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Klinische Chemie von Christian Kühne (Bremerhaven)
1
1 Allgemeine klinische Chemie ________________________________________________ 8 1.1 Aufgaben der klinischen Chemie und medizinische Beurteilung _________________________ 8 1.2 Untersuchungsmaterial__________________________________________________________ 8 1.3 Störfaktoren __________________________________________________________________ 9 1.3.1 Transport und Aufbewahrung von Probenmaterial _________________________________________ 9 1.3.2 Ernährung und Lebensstil_____________________________________________________________ 9 1.3.3 Blutentnahme _____________________________________________________________________ 11 1.3.3.2 Antikoagilation und Glykolysehemmung ______________________________________________ 11 1.3.3.3 Verwendungszweck _______________________________________________________________ 11 1.3.4 Schwangerschaft ___________________________________________________________________ 13 1.3.5 Alter ____________________________________________________________________________ 13
1.4 Nachweis- und Analyseverfahren ________________________________________________ 14 1.4.1 Nachweismethoden _________________________________________________________________ 14
1.5 Fehlerarten und Qualitätssicherung ______________________________________________ 25 1.5.1 Fehler ___________________________________________________________________________ 25 1.5.2 Kontrollen ________________________________________________________________________ 28
1.6 Analysenergebnis und Befunderstellung ___________________________________________ 30 1.6.1 Analytische Beurteilung _____________________________________________________________ 30 1.6.2 Medizinische Beurteilung____________________________________________________________ 30 1.6.3 Anforderungen an Tests _____________________________________________________________ 31
2 Harnsäure ______________________________________________________________ 34 3 Aminosäuren, Proteine und Enzyme _________________________________________ 36 3.1 Tyrosin, Phenylalanin__________________________________________________________ 36 3.1.1 Phenylketonurie ___________________________________________________________________ 36 3.1.2 Alkaptonurie ______________________________________________________________________ 37
3.2 Tryptophan __________________________________________________________________ 37 3.2.1 Hartnup-Krankheit _________________________________________________________________ 37
3.3 Valin, Leucin u. Isoleucin_______________________________________________________ 38 3.3.1 Ketoacidurie (Ahornsirupkrankheit) ___________________________________________________ 38
3.4 Plasma- und Serumproteine_____________________________________________________ 38 3.5 Gesamteiweiß ________________________________________________________________ 39 3.6 Serumeiweißelektrophorese_____________________________________________________ 40 3.6.1 Diagnostik: _______________________________________________________________________ 41
3.7 Wichtige Bestandteile der einzelnen Fraktionen_____________________________________ 41 3.7.1 Albumin _________________________________________________________________________ 41 3.7.2 α1 - Antitrypsin____________________________________________________________________ 42 3.7.3 α1 - Lipoprotein ___________________________________________________________________ 43 3.7.4 Coeruloplasmin____________________________________________________________________ 43 3.7.5 Haptoglobin_______________________________________________________________________ 44 3.7.6 α2 - Makroglobulin _________________________________________________________________ 44 3.7.7 Transferrin _______________________________________________________________________ 45 3.7.9 CRP (s.a. Entzündung) ______________________________________________________________ 45 3.7.8 Immunglobuline ___________________________________________________________________ 46 3.7.9 Akute-Phase-Proteine _______________________________________________________________ 49
4 Fettstoffwechsel __________________________________________________________ 49 4.1 Cholesterin __________________________________________________________________ 49 2
4.2 Triglyceride _________________________________________________________________ 51 4.3 Lipoproteine _________________________________________________________________ 52
5 Kohlenhydrate ___________________________________________________________ 56 5.1 Glucose im Blut_______________________________________________________________ 58 5.3 Oraler Glukose-Toleranztest (oGTT) _____________________________________________ 60 5.4 Tolbutamid-Test ______________________________________________________________ 62 5.5 Insulin ______________________________________________________________________ 62 5.6 C-Peptid ____________________________________________________________________ 62 5.7 Glykosylierte Hämoglobine _____________________________________________________ 63 5.8 Glykosylierte Serumproteine ____________________________________________________ 65
