung : B type Natriuretic Peptide (BNP) dan N-Terminal Pro BNP (NT Pro BNP). (Gerhard W, Detection of myocardial damage by serial measurements of cardiac troponin T, CKMB mass, and Trop t rapid test, Cardiovasc Drugs Ther, 1997 May; 11 suppl 1:227-40)
National Academic Clinical Biochemitry (NACB) CPD CP-LM VI
Biomarker laboratorium standar untuk penyakit jantung koroner yang direkomendasi : pemeriksaan ensim CKMB, myoglobin dan troponin.
American College of Physicians merekomendasi : pemeriksaan konservatif CK total, CKMB dan isoensim LDH. (Alan HB et al, National Academy of Clinical Biochemistry Standards of Laboratory Practice: Recommendations for the Use of Cardiac Markers in Coronary Artery Diseases, Clinical Chemistry 45:7, 1999 : 1104-21).
Ensim CKMB CPD CP-LM VI
Dibentuk dalam sitoplasma Protein pembawa energi tinggi fosfat dari sitosol Meningkat dalam plasma darah pada keadaan injury miosit Kadar rendah ditemukan dalam darah orang sehat Juga meningkat pada kerusakan otot skelet
Anderson et al, ACC/AHA UA/NSTEMI guideline revision JACC vol 50 n0.7, 2007. August 14:e1-157
6
9/12/2014
Cardiac Troponin CPD CP-LM VI
Cardiac troponin T (cTnT) dan C-reactive protein (CRP) adalah biomarker laboratorik untuk meramalkan terjadinya sindrom koroner akut (SKA). (Chance JJ et all, 2001, DeFilippi et al, 2003).
Penelitian prospektif akhir menunjukkan bahwa peningkatan kadar CRP merupakan marker peningkatan risiko atherothrombotik. (Folsom AR, 2001).
Kadar CRP dan low-density lipoprotein (LDL) cholesterol akan meningkat pada orang dengan risiko penyakit jantung dan pembuluh darah yang tinggi. (Ridker PM, 2001) .
Biomarker Jantung CPD CP-LM VI
Troponin
◦ Lebih spesifik dan sensitif dp CK ◦ Meningkat 4-8 jam sesudah serangan ◦ Tetap tinggi sampai 2 mgg lebih ◦ Dapat digunakan dalam prognosis ◦ Troponin dapat meningkat pada gangguan ginjal
CK-MB isoenzyme ◦ Meningkat 4-6 jam setelah serangan dan puncak pada 24 jam ◦ Tetap meningkat 36-48 jam ◦ Positif jika CK/MB > 5% dari total CK and 2 kali normal ◦ Peningkatan dapat memprediksi mortalitas ◦ False positif pada exercise, trauma, kerusakan otot
Use of Cardiac Markers URL = 99th %tile of Reference Control Group CPD CP-LM VI
Multiples of the URL
50 20
Cardiac troponin after “classical” AMI
10
CK--MB after AMI CK
5
Cardiac troponin after “microinfarction microinfarction””
2 Upper reference limit
1 0
1
2 3 4 5 6 Days After Onset of AMI
Modified from: ESC/ACC Comm “MI redefined…” JACC 36: 959,2000
7
8
Wu AH et al. Clin Chem 1999;45:1104.
7
9/12/2014
Patologi dari sel injury dan nekrosis CPD CP-LM VI
Reaksi sel terhadap perubahan merugikan
Reversibel
Irreversibel
Adaptasi
Perubahan yang dapat kembali ke semula bila rangsangan sudah tidak ada lagi
Perubahan yang menyebabkan kematian sel (nekrosis)
Stimulus menyebabkan perubahan status sel untuk menjaga viabilitas sel
Mekanisme intrasel untuk mempertahankan sel dari injury CPD CP-LM VI
Menjaga integritas membran keadaan kritis dari sel dan organela dan homeostasis osmotik Respirasi aerobik , peran dari mitochondria Phosphorilasi oksidasi dan produksi ATP Sintesis ensim dan protein Memelihata integritas dari organela genetik
CPD CP-LM VI
8
9/12/2014
Kaskade iskemi dan parameter lab CPD CP-LM VI
Adaptasi sel CPD CP-LM VI
◦ Bisa reversibel ◦ Atau irreversibel ◦ Apakah bisa ditentukan : point of no return ◦ cutt off point
CPD CP-LM VI
9
9/12/2014
CPD CP-LM VI
Masalah yang dihadapi : apakah ada parameter laboratorium yang dapat dipergunakan untuk mengetahui derajat iskemia ?
