Download - Klinische chemie Eine Einführung
KLINISCHE CHEMIE
1 Allgemeine Klinische Chemie
Die Klinische Chemie umfasst nach der immer noch gültigen Definition des internationalen Dachverbandes (International Federation of Clinical Chemistry, IFCC) von 1995 die Anwendung chemischer, molekularer und zellulärer Strategien (engl. concepts) und Techniken für das Verständnis und die Prüfung von menschlicher Gesundheit und Krankheit. Sie schließt im weiteren Sinne Hämatologie und Hämostaseologie ein. Neuere Bestrebungen richten sich auf die Integration der Klinischen Chemie (und der Laboratoriumsmedizin) in ein fachübergreifendes Gebiet Klinische Pathologie (Clinical Pathology), wo Mikrobiologie, Virologie, Transfusionsmedizin, Humangenetik, Pathologie und andere Fächer vereint werden sollen.
K. Dörner: „Klinische Chemie und Hämatologie“, Georg Thieme Verlag
LEBEN
Was sind Lebewesen?Vergleicht man alle Lebewesen, egal obBakterium, Pflanze, Tier oder Mensch, so fallen grundsätzliche Gemeinsamkeiten auf, die Lebewesenvon den nicht lebenden Strukturenunterscheiden. Kennzeichen von Lebewesen sind ganz allgemein:
Aufbau aus einer oder vielen Zellen
Stoffwechsel
Selbstständige Vermehrung.
Für den Menschen wie auch alle anderen höheren Organismen sind folgende acht „Lebensprozesse" charakteristisch:
Stoffwechsel, Erregbarkeit, Kommunikation, Kontraktilität, Wachstum, Reproduktion, Differenzierung, Sterben
Renate Huch, Klaus D. Jürgens: „Mensch Körper Krankheit“, Urban und
Fischer
1. ALLGEMEINE KLINISCHE CHEMIE Die Übergänge zwischen Gesundheit
und Krankheit sind fließend (Abb. 1.1).
Sie lassen sich mit den exakten
Methoden der Klinischen Chemie
präzisieren, aber nicht immer festlegen.
Somatisch Kranke ohne pathologische
Laborbefunde (Teilmenge 5) und
Gesunde mit auffälligen Laborbefunden
(Teilmenge 3) erfordern die besondere
Aufmerksamkeit der Labormedizin.
Daher ist die Klinische Chemie ein
interdisziplinäres Fach, das zwischen der
patientenbezogenen, labordiagnostischen
Fragestellung des Arztes und der
Therapie tätig ist (Abb. 1.2). Volle
Effektivität kann sich nur ergeben, wenn
klinisch und im Labor Tätige eng
zusammenarbeiten.
ANALYT
Kein abstrakter Analysewert sondern
ein naturwissenschaftlich exakt
bestimmter biologischer Parameter
der eine Beschreibung des
Gesundheitszustandes eines
Patienten erlaubt.
1.1 DER KLINISCH-CHEMISCHE BEFUND
In der breiten Öffentlichkeit und bei Funktionsträgern gibt es häufig das Missverständnis, dass im medizinischen Labor Analysenautomaten alle Arbeit verrichten. Die so erhaltenen Ergebnisse sind jedoch zunächst nur nutzloses Zahlenwerk.
Die Bewertung eines Laborergebnisses erfolgt anhand von analytischen und medizinischen Kriterien. Der analytischen Seite sind Präzision, Richtigkeit und Referenzbereiche, in die medizinische Beurteilung gehen die Sensitivität und die Spezifität des eingesetzten Tests, die Vorbefunde desselben Patienten (longitudinale Beurteilung) in Verbindung mit den Referenzwerten und vor allem die Synopsis der verschiedenen Laborergebnisse und des klinischen Bildes (einschließlich Plausibilitätskontrolle) ein.