6 Enzyme ________________________________________________________________ 65 6.1 Isoenzyme ___________________________________________________________________ 66 6.1.2 Lactatdehydrogenase (LDH)__________________________________________________________ 67 6.1.3 (Kreatinkinase) CK_________________________________________________________________ 69 6.1.3 Alkalische Phosphatase (AP) _________________________________________________________ 70 6.1.4 Saure Phosphatase (SP) _____________________________________________________________ 72 6.1.5 α-Amylase________________________________________________________________________ 72 6.1.6 Lipase ___________________________________________________________________________ 74 6.1.7 Cholinesterase (CHE) _______________________________________________________________ 74 6.1.8 Leberspezifische Enzyme ____________________________________________________________ 75
6.3 Reaktionsbedingungen bei Enzymbestimmungen____________________________________ 79 6.3.1 Aktivität _________________________________________________________________________ 79
7 E´lyt und Wasserhaushalt __________________________________________________ 81 7.1 Osmolalität __________________________________________________________________ 81 7.2 Natrium _____________________________________________________________________ 81 7.3 Störungen des Salz-Wasserhaushaltes ____________________________________________ 83 7.3.1 Isotone Dehydratation_______________________________________________________________ 83 7.3.2 Isotone Hyperhydration______________________________________________________________ 83 7.3.3 Hypertone Dehydratation ____________________________________________________________ 83 7.3.4 Hypertone Hyperhydratation__________________________________________________________ 85 7.3.5 Hypotone Dehydratation _____________________________________________________________ 85 7.3.6 Hypotone Hyperhydratation __________________________________________________________ 85
7.4 Chlorid _____________________________________________________________________ 85 7.5 Kalium______________________________________________________________________ 86
8 Säure-Basen-Haushalt ____________________________________________________ 86 8.1 Metabolische Azidose __________________________________________________________ 88 8.2 Metabolische Alkalose _________________________________________________________ 88 8.3 Respiratorische Azidose________________________________________________________ 88 8.4 Respiratorische Alkalose _______________________________________________________ 89
8 Hormone _______________________________________________________________ 90 8.1 Sexualhormone_______________________________________________________________ 90 8.1.1 Regulation________________________________________________________________________ 90 8.1.2 Östrogene ________________________________________________________________________ 90 8.1.3 Gestagene ________________________________________________________________________ 91 3
8.1.4 Prolaktin _________________________________________________________________________ 91 8.1.5 Störungen der weiblichen Sexualhormone _______________________________________________ 92 8.1.6 Testosteron _______________________________________________________________________ 92 8.1.7 Choriongonadotropin (HCG) _________________________________________________________ 95
8.2 Somatotropin (STH, GH) ______________________________________________________ 96 8.2.1 STH-Provokationstests ______________________________________________________________ 97
3 Schilddrüsenhormone ___________________________________________________________ 98 8.3.1 Schilddrüsen-Störungen ___________________________________________________________ 100 8.3.2 Thyreoglobulin ___________________________________________________________________ 101 8.3.3 Calcitonin (s.a. Nebenschilddüse))____________________________________________________ 103 8.3.4 Schilddrüsen-Antikörper ___________________________________________________________ 103 8.3.5 Funktionstests ____________________________________________________________________ 103
8.4 NNR-Hormone ______________________________________________________________ 104 8.4.1 Glucocorticoide ___________________________________________________________________ 104 8.4.2 Mineralokortikoide ________________________________________________________________ 104 8.4.3 Störungen der NNR-Hormone _______________________________________________________ 104 8.4.4 Funktionstests ____________________________________________________________________ 105
8.5 Aldosteron und Renin_________________________________________________________ 108 8.6 Biogene Amine ______________________________________________________________ 108 8.6.1 Serotonin________________________________________________________________________ 108 8.6.2 Katecholamine ___________________________________________________________________ 109
