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2005
Institut für Mikrobiologie, Immunologie und KrankenhaushygieneStädtisches Klinikum Braunschweig gGmbH
Teil 1 (11:00-11:50 Uhr)
LEBERDIAGNOSTIK I
&Teil 2 (12:00-12:30 Uhr)
Therapeutisches Drug MonitoringMHH
2005
Katalytische Enzym-KonzentrationKatalytische Enzym-Konzentration
Substrat Substrat (Art, Konzentration)(Art, Konzentration)
KofaktorenKofaktoren (Art, Konzentration)(Art, Konzentration)
Puffer Puffer (Art, Konzentration)(Art, Konzentration)
TemperaturTemperaturpHpH--WertWertHilfsHilfs--, Indikatorreaktion, IndikatorreaktionWellenlänge der MessstrahlungWellenlänge der MessstrahlungProbeProbe--, Endvolumen, Endvolumen
InIn--house Methodenhouse MethodenKonventionelle StandardmethodenKonventionelle StandardmethodenOptimierte Standardmethoden der DGKCOptimierte Standardmethoden der DGKCIFCCIFCC--MethodenMethoden ((IInternational nternational FFederation ederation of of CClinical linical CChemistry hemistry
and Laboratory and Laboratory MedicineMedicine))
U/l x 0.0167 = µU/l x 0.0167 = µkatkat/l/l
2005
Messung im FließgleichgewichtMessung im Fließgleichgewicht
MichaeliskonstanteMichaeliskonstante
2005
Auswertung der EnzymkinetikAuswertung der Enzymkinetik
.700.700 .650.650 .600.600 .550.550
11
22
33
44
Ext.Ext.
t [min]t [min]∆∆EE
∆∆tt
Start der Start der Reaktion
[S] >> K[S] >> Kmm
⇒⇒ [E] [E] ≈≈ vvmaxReaktion
max
AusgangswertAusgangswert
ααTangens (Tangens (αα) = ) = ∆∆E/ E/ ∆∆tt
2005
Ermittlung der ReaktionsgeschwindigkeitErmittlung der Reaktionsgeschwindigkeit
AbsorptionsAbsorptions--ZeitZeit--KurveKurveKontinuierliche AufzeichnungKontinuierliche AufzeichnungDiskontinuierliche AufzeichnungDiskontinuierliche AufzeichnungZweipunktkinetik (z.B. gestoppter Test)Zweipunktkinetik (z.B. gestoppter Test)
Ggf. LeerwertGgf. Leerwert--ReaktionReaktion
2005
γγGTGTChromogenes Chromogenes Substrat Substrat (5(5--AminoAmino--22--NitrobenzoatNitrobenzoat, , Absorptionszunahme)Absorptionszunahme)
APAPChromogenes Chromogenes Substrat Substrat (4(4--NitrophenolatNitrophenolat, Absorptionszunahme), Absorptionszunahme)
GLDHGLDHEinfacher optischer Test Einfacher optischer Test (NADH, Absorptionsabnahme)(NADH, Absorptionsabnahme)
ALTALTGekoppelter optischer Test Gekoppelter optischer Test (NADH, Absorptionsabnahme)(NADH, Absorptionsabnahme)
ASTASTGekoppelter optischer Test Gekoppelter optischer Test (NADH, Absorptionsabnahme)(NADH, Absorptionsabnahme)
2005
Messung der ALT: gekoppelter optischer Test
ALTALT
AlaninAlanin + 2+ 2--Oxoglutarat Oxoglutarat ↔↔ Pyruvat Pyruvat + Glutamat + Glutamat MessreaktionMessreaktion
Messung der LD: einfacher optischer Test
LDLD
PyruvatPyruvat + NADH + H+ NADH + H+ + ↔↔ LactatLactat + NAD+ NAD++ IndikatorreaktionIndikatorreaktion
2005
Reaktionsablauf bei der Bestimmung der ALT
Reaktionsablauf bei der Bestimmung der ALT
2005
Isoenzyme Isoenzyme sind gekennzeichnet durchsind gekennzeichnet durch
„gleiche“ Substrat„gleiche“ Substrat--SpezifitätSpezifitätgleiche gleiche enzymatischeenzymatische WirkungWirkungverschiedene Geneverschiedene Geneunterschiedliche Primärstrukturunterschiedliche Primärstrukturunterschiedliches unterschiedliches physikochemischesphysikochemisches Verhalten Verhalten
Isoenzyme
2005
IsoenzymeIsoenzymeGenetisch unabhängige Enzyme verschiedener GeneGenetisch unabhängige Enzyme verschiedener GeneVerschiedene Allele eines Gens (Verschiedene Allele eines Gens (AllelozymeAllelozyme))Heteropolymere (Hybride)Heteropolymere (Hybride)
AlloenzymeAlloenzymeUnterschiede im NichtUnterschiede im Nicht--Proteinanteil (Kohlenhydrat)Proteinanteil (Kohlenhydrat)Spaltung eines Spaltung eines Proenzyms Proenzyms an verschiedenen Stellenan verschiedenen StellenPolymere aus identischen UntereinheitenPolymere aus identischen UntereinheitenUnterschiedliche räumliche Anordnung Unterschiedliche räumliche Anordnung Komplexbildung mit Komplexbildung mit ImmunglobulinenImmunglobulinen
Multiple Formen von Enzymen
2005
Klinische Konsequenzen nicht erkannter Makroenzyme
Klinische Konsequenzen nicht erkannter Makroenzyme
MakroMakro--AmylaseAmylaseRöntgenuntersuchungen, Szintigramme, Röntgenuntersuchungen, Szintigramme, Sonographien, Gastroskopien, u.a.Sonographien, Gastroskopien, u.a.