DIE LABORANFORDERUNG:
RATIONELLE LABORDIAGNOSTIK/OPTIMIERTE
ANFORDERUNGSPRAXIS VS. *SCHROTTSCHUSSDIAGNOSTIK*:
Präzise klinische Fragestellung (OP-Vorbereitung, Gesundheitscheck, Ausschluss Herzinfarkt…)
Laborprofile (kl.- oder große OP-Vorbereitung Urologie, Allgemeinchirurgie, Unfallchirurgie, Internistisches Aufnahmeprofil, Herzinfarkt …)
Stufendiagnostik (Blutzucker, Diabetes?, Typ?, Ursache?)
Reflective -Testing(FT3,Troponin,PSA)
Wiederholungs- oder Kontrolluntersuchungen (aPTT-Verlauf, Blutzucker, HbA1c, Medikamentenspiegel, Kontrolle unplausibler Laborergebnisse)
LABOR-EDV
Anforderungsbeleg
Elektronische Anforderung(order- entry)
Im Vordergrund muss immer eine sichere Probenzuordnung zum
Patienten stehenRILIBÄK:
UNTERSUCHUNGSVERFAHREN
Qualitative Tests (ja/nein oder
semiquantitativ)-Semiquantitative Tests
Quantitative Tests
Funktionstests
Patientennahe Sofortdiagnostik (Point-
of-Care- Testing, POCT)
Einteilung nach:
QUALITATIVE TESTS: DESSEN WERTE EINER SKALA
ZUGEORDNET SIND AUF DEN KEINE ABSTÄNDE DEFINIERT SIND.
URIN-TESTSTREIFEN
pH-Wert: Indikatorgemisch,
Erythrocyten /Hb: Peroxidaseartige Wirkung des HB-Moleküls oxidiert ein Chromogen (o-Toluidin), intakte Erys werden lysiert
Leukocyten: Granulocytenesterase spaltet einen Indoxylester, Indoxyl reagiert mit einem Diazzo-Salz, Farbreaktion
Glukose (Suchtest auf Diabetes mellitus, Therapiekontrolle bei Diabetes), Glukoseoxidase-Reaktion.
Protein: Indikatorfehler, Albumingehalt stört eine spezielle Indikatorreaktion, Erfasst keine Mikroalbuminurie 20…200 mg/l
Nitrit: Nitrit diazodiert Sulfanilamid zu einem Diazoniumsals, Komplexbildung mit Benzochinonderivat, Farbreaktion, 80% der Bakterien sind Nitritbildner, Nitrat muss vorhanden sein, Reaktionszeit 4 – 6 h erforderlich,
Keton: Diabetesdiagnostik, Acidosen, hypokalorische Diät, Schlechte Stoffwechsellage bei Diabetikern „Ketonurie als Frühsymptom eines diabetischen Komas“
Bilirubin/ Urobilinogen
Spezifisches Gewicht: K⁺ und Na⁺ verdrängen H⁺; Indikatorreaktion, Aussage zur Konzentrationsfähigkeit der Nieren
TROCKENCHEMIE:
Die Patientenprobe — wird auf die Verteilerschicht aufgebracht
Verteilerschicht — die Probe wird gleichmäßig verteilt
Filterschicht — filtert Substanzen heraus, die das Ergebnis beeinflussen könnten
Reagenzienschicht —Reagenz reagiert mit der Probe
Indikatorschicht — sammelt die chemisch umgesetzte Probe für die Spektralanalyse
Trägerschicht — Optisches Fenster
SEMI/QUANTITATIVER TEST: TESTSTREIFEN ZUR
BLUTZUCKERBESTIMMUNG
Enzymatische Reaktion der Blutglucose
Glucose + NAD⁺→ GlucDHGlucosedehydrogenase → Gluconolacton + NADH + H⁺
Redox-Reaktion der Wasserstoffionen mit 1. Coenzyme: Phenantrolinchinon (Abbott)
2. Coenzyme: Pyrrolochinolcholin (Roche)
glucoseglucolaction
Mediator(reduziert)
GLUC-DH
Mediator
oxidiert(Ele
ktrode)
e-
PCC
PATIENTENNAHE SOFORTDIAGNOSTIK(POCT)
–BIOSENSOREN-TECHNIK