8.5 Adiuretin ___________________________________________________________________ 111 8.5.1 Funktionstest_____________________________________________________________________ 112
9 Gerinnung _____________________________________________________________ 112 10.1 Globaltests_________________________________________________________________ 113 10.1.1 Lee-White-Test __________________________________________________________________ 113 10.1.2 Duke-Test ______________________________________________________________________ 114 10.1.3 Thromboelastogramm_____________________________________________________________ 114
10.2 Phasentests ________________________________________________________________ 115 10.2.1 Quick-Test (Thromboplastinzeit,Prothrombinzeit) ______________________________________ 115 10.2.2 PTT (Partielle Thromboplastinzeit) __________________________________________________ 115 10.2.3 (Plasma)Thrombinzeit ( (P)TZ )_____________________________________________________ 116
10.3 Suchtests __________________________________________________________________ 117 10.3.1 Reptilase-Zeit ___________________________________________________________________ 117 10.3.2 Euglobinlysezeit _________________________________________________________________ 117
10.4 Inhibitoren des Gerinnungssystems ____________________________________________ 118 10.4.1 Antithrombin III: ________________________________________________________________ 118 10.4.2 Heparin-Ko-Faktor II _____________________________________________________________ 118 10.4.3 Protein C & S (Ko-Faktor von Prot. C) _______________________________________________ 118 10.4.4 Heparin ________________________________________________________________________ 120 10.4.5 Cumarine ______________________________________________________________________ 120
10.5 Fibrinolyse_________________________________________________________________ 120 10.5.1 Fibrinogenbestimmung ____________________________________________________________ 120 10.5.2 Fibrin(ogen)spaltprodukte _________________________________________________________ 121 10.5.3 DIC (dissiminierte intravasale Koagulopathie) _________________________________________ 121 10.5.4 Hyperfibrinolyse _________________________________________________________________ 121
11 Blutzellen und blutbildende Organe________________________________________ 123 11.1 Erythrozyten _______________________________________________________________ 123 11.1.2 Zählung ________________________________________________________________________ 123 11.1.3 Hb.Bestimmung _________________________________________________________________ 124 4
11.1.4 HK-Bestimmung _________________________________________________________________ 124 11.1.5 Erythrozyten-Indices______________________________________________________________ 124 11.1.7 Eisenstoffwechsel ________________________________________________________________ 128 11.1.8 Retikulozyten ___________________________________________________________________ 133 11.1.9 Häm-Synthese und ihre Erkrankungen _______________________________________________ 135
11.2 Leukozyten ________________________________________________________________ 137 11.2.1 Granulozyten____________________________________________________________________ 139 11.2.2 Lymphozyten____________________________________________________________________ 141 11.2.3 Monozyten _____________________________________________________________________ 141 11.2.3 Differential-Blutbild ______________________________________________________________ 143
11.3 Thrombozyten______________________________________________________________ 146
12 Niere_________________________________________________________________ 149 12.1 Kreatinin __________________________________________________________________ 149 12.1.1 Kreatinin-Clearance ______________________________________________________________ 150
12.2 Harnstoff __________________________________________________________________ 153 12.3 Proteine im Urin ____________________________________________________________ 154 12.3.2 Glomerulopathien ________________________________________________________________ 155 12.3.3 Eiweiß-Nachweis-Methoden________________________________________________________ 155 12.3.5 Osmolalität und spezifisches Gewicht ________________________________________________ 156 12.3.6 Urin-Status _____________________________________________________________________ 158
12.4 Harnsediment ______________________________________________________________ 162 12.4.1 Erythrozyten ____________________________________________________________________ 163 12.4.2 Leukozyten _____________________________________________________________________ 163 12.4.3 Epithelien ______________________________________________________________________ 163 12.4.4 Hyaline Zylinder _________________________________________________________________ 163 12.4.5 Wachszylinder, granulierte Zylinder _________________________________________________ 165 12.4.7 Bakterien_______________________________________________________________________ 165 12.4.8 Candida ________________________________________________________________________ 165 12.4.9 Trichomonaden__________________________________________________________________ 165