(F.S. Apple, Future Biomarkers for Detection of Ischemia and Risk Stratification in Acute Coronary Syndrome, Clinical Chemistry. 2005;51:810-24)
CPD CP-LM VI
Pemeriksaan ECG
12--Lead ECG Variations in AMI and Angina 12 CPD CP-LM VI
Baseline Ischemia—tall or inverted T wave (infarct), ST segment may be depressed (angina) Injury—elevated ST segment, T wave may invert
Infarction (Acute)—abnormal Q wave, ST segment may be elevated and T wave may be inverted Infarction (Age Unknown)—abnormal Q wave, ST segment and T wave returned to normal
10
9/12/2014
CPD CP-LM VI
Biochemical Cardiac Markers for the Evaluation and Management of Patients With Suspected ACS But Without ST-Segment Elevation on 12Lead ECG
Diagnosis kelainan jantung dengan pencitraan CPD CP-LM VI
Echokardiografi, angiografi kontras, computed tomography scanning (CT Scan), digital substraction angiography (DSA), magnetic resonance imaging (MRI), multi slice computed tomography (MSCT) dan myocardial perfusion imaging (MPI), single photon emission computed tomography (SPECT).
Pencitraan perfusi miokar CPD CP-LM VI
Radiologik
◦ Positron emission tomography (PET) ◦ Single photon emission computed tomography (SPECT) : Thallium (TI)-201 dan Technesium (Tc 99) mibi / tetrofosmin
Penilaian viabilitas sel miokar diperoleh bersifat mandiri
Informasi yang
11
9/12/2014
Standar pemeriksaan iskemi dg Tc 99 / sestamibi CPD CP-LM VI
cascade ischemic is a sequence of hemodynamic and cardiac electrophysiologic changes CPD CP-LM VI
Michelena HI, VanDecker WA. Radionuclide-based insights into the pathophysiology of ischemic heart disease: beyond diagnosis. J Invest Med. 2005;53:176-191.
Pathology of cellular injury and death
12
9/12/2014
Critical role of oxygen in cell injury CPD CP-LM VI
Damage Caused by Chemicals, Drugs, and Toxins CPD CP-LM VI
Mechanism: Some chemicals act directly: Cyanide poisons mitochondrial cytochrome oxidase and blocks oxidative phosphorylation. Some chemicals act after being converted to reactive free radicals: The toxic effects of CCl4 is due to its conversion active to CCl3. Inhibition of transcription of DNA to mRNA (actinomysin D). Inhibition of movement of ribosomes along mRNA→ inhibition of protein synthesis (Diphtheria toxin).
Respons sel terhadap Injury CPD CP-LM VI
Adaptasi seluler. Cell injury. Cell death.
Akumulasi Intraseluler. Kalsifikasi patologik. Cell aging.
13
9/12/2014
CPD CP-LM VI
CPD CP-LM VI
CPD CP-LM VI
Fig. 1 Pathophysiological interdependence of biochemical markers for the evaluation of cardiac disease. CRP, CC-reactive protein; sCD40L, soluble CD40 ligand; MPO, myelomyelo-peroxidase; PAPP--A, pregnancyPAPP pregnancy -associated plasma protein A; FFAu, free fatty acids unbound to albumin; IMA, ischaemiaischaemia-modified albumin; CKCK-MB, creatin kinase isoiso-enzyme MB; BNP, BB-type natriuretic peptide; NtNt-pro pro--BNP, NN-terminal fragment of propro-BN
14
9/12/2014
Fatty Acid Binding Protein (FABP) CPD CP-LM VI
Ockner th 1972 pertama kali menemukan FABP transporter molekul lipofilik FABP 9 tipe:
◦ ◦ ◦ ◦
adiposit, keratinosit/epidermal, liver, intestinal,
–otak, –jantung & otot, –ileal, –testis –mielin
Struktur ◦ 10 anti-pararel β stranded yang tersusun ke dalam 2 orthogonal β-sheet yang membentuk elliptical β barrel dengan 2 residu helix-loophelix
CPD CP-LM VI
H-FABP CPD CP-LM VI
dikenal sebagai FABP3 molekul bermassa kecil (15 kDa) sangat banyak di sitoplasma dari sel otot jantung eliminasi di ginjal dipengaruhi usia, jenis kelamin, dan irama sirkadian kadar orang sehat <6 ng/ml
15
9/12/2014
Struktur CPD CP-LM VI
serupa dengan FABP lain • 10 anti-pararel β stranded yang tersusun ke dalam 2 orthogonal β-sheet yang membentuk elliptical β barrel dengan 2 residu helix-loop-helix yang membedakan Residu H-FAPB ◦ Human : 132 asam amino
Peran Fisiologik CPD CP-LM VI
Patologik CPD CP-LM VI
16
9/12/2014
Pemeriksaan H-FABP CPD CP-LM VI
ELISA Automated Immunoassay Lateral Flow assay Immunosensor
ELISA CPD CP-LM VI
Menggunakan antibodi monoklonal Metode sandwich Sampel : serum, plasma Keunggulan : kuantitatif, batas deteksi rendah (tgt pabrik) Kelemahan : waktu lama, tenaga ahli
LATERAL FLOW ASSAY CPD CP-LM VI
POCT/ rapid test Kualitatif Cutoff 6 ng/L whole blood, serum, plasma Keunggulan : paling cepat, sampel sedikit Kelemahan : kualitatif, batas deteksi
17
9/12/2014
Immunosensor CPD CP-LM VI
Menggabungkan immunoasai dan impedansi Prototype Mahal
PERAN H-FABP CPD CP-LM VI
Petanda dini Infark Differensiasi jejas jantung & otot skelet Menentukan ukuran, reinfark, reperfusi Penilaian CHF Nilai prognostik Petanda iskemi
CPD CP-LM VI
18
9/12/2014
Ischemik modified Albumin CPD CP-LM VI
Saat terjadinya injury sel, reseptor pengikat bahan metalloid dari gugus amino terakhir albumin akan rusak.
