Ze světa natriuretických peptidů Olga Bálková, Roche s.r.o., Diagnostics Division (2011)

Natriuretické peptidy (NP) = součást kompenzačních mechanismů organismu, které jsou aktivovány změnami cirkulujícího objemu tělních tekutin, mající za cíl udržet krevní tlak, zabránit přetížení kardiovaskulárního systému a zajistit správné prokrvení orgánů.  ANP (NT-proANP, MR-proANP) BNP, NT-proBNP CNP urodilatin (MR-proADM) Zdroj: International Journal of Cardiology, 2009

Natriuretické peptidy u rostlin a živočichů Výskyt NP před 650 – 550 miliony let u jednobuněčných živočichů Regulace vodního a iontového metabolismu Regulační systém u rostlin (sekvoje) – plant natriuretic peptide NP u bezobratlých živočichů Ryby, ptáci, hadi Předchůdce dnešních NP – CNP???

Historie objevů NP 1950: distenze pravé síně vede k diuréze a natriuréze (Gauer) 1981: objev granulí v myocytech srdečních síní (de Boldt) 1982: popis první molekuly natriuretického peptidu – ANP (Needleman + Forsmann) 1987: popis srdce jako endokrinního orgánu ovlivňujícího diurézu (Forsmann) 1988: objev BNP (Sudoh) 1988: objev urodilatinu (Schultz-Knappe et al.) 1990: objev CNP (Sudoh) Další NP: VNP, DNP, PNP

Dosud známé NP u člověka ANP: syntéza v srdečních síních (i jiných tkáních) (28 AMK) sekrece závisí na tlaku krve v síních BNP: syntéza v srdečních komorách (i mozku) (32 AMK) syntéza a sekrece podmíněna distenzí komor CNP: syntéza hlavně ve stěnách cév (a CNS) (53 AMK) přesná funkce zatím není známa (neurotransmiter, parakrinní mechanismus) Urodilatin: produkován ledvinami (32 AMK) vylučován do moči přesná funkce není známa

Zvýšené napětí buněk myokardu vyvolá sekreci endogenních diuretik. Endotel Srdce Zvýšené napětí buněk myokardu vyvolá sekreci endogenních diuretik. Ledviny

Strukturní homologie NP Upraveno dle: Jortani S.A. et al. Clinical Chemistry (2004); 50:2, 265-278

enzymatické štěpení NP: corin (furin) membrána kardiomyocytu krev Zdroj: Labor Aktuell 2008

1 NT-proBNP = 1 BNP

SNS = sympatický nervový systém Hlavní známé účinky NP Renální Vaskulární Kardiální SNS / RAAS ↑ glomerulární filtrace ↓ arteriálního tlaku lusitropní ↑ tonu vagu ↓ reabsorpce sodíku ↓ venózního tonu antifibrotický ↓ sympatické aktivity antiproliferativní ↓ exkrece reninu ↓ exkrece aldosteronu SNS = sympatický nervový systém Zdroj: de Lemos J. et al. Lancet 2003

BNP NT-proBNP Natriuretické peptidy vylučování z myokardu ANP  Zdravé srdce  Srdeční selhání ANP NT-proANP hypertrofie ANP NT-proANP BNP NT-proBNP BNP NT-proBNP Zdravé srdce vylučuje (NT-pro) ANP a v malém množství také (NT-pro)BNP. Pozn.: To je jeden z důvodů, proč (NT-pro)BNP je detekovatelný v krvi zdravých jedinců. Při srdečním selhání je (NT-pro)ANP a - v mnohem větším rozsahu - (NT-pro)BNP vylučováno z myokardu, což vede k výraznému zvýšení koncentrací těchto látek v krvi. (NT-pro)BNP má podstatně vyšší klinickou senzitivitu, než (NT-pro)ANP.

Další funkce NP Snížení středního tlaku v plícnici, bronchodilatační efekt Snížení uvolňování ADH (antidiuretický hormon), CRH v mozku Snížení hladiny TNF-alfa, inhibice aktivity makrofágů, antimikrobiální efekt Lipolytický účinek na adipocyty (beta-oxidace MK → zdroj energie pro selhávající myokard), zvýšení glykémie Snížení produkce hormonů štítnice, zvýšení TSH Ovlivnění složení sekretu pankreatických a slinných žláz, snížení tvorby žluči

Odbourávání (NT-pro)BNP Buněčná degradace, pomocí clearancových receptorů (NPR-C) – tuková tkáň Proteolytické štěpení proteázami (neprilysin, neutrální endopeptidáza, meprin A, dipeptidylpeptidáza IV) – bohatě prokrvené tkáně Krevní kallikreiny, ACE Ledviny - minoritní mechanismus Jaterní clearance Hlava a krk (jugulární oblast)

