STUDI KESPESIFIKAN OTAK TERHADAP S100B DAN NEURON-SPESIFIK ENOLASE (NSE) PADA SERUM DARAH PASIEN PERAWATAN AKUT Abstrak

Monitoring laboratorium dengan penanda kerusakan otak dan jaringan non saraf pada serum darah 401 pasien perawatan akut menunjukkan peningkatan nilai neuron-spesifik-enolase (NSE) dan S100B disamping naiknya level penanda kerusakan jantung, otot rangka, duktus biliaris, hati, prostat, ginjal, kelenjar saliva atau stress inflamasi dalam berbagai frekuensi. Hubungan antara naiknya nilai NSE dan S100B menegaskan adanya kerusakan otak. Korelasi antara naiknya nilai NSE dan troponin I (cTnI) mengindikasikan kerusakan otak yang diinduksi oleh gagal jantung (mungkin disebabkan oleh hipoksia dan anemia). Kenaikan ini dinilai dengan melihat hubungan antara NSE dan penanda jantung lainnya, contohnya kreatin-kinase (CK) isoenzim, hidroksibutirat dehidrogenase. S100B tidak menunjukkan hubungan seperti itu. Data menunjukkan pelepasan S100B dari jaringan non saraf memiliki nilai S100B yang tinggi, contohnya pada lemak, kartilago dan kulit. Pelepasan S100B mungkin dipicu oleh stres inflamasi dan kerusakan jaringan. Hal ini lebih jauh didukung oleh rendahnya rasio konsentrasi NSE/S100B pada serum dibandingkan pada cairan serebrospinal (CSF) pada pasien dengan status koma, status konvulsif, atau perdarahan intraserebral. Data kami menunjukkan CSF menjadi sampel yang relevan untuk monitor kerusakan otak dengan NSE dan S100B, sedangkan naiknya level S100B pada serum bersamaan dengan level NSE normal mengindikasikan pelepasan berasal dari jaringan non saraf pada pasien perawatan akut yang menunjukkan disfungsi multiorgan.

Kata Kunci : S100B spesifik non-otak; kerusakan otak; kerusakan jantung; keratin kinase isoenzim; troponin I; cairan serebrospinal (CSF)1. Pendahuluan

Disfungsi dan kerusakan dari system saraf pusat dapat dikelompokkan lewat biopenanda. Pada dekade yang lalu, banyak ketertarikan hanya berfokus pada seputar penanda spesifik otak seperti protein S100, neuron-spesifik-enolase (NSE), dan keratin kinase isoenzim, CK-BB.Lebih detail, S100 protein adalah protein pengikat kalsium-asam yang terdiri dari beberapa subunit, contohnya secara imunologis subunit yang jelas adalah S100A dan S100B. Subunit ini bergabung untuk membentuk homo/heterodimer S100A1A1, S100A1B dan S10BB yang dideteksi dalam serum darah dan memiliki massa molekul 21 kDa. S100BB lebih banyak terdapat pada sel glial dan sel Schwann pada system saraf. S100A1B juga ditemukan pada sel glia dan S100B terdeteksi pada beberapa neuron. Lebih jauh, S100B juga banyak di adiposit, kondrosit, dan beberapa sel epidermal. Oleh karena itu S100B tidak spesifik terhadap otak. NSE memiliki isoenzim glikolitik dimerik yang disusun dari 39 kDa subunit ,, : dan ,-dimer ditunjuk sebagai NSE yang mempunyai masa molekul 87-88 kDa. NSE memiliki konsentrasi yang tinggi pda sitoplasma di sel saraf, tapi di level yang rendah, terutama pada -isoform, juga pada sel yang bersifat neuroendokrin dan pada seluruh organ manusia dan beberapa tumor. Oleh karena itu NSE terbukti tidak spesifik pada otak.

