Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik

Teil 10Säure/Basen

BlutbildEisenstoffwechsel

Prof. Dr. Ralf LichtinghagenMedizinische Hochschule Hannover

Klinische ChemieTel.: 0511-5323940

Säure/Basen-Status

Saure Endprodukte im Zellstoffwechsel: flüchtige Kohlensäure (H2CO3 H+ + H2CO3

- CO2 + H2O)Laktat (Milchsäure)anorg. Säuren (Phophorsäure, Schwefelsäure)

Wichtigstes Puffersystem zur Konstanthaltung des Blut-pH-Wertes: Bicarbonat-CO2-Puffer.pH 7,4 bei etwa 20fachem Überschuss des Bicarbonat.pH-Regulation metabolisch über Stoffwechsel (Bicarbonat) und respiratorisch über pCO2

Säure/Basen-Status: BlutgasanalyseIndikationen für BGA sind Stoffwechselentgleisungen + Atemstörungen wie bei: dekompendierter D. mellitus, tub. Nierenerkrankungen, Niereninsuffizienz, Hyper-, Hypokaliämie, Kreislaufinsuffizienz, Hypovoluämie, Schock, Lungenperfusions-störungen, komatöse Zustände, Intoxikationen...

Blutgasanalyse besteht aus Messungen von pH-Wert, Standardbicarbonat(mmol/l), Basenabweichung der Extrazellulärflüssigkeit (BE, mmol/l), Partialdrücke von O2 und CO2 (pO2, pCO2) sowie der abgeleiteten O2-Sättigungdes Blutes.

Säure/Basen-Status: BlutgasanalysepH-Wert: normal, dann keine oder kompensierte Störung

pathologisch, dekompensierte StörungpH <7,1 und pH > 7,6 ist lebensgefährlich

Basenabweichung (Ba oder BE)zuverlässigster Parameter zur Beschreibung des metabolischen Anteils einer Säure-Basen-Störung.Negativ: Basendefizit = Metabolische AzidosePositiv: Basenüberschuss = Metabolische Alkalose

Kohlendioxid-Partialdruckrespiratorische Anteil der Störungerniedrigt respiratorische Alkaloseerhöht: respiratorische Azidose

p02 und SauerstoffsättigungInformation über Sauerstoffversorgung des Organismuserhöht maschinelle Beatmung (max 500-670 mm Hg)erniedrigt Sauerstoffmangel (Diffusions- und

Ventilationsstörungen

Material ist in der Regel arterielles Blut, Entnahme erfolgt mit trockenheparini-sierter Blutgasspritze aus Kunststoff, Analyse sollte innerhalb von 15 min erfolgen, da Spritze nicht gasdicht ist.

Säure/Basen-Status: Blutgasanalyse

Metabolische Azidose: Ketoazidose, Lakatazidose (lokaler O2-Mangel),übermäßige Kaliumzufuhr, vermind. Säureausscheidung (z.B. ANV)

Metabolische Alkalose: Hypokaliämie(Laxantienabusus), Magensaftverlust

Respiratorische Azidose : Ventilations-störung (Schädel-Hirn-Trauma), Diffusions-störungen (Lungenödem, Pneumonie)

Respiratorische Alkalose: Hyperventilation, Lungenödem, Kälte, Höhenaufenthalt

Mangelhafte Abatmung

KOKPENSATION

KOKPENSATION

Azidosen sind häufiger als Alkalosen,metabolische Störungen häufiger als respiratorische.Kompensation dann vollständig, wenn der pH-Wert im Referenzbereich liegt

Blutbild

Fast alle systemischen Erkrankungen und Organerkrankungen gehen mit hämatologischen Begleitsymptomen einher:

Wichtige Symptome:

Anämie Hämoglobingehalt des Blutes F: <12 g/dlM: <13 g/dl

Leukocytose Leukozytenzahl > 10.000 / µl Vollblut

Leukopenie Leukozytenzahl < 4000 / µl Vollblut

Thrombozytopenie < 150.000 / µl Vollblut (Gerinnungsparameter)

Polyglobulie Erhöhung der Erythrozytenzahl

Blutbild: AnämienKleines Blutbild Leukozytenzahl, Erythrozytenzahl, Hämoglobin (Hb),

Hämatokrit, Erythrozytenindices (mittleres Zellvolumen (MCV), mittlerer Hämoglobingehalt der Einzelerythro-zyten (MCH) und Hämoglobingehalt der gepackten roten Zellen (MCHC)) sowie die Thrombozytenzahl

Großes Blutbild schließt zusätzlich die Differenzierung der Leukozyten (Differentialblutbild) mit ein.