Stanovení (NT-pro)BNP Výběr zkumavek Sérum, heparinizovaná plazma EDTA plazma: hodnoty o cca 10 – 13 %  POCT: plná heparinizovaná krev Citrátová + oxalátová plazma: NE (BNP: jen EDTA plazma, ne skleněné zkumavky) Odběr po 15 – 20min. klidu, vsedě nebo vleže

Podmínky skladování (NT-pro)BNP Pokojová teplota + 4 °C - 20 °C NT-proBNP 7 dní 10 dní měsíce BNP max. 4 hodiny max. 24 hodin 48 hodin Ani pětinásobné zmrazení a opětovné rozmrazení nevede k významným změnám koncentrací NT-proBNP v séru a plazmě. Zdroj: Am J Cardiol 2008;101(suppl.):9A-15A

Preanalytické vlivy na hladinu NP Intraindividuální variabilita Věk Pohlaví BMI Fyzická zátěž Renální funkce Anemie Vliv thyreoidálních hormonů

Různí výrobci BNP = výrazně odlišné hodnoty! Zdroj: Am J Cardiol 2008;101(suppl.):p.12A

%

Glykosylované formy NP proBNP, NT-proBNP – nové poznatky, třeba detailně prostudovat Plazma - různé formy s různým podílem glykosylace Molekula NT-proBNP - místa s kompletní a inkompletní glykosylací (v oblasti detekční protilátky)

Klinické využití NP

Klinické využití NP ① Diferenciální dg. pacientů s akutní symptomatologií (dušnost, stenokardie): - kardiální vs. nekardiální příčiny Diagnostika akutního srdečního selhání (AHF) nebo akutní dekompenzace chronického srdečního selhání (CHF) ② Součást diagnostiky chronického srdečního selhání ③ (Ne)stabilní onemocnění koronárních cév ④ Optimalizace/individualizace léčby srdečního selhání ⑤ Screeningové programy ⑥ Stanovení u dětí

Zásadní význam stanovení natriuretických peptidů spočívá v jejich vysoké negativní prediktivní hodnotě.

Zdroj: Cor et Vasa 2006;48(1):K3-K31

Zdroj: Cor et Vasa 2006;48(1):K3-K31 Guidelines České kardiologické spol. neuvádějí, pro jaký analytický systém platí doporučované cut-off hodnoty BNP.

Zdroj: Cor et Vasa 2006;48(1):K3-K31

Zdroj: Cor et Vasa 2006;48(1):K3-K31

NT-proBNP u akutní dušnosti PRIDE Study The ProBNP Investigation of Dyspnea in the Emergency Department (Am J Cardiol 2005; 95:948-54) 599 pac. s akutní dyspnoe, vyšetřených na emergency Jednoznačné doporučení stanovit NT-proBNP u dyspnoických pacientů

Studie ICON (J Am Coll Cardiol 2005; 45:140A, Suppl. A) Mezinárodní studie, 4 centra na 3 kontinentech 1 256 pacientů s podezřením na akutní srdeční selhání Výsledky: 720 pac. (57.3 %) – potvrzeno akutní srdeční selhání medián NT-proBNP = 5 669 pg/ml (vs 177 pg/ml u pac. bez srd. selhání, p<0.00001) hladina NT-proBNP korelovala se závažností příznaků Závěr: Stanoveny cut-off hodnoty NT-proBNP pro potvrzení dg. akutního srdečního selhání podle věku a cut-off pro vyloučení (rule-out) srdečního selhání.

Cut-off hodnoty NT-proBNP pro vyloučení nebo potvrzení AHF NT-proBNP [pg/ml] Potvrzení AHF 1800 pg/ml (věk) Senz. Spec. PPV NPV (%) (%) (%) (%) 450 (<50 let) 97 93 76 99 900 (50-75 let) 90 82 82 88 1800 (>75 let) 85 72 92 55 900 AHF málo pravděpodobné, posoudit hodnoty podle věku 450 300 pg/ml Senz. Spec. PPV NPV (%) (%) (%) (%) 300 99 60 77 98 AHF vyloučené 40 50 60 70 80 věk [roky] Zdroj: Januzzi et al. J Am Coll Cardiol 2005

Prognostický význam NP Prognostický význam NT-proBNP u akutní destabilizace HF Pokles NT-proBNP u pacientů s účinnou léčbou - pokles by měl být alespoň o 30 % během hospitalizace (Δ NT-proBNP přijetí vs propuštění) - pokud není známa vstupní hodnota NT-proBNP, hladina by měla poklesnout alespoň pod 4 000 pg/ml. Zdroj: Am J Cardiol 2008;101 (suppl): 67A-71A