MakroMakro--ASTASTLeberbiopsienLeberbiopsien
MakroMakro--APAPMakroMakro--SPSP
ProstataProstata--Biopsien, AntiandrogenBiopsien, Antiandrogen--TherapieTherapie
2005
Verfahren zur „Isoenzymbestimmung“
ElektrophoretischeElektrophoretische Trennung Trennung CK, APCK, APChromatographieChromatographie MakroamylaseMakroamylaseImmuninhibitionImmuninhibition CK, CK, AmylaseAmylaseIsoenzymspezifischeIsoenzymspezifische SubstrateSubstrate LDHLDHSelektive InhibitionSelektive Inhibition SP, SP, AmylaseAmylaseThermische InaktivierungThermische Inaktivierung APAPImmunologische MassenImmunologische Massen--BestimmungBestimmung CK, APCK, AP
2005
IsoenzymeIsoenzyme der Alkalischen der Alkalischen PhosphatasePhosphatase
Plazentare Plazentare APAPIntestinale Intestinale APAPUnspezifische APUnspezifische AP
LeberLeberKnochenKnochenNiereNiere
AP-Aktivitäten im Serum
GesamtaktivitätGesamtaktivität ((≈≈100 %)100 %)LeberfraktionLeberfraktion ((≤≤ 50 %)50 %)KnochenfraktionKnochenfraktion ((≤≤ 70 %)70 %)IntestinalfraktionIntestinalfraktion ((≤≤ 20 %)20 %)
2005
Erhöhte Aktivität der Alkalischen PhosphataseErhöhte Aktivität der Alkalischen Phosphatase
KnochenumbauprozesseKnochenumbauprozesseM.M. PagetPagetSkelettmetastasen, PrimärtumorenSkelettmetastasen, PrimärtumorenRachitis,Rachitis, OsteomalazieOsteomalazie(Frakturen,(Frakturen, HyperparathyreoidismusHyperparathyreoidismus))NICHT bei Osteoporose, Zysten,NICHT bei Osteoporose, Zysten, MyelomMyelom
HepatoHepato--biliärebiliäre ProzesseProzesseIntraIntra-- undund extrahepatischeextrahepatische GallengangsprozesseGallengangsprozesseHepatitis, ZirrhoseHepatitis, ZirrhoseLebertumoren Lebertumoren
AndereAndereKarzinome, Karzinome, Kollagenosen Kollagenosen ((AmyloidoseAmyloidose), Medikamente), Medikamente
2005
Ursachen für erhöhte Aktivitäten der Gamma-Glutamytransferase im SerumUrsachen für erhöhte Aktivitäten der
Gamma-Glutamytransferase im Serum
HepatoHepato--biliäre biliäre ProzesseProzesseIntraIntra-- undund extrahepatischeextrahepatischeGallengangsverschlüsseGallengangsverschlüsseLebermetastasen und Lebermetastasen und ––tumorentumorenHepatitis, Zirrhose (Alkohol)Hepatitis, Zirrhose (Alkohol)
AndereAndereAlkoholAlkoholMedikamente (Enzyminduktion)Medikamente (Enzyminduktion)Diabetes mellitus, Hypertonie, koronare Diabetes mellitus, Hypertonie, koronare HerzkrankheitHerzkrankheit
2005
Charakteristische Organ-Muster?
