Klinische Chemie

70 Pages·2006·0.63 MB·German

Kompendium
Klinische Chemie

Dr. Stephan Schauseil
Dr. Dieter Kuschak

Herausgeber:
1
Vorwort

Die Idee zur Zusammenstellung dieses Scriptes kam den Herausgebern in der Akkreditierungs-
phase der Medizinischen Laboratorien Düsseldorf. Die Vielzahl der mikrobiologischen und labora-
toriumsmedizinischen Methoden und Untersuchungen mussten sinnvoll erklärt, dokumentiert und
in verständliche Arbeitsanleitungen umgesetzt werden.

Aus diesem Verständnis erklärt sich sein Anspruch, keinesfalls die Vielzahl der Lehrbücher zu er-
setzen, sondern ein noch überschaubares Kompendium zweier von der Zahl der Fakten immer
schneller wachsender medizinischer Fachgebiete zu geben. Angesprochen werden sollen alle im
Umfeld dieser Fachgebiete tätigen Personen, Arzthelferinnen, MTA’s, Krankenschwester und –
pflegern, aber auch Studenten oder Ärzte.

Die Herausgeber sind sich darüber klar, dass Auswahl und Ausfühlichkeit der verschiedenen
Themenbereiche subjektiv sind. Fehlende Abbildungen insbesondere in der Mikrobiologie und
Hämatologie sollte der interessierte Leser in den entsprechenden Lehrbüchern nachschlagen.
Für Ergänzungen, Kritik oder Änderungen sind wir dankbar und können sie auf Grund der über-
sichtlichen Struktur des Scriptes jederzeit schnell umsetzen.

Unser besonderer Dank gilt unseren Mitarbeitern, die in der Autorenliste nicht namentlich genannt
sind; ihre Anregungen und Vorschläge haben dieses Kompendium erst möglich gemacht.

Düsseldorf, im September 2006

Dr. med. Stephan Schauseil

(für die Herausgeber)
2
Chronische Entzündung 17
Testverfahren in der Klinischen Chemie...6 Leberzirrhose 18
Grundlagen der Photometrie 6 Nephrotisches Syndrom 18
Extinktion 6 Chronische Eisenmangel-Anämie 18
Photometer 6 Heriditärer Alpha-1-Antitrypsin-Mangel 18
Enzymbestimmungen 6 Antikörpermangelsyndrome 18
Substratbestimmungen 6 M-(Myelom)-Gradienten oder Störungen 19
Elektrolytbestimmungen 6 Lipidelektrophorese 19
ISE (Ionenselektive Elektrode) 6 Immunfixationselektrophorese 19
Spurenelementbestimmungen 6 Immunelektrophorese 19
Proteinbestimmungen: 7 Isoenzymelektrophorese 20
Aminosäuren 8
Hormonbestimmungen 8 Enzyme......................................................20
Vitamine 8 Gamma-GT 20
Medikamentenmonitoring (Drug monitoring) 8 GOT/AST 20
GPT/ALT 20
Nierenerkrankungen...................................9 De-Ritis-Quotient 20
Harnstoff 9 GLDH 21
Kreatinin 9 AP 21
Kreatinin-Clearance, GFR 9 LDH/HBDH 21
MDRD-Formel, GFR 9 Cholinesterase 21
Cystatin C, GFR 10 Dibucainzahl 22
Bicarbonat 10 Lipase 22
Urinuntersuchungen 11 Amylase 22
Urinstatus 11 Saure Phosphatase 22
Harnschau 11
Teststreifen 11 Kohlenhydratstoffwechsel.......................23
Urinsediment 12 Glukose 23
Proteine 13 HbA1c 23
Urinelektrophorese, -immunfixation 13 Fructosamin 23
DISC-Elektrophorese 13 Insulin 24
Troponin 14 C-Peptid 24
CK 14 Insulin-Resistenz 24
CK-MB 14 Proinsulin 25
CRP-ultrasensitiv 15
Myoglobin 15 Fettstoffwechsel .......................................25
Akuter Myokardinfarkt 15 Cholesterin 25
Instabile Angina pectoris 15 Triglyzeride 26
Reinfarkt 15 Apolipoprotein-A-I, B 27
Myokardinfakt bei Polytrauma 15 Apolipoprotein E 27
proBNP 16 Lipoprotein(a) 28
ANP 16 Apolipoprotein B-100 28

