In der modernen Notfallmedizin ist die schnelle und präzise Diagnose von Herzinfarkten entscheidend für die Patientenversorgung. Ein Biomarker, der in den letzten Jahren zunehmend Aufmerksamkeit erlangt hat, ist das Glycogen Phosphorylase Isoenzym BB (GPBB). Dieser Marker könnte die Früherkennung von Myokardischämien revolutionieren und damit die Behandlungsergebnisse bei akuten Koronarsyndromen verbessern.

Die biochemische Grundlage von GPBB

Glycogen Phosphorylase ist ein Schlüsselenzym im Glycogenstoffwechsel und katalysiert den ersten, geschwindigkeitsbestimmenden Schritt der Glycogenolyse, bei dem Glycogen in Glucose-1-Phosphat umgewandelt wird[1][3]. Im menschlichen Körper existieren drei verschiedene Isoenzyme: GP Isoenzym LL (Leber), GP Isoenzym MM (Muskel) und GP Isoenzym BB (Gehirn)[7]. GPBB wird hauptsächlich im Gehirn exprimiert, kommt aber auch in hoher Konzentration im Herzmuskel vor[7].

Im gesunden, mit Sauerstoff versorgten Herzmuskel ist GPBB zusammen mit Glycogen eng an die Vesikel des sarkoplasmatischen Retikulums gebunden[3]. Bei Sauerstoffmangel im Herzgewebe, wie er bei einer Ischämie auftritt, wird die Umwandlung von gebundenem GP in der b-Form zu GP in der a-Form begünstigt, was den Glycogenabbau beschleunigt[3]. Dies ist die entscheidende Voraussetzung dafür, dass GP in eine lösliche Form übergeht und sich frei im Zytosol bewegen kann[3].

GPBB als Frühmarker für Myokardischämie

Bei einer Myokardischämie kommt es zu einer beschleunigten Glycogenolyse und einer erhöhten Permeabilität der Zellmembranen, was zur Freisetzung von GPBB in den Blutkreislauf führt[5][6]. Im Gegensatz zu etablierten Herzmarkern wie Troponin, die erst nach einigen Stunden ansteigen, erhöht sich die GPBB-Konzentration im Plasma bereits 1-4 Stunden nach Beginn der Brustschmerzen[4][5]. Dies macht GPBB zu einem potenziell wertvollen Marker für die Früherkennung von Herzinfarkten.

Eine Metaanalyse von 14 Studien ergab eine gepoolte Sensitivität von 87,77% und eine Spezifität von 88,45% für GPBB bei der Diagnose von Myokardinfarkten[4]. Die diagnostische Odds Ratio (DOR) lag bei 49,37, und die Fläche unter der ROC-Kurve (AUC) betrug 0,923[4]. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass GPBB eine moderate bis hohe Genauigkeit bei der Diagnose von Myokardinfarkten aufweist.

Besonders bemerkenswert ist, dass Studien, die Patienten innerhalb von 1-3 Stunden nach Einsetzen der Brustschmerzen untersuchten, eine deutlich höhere Sensitivität (96-100%) zeigten als andere Studien[6]. Dies unterstreicht das Potenzial von GPBB als Frühmarker für Herzinfarkte.

Vergleich mit anderen kardialen Markern

In einer Studie, die GPBB mit anderen kardialen Markern wie Myoglobin und CK-MB verglich, zeigte GPBB die höchste Sensitivität und Spezifität für die Erkennung von Myokardinfarkten innerhalb der ersten 4 Stunden nach Einsetzen der Brustschmerzen[5]. Die ROC-Kurvenanalyse ergab, dass GPBB die größte Fläche unter der Kurve aufwies, gefolgt von Myoglobin und CK-MB[5].

Myoglobin, das ebenfalls früh nach einem Herzinfarkt im Blut erscheint, mangelt es an Spezifität, da es auch bei anderen Muskelerkrankungen ansteigt und nicht von dem aus dem Herzen freigesetzten Myoglobin unterschieden werden kann[5]. CK-MB, obwohl es innerhalb von 4 Stunden nach Brustschmerzen ansteigt, hatte eine geringere Sensitivität und Spezifität als GPBB[5].

GPBB bei anderen Erkrankungen

Neben seiner Rolle bei Herzinfarkten wurde GPBB auch bei anderen Erkrankungen untersucht. Eine Studie zeigte, dass GPBB ein sensitiver und spezifischer Marker für die Früherkennung von Hirnischämien sein könnte[8]. Die Plasmakonzentration von GPBB ist etwa 100-mal höher im Gehirn als im Herzen, was seine potenzielle Bedeutung bei der Diagnose von ischämischen Schlaganfällen unterstreicht[8].