Material: mit EDTA ungerinnbar gemachtes venöses Blut(bei 4°C 24h haltbar)

MCV (mittleres Zellvolumen):Hämatokrit[l/l] / Erythrozytenzahl [106/µl] x 1000

MCH (Hämoglobingehalt der Einzelerythrozyten): Hb [g/dl] / Erythrozytenzahl [106/µl] x 10

MCHC (Hb-Konzentration in gepackten roten Zellen): Hb [g/dl] / Hämatokrit[l/l]

Blutbild: Anämien

Bei einer Anämie wird dem Körper weniger Sauerstoff zur Verfügung gestellt, es kommt zur Leistungsminderung, früherer Ermüdung und Kurzatmigkeit. Die Anämie ist in der Regel ein Symptom verschiedener Erkrankungen.

Definition der Anämie (nach WHO) über die Hb-Konzentration des Blutes.

Ursachen: übermäßiger Blutverlust akute und chronische BlutungVerminderte Erythropoese Eisenmangel

EisenverwertungsstörungAnämie chronischer Erkrankungen (Entzündungen, Infekte, Tumore)

Vitaminmangel (B12, Folat)Hormonmangel (Erythropoeitin)physikalisch (Bestrahlung)Thalassämie

Gesteigerter Ery-Abbau immunologisch, mechanisch, infektiös, toxisch(Transfusionszwischenfall, Herzklappen, Malaria, ...)

Blutbild: HämatokritIndikation: Diagnostik und Therapiekontrolle bei Anämien, Polyglobulie

und Störungen des Wasserhaushaltes

Die Werte der Hämatokritbestimmung und der Hämoglobinbestimmung korrelieren in der Regel recht gut.

Zur weiteren Klassifizierung von Anämien sind Ery-Zahl und Ery-Indices notwendigWasserhaushalt: Dehydratation Hämatokriterhöhung

Überwässerung Hämatokritsenkung

Bestimungen in a) Zählautomatb) Zentrifugationsmethode

Blut wird in heparinisierter Kapillarezentrifugiert. Erythrozyten sedimentieren im unteren Teil. Der Anteil der roten Zellen am Gesamtvolumen wird ermittelt.

Referenzwerte:F 0,35-0,47 l/lM 0,40-0,52 l/l

Blutbild: HämoglobinIndikation: Diagnostik und Therapiekontrolle bei Anämien und

Polyglobulie

Methode: Cyan-Hämiglobin-MethodeDazu wird Hämoglobin (Fe2+) in Hämiglobin (Fe3+) überführt.Vom Hämiglobin wird ein Cyanidderivat (Cyanhämiglobin) gebildet, welches bei 546 nm photometrisch gemessen werden kann.

Referenzwerte: F 11,7 – 15,7 g / dlM 13,3 – 17,7 g / dl

Anämie: Hämoglobingehalt des Blutes F: <12 g/dlM: <13 g/dl

Die klinische Symptomatik ist abhängig von Grad der Hämoglobinverminderung, vom Alter der Patienten und von der Dauer der bestehenden Erkrankung.Symptome bei Hb < 9-10: Müdigkeit, Belastungsdyspnoe, Herzklopfen,

Kopfschmerz

Blutbild: RetikulozytenRetikulozyten entstehen aus kernhaltigen Vorstufen der Erythrozyten (Normoblasten) im Knochenmark. Bei ineffektiver Erythropoese werden wenig Normoblasten gebildet, weshalb im Blut keine Retikulozyten auftreten.

Indikation: Kontrolle der Erythropoese als Therapiekontrolle bei Eisenmangel nach Substitution sowie bei Anämien (aplastisch, hämolytisch).