CK-BB, sebuah isoenzim dari kreatin kinase (massa molekul CK-B antara 43 dan 46 kDa), mewakili hampir 95% dari total aktivitas CK di otak. Tapi juga terdeteksi di organ lain seperti traktus gastrointestinal dan adiposit. Oleh karena itu CK-BB kurang spesifik pada otak.Dalam pemeriksaan harian rutin, perawatan pasien kritis harus diperiksa kerusakan otak yang secara simultan dibedakan dengan kerusakan jantung, otot rangka, dan organ lainnya dengan penanda biopenanda. Disini, sampel serum pasien perawatan akut dengan stroke/perdarahan intraserebral dan pasien dengan kejang hebat menunjukkan disabilitas mayor dan minor, telah dianalisis; seluruh total aktivitas CK 100 U/I sebagai kemungkinan adanya kerusakan otak, jantung, dan atau otot rangka. Indikasi dari disfungsi multiorgan diperoleh dengan menentukan NSE dan S100B bersama dengan beberapa penanda dari kelainan jantung (troponin I(cTnI), CK, CK-MB, laktat dehidrogenase (LDH), hidroksibutirat dehidrogenase (-HBDH), aspartat aminotransferase (AST) dan juga penanda lainnya di sel biliar dan saliva, prostat, ginjal, ditambah beberapa penanda dari inflamasi dan kerusakan jaringan di monitor untuk mengungkapkan efek dari stres inflamasi2. Metode dan bahan

2.1 Pasien

Sampel darah vena harian rutin dikumpulkan dari 401 pasien perawatan akut dalam 36 jam masuk. Setengah pasien, sebagian besar di intubasi, menderita stroke akut atau perdarahan intraserebral. Beberapa dari mereka datang dengan status koma, mengalami jatuh serius dengan ekskoriasi, luka/cedera dingin berturut-turut, sepertiga pasien terus menerus kejang tonik-klonik (status konvulsif) dan seperlima pasien memperlihatkan sindrom parkinson parah atau menderita kelainan neurologis akut/kronik progresif. Sebagai tanda kerusakan, seluruh sera mempunyai total aktivitas CK 100 U/I. Pada beberapa kasus (n=19), cairan serebrospinal (CSF, via kateter intra ventrikular) dan serum adalah sampel secara simultan. Seluruh CSF dan sampel vena darah dimbil dari pasien untuk alasan lain. Studi ini disetujui oleh komite etik penelitian.

Rata-rata umur pasien adalah 56,9 21,8 tahun, median: 63 tahun (124 wanita; rentang: 17-86 tahun) pasien dibagi dalam 7 subgrup berdasarkan kriteria 3 penanda (nomor; % dari seluruh kasus): subgrup A1 (n=296; 74%) : CK-MB : 6,1%; subgrup A2 (n=105; 26%): CK-MB : 18 U/l ; alanine aminotransferase (ALT) menurut DGKC : cut off >22 U/l ; asam urat (metode uricase ): cut off >7,5 mg/dl ; kreatinin (Jaffe, rate-blaned) : cut off >1,5 mg/dl ; urea (metode urease) : cut off >50 mg/dl ; LDH menurut DGKC : cut off >240 U/l ; Total asam fosfatase dengan 1-naftil fosfat : cut off>6,4 U/l ; Ketidaktepatan CV adalah 144 mmol/l , kalium cut off>5,1 mmol/l, kalsium cut off>2,6 mmol/l ; dan glukosa darah (metode hemolisat heksokinase) : cut off adalah >120 mg/dl .

Selain itu,-amilase menurut International Federation of Clinical Chemistry (IFCC) : cut off>120 U/l ; Ketidaktepatan CV adalah 10 %, kalium >10 % kasus;

Gangguan kelenjar ludah : -amilase >10 % kasus

Peradangan, kerusakan jaringan dan/atau stres : peningkatan jumlah leukosit, granulosit, limfosit, trombosit masing-masing >25, >25, >10 dan >5 % dari kasus,; glukosa darah dan protein C-reaktif (CRP, tidak ditampilkan ) masing-masing >25 dan >10 % dari kasus.

Pada pasien yang mengalami kerusakan otak, penanda dari pasien menunjukkan adanya tanda-tanda peningkatan jaringan non-saraf dalam serum, selanjutnya subkelompok tersebut disusun dan diselidiki .