Eine weitere Studie untersuchte die GPBB-Konzentration während der Schwangerschaft und bei Präeklampsie[7]. Die Ergebnisse zeigten, dass die GPBB-Konzentration bei schwangeren Frauen höher ist als bei nicht schwangeren Frauen und dass Fälle von Frühgeborenen-Präeklampsie (aber nicht Termin-Präeklampsie) höhere GPBB-Konzentrationen aufwiesen als normale Schwangerschaften im gleichen Gestationsalter[7].

Einschränkungen und zukünftige Perspektiven

Trotz der vielversprechenden Ergebnisse gibt es auch Einschränkungen bei der Verwendung von GPBB als diagnostischer Marker. Eine Metaanalyse kam zu dem Schluss, dass GPBB allein nicht die aktuellen Anforderungen für eine effiziente Diagnose von Herzinfarkten erfüllt[6]. Die Kombination von GPBB mit Troponin könnte jedoch eine vielversprechende Strategie sein, die in größeren Studien weiter untersucht werden sollte[6].

Darüber hinaus wurde berichtet, dass GPBB auch nach körperlicher Anstrengung bei trainierten Athleten ansteigen kann, was auf eine mögliche Einschränkung seiner Spezifität hinweist[6]. Weitere Studien mit größeren Stichprobengrößen sind erforderlich, um die diagnostische Leistung von GPBB vollständig zu bewerten.

Fazit

GPBB stellt einen vielversprechenden Biomarker für die Früherkennung von Myokardischämien dar. Seine frühe Freisetzung in den Blutkreislauf nach Beginn der Ischämie macht es zu einem potenziell wertvollen Werkzeug für die schnelle Diagnose von Herzinfarkten. Obwohl weitere Forschung erforderlich ist, um seine klinische Anwendbarkeit vollständig zu bewerten, könnte GPBB in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Patientenversorgung in der Notfallmedizin spielen.

Quellen:
[1] Relation of hs-CRP and Glycogen phosphorylase BB in Acute … https://www.organscigroup.com/articles/JCMC-7-251.php
[2] [PDF] Role Of Glycogen Phosphorylase In Prediction https://zjfm.journals.ekb.eg/article_100341_a4b4d8bd2da5511fb136207437563066.pdf
[3] Glycogen phosphorylase isoenzyme BB in diagnosis of myocardial … https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8901485/
[4] Diagnostic accuracy of glycogen phosphorylase BB for myocardial … https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9102511/
[5] Glycogen Phosphorylase BB: A more Sensitive and Specific Marker … https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6052728/
[6] Glycogen phosphorylase isoenzyme BB in the diagnosis of acute … https://www.biochemia-medica.com/en/journal/23/1/10.11613/BM.2013.010/fullArticle
[7] Glycogen Phosphorylase Isoenzyme BB Plasma Concentration Is … https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/hypertensionaha.111.177444
[8] Abstract 29: A New Biomarker for Diagnosis of Ischemic Stroke https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/str.44.suppl_1.a29
[9] Glycogen phosphorylase isoenzyme BB to diagnose ischaemic … https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009898197002544
[10] Novel Cardiac Biomarkers H-FABP and GPBB for Early Detection … https://www.publishing.emanresearch.org/Journal/MostReadAbstract/5327
[11] Glycogen phosphorylase BB in acute coronary syndromes https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/CCLM.2005.231/html
[12] Glycogen phosphorylase BB in myocardial infarction – ScienceDirect https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009898114003532
[13] Assessment of glycogen phosphorylase isoenzyme BB as a … https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(15)60382-8/abstract
[14] [PDF] Correlation of Inflammatory Marker with Glycogen Phosphorylase … https://www.ijcmr.com/uploads/7/7/4/6/77464738/ijcmr_1460_june_16.pdf
[15] Performance of glycogen phosphorylase isoenzyme BB is weak in … https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009912011014226
[16] Relation of hs-CRP and Glycogen phosphorylase BB in Acute … https://www.organscigroup.com/jcmc/article/view/JCMC-7-251
[17] Glycogen Phosphorylase – an overview | ScienceDirect Topics https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/glycogen-phosphorylase
[18] Glycogen phosphorylase isoenzyme BB plasma kinetics is not … https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/cclm-2013-0109/html
[19] Brain-Type Glycogen Phosphorylase (PYGB) in the Pathologies of … https://www.mdpi.com/2073-4409/13/3/289
[20] Novel Cardiac Biomarkers H-FABP and GPBB for Early Detection … https://publishing.emanresearch.org/Journal/FullText/5327
[21] Assessment of glycogen phosphorylase isoenzyme BB as a … https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(15)60382-8/fulltext
[22] Diagnostic accuracy of heart fatty acid binding protein (H-FABP) and … https://www.biochemia-medica.com/en/journal/22/2/10.11613/BM.2012.025/fullArticle