Methode: a) Supravitalfärbung mit Brilliantkresylblau (in Retikulozyten färben sich Reste zytoplasmatischer RNA an), b) Flowcyto-metrische Bestimmung nach Anfärbung mit Fluoreszenzfarb-stoffen

Referenzwerte: F 0,8 – 4,1 %M 0,8 – 2,5 %

Bedeutung: Die Retikulozytenzahl ist ein Maß für die effektive Erythropoese

Eisenmangelanämie Anstieg nach EisengabeVitamin B12-Mangel Anstieg nach Therapie

Fehlender Anstieg der Retikulozyten weist auf ineffektive Erythropoese oder inadequate Therapie einer Anämie hin (z.B. bei Anämie aufgrund chronischer Erkrankungen).

Blutbild: Befundkonstellationen

Hb Ery MCH MCV MCHC Retik.

Eisenmangel

akute Blutung *)(Std. bis Tage danach)chr. Blutung

B12/Folatmangel

Infektanämie

*) die akute Blutung zeigt kurzfristig keine veränderten Parameter

Eisenstoffwechsel

Eisen ist ein essentieller Bestandteil von Hämoglobin, Myoglobin. Eisenmangel ist die häufigste Mangelerscheinung. Eine Mangelversorgung äußert sich als Anämie. Da Anämien viele andere Ursachen haben können ist die Untersuchung des Eisenstoffwechsels von großer Bedeutung, da in solchen Fällen eine Eisenmedikation schädlich wäre.

Eisen wird in der oberen Dünndarmmukosa resorbiert, im Blut an Transferringebunden transportiert, Der Gehalt an freiem Eisen im Plasma ist somit sehr gering.In verschiedenen Organen wird Eisen gespeichert (Milz, Leber, Knochenmark), z.B. als leicht mobilisierbares Ferritin, bei Eisenüberschuss als wasserunlösliches Hämosiderin.

Geringe dem Speichereisen proportionale Ferritinmengen sind im Plasma messbar.Ca 1% des Körpereisens wird täglich im Hämoglobinstoffwechsel umgesetzt über das Transportvehikel Transferrin.

Folgende Messgrößen sind zur Beurteilung des Eisenstoffwechsels von Bedeutung:Ferritin, Transferrin, Transferrinsättigung, Eisen

Eisenstoffwechsel Zusammensetzung des Körpereisens

EisenstoffwechselZelluläre Eisenaufnahme

Eisenbeladenes Transferrin wird an Transferrinrezeptor auf der Zelloberfläche gebundenEndosomale Absorption in das Zytoplasma, Freisetzung des atomaren Eisens durch Ansäuerung der Endosomen, Abgabe des Eisens ins Zytoplasma (Speicherung als Ferritin), Rückführung von Tf und TfR an die Zelloberfläche.

Eisenstoffwechsel: Eisen

Indikation: Bei Verdacht auf Eisenmangel, Eisenverwertungsstörung, Eisenüberladung. Allerdings erlaubt die Eisenbestimmung im Serum nur eine unsichere Aussage über den Eisenstatus.

Methode: Photometrischer Nachweis über spezifische Farbkomplexe.

Referenzbereiche W 11 – 29 µmol/lM 14 – 32 µmol/l

Bedeutung: Serum-Eisen <7 µmol/l stehen für Eisenmangel und > 36 µmol/l sind Zeichen einer Eisenüberladung.

Gründe für erniedrigte Eisenspiegel sind erhöhter Eisenbedarf (z.B. Schwange-rschaft), erhöhte Eisenverluste (chron. Blutung), geringe Zufuhr (Alkoholiker, Vegetarier) sowie eine schlechte Resorption (Magen-Darm-Störungen).Beachte: bei Infektionen ist das Serumeisen in Makrophagen fixiert, kein Eisen-mangel aber niedrige Werte im Serum.

Gründe für erhöhte Eisenspiegel sind die hereditäre Hämochromatose (Eisen-speicherkrankheit) und hämolytische Anämien.

Eisenstoffwechsel: TransferrinsättigungIndikation: Sicherung der Verdachtsdiagnose Eisenmangel

Methode. Immunologische Bestimmung des Transferrins (z.B. Nephelometrie)Photometrische Eisenbestimmung.