Elektrophoresen........................................16 Stoffwechsel 27
Serumproteinelektrophorese 16 Ammoniak 27
Frühstadium akuter Entzündungen 17 Bilirubin 29
Spätstadium akuter Entzündungen 17 Harnsäure 30
3
Lactat 31 Chlorid 46
Homocystein 31 Osmolalität 46
Aminosäuren 32 Dichte 47
ADH 47
Fettgewebe................................................32
Leptin 32 Blutgase.....................................................48
Adiponectin 33
Resistin 34 Leber..........................................................49
Neuropeptid Y 34 Albumin 49
Melanocortin 34 Prokollagen-III-Peptid 49
Orexin A und B (Hypocretin 1 und 2) 34 CDT 50
Endokrines Fettgewebe 34 Ethylglucuronid 50
Metabolisches Syndrom 35 Ammoniak 51
Knochenstoffwechsel...............................36 Spurenelemente Schwermetalle..............51
Calcium 36
Vitamine.....................................................52
Phosphat 36
Parathormon 36
Hormone....................................................53
Vitamin D (1,25-Dihydroxycholecalciferol) 37
FT3, FT4 53
Cross-Links 37
TSH 53
Isoenzyme Alkalische Phosphatase 38
Somatostatin 54
Calcitonin 38
STH (Somatotropes Hormon) 54
Kollagen-I-Telopeptid (ICTP) 38
Somatedin C (IGF-1) 54
TRAP 38
ACTH 55
Cortisol 55
Magen und Pankreas................................39
LH 55
Gastrin 39
FSH 55
Laktose-Intoleranz 39
LH/FSH 55
Galactosämie 40
ßHCG 56
Chromogranin 40
Östradiol 56
Serotonin 40
Östriol 57
VIP (Vasoaktives intestinales Peptid) 40
AFP 57
Porphyrien 41
Triple Test 57
Eisenstoffwechsel.....................................42 Progesteron 58
Transferrin 42 Prolaktin 58
Transferrinsättigung 42 Testosteron 58
Ferritin 42 Oxytocin 58
Transferrin-Rezeptor 42 Androstendion 59
Prozentsatz hypochromer Erythrozyten 43 DHEA-S 59
Absoluter Eisenmangel 43 Melatonin 59
Eisenmangelanämie 43 Aldosteron 59
Thomas Plot 44 Renin 60
Erythropoetin 45 Katecholamine 60
Elektrolyte..................................................46 Gestosen...................................................62
Kalium 46
Tumormarker.............................................62
Natrium 46
4
Liquoruntersuchungen.............................67
Synovial-Analysen 69
Stuhluntersuchungen 69
Drogennachweis 69
5
Testverfahren in der Klinischen Substratbestimmungen
Chemie Photometrie
a) Endpunkt-Bestimmung:
nach einer bestimmten Zeit ist die Reaktion
Grundlagen der Photometrie vollständig abgelaufen, Extinktionsverände-
rungen sind nicht mehr zu beobachten
Transmission b) Kinetische Messungen:
Ein monochromatischer Lichtstrahl mit der es wird zu mehreren festen Zeitpunkten
Intensität I0 durchläuft einen absorbieren- gemessen. Dieses Verfahren ist schneller
den homogenen Körper. Das austretende und spezifischer.
Licht hat eine kleinere Intensität I.
T = I/I0, I/I0 = T % = Transmissionsgrad Elektrolytbestimmungen
Der Zusammenhang zwischen Transmissi- Flammenphotometrie/Flammen-AAS
on und Absorption ist logarithmisch. Messverfahren zur quantitativen Bestim-
mung von z. B. Alkali- und Erdalkalimetal-
Extinktion len, bei dem ein proportionaler Teil der in
ist der negative dekadische Logarithmus der Flamme vorhandenen Atome durch
der Transmission. E= log 1/T= log Io/I thermische Energie in einen energiereiche-
ren, angeregteren Zustand versetzt wird, in
Lambert-Beer´sches Gesetz dem Elektronen kurzzeitig auf eine weiter
Zwischen E, Konzentration und Schichtdi- außer liegende Elektronenschale angeho-
cke der Messküvette besteht bei festgeleg- ben werden. Bei der Rückkehr der Elektro-
ter Wellenlänge eine direkte Proportionali- nen auf ihre ursprüngliche Bahn wird die
tät. zur Anregung aufgenommene Energie in
E = ε x d x c Form von Licht abgegeben (= Emission)
ε =wellenlängenabhängige Konstante Die Wellenlänge und die Farbe sind charak-
d =Schichtdicke der Kuvette
teristisch für die verschiedenen Metalle.
c= gesuchte Konzentration