Albumin yang termodifikasi oleh adanya kerusakan pengikatan tersebut dapat diperiksa di laboratorium
( F.S. Apple, on behalf of the Committee on Standardization of Markers of Cardiac Damage of the IFCC. Future Biomarkers for Detection of Ischemia and Risk Stratification in Acute Coronary Syndrome, Clinical Chemistry. 2005;51:810-24)
Albumin dengan N terminus dan ikatan cobalt (Ball W et al, 2008)
CPD CP-LM VI
19
9/12/2014
CPD CP-LM VI
CPD CP-LM VI
Ischemic modified albumin telah diperkenalkan sebagai biomarker yang sensitif dari tanda awal adanya iskemi. (Sinha MK, 2004).
Ischemic modified albumin yang termodifikasi oleh iskemik, glycogen phosphorylase BB, dan free fatty acid-binding protein telah diajukan sebagai alat diagnostik laboratorium untuk mengetahui adanya iskemi miokardium. (Kremneva LV, 2008).
Keuntungan CPD CP-LM VI
Albumin termodifikasi iskemik dapat mendeteksi adanya iskemia myocardium sebelum berlangsungnya proses nekrosis myocardium.
( F.S. Apple, on behalf of the Committee on Standardization of Markers of Cardiac Damage of the IFCC. Future Biomarkers for Detection of Ischemia and Risk Stratification in Acute Coronary Syndrome, Clinical Chemistry. 2005;51:810-24)
20
9/12/2014
Glycogen Phosphorylase: a homodimeric CPD CP-LM enzyme, subject to VI allosteric control. It transitions between “relaxed” (active) & “tense” (inhibited) conformations. Diagram comparing relaxed and tense conformations.
GlcNAc
PLP
inhibitor
PLP
GlcNAc Human Liver Glycogen Phosphorylase
PDB 1EM6
A glucose analog, N-acetylglucosamine (GlcNAc), is adjacent to pyridoxal phosphate at the active site in the crystal structure shown.
Hormone (epinephrine or glucagon) via G Protein (Gα-GTP) Adenylate cyclase (inactive)
CPD CP-LM VI
Adenylate cyclase (active) catalysis ATP
cyclic AMP + PPi Activation
Signal cascade by which Glycogen Phosphorylase is activated.
Phosphodiesterase AMP
Protein kinase A (inactive)
Protein kinase A (active) ATP ADP
Phosphorylase kinase (b-inactive) Phosphatase
Phosphorylase kinase (P) (a-active) ATP
Pi
ADP
Phosphorylase (b-allosteric)
Phosphorylase (P) (a-active)
Phosphatase Pi
Phosphorylase Kinase CPD CP-LM VI
inactive ++
Phosphorylase Kinase-Ca
++
P-Phosphorylase Kinase-Ca
partly active fully active
Phosphorylation of the enzyme, via a cAMP cascade induced by epinephrine, results in further activation. These regulatory processes ensure release of phosphorylated glucose from glycogen, for entry into Glycolysis to provide ATP needed for muscle contraction. During extended exercise, as glycogen stores become depleted, muscle cells rely more on glucose uptake from the blood, and on fatty acid catabolism as a source of ATP.
21
9/12/2014
Glycogen phosphorylase BB CPD CP-LM VI
Glycogen phosphorylase BB dan free fatty acid-binding protein dilakukan untuk mendeteksi adanya status iskemik akibat toksik obat anti kanker pada terapi sitostatika. (J. M. Horacek et al, 2007)
Take home message CPD CP-LM VI
Perubahan miokard injury dapat bersifat reversibel atau tidak H-FABP memiliki peranan sebagai petanda dini infark miokardium albumin termodifikasi iskemik petanda mendeteksi adanya iskemi Glikogen fosforilase BB isoenzim (GPBB). mungkin bisa dipakai sebagai penanda Perlu parameter pre dan post tindakan intervensi koroner : para meter lab iskemi
22
