Biomarkery uszkodzenia mózgu

Studenckie Koło Naukowe Anestezjologii, Intensywnej Terapii i Medycyny Ratunkowej

Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii USK im. WAM - CSW w ŁodziOpiekun Prof. dr hab. n. med. Waldemar Machała

Agnieszka Miśkiewicz

Skala Glasgow przy przyjęciu:◦ Słaba korelacja GSC i GOS w ciągu 6 miesięcy

Tomografia komputerowa◦ Niska czułość badania i słaba specyficzność wobec

rozsianych uszkodzeń◦ Słaby czynnik rokowniczy◦ Skala Marshalla

Rezonans magnetyczny◦ Metoda DWI◦ Wysoki koszt◦ Metoda czasochłonna

Pomiar ciśnienia wewnątrzczaszkowego (ICP)◦ Najlepszy wskaźnik ciężkości urazu i przeżywalności

Dlaczego biomarkery?

Wskaźnikami stanu fizjologicznego lub patologicznego, które mogą być zmierzone przy użyciu próbek pobranych zarówno z zajętych tkanek, jak i płynów ustrojowych

Możliwa jest interpretacja:◦ Od przyczyn do skutków: poszukiwanie oznak

znanych procesów, np. produktów degradacji białek

◦ Od skutków do przyczyn: badanie zmian w układzie i szukanie powiązań pomiędzy jego składnikami

Czym są biomarkery?

Kreatynina – niewydolność nerek (1926, lata 40ste i 50te XXw.)

Amylaza i lipaza – zapalenie trzustki (1947) Troponiny – zawał serca (1989) Uszkodzenie mózgu ???

◦ SBDP145◦ SBDP120◦ UCH L-1◦ MAP-2

Kawałek historii

Specyficznego dla urazowego uszkodzenia mózgu (TBI)

Uwalnianego natychmiast po zaistnieniu urazu

Jego wzrost jest skorelowany z ciężkością urazu i może być czynnikiem rokowniczym

Jakiego markera szukamy?

Białko wiążące wapń o niskiej masie cząsteczkowej Marker uszkodzenia gleju i osłonek Schwanna Wykrywane we krwi i płynie m-r Wysoka czułość przy niskich stężeniach

podstawowych Wykazano jego wzrost w osoczu i płynie m-r po

uszkodzeniu mózgu, udarze niedokrwiennym, krwawieniu podpajęczynówkowym i infekcjach OUN

Zmiany stężenia skorelowane z ciężkością urazu, przeżywalnością i rokowaniem

Nie przenika przez barierę krew-mózg – nie wiadomo, czy jest wskaźnikiem dla uszkodzenia neuronów, czy samej bariery

Niespecyficzne dla OUN, podwyższony poziom wykazano w uszkodzeniach wątroby, nerek, jelit, złamaniach kości długich i po operacjach wszczepienia by-passów

Białko S100B

Filament pośredni astrocytów Bardziej specyficzne dla mózgu niż S100B -

normalny poziom u pacjentów z urazem wielonarządowym, ale bez uszkodzenia mózgu

Uwalniane wkrótce po urazie Niska czułość, zwłaszcza w łagodnych

uszkodzeniach mózgu Wzrost jest skorelowany z podwyższonym ICP,

niską perfuzją, niekorzystnym wynikiem GOS i zwiększoną śmiertelnością

Wynik prawidłowy w osoczu: 0.03-0.3 μg/L

Kwaśne włókienkowe białko uszkodzenia gleju (GFAP)

Cytoplazmatyczny enzym glikolityczny – 1 z 5 izoenzymów wykrytych w neuronach ośrodkowych i obwodowych

Marker uszkodzenia neuronów Okres półtrwania w osoczu: 24h Wykrywalna po 6h od urazu Znaleziona również w płytkach krwi i erytrocytach Używana jako marker nowotworowy raka

drobnokomórkowego płuc i chłoniaków Wzrost poziomu skorelowany z ciężkością urazu Poziom w osoczu osoby zdrowej: <12,5ng/ml Daje nadzieję na zastąpienie klinicznej oceny

rokowniczej ustalanej na podstawie udzielonej pomocy na miejscu zdrzenia, czasu niedotlenienia i skali Glasgow