Photometer ISE (Ionenselektive Elektrode)
Man unterscheidet zwischen Spektralpho- Wird an Großgeräten zur schnellen Be-
tometern, deren Messwellenlänge kontinu- stimmung von Natrium, Kalium und Chlorid
ierlich verändert werden kann, und Spekt- eingesetzt.
rallinienphotometer, die mit einer Quecksil-
berlampe als Lichtquelle nur bestimmte
Emmisionslwellenlängen aussenden und Spurenelementbestimmungen
deren Wellenlänge dann Filter entspre- AAS (Atomabsorption)
chend eingegrenzt wird. Bei der Atomabsorptionsspektrometrie
emittiert eine Lichtquelle Licht
Enzymbestimmungen verschiedener Wellenlängen mit einer
Photometrie bestimmten Intensität. Eine im
Aktivitätsbestimmung von Enzymen unter Strahlengang befindliche Ato-
Standardisierungbedingungen, d.h. An- misierungseinheit atomisiert die Bestandtei-
fangsgeschwindigkeit der enzym. Reaktion le der zu untersuchenden Probe in einzel-
messen, optimale Substrat-, Coenzym-, Ak- ne, anregbare Atome. Die Atomisierung er-
tivatorkonzentration, optimaler pH-Wert, de- folgt
finierter Temperatur (37°C)
6
1. entweder durch eine Flamme mit zentration führt dies zu einer sichtbaren
Zerstäubung der zu analysierenden Agglutination.
Lösung Lasernephelometrie, Turbidimetrie
2. oder durch Erhitzen in einem Gra- Wird eine Lösung mit kleinen Partikeln in
phitrohr einen Lichtstrahl gebracht, so wird ein Teil
des eingetretenen Lichtes absorbiert und
Das Licht wird in der Atomwolke absorbiert ein anderer Teil gestreut.
und seine Intensität hinter der Atomisie- Bei der Turbidimetrie wird die Absorption
rungseinheit gemessen. Steigt die Konzent- des Lichtes gemessen, bei der Nephelo-
ration des Analyten in der Probe, steigert metrie das seitlich austretende Streulicht.
sich die Schwächung des eingestrahlten Turbidimetrische Verfahren lassen sich
Lichtes proportional. leichter automatisieren und werden deshalb
bei der Proteinbestimmung in Großgeräten
eingesetzt. Die Nephelometrie ist sensitiver
Proteinbestimmungen: und wird vor allem für die Quantifizierung
Biuret für Gesamtprotein im Serum oder von Proteinen geringerer Konzentrationen
Plasma in Serum, Liquor oder Urin verwendet.
Mit Kupfer bilden sich in alkalischer Lösung
rot- bis blauviolette Komplexe, die bei 546 Enzymimmunoassay (EIA, ELISA)
nm gemessen werden. Der Messbereich Radioimmunoassay (RIA)
beträgt 0,2 bis 15 g/dl. Fluoreszenzimmunoassay (FPIA)
Benzethonium-Methode für Gesamtprotein Luminiszenzimmunoassay (LIA)
in Urin und Liquor Microbeadsenzymimmunoassay (MEIA)
Protein wird mit Benzethoniumchlorid in al-
kalischer Lösung bei 505 nm turbidimetrisch Bei einem ELISA- oder EIA-Test wird auf-
bestimmt. Der Messbereich beträgt 0,004 gereinigtes Bindeprotein (Antikörper gegen
bis 0,2 g/dl. das gesuchte Antigen) auf einer sogenann-
Elektophorese für Eiweißfraktionen ten Festphase (z. B. Röhrchen oder Näpf-
siehe dort chen der Mikrotiterplatte) gebunden. Nach
Radiale Immundiffusion für Proteine Zugabe von Patientenserum mit dem ent-