Subkelompok A1 (n = 296) dan A2 (n = 105) adalah CK - MB (%CK) yang dipisahkan dari serum (Tabel 2): kedua subkelompok menunjukkan peningkatan nilai-nilai NSE masing-masing sampai 18%, dan 12% dan dari S100B masing-masing 50 %, dan 39% dari kasus selain penanda non-saraf yang dijelaskan pada tabel 1 ke berbagai frekuensi. Beberapa penanda menunjukkan perbedaan yang signifikan, terutama pada subkelompok A2 yang mewakili pasien dengan kerusakan otot rangka. Data menunjukkan adanya disfungsi multi-organ, karena subkelompok ini juga menunjukkan peningkatan penanda otak, jantung, saluran empedu, hati, kerusakan ginjal, tetapi bukan dari kelenjar prostat dan gangguan kelenjar ludah.

Subkelompok B1 (n = 65) dan B2 (n = 336) adalah NSEyang dipisahkan dari serum (Tabel 3) : NSE tidak meningkat pada subkelompok B2, tapi itu meningkat pada semua pasien dalam subkelompok B1 (yang menunjukkan kerusakan otak). Kedua subkelompok menunjukan peningkatan nilai-nilai S100B masing-masing ke 67 dan 43 % dari kasus; mereka menunjukkan kerusakan multi-organ karena kerusakan semua penanda lainnya, dijelaskan pada tabel 1, yang meningkat pada kedua subkelompok dengan frekuensi yang berbeda-beda; beberapa diantaranya menunjukkan perbedaan yang signifikan .

Subkelompok C1 (n = 188) dan C2 (n = 213) adalah S100B yang dipisahkan dari serum (Tabel 4) : S100B tidak meningkat pada subkelompok C2, tetapi meningkat pada semua pasien dalam subkelompok C1. Kedua subkelompok mengakibatkan peningkatan nilai-nilai NSE masing-masing sampai 23 dan 10 % dari kasus, dan dapat menunjukkan adanya kerusakan otak dan disfungsi multi-organ, karena pada semua penanda kerusakanpada tabel 1, kedua subkelompok memperlihatkan adanyapeningkatan berbagai frekuensi dengan perbedaan yang signifikan .

Pada tabel 1, subkelompok D (n = 44) adalah NSE dan S100B yang dipisahkan dari serum : per definisi, NSE dan S100B meningkat pada semua serum pasien; semua penanda kerusakan dari tabel 1 juga meningkat menjadi frekuensi yang berbeda. Data dapat menunjukkan kerusakan otak bersamaan dengan kerusakan multi-organ.

Singkatnya, pembagian pasien (dengan kerusakan otak yang diharapkan) menghasilkan tujuh subkelompok yang menunjukkan kombinasi penanda tertentu : tiga diantaranya dicirikan sebagai : (i) kerusakan subkelompok D dengan NSE dan S100B yang meningkat ; (ii) kerusakan subkelompok B1 : hanya NSE yang meningkat ; dan (iii) kerusakan subkelompok C1 : hanya S100B yang meningkat. Subkelompok lainnya A1, B2, C2, yang termasuk dalam subkelompok A2 kerusakan otot rangka yang heterogen sehubungan dengan frekuensi yang berbeda dari penanda otak yang meningkat pada S100B dan NSE. Semua subkelompok menampilkanadanya kenaikan penanda kerusakan non-saraf dalam serum yang menunjukkan terjadimya disfungsi multi-organ.

Untuk lebih membedakan tujuh subkelompok korelasi Spearmansnon-parametrik yang dihitung dari semua nilai (naik dan tidak dinaik) dari penanda otak dan jantung yang masing-masing S100B, NSE, troponin I dan CK-MB mass.

Selanjutnya penanda otak dan jantung yang berhubungan dengan nilai-nilai penanda yang bukan organ saraf, untuk mengungkapkan kemungkinan adanya kerusakan organ. Korelasi signifikan dengan adanya penurunan peringkat r pada Tabel 5-12. Beberapa korelasi koefisien r yang rendah karena rendahnya peningkatan frekuensipenanda kerusakan (lihat Tabel 1-4); banyak korelasi yang tidak signifikan (tidak ditampilkan).