Enolaza neuronalna NSE

Wykrywana w niemal wszystkich neuronach, forma L1 reprezentuje 1-5% wszystkich rozpuszczalnych białek mózgu

Odgrywa rolę w usuwaniu uszkodzonych białek Wykrywana wcześnie po urazie (do 6h) i pozostaje

podwyższona do 168h po nim Oznaczalna jedynie w płynie m-r Brak istotnego statystycznie powiązania z

ciężkością urazu Istnieje związek jej poziomu ze stopniem powikłań

po urazie (podwyższony poziom w 4 i 8 dobie skorelowany z niekorzystnym rokowaniem) oraz śmiertelnością

C-końcowa hydrolaza ubikwityny (UCH-L1)

Marker uszkodzenia aksonalnego – białko stabilizujące mikrotubule

U ludzi jego poziom wzrasta w ciągu 60 minut po urazie

Stężenie wyższe u pacjentów z uszkodzeniem ogniskowym/mieszanym niż z DAI

Poziom skorelowany z oceną w skali GOS (10x wyższy u pacjentów z oceną 1-3), wysokością ciśnienia wewnątrzczaszkowego oraz z ciężkością urazu

Wskaźnik bardzo czuły i specyficzny w ciężkich urazach mózgu, mało czuły w łagodnych

Białko tau

Tworzony po proteolizie z białka prekursorowego, które jest składnikiem błon komórkowych, w tym błony synaptycznej

Powiązany z chorobą Alzeheimera jako składnik blaszek amyloidu

Jego stężenie wzrasta bardziej w rozsianym uszkodzeniu aksonalnym niż w uszkodzeniu ogniskowym

Zauważono gwałtowny wzrost ilości blaszek amyloidowych w mózgu osób po TBI – badana jest hipoteza, że za ten wzrost odpowiada zaburzenie katabolizmu B-amyloidu po urazie oraz wzrost stężenia prekursorów amyloidu

Udowodniono, że TBI jest ważnym czynnikiem środowiskowym w patogenezie choroby Alzeheimera

Beta-amyloid

Przypisuje się jej rolę w apoptozie, chorobach neurodegeneracyjnych oraz odkładaniu białek w nich

Badania prowadzone na modelu szczurzym Jej dwie formy – tTG-L i tTG-S – wzrastają po

uszkodzeniu mózgu Późny wskaźnik – tTG-L wzrasta 5 dni po uszkodzeniu

i pozostaje na tym poziomie przez 2 tygodnie, a tTG-S wzrasta po 3 dniach

Jej aktywność w chorobie Alzeheimera i TBI skłania ku hipotezie, że osoby po przebytym TBI mogą być w grupie ryzyka chorób neurodegeneracyjnych (wpływ na wzrost prekursora amyloidu)

Transglutaminaza tkankowa

Aminokwas – udział w tworzeniu żółci, stabilizowaniu błon komórkowych i regulacji gospodarki wapniowej komórek

Uwalniana z obrzękniętych komórek w celu wyrównania ich objętości

Opisywany wspólny wpływ z kwasem glutaminowym na patogenezę obrzęku mózgu

W uszkodzeniu mózgu jej poziom wrastał 1,8-krotnie, aby powrócić do normalnych wartości po 67h, a następnie spaść poniżej normy i pozostać na tym poziomie do końca badania

Tauryna

Guy, Biomarkers of TBI, Physical Medicine and Rehabilitation Grand Rounds, 2011

Tolentino, DeFord, Notterpek, Up-regulation of tissue-type transglutaminase after traumatic brain injury, Journal of Neurochemistry, 2002

Seki, Kimura, Mizutami, Cerebrospinal fluid taurine after traumatic brain injury, Neurochemical Research Vol. 30, 2005

Johnson, Stewart, Smith, Traumatic brain injury and amyloid-β pathology: a link to Alzheimer's disease?, 2010

Marklund, Blennow, Zetterberg, Monitoring of brain interstitial total tau and beta amyloid proteins by microdialysis in patients with traumatic brain injury, 2009

Bibliografia