Radiale Immundiffusion (RID) – Mancini- sprechenden Antigen kommt es zu einer
Prinzip: In Agarose enthaltene AK präzipi- Antikörper-Antigen-Reaktion. Nicht gebun-
tieren im Äquivalenzbereich mit AG, die, in dene Antikörper werden durch Waschen
ein Gelloch pipettiert, radial nach außen dif- entfernt. Durch Zugabe eines enzymmar-
fundieren. Der Durchmesser des Präzipi- kierten Zweitantikörpers, der gegen dieses
tatringes ist proportional der Konzentration Antigen gerichtet ist, kann diese Reaktion
der aufgetragenen AG - haltigen Lösung. messbar gemacht werden. Modifikationen
Doppeldiffusion nach Ouchterlony dieses Systems können in der Art der Mar-
Diese Methode erlaubt die Zuordnung von kierung (Fluoreszenz, Radioaktivität (RIA)
AG zu AK bzw. umgekehrt. In die in einem oder Luminiszenz), der gewählten Festpha-
Gel vorgestanzten Löcher werden AG- und se (Mikropartikel, kompetetiv ohne Fest-
AK-Lösungen pipettiert. AG und AK diffun- phase) bestehen. Alle diese verschiedenen
dieren in das Gel und ergeben beim aufein- Testmodifikationen haben unterschiedliche
andertreffen eine Präzipitation. Vor- und Nachteile, die hier aber nicht nä-
Latextests als Schnelltest her erläutert werden können.
An Latex gebundene AK reagieren mit dem
Antigen. Ab einer bestimmten Antigenkon-
7
Aminosäuren Vitamine
HPLC HPLC
Säulenchromatographie
HPLC (High Performance Liquid Chroma-
tography) ist ein chromatographisches Medikamentenmonitoring (Drug
Trennverfahren, bei dem die zu untersu- monitoring)
chende Substanz zusammen mit einem Enzymimmunoassay
Laufmittel, der mobilen Phase, durch eine Radioimmunoassay
Trennsäule, die eine stationäre Phase ent- HPLC
hält, unter hohem Druck gepumpt wird. GC/MS
Die Stärke der Elutionskraft der mobilen Bei der GC/MS (Gas-Chromatogra-
Phase ist insbesondere abhängig von der phie/Massenspektrometrie) wird die Auf-
Polarität der zu untersuchenden Substanz. trennung eines Gas-Chromatographie-
Wenn diese stark mit der stationären Phase gerätes mit der Detektion eines Mas-
interagiert, verbleibt sie relativ lange in der senspektrometers, einem Analysever-
Säule und umgekehrt. Ein Detektor misst fahren zur Bestimmungen von chemischen
die von den auf der Säule getrennten Sub- Verbindungen mittels Ionisierung im Vaku-
stanzen erzeugten physikalischen Impulse um, kombiniert. Durch Gaschromatographie
und wandelt sie in analoge Signale (Peaks) können nur verdampfbare Substanzen mit
um. Entsprechend erscheinen die Bestand- entsprechend relativ geringer Molekülmas-
teile einer Substanzmischung zu verschie- se untersucht werden.
denen Retentionszeiten. Die Retentionszeit
ist somit charakteristisch für eine eluierte
Substanz, die Höhe des nachgewiesenen
Peaks ist der Menge der Substanz proporti-
onal. Mittels quantitativer Standards lassen
sich so unbekannte Substanzen analysieren
und quantifizieren. Zur Vermeidung von
Verunreinigungen der Trennsäule kann
noch eine Vorsäule verwendet werden.