2005
Relative Enzym-Konzentrationen der Organe
0 20 40 60 80 100
AST
ALT
GLDH
APDuodenumKnochenPankreasLungeGehirnNiereHerzMuskelLeber
[%][%]
2005
LeberLokalisation & Organspezifität
LeberLokalisation & Organspezifität
AST
ALT
GLDH
2005
Lokalisation & OrganspezifitätLokalisation & Organspezifität
ASTASTMitochondrien (70%), Zytoplasma (30%)Mitochondrien (70%), Zytoplasma (30%) Herz, Leber, MuskelHerz, Leber, Muskel
ThrombozytenThrombozyten
ALTALTZytoplasmaZytoplasma LeberLeber
GLDHGLDHMitochondrienMitochondrien--Matrix, Matrix, zentrolobulärzentrolobulär⇑⇑ LeberLeber
γγGTGTZellmembranZellmembran LeberLeber
APAPZellmembranZellmembran--gebunden, löslichgebunden, löslich Leber, Knochen, Leber, Knochen,
Plazenta, (Tumor)Plazenta, (Tumor)
2005
Hohe GLDH-Aktivität
• Leberdystrophie• Hepatitis• Lebermetastasen• Verschlussikterus• Abstoßungsreaktion• Hypoxische Leberschäden
(Rechtsherzversagen, resp. Insuffzienz, Kreislaufversagen)
2005
Halbwertzeit
0
50
100
150
200
250
LDH 5
Lipase
CK
AST
Amylase
GLDH
ALT
GGT
LDH 1
AP
CHE
[h]
2005
Akute Virushepatitis
2005
Alkoholhepatitis
2005
Chronische Hepatitis, Zirrhose
2005
2005
Verschlussikterus
2005
Toxische Leberschäden: BeispieleToxische Leberschäden: Beispiele
2005
HerzinfarktHerzinfarkt
2005
2005
2005
SchockSchock
2005
SchockSchockvs.vs.LeberstauungLeberstauungvs.vs.HerzHerz--KreislaufKreislauf--InsuffizienzInsuffizienz
2005
Zusammenfassung: Klinisch-chemische Diagnostik bei V.a. Lebererkrankung
Zusammenfassung: KlinischZusammenfassung: Klinisch--chemische chemische Diagnostik bei V.a. LebererkrankungDiagnostik bei V.a. Lebererkrankung
„„ScreeningScreening““ALTALT
LeberzellschLeberzellschäädigungdigungγγ--GTGT
GallengangsbeteiligungGallengangsbeteiligungCHECHE
SynthesekapazitSynthesekapazitäätt
WeiterfWeiterfüührende Diagnostikhrende DiagnostikAST, GLDH, AP, Bilirubin, Albumin, AST, GLDH, AP, Bilirubin, Albumin, Gerinnungsfaktoren, etc.Gerinnungsfaktoren, etc.
2005
10 min Pause10 min Pause
2005
Teil 2:Therapeutisches Drug Monitoring (TDM)
Bestimmung der Serumkonzentration
verschiedener Pharmaka, die zu
therapeutischen Zwecken eingesetzt wird
2005
Allgemeine Auswahlkriterien zum TDM
• hohes Wirkpotential, gefährliche Toxizität • enger therapeutischer Bereich, steile Dosis-Wirkungskurve• keine definierte (biologische) Zielgröße (RR, Quick, Glucose)• hohe (biologische) Variabilität der Pharmakokinetik• nicht-lineare Pharmakokinetik• prophylaktische Anwendung (Asthma, Epilepsie)• Compliance Kontrolle• Zuverlässige Nachweisverfahren
2005
2005
2005
ProteinbindungProteinbindung
AlbuminAlbuminsauressaures αα11--GlykoproteinGlykoproteinLipoproteineLipoproteine
Freie KonzentrationFreie KonzentrationFreie FraktionFreie Fraktion
2005
Pharmakokinetik & Pharmakodynamik
• Pharmakokinetik (Absorption, Verteilung, Clearance)→ Bioverfügbarkeit→ Aufsättigungskinetik
• Pharmakodynamik(pharmakologischer Effekt)
Begriffe: Therapeutische BreiteTherapeutischer Bereich
• Faktoren, die die Wirkung von Digoxin beeinflussen
Verstärkung der WirkungHypokaliämieHypomagnesiämieHyperkalzämieHypothyreoseMyokardiale IschämieStörungen des Säure-Basen-Haushalts etc.