Prognostický význam NT-proBNP u pacientů s akutní dušností Krátkodobá prognóza: NT-proBNP >5 000 pg/ml při přijetí  vyšší riziko úmrtí v následujících 76 dnech Dlouhodobá prognóza: NT-proBNP >1 000 pg/ml při přijetí  vyšší riziko úmrtí v následujícím roce Doporučení: „Multimarker Approach“ (renální funkce, Hb, troponin, CRP, …) Zdroj: Am J Cardiol 2008;101 (suppl): 49A-55A

Diagnóza CHF Pacient vyšetřený praktickým lékařem dušnost otoky Vyloučení CHF! NT-proBNP < 125 pg/ml BNP dle doporučení výrobce “Rule out” Pacient vyšetřený praktickým lékařem dušnost otoky intolerance zátěže Vyšetření specialistou ostatní

Zdroj: Cor et Vasa 2007;49(1):K5-K34 Guidelines České kardiologické spol. neuvádějí, pro jaký analytický systém platí doporučované cut-off hodnoty BNP. Zdroj: Cor et Vasa 2007;49(1):K5-K34

Opakované/sériové měření NP při ambulantním sledování nemocných Zdroj: Cor et Vasa 2007;49(1):K5-K34 Opakované/sériové měření NP při ambulantním sledování nemocných

Populační studie: 194 pacientů se CHF + 14 zdravých probandů NYHA I = 20 NYHA II = 87 NYHA III = 82 NYHA IV = 5 p < 0.05 Hladina NT-proBNP koreluje s NYHA. Zdroj: Haas et al., 2000

Natriuretické peptidy a NYHA Zdroj: Rev Cardiovasc Med 2003, Spring; 4(2):72-80

Eur Heart J. 2008; 29: 2388-2442

Eur Heart J. 2009; 30: 382-383 ESC guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2008: application of natriuretic peptides Pfister & Schneider

Ischémie myokardu a NP Ischémie myokardu je výrazným stimulem pro uvolnění NP. NP ale nelze využít jako diagnostický marker ischémie. NT-proBNP a BNP jsou silnými prediktory mortality a výskytu srdečního selhání u pacientů s akutními koronárními syndromy (AKS) a chronickým stabilizovaným postižením venčitých tepen. Terapeutická opatření???

NT-proBNP u pac. s nestabilní AP (GUSTO-IV) NT-proBNP měřeno <5 hod. od začátku příznaků. % Death at 1 year N-proBNP <98 184 293 452 669 1006 1491 2399 >4364 ng/L Zdroj: James SK et al. Circulation 2003;108;275-81

Individualizace léčby AHF/CHF pomocí NP Zatím neexistují jasná doporučení pro: - frekvenci vyšetření - optimální hladinu NP - terapeutické zásahy Snížení hladiny NP = účinná léčba (CAVE: krátkodobé zvýšení NP na začátku léčby beta-blokátory) Při dlouhodobém sledování ambulantních pacientů s CHF nutné počítat s „přirozenou“ fyziologickou variabilitou NP ve výši 15 (NT-proBNP) - 40 (BNP)%.

Screeningové programy diabetici hypertonici primární péče (???)

Stanovení NP u dětí Porod  výrazná elevace NP v krvi novorozence Pokles během prvního týdne života Sledování NP: - děti s vrozenými srdeč. vadami - onkologičtí pacienti na chemoth - dif. dg. akutní dyspnoe Obecné doporučení cut-off pro NT-proBNP: - vyloučení HF (<300 pg/ml) - potvrzení HF (>450 pg/ml)

Další možnosti využití NP - kardiomyopatie při renálním selhání - cirhotická kardiomyopatie - fibrilace síní - plicní hypertenze - kardiotoxické působení léků a jedů - sepse - zánětlivá postižení srdce - ARDS - CHOPN s cor pulmonale - subarachnoidální krvácení - srdeční fibróza - endokrinní nemoci, …

52 pacientů s malignitami na chemoterapii, 62 cyklů chemoth Odběry krve na stanovení NT-proBNP: - před zahájením infuze cytostatik - po ukončení infuze - za 12, 24, 36 a 72 hod. po ukončení infuze Pacienti sledováni echokardiograficky po dobu 1 roku.

Zdroj: Sandri M.T. Clin Chem 2005; 51(8):1405-1410 NT-proBNP Zdroj: Sandri M.T. Clin Chem 2005; 51(8):1405-1410

Zdroj: Sandri M.T. Clin Chem 2005; 51(8):1405-1410

Interpretace „šedých zón“ Akutní symtomatologie: cca 20 % pacientů akutně vyšetřovaných má hladiny NP v oblasti tzv. šedé zóny. Doporučení: hladiny v této oblasti nepodceňovat (neignorovat), jsou spojené s horším klinickým vývojem pacientů. Zdroj: Stanovisko mezinárodního panelu expertů 2008