Intensivstation (Critical-care: Blutgase, Elektrolyte,
Lactat)
Ambulanz(Überwachungsparameter: Glucose,HBA1c)
Notarztwagen (Critical-care: kardiale Marker, Glucose)
Arztpraxis(Überwachungsparameter: Glucose,
Gerinnungsglobaltests)
Patient zu Hause (Schwangerschaftsschnelltest,
Glucose)
(BGA-Gerät): Säure-Basen-Messgerät pH, pCO2, pO2,
Stand. Bicarbonat, Sauerstoffsättigung, Na, K, Ca,
Glucose, Lactat, Hb, CO-Hb, Ht
„RANGORDNUNG“
•IM SUPERMARKT GEKAUFT
•IN DER KLINIK ZUGELASSEN: ACCU-CHEK,
PRECISION H
•KLINISCH-CHEMISCHES
ANALYSENVERFAHREN: GEM
•REFERENZMETHODE: HEXOKINASE
PRINZIPIEN DER CHEMO-BIOSENSOREN
PppDetektor
Transducer
Detektor: Signalgeber
Transducer: Messwandler
Probenaufgabe
/Fluidik -Einheit
Processing-
Einheit
GEKOPPELTE ENZYMTESTS
Optischer Test nach Warburg:
1.Messreaktion
2.Indikatorreaktion:
(Umsatz der Enzymreaktion photometrisch angezeigt werden kann. )
Wichtigste Substrate:
1.NAD/NADH2 und NADP/NADPH2(Absorptionsmax. 340nm)
2.p-Nitrophenol und p-Nitranin.
3.H2O2 aktivierte Chromogensysteme.
QUANTITATIVE TEST:
DESSEN WERTE EINER SKALA ZUGEORDNET SIND AUF
DIE ABSTÄNDE DEFINIERT SIND.
BLUTZUCKERBESTIMMUNGEN
Glucose + ATP → Hexokinase→ Glucose-6-Phosphat + ADP
Glucose-6-Phosphat + NADP⁺ → Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase→ 6-Phosphogluconat + NADPH + H⁺
Glucose + O₂ + H₂O →GODGlocoseoxidase→ Gluconat (Aldehyd zu Säure) + H₂O₂
H₂O₂ + Chromogen →Peroxidase → Farbstoff
Indikatorreaktionen
Glucose + NAD⁺→ GlucDHGlucosedehydrogenase → Gluconolacton + NADH + H⁺
Serum MonovettenSERUM
Serum
versteht man jenen flüssigen Anteil des Blutes, den man als Überstand erhält, wenn man eine geronnene Blutprobe zentrifugiert.
Zur Serumgewinnung setzt man dem Vollblut vorteilhaft
gerinnungsfördernde Agenzien und Separationshilfen zu, weil Blut
schlecht gerinnt, wenn es nach der Entnahme mit der Spritze in die
heute ausschließlich als Primärgefäße verwendeten
Kunststoffröhrchen gegeben wird.
2 derartige Hilfsmittel sind bei uns verbreitet:
kaolinbeschichtete Polystyrolkügelchen
Polyester-Trenngel mit Gerinnungsaktivator
Beide haben eine Dichte, die zwischen der von Blutkuchen und
Serum liegt. Sie wandern deshalb bei der Zentrifugation an diese
Grenzschicht und bilden eine Diffusionsbarriere. Die Gefahr einer
Kontamination des überstehenden Serums durch Hämolyseprodukte
wird dadurch vermindert. Außerdem steigt die Serumausbeute
beträchtlich.
BLUTPLASMA
(altgr πλάσμα plásma „Gebilde“) ist der flüssige Anteil des Blutes, den man
erhält, wenn man eine ungerinnbar gemachte Blutprobezentrifugiert. Diese
Flüssigkeit enthält durch die Zentrifugation keinerlei Blutzellen mehr. Im
Gegensatz zum Blutserum enthält Blutplasma aber noch
alle Gerinnungsfaktoren. Blutplasma hat einen Anteil von etwa 50–59 % bei
Männern und 54–73 % bei Frauen am Blutvolumen.
FALLBEISPIEL: UNTERSUCHUNGSMATERIALK. DÖRNER, KLIN. CHEMIE.