Hormonbestimmungen
Photometrie
Enzymimmunoassay
Radioimmunoassay
Lumineszenzimmunoassay
8
Nierenerkrankungen nale Ausscheidung müssen gleich sein. Ei-
ne Erhöhung des Serum-Kreatinins erfolgt
erst dann, wenn die GFR bereits um ca. 50
Harnstoff
% vermindert ist ("Kreatinin-blinder-

Bereich"). Bei Verdacht auf Nierenfunkti-
Harnstoff ist das Endprodukt des Eiweiß-
osstörungen sollte daher zusätzlich die Be-
stoffwechsels beim Menschen. Er wird in
stimmung von Cystatin (s.dort) sowie einer
der Leber aus Ammoniak und Bikarbonat
Kreatinin-Clearance durchgeführt werden.
gebildet. Die Synthese aus Ammoniak und
Bestimmung nach Jaffé (rate-blanked,
Kohlendioxid läuft überwiegend in der Leber
kompensiert)
ab. Die Ausscheidung erfolgt durch glome-
Normbereich Mann < 1,20 mg/dl,
ruläre Filtration als farb- und geruchloses,
Frau < 0,90 mg/dl, Kind < 1,00 mg/dl
gut wasserlösliches Endprodukt über die

Niere.
Kreatinin-Clearance, GFR
Mit seiner täglichen Ausscheidung von 20 -

35 g erreicht er die größte Menge aller von
Die Kreatinin-Clearance gibt Auskunft über
den Nieren zu eliminierenden Stoffe. Ein
die Nierenfunktion. Je niedriger die Kreati-
erhöhter Proteinabbau, z.B. bei Fieber, Dia-
nin-Clearance, desto schlechter funktioniert
betes mellitus oder Nebennieren-
der Niere.
überfunktion, oder vermehrte Proteinzufuhr

führt zu einem Anstieg der Harnstoffaus-
Kreatinin-Clear. = Urinkonzentration von Kreatinin x Harnvolumen
scheidung. Bei länger andauernden Hun-
Plasmakonzentration von Kreatinin x Zeit
gerphasen nimmt die Ausscheidung von
Harnstoff dagegen ab. Kreatinin-Konzentrationen müssen dem-
Normbereich < 50 mg/dl, Nachweis durch nach im Serum und im 24-Stunden-Urin
enzymatische Spaltung durch Urease gemessen werden. Die Urinsammlung
muss gewissenhaft durchgeführt werden
Kreatinin und die Urinmenge bestimmt werden. Wäh-

renddessen darf der Patient kein Fleisch
Kreatinin entsteht in den Muskelzellen und essen und wenig körperlich belastet wer-
wird von diesen nach Abgabe ins Blut über den, um den Serumkreatinin-Wert konstant
die Nieren ausgeschieden. Täglich gelingt zu halten.
etwa 1.5 g davon in den Urin. Durch den
Normbereich > 95 ml/min
Verzehr großer Fleischmengen kann sich