Vysoké koncentrace NP BNP >150 pmol/l (>500 ng/l), NT-proBNP >120 pmol/l (>1 000 ng/l) Dekompenzované srdeční selhání (NYHA III a IV) Sepse a septický šok Popáleniny Plicní hypertenze, akutní plicní embolizace Renální selhání (nutné specifické cut-off na úrovni dvoj- až trojnásobku standardních cut-off, diagnostický a prognostický význam) Akutní koronární syndrom (vč. akutního infarktu myokardu)

Zvýšené koncentrace v tzv Zvýšené koncentrace v tzv. „šedé zóně“ BNP 30-150 pmol/l (100-500 ng/l), NT-proBNP 30-120 pmol/l (250-1 000 ng/l) Komorová dysfunkce (NYHA I-II), akutní koronární sy, nestabilní angina pectoris Plicní hypertenze, ARDS, akutní plicní embolizace, plicní tumory, CHOPN s cor pulmonale, pneumonie, bronchitidy Mírná až střední chronická renální insuficience Subarachnoidální krvácení (v rámci rozvoje CSWS) Anemie Esenciální hypertenze s levostrannou dysfunkcí Jaterní cirhóza Hypertyreóza

Hraniční a mírné zvýšení BNP <30 pmol/l (<100 ng/l), NT-proBNP <30 pmol/l (<250 ng/l) Srdeční fibróza Fibrilace síní, arytmie Hypoxie myokardu Perikarditidy Dysfunkce endotelu Cushingův syndrom Primární hyperaldosteronismus Diabetes mellitus Paraneoplastické syndromy SAP

Faktory ovlivňující interpretaci hladin NP Preanalytické podmínky Použitý analytický systém (BNP) Fyziologická biologická variabilita (Různí autoři udávají variabilitu od 15 do 40 %, výraznější u BNP.) Podávání některých léků (BNP) (syntetický BNP – nesiritid (Natrecor), inhibitory neutrálních endopeptidáz, ACE-inhibitory, inhibitory DPP-IV - Januvia) Obezita/obezita + hypertenze Ledvinná insuficience

Vliv obezity na hladinu NP U obézních jedinců s vyšším BMI jsou nižší koncentrace BNP i NT-proBNP. Mechanismus: zvýšené vychytávání BNP pomocí zvýšeného počtu clearancových receptorů NPR-C v tukové tkáni snížená syntéza peptidů porucha jejich uvolňování Asociace obezity a hypertenze snížené koncentrace natriuretických peptidů vedou k retenci extracelulární tekutiny Hypertenze s obezitou má prokazatelně zvýšený počet clearancových receptorů. Zdroj: Jabor A., Kladno, 2009

Vliv obezity na hladinu NP Běžně používané cut-off hodnoty je u obézních jedinců nutné používat opatrněji a zabývat se již hraničně zvýšenými koncentracemi BNP a NT-proBNP. Snížené koncentrace NT-proBNP u osob s BMI nad 25 kg/m2 jsou přítomny i v situacích s prokazatelným postižením koronárních tepen. (Hong, 2008) Zdroj: Jabor A., Kladno, 2009

Hormony (RAAS, BNP/NT-proBNP) Srdce a ledviny Hemodynamika Nervové reflexy Hormony (RAAS, BNP/NT-proBNP) 83 % pac. se srdečním selháním má poruchu funkce ledvin. 84 % pac. v konečném stádiu selhání ledvin (ESRD) má abnormity myokardu. Ledvinná extrakce NT-proBNP je shodná.

Vliv CHRI na hladinu NP Komplexní příčiny vzestupu natriuretických peptidů zvýšená produkce v rámci uremické kardiomyopatie porušená eliminace BNP: renální eliminace, vazba na NPR-C a degradace neutrální endopeptidázou NT-proBNP: renální eliminace ??? Zvýšení natriuretických peptidů při poklesu glomerulární filtrace má práh 1,5 ml/s. pod touto hodnotou filtrace lze pozorovat nelineární (spíše exponenciální) růst BNP i NT-proBNP. Zdroj: Jabor A., Kladno, 2009

Vliv CHRI na hladinu NP Vzestup NT-proBNP je většinou hodnocen jako výraznější. dvojnásobný vzestup v porovnání s BNP (Das, 2008) Literární údaje nejednotné, existují zprávy o nezávislosti koncentrací natriuretických peptidů na hodnotě glomerulární filtrace. Zdroj: Jabor A., Kladno, 2009

NT-proBNP u renálního selhání Nelze použít standardní cut-off pro predikci mortality. Výpověď má jen tercilová analýza (4032, vs. 18692 ng/l). Predikce mortality se zlepšuje při kombinace markerů: NT-proBNP (horní tercil) a hsCRP (nad 1 mg/l). Zdroj: Apple, F. S. et al. Clin Chem 2004;50:2279-2285 63 63

We Innovate Healthcare