Im Labor kommen 2 halb gefüllte Mikroprobengefäße für Hämatologie und Klinische Chemie an; der Patient ist 8 Monate alt, die auf der Laboranforderung genannte Indikation lautet „Kontrolle". Bestimmt werden sollen Blutbild, Elektrolyte und Blutglucose:
Das Blutbild ist altersentsprechend; klinisch-chemische Laborwerte:
Natrium 140 mmol/l norm.
Kalium 7,1 mmol/1 Ref.: 3,7 – 5,8 mmol/l
Chlorid 99 mmol/1 norm.
Calcium 0,9 mmol/1 Ref.: 2,2 – 2,6 mmol/l
Glucose 80 mg/dl norm.
CRP 10 mg/l norm.
Die Mitarbeiterin des Labors ruft sofort auf Station an und teilt mit, dass vor allem der Calciumwert, aber auch das Kalium, weit vom Normbereich abweichen; bei einer derart ausgeprägten Hypocalciämie seien Muskelkrämpfe zu erwarten.
Alternativ könnten die Werte durch Fehler bei der Probenentnahme verursacht sein. Da es dem Säugling sehr gut geht, wird zunächst eine erneute Blutabnahme vereinbart; alle Werte liegen im Normbereich.
KAPILLARBLUT
Eine Mischung von Blut aus Arteriolen,
Venolen und Kapillaren, sowie
interstitieller und intrazellulären
Flüssigkeiten.
KAPILLARBLUT
Bei Pädiatrie, Geriatrie ,Blutgasanalysen, Glucose und Lactatbestimmung.POCT Test.
Bei Kapillarblutentnahmen besteht eine erhöhte Hämolysegefahr
Glucose ergibt im Kapillarblut höhere, Lactat jedoch tiefere Messwerte als im Venenblut.
Gerinnungsanalysen einschließlich Thrombocytenzählung aus Kapillarblut sind unzuverlässig.
Bei starkem Pressen während der Entnahmeprozedur tritt eine Hämodilution (Verdünnung des Blutes) durch Interstitialflüssigkeit auf.
UNTERSUCHUNGSMATERIAL - KAPILLARBLUT
Bereitlegen aller Materialien (Handschuhe, Desinfektionsmittel, Einmallanzette, Tupfer, beschriftete Probengefäße, Pflaster, eventuell warmen Umschlag).
Bei kalten und schlecht durchbluteten Extremitäten Entnahmestelle mit feuchtwarmen Umschlägen hyperämisieren.
Entnahmestelle mit Hautdesinfektionsmittel abreiben.
Mit Einmallanzette oder besser mit Punktionshilfe punktieren
Erste Bluttropfen mit Alkoholtupfer aufnehmen und verwerfen.
Blutprobe in entsprechende Spezialgefäße für Blutzucker, Hämatologie oder andere Sammelgefäße geben, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Blutgaskapillaren; durch Umschwenken des Röhrchens Antikoagulans mit Blutprobe vermischen.
Punktionsstelle mit Pflaster versorgen
DIE LIQUORANALYSEGehirn und Rückenmark sind von einer klaren , farblosen Flüssigkeit umgeben, die Zucker (Glucose), Salze und eine geringe Menge an Eiweißstoffen (Proteinen) enthält. Diese Flüssigkeit wird als Liquor cerebrospinalis bzw. kurz Liquor bezeichnet.
Der Liquor dient als Nahrungsquelle für Gehirn und Rückenmark und schützt vor äußeren Einwirkungen , indem er Erschütterungen dämpft.
Die Untersuchung des Liquors gibt einen wertvollen Einblick in den Zustand von Gehirn und Rückenmark , deckt Schädigungen , Abnormalitäten oder Infektionen auf (z.B. eine Hirnhautentzündung). Liquorproben werden durch eine Technik entnommen , die man als Lumbalpunktion bezeichnet.
Wird eine Lumbalpunktion durchgeführt , muss man sich mit angewinkelten Oberschenkeln auf die Seite legen . Dann wird im Lendenwirbelbereich der Wirbelsäule eine Nadel eingeführt und Liquor entnommen. Danach muss man je nach KH verschieden , bis zu 12 Stunden ruhig und flach liegen bleiben.