Tabel 5 menunjukkan hasil dalam serum dari 401 pasien; indikasi korelasi yang signifikan antara dua tingkatpenanda serum adalah : Cedera otak : S100B berkorelasi dengan NSE, CK-MB (U/l), CK-MB (%CK) mungkin mengandung beberapa CK-BB

Kerusakan otak yang disebabkan oleh kerusakan jantung : NSE berkorelasi dengan troponin I,-HBDH, LDH, CK-MB (U/l), CK-MB (CK %), AST, CK

Gangguan otak mungkin disebabkan oleh peradangan dan/atau stres : S100B, NSE berkorelasi dengan leukosit, granulosit, glukosa; glukosa berkorelasi dengan CK-MB (%CK)yang mungkin mengandung beberapa CK-BB; (glukosa atau isi CRP berkorelasi secara signifikan dengan leukosit dan jumlah granulosit yang menunjukkan stres inflamasi, mereka tidak berkorelasi dengan jumlah trombosit (tidak terlihat))

Disfungsi ginjal : S100B berkorelasi dengan kreatinin, urea dan asam urat; NSE berkorelasi dengan urea; CK-MB mass dengan urea, potasium (positif)

Disfungsi saluran empedu : S100B berkorelasi dengan bilirubin; NSE dengan PAP

Kerusakan jantung : troponin I berkorelasi dengan CK-MB mass, CK-MB (U/l), CK-MB (%CK), -HBDH, LDH, AST ; CK-MB mass berkorelasi dengan -HBDH, LDH, CK, CK-MB (U/l); penanda anemia atau arteri sclerosistampaknya terlibat dengan kerusakan jantung karena berkorelasi negatif CK-MB mass dengan jumlah eritrosit , hemoglobin (Hb), hematokrit dan positif pada trigliserida dan HDL (tidak terlihat).

Gangguan jantung mungkin diinduksi oleh peradangan dan/atau stres : troponin I berkorelasi dengan leukosit, granulosit

CK-MB mass berkorelasi positif dengan jumlah trombosit,yang mungkin menunjukkan beberapa kerusakan jaringan untuk terlibat dengan pengeluaran CK-MB.

S100B konten berkorelasi negatif dengan natrium, kalium dan kalsium serta dengan jumlah trombosit dalam darah (tidak ditampilkan) yang menunjukkan pelepasan S100B yang mungkin disebabkan oleh perubahan elektrolit ekstraseluler dan agregasi platelet (indikasi kerusakan jaringan). Jadi, data Tabel 5 mendapatkan dengan jelas disfungsi dan kerusakan multi organ.4.1.4. CK-MB mass

Sandwhich immunoassay dengan antibodi monoklonal yang digunakan dalam Opus analyzer mengenali CK-MB tetapi tidak untuk CK-BB dan CK-MM. Hemolisis untuk tingkat rendah tidak mengganggu. Meskipun reaksi silang antara CK-MB dan CK-BB yang diketahui pada radioimmunoassay telah diatasi, penanda massa CK-MB untuk cardiac-specific lebih kecil daripada cTnI assay. Meskipun demikian, hubungan signifikan antara troponin I dan massa CK-MB (tabel 5, 7, 9, 10, dan 12) menunjukkan kedua immunoassay dapat dipercaya untuk mendeteksi kerusakan jantung.

Pada kesimpulannya, dari empat immunoassay yang digunakan, hanya satu yang spesifik: cTnI assay. Selain itu, CK-MB (U/l) inhibitory assay mengenali CK-B pada isoenzim CK-BB dan CK-MB. Nilai ditunjukkan dalam % dari total CK (U/l) untuk membedakan kerusakan otot skeletal (cut off untuk CK-MB (%CK): 0,30 g/l S100B) telah digunakan. Pada penelitian ini 0,16g/l S100B yang telah diseleksi, dikonfirmasi dengan nilai di atas dan Herrmann et al. Meskipun cut off ini mungkin terlalu tinggi karena konten S100B 1 pada kontrol. Untuk CSF ventrikular tanpa nilai kontrol telah tersedia.

4.2.2. NSE

Menggunakan immunoassay yang berbeda, rentang NSE pada serum, 2. Pada studi cut off dari 12,6 g/l NSE yang telah diseleksi dapat diambil untuk mempertimbangkan hemolisis serum. (Meski pembatasan hemolisis dapat menaikkan level NSE 5-10 g/l). Cut off ini mungkin terlalu tinggi karena nilai NSE rendah (