Serumeisen [µmol/l] / Transferrin [g/l] x 3,98 = Transferrinsättigung in %

Referenzbereich: Erwachsene 15 – 45 %

Bedeutung. Erniedrigte Transferrinsättigung kennzeichnet Eisenmangel(Transferrinsättigung < 15 %) (auch allein durch niedrige Transferrinspiegel, z.B. in der Schwangerschaft durch Östrogene)Eisenüberladung führt zu massiver Erhöhung der Transferrinsättigung(auch durch Proteinverluste und verminderte Proteinsynthese)

Eisenstoffwechsel: Ferritin

Das eisenfreie Apoferritin (kugelige Gestalt) kann bis zu 4500 Eisenatome aufnehmen, als basische Oxide im Kern des Gebildes.

Indikation: Verdachtsdiagnose Eisenmangel bzw. Eisenüberladung, Überprüfung des mobilisierbaren Speichereisens.

Methode: Immunologisches Verfahren (Nephelometrie..)

Referenzbereich: W (16-50 J) 13 – 148 µg / lW ( > 50 J) 27 – 365 µg / lM ( > 16 J) 27 – 365 µg / l

Ferritinwerte <15 mg/l sind beweisend für einen Eisenmangel.

Cave: Bei Anämien im Rahmen chronischer Erkrankungen sind Ferritinwerte und der Eisenspeicher eher hoch bei gleichzeitig niedrigen Eisenwerten!!

Eisenstoffwechsel: TransferrinrezeptorDas im Plasma/Serum nachweisbare Glykoprotein Transferrinrezeptor (sTfR) ist eine trunkierte Form nach proteolytischer Abspaltung von der Zellmembran. Höchste Rezeptordichte des heterodimeren Rezeptors auf Zellen mit hohem Eisenbedarf (80% des sTf R aus Knochenmark, Vorläuferzellen der Erythropoese). Konzentration im Serum abhängig von Masse der erythroiden Vorläuferzellen und von ihrem Eisen-bedarf.

Indikation: Verdacht auf Eisenmangel, insbesondere bei Personen mit erhöhter Prävalenz des Eisenmangels, Diagnostik des Funktionseisenmangels bei Patienten mit Entzündung oder malignem Tumor, Beurteilung des Eisenhaushalts von Anämiepatienten in Kombination mit Ferritin vor Beginn einer Therapie mit rHuEPO.

Methode Enzymimmunoassay, Immun-Nephelometrie

Referenzbereich: M + W 0,8 –1,8 (sehr methodenabhängig)

Eisenstoffwechsel: BefundkonstellationenFerritin Transf. Eisen Tf-Sätt. sTfR

Speichereisenmangel

Funktionseisenmangel

Kombination (1+2)

Infektanämie

Kombination (4+2)

Akute Hämolyse

Ineffektive Erythropoese

Hämochromatose

Befund 1Patientin, 42 J, Koma

Ketoazidotisches Koma mit teilkomp. metabolischer Azidose (Kussmaulsche Atmung)bei Diabetes mellitus

Patient, 61 J, beklemmendes Schmerzereignis im gesamten Thoraxbereich,

MyokardinfarktMetabolische Laktatazidose

Befund 2

Befund 3

Patient, 35 J. Arbeitsunfall in einer Lackiererei, Dyspnoe, Zyanose

>40% Lebensgefahr

Metaboloische Laktatazidose, Hämiglobinämie (Fe3+)Therapie mit Reduktionsmitteln

Befund 4Patient, 40 J. Arbeitsunfall in einer Autowerkstatt, Bewusstlosigkeit, hellrote Gesichtsfarbe, stark beschleunigte Atmung

>55% akute Lebensgefahr

Metabolische Azidose mit Versuch einer Kompensation bei CO-VergiftungTherapie mit Sauerstoff

Befund 5Patientin, 54 J, Blässe, leichter Ikterus ohne Pruritus

Hämolytische Anämie (akuter Schub)

Befund 6Patient, 22J, Verkehrsunfall am 11.12. Um 11.30 Uhr, ohne Notversorgung eingeliefert

Polytrauma, akuter Blutverlust

Befund 7

Patientin, 35 J, Müdigkeit, Blässe

Eisenmangelanämie