SPONTANURINPROBEN
Als Material für den qualitativen bzw. semiquantitativen
Urinstatus sollte möglichst Nacht- oder Morgenurin (d.h.
die erste oder zweite Urinportion des Tages, gewonnen
als Mittelstrahlurin) verwendet werden, weil diese Urine
in der Regel nach Körperruhe gewonnen und
vergleichsweise konzentriert sind.
Wurde das Genitale vor der Uringewinnung desinfiziert,
so ist zu beachten, dass manche Desinfektionsmittel wie
kolloidales Jod und Wasserstoffperoxid
Teststreifenergebnisse verfälschen können.
SAMMELURINE
Als Urinsammelgefäße dienen Plastikbecher bzw. größere Sammelflaschen aus Plastik von 2-3 Liter Fassungsvolumen. Ins Labor werden davon nur ca. 10 ml geschickt (nicht vergessen, das Gesamtvolumen am Sammelgefäß abzulesen und zu notieren!). Das Sammeln eines 24-Stunden-Urins beginnt und endet mit leerer Blase. Das bedeutet, dass die Sammelperiode zunächst mit einer Blasenentleerung beginnt. Diese Portion gehört nicht in das Sammelgefäß. Nach Ablauf der festgesetzten Sammelzeit wird die Blase wieder entleert und diese Portion gehört in das Sammelgefäß und schließt die Urinsammlung ab.
Als universelles, bakteriostatisches Konservierungsmittel für Sammelurine dient eine 10%ige Lösung von Thymol in Isopropanol. Sie wird vor dem Sammeln in einer Menge in das Sammelgefäß gegeben, die 1 % der erwarteten Urinmenge entspricht (also 10 ml pro l Urin). Als spezielle Konservierungsmittel werden Salzsäure (für Vanillinmandelsäure, Katecholamine und Calciumausscheidung), Natriumcarbonat (für Porphyrinbestimmungen) und EDTA (für Spurenelementuntersuchungen) eingesetzt.
Grundsätzlich sind Sammelurine kühl und lichtgeschützt aufzubewahren.
Niederschläge werden im Labor in der Regel erfolgreich durch Erwärmen auf 50 °C wieder gelöst.
WEITERE UNTERSUCHUNGSMATERIALIEN
Der Aszites, umgangssprachlich auch Bauchwassersucht,
ist eine pathologische Flüssigkeitsansammlung in der freien
Bauchhöhle. Üblicherweise finden sich nur sehr geringe
Spuren von Flüssigkeit in der freien Bauchhöhle. Bei vielen
Krankheiten lässt sich vermehrt Flüssigkeit in der freien
Bauchhöhle nachweisen (Tumor, Entzündung,
Mangelernährung).
Die Pleura, deutsch Brustfell, ist eine dünne Haut, die
als Lungenfell die Lungen überzieht sowie
als Brustfell im engeren Sinne die Brusthöhle von innen
auskleidet
PLEURAPUNKTATE
Als Transsudat werden in der Medizin durch Epithelien hindurchtretende sowie aus Gefäßen austretende nicht entzündliche Körperflüssigkeiten bezeichnet. Zu unterscheiden sind sie von den entzündlich bedingten Exudaten. Transsudate kommen bei gesunden und krankhaften Körperprozessen vor.
Exsudate enthalten mehr als 30 g/l Eiweiß (unter anderem Enzyme), Glukose und weitere Blutbestandteile. Exsudate mit hohem Anteil von Zellen und Zelltrümmern sind eitrig.
Quotienten von LDH und TP aus Erguss und Serum
TP Erguss/ TP Serum < 0,5 → Transsudat
WEITERE UNTERSUCHUNGSMATERIALIEN
Stuhl (Bakteriologie, auch serologische
Schnelltests, z.B. auf Clostridien
Fruchtwasser
Magensaft
Duodenalsaft (Zwölffingerdarm, Galle und
Pankreassaft)
Schweiß (Cystische Fibrose, Elektrolytbestimmung)
Speichel