2005
Therapeutischer Bereich: empirisch
2005
Erreichen des Plateauwertes
2005
GleichgewichtskonzentrationGleichgewichtskonzentration
Halbwertzeit [h]Halbwertzeit [h] Zeit bis Zeit bis Steady Steady State [d]State [d]
DigoxinDigoxin 3232--3636 6.56.5--7.57.5DigitoxinDigitoxin 140140--190190 2929--4040PhenytoinPhenytoin 1010--4040 55--1010PhenobarbitalPhenobarbital 4040--120120 2121--2828GentamicinGentamicin 0.50.5--1515 11--33VancomycinVancomycin 44--1010 11--22SalizylsäureSalizylsäure 33--2020 11--55
2005
Verteilungs- und Eliminationsphase
K = 0.693 / t1/2
linearlinear HalblogarithmischHalblogarithmisch
Kinetik 1.OrdnungKinetik 1.Ordnung
2005
Zusammenhang: Dosis vs. Konzentration
2005
Beispiel: Ethylalkohol
Lineare Auftragung (Reaktion 0. Ordnung)Lineare Auftragung (Reaktion 0. Ordnung)
2005
Reaktion 0. Ordnung
Ethanol:
bis 20 mg/dl = 200 mg/l = 0.2 g/l ≈ 0.2 °/oo
⇒ Reaktion erster Ordnung
ab >0.2 °/oo ⇒ Reaktion nullter OrdnungMänner: 16 (10-25) mg/dl/hFrauen: 10-20% niedriger
Bei Werten über 3.0 °/oo ergeben sich durch Aktivierungeines zweiten, induzierbaren Abbauweges in der Leberunvorhersehbare Abbauraten.
2005
Biologische Variabilität: CL, VdBiologische Variabilität: CL, Vd
Zunahme des Verteilungsraums für Zunahme des Verteilungsraums für Aminoglykoside Aminoglykoside bei kritisch Krankenbei kritisch Kranken
2005
2005
Verfahren zur DosisvorhersageVerfahren zur Dosisvorhersage
Empirische Empirische VerahrenVerahrenNomogrammeNomogrammeTabellenTabellen
Einfache Einfache pharmakokinetischepharmakokinetische MethodenMethodenEinEin--PunktPunkt--MethodenMethodenZweiZwei--PunktPunkt--MethodenMethodenDreiDrei--PunktPunkt--MethodenMethoden
BayesBayes--VerfahrenVerfahren
2005
Theophyllin-NomogrammTheophyllin-Nomogramm
2005
Regeln für die Blutabnahme bei der Anforderung von PharmakaspiegelRegeln für die Blutabnahme bei der Anforderung von Pharmakaspiegel
DauertherapieDauertherapieImIm SteadySteady--State, d.h. State, d.h. nachnach 44--5 Halbwertzeiten abnehmen5 Halbwertzeiten abnehmen
Intravenöse GabeIntravenöse GabeNach der Verteilungsphase abnehmen, d.h. ca.1Nach der Verteilungsphase abnehmen, d.h. ca.1--2 h 2 h nach Beendigung der Infusion. Ausnahmennach Beendigung der Infusion. AusnahmenDigoxinDigoxin//DigitoxinDigitoxin: 6: 6--8 h8 h
Messung der maximalen Messung der maximalen PlasmakonzentrationPlasmakonzentrationZeit ist vom Zeit ist vom Pharmakon Pharmakon abhängig (1abhängig (1--18 h)18 h)
Messung der minimalen Messung der minimalen PlasmakonzentrationPlasmakonzentrationIn der Regel vor der nächsten EinnahmeIn der Regel vor der nächsten Einnahme
2005
„TDM in der Praxis“„TDM in der Praxis“
2005
„TDM in der Praxis“„TDM in der Praxis“
Digoxin therapeuticDigoxin therapeutic drugdrug monitoringmonitoring: an: an auditaudit andand reviewreviewSidwellSidwell et al. 2003, N Zet al. 2003, N Z MedMed J 116:U708J 116:U708
53% der Messungen ohne klare Indikation53% der Messungen ohne klare Indikation32% der 32% der Messungen innerhalb der VerteilungsphaseMessungen innerhalb der Verteilungsphase19% 19% der Messungen nicht imder Messungen nicht im steady statesteady state5% 5% der Messungen resultiertender Messungen resultierten in in falschen Konsequenzenfalschen Konsequenzen
In 29% In 29% der Fder Fäälle korrekte Indikationlle korrekte Indikation, , ProbennahmeProbennahme, Interpretation, Interpretation
2005
Danke für die Aufmerksamkeit!
Danke für die Aufmerksamkeit!
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