diese Menge erhöhen. Kreatinin ist ein Ab-
MDRD-Formel, GFR
bauprodukt von Kreatin und wird als Ener-
giespeicher im Muskel verwandt. Die Krea- Die MDRD-Formel (Modification of Diet Re-
tininspiegel im Blut sind daher auch abhän- nal Disease) zur Ermittlung der GFR wurde
gig von der Muskelmasse des Patienten.. anhand der Daten über 1600 Patienten ei-
Kreatinin wird nahezu vollständig filtriert. ner Studie mit Nierenerkrankungen entwi-
Bei eingeschränkter Nierenfunktion können ckelt. Die MDRD-Studie nennt Personen-
die Glomeruli das Kreatinin nicht mehr aus- kreise, für die die Formeln nicht getestet
reichend filtrieren. sind: Nierentransplantierte, Dialysepatien-
Serum-Kreatinin wird als Maß für die Nie- ten, Schwangere, Diabetes-Patienten, die
renfunktion angesehen, da die Kreatinin- Insulin spritzen und Patienten mit weiteren
Konzentration der glomerulären Filtrations- schweren Krankheiten (Mehrfachdiagnose).
rate (GFR) umgekehrt proportional ist. Vor- Im Zweifel ist eine exakte Messung (z.B.
aussetzung hierfür ist ein konstanter Kreati- durch 24h- Sammelurin) anzuwenden.
nin-Metabolismus; Kreatininbildung und re-
9
GFR (ml/min/1,73 m²) = Damit ist Cystatin C ein geeigneter endo-
186 x Serumkreatinin (mg/dl)-1,154 x Alter (Jahren)-0,203 gener Marker der glomerulären Filtrations-
x 0,742 (für Frauen)
x 1,21 (wenn der Patient schwarzer Hautfarbe ist) rate (GFR). Bereits bei geringgradiger Ein-
schränkung der GFR steigt die Cystatin C-
Cystatin C, GFR Konzentration im Serum an. Cystatin C er-
scheint daher insbesondere in diesem Be-
Routinemäßig wird zur Einschätzung der reich in seiner diagnostischen Sensitivität
Glomerulären Filtrationsrate (GFR) der Nie- und Spezifität dem Kreatinin deutlich über-
re die Messung von Kreatinin in Serum und legen. Es korreliert gut mit der GFR, so
Urin sowie die Berechnung der entspre- dass eine näherungsweise Berechnung der
chenden Clearance herangezogen. Die GFR mit Hilfe der Formel möglich ist.
Aussagekraft der Kreatinin-Messungen wird
jedoch durch zahlreiche Störsubstanzen GFR geschätzt [ml/min/1.73 m²] = 74.84 / Cystatin C x exp.1.33
beeinflusst, z. B. sog. Pseudokreatinine", zu
denen z.B. Antibiotika und andere Pharma- Cystatin C wird im Gegensatz zu Kreatinin
ka zählen. Es können falsch hohe Kreatinin- nicht durch die Muskelmasse beeinflusst
Werte resultieren. Als Metabolit des Mus- und kann auch bei Kindern eingesetzt wer-
kelstoffwechsels ist Kreatinin außerdem von den. Die Verwendung spezifischer Antikör-
der Muskelmasse abhängig. Der individuel- per, die Messung aus einer Serumprobe
le Referenzbereich kann deshalb sehr un- und einheitliche Referenzbereiche sind wei-
terschiedlich sein. Die Kreatinin- tere Vorteile der Cystatin C-Bestimmung.
Ausscheidung wird von der aufgenomme- Ist die Urinsammlung für eine Clearance-
nen Proteinmenge beeinflusst, insbesonde- Untersuchung nicht möglich oder unsicher,
re von der Nahrungsaufnahme von Fleisch. ist Cystatin C im Serum eine Alternative zur
Die Kreatinin-Konzentration im Blut steigt Erfassung von Störungen der glomerulären
erst dann an, wenn die GFR bereits auf un- Filtration.
ter 50 ml/min reduziert ist („Kreatinin blin-
der Bereich“). Das Sammeln eines 24h- Bicarbonat

Urins und die Bestimmung der Körperober-
Der Bicarbonatgehalt im Serum oder Plas-
fläche des Patienten zur Berechnung der
ma ist ein wichtiger Indikator für Elektrolyt-
Kreatinin-Clearance ist für den Patienten
verteilung und Anionenmangel. Zusammen
umständlich und überdies fehlerträchtig. Bei
mit der pH-Bestimmung werden die Bicar-
eingeschränkter Nierenfunktion tritt zusätz-
bonatmessungen bei der Diagnose und
lich zur glomerulären Filtration noch eine
Behandlung von zahlreichen potentiell
tubuläre Sekretion des Kreatinins auf, die
schweren Erkrankungen, die mit einem ge-
eine Beurteilung der GFR erschwert. Cysta-
störten Säure-Basen-Gleichgewicht im A-
tin C ist ein kationisches Polypeptid mit ei-
tem- und Stoffwechselsystem assoziiert
nem Molekulargewicht von 13.4 kD. Cysta-
sind, eingesetzt.
tin wird von allen kernhaltigen Zellen mit
Haltbarkeit: mehrere Tage bei 2-8°C, wenn
konstanter Syntheserate gebildet. Die Pro-
die Erythrozyten abgetrennt werden und die
duktion wird nicht durch entzündliche Reak-
Probe fest verschlossen aufbewahrt wird.
tionen beeinflusst (kein Protein der akuten
Vorzugsweise sollte venöses Blut, das an-
Phase). Daher hängt die Plasmakonzentra-
aerob in der für Bikarbonat üblichen Weise
tion vorwiegend von der Ausscheidung
entnommen wurde, als Probenmaterial ein-
durch die Nieren ab. Aufgrund seiner gerin-
gesetzt werden. In unverschlossenen Ge-
gen Größe wird es in der Niere vollständig
fäßen nimmt die Bikarbonatkonzentration
glomerulär filtriert. Im renalen Tubulus-
nach einer Stunde um ca. 4 mmol/l ab. Se-
system wird es reabsorbiert und abgebaut.
rum kann bis zu 6 Monate bei -20°C oder -
10