12.5 Nephrolithiasis _____________________________________________________________ 166 12.5.1 Calciumsteine ___________________________________________________________________ 166 12.5.2 Uratsteine ______________________________________________________________________ 167 12.5.3 Phosphat/Infektstein ______________________________________________________________ 167 12.5.4 Cystinstein _____________________________________________________________________ 167 12.5.5 Xanthinsteine ___________________________________________________________________ 167 12.5.6 Konkrementanalyse ______________________________________________________________ 167
13 Tumormarker _________________________________________________________ 168 13.1 CEA (Carzinoembryonales Antigen)____________________________________________ 168 13.2 AFP (Alpha-1-Fetoprotein) ___________________________________________________ 168 13.3 HCG (Humanes Choriongonadotropin) _________________________________________ 169 13.4 PAP & PSA (Prostataspezifische saure Prostatphosphatase & Prostataspez. Antigen) ___ 169 13.5 NSE (Neuronspez. Enolase) ___________________________________________________ 170 13.6 Kalcitonin _________________________________________________________________ 170 13.7 Thyreoglobulin _____________________________________________________________ 171 13.8 CA-125 ___________________________________________________________________ 171 13.9 CA 15-3 ___________________________________________________________________ 171 13.10 CA-19-9 __________________________________________________________________ 173 5
13.11 Weitere __________________________________________________________________ 173
14 Leber ________________________________________________________________ 173 14.1 Enzyme ___________________________________________________________________ 173 14.1.1 AST (siehe Kapitel 6) _____________________________________________________________ 173 14.1.2 ALT (siehe Kapitel 6)_____________________________________________________________ 174 14.1.3 GlDH__________________________________________________________________________ 174 14.1.4 γGT ___________________________________________________________________________ 174 14.1.5 AP ____________________________________________________________________________ 175 14.1.6 LAP (Leuzaminopeptidase) ________________________________________________________ 175 14.1.7 Cholinesterase___________________________________________________________________ 176
14.2 Bilirubin und “Verwandte” ___________________________________________________ 177 14.2.1 Abbau _________________________________________________________________________ 177 14.2.2 Bilirubin _______________________________________________________________________ 178 14.2.3 Urobilinogen ____________________________________________________________________ 180 14.3.2 Galaktose-Belastungstest __________________________________________________________ 181 14.3.4 Beurteilung der Syntheseleistung der Leber____________________________________________ 181
14.4 Hepatitis __________________________________________________________________ 183
15 Herz _________________________________________________________________ 187 15.1 CK (s. Kapitel 6)____________________________________________________________ 187 15.1.1 CK-MB (s. Kapitel 6) ______________________________________________________ 187 15.2 LDH/HBDH (LDH1+2) _______________________________________________________ 187 15.3 AST ______________________________________________________________________ 188 15.4 Myoglobin _________________________________________________________________ 188 15.5 Kardiales Tropoponin T _____________________________________________________ 189
15 Entzündung ___________________________________________________________ 190 15.1 BSG (Blutkörperchensenkungsgeschindigkeit) ___________________________________ 190 15.2 CRP (s.a. Kapitel 6) _________________________________________________________ 191 15.3 Komplementsystem__________________________________________________________ 191 15.3.1 C1-Esteraseinhibitor (C1-INH) _____________________________________________________ 192
15.4 Autoimmunerkrankungen ____________________________________________________ 192
16 Gastroinestinaltrakt_____________________________________________________ 193 16.1 Magensaftsekretion__________________________________________________________ 193 16.1.1 Magensaftsekretionsanalyse ________________________________________________________ 194 16.1.2 Gastrin ________________________________________________________________________ 194 16.1.3 Sekretin ________________________________________________________________________ 195 16.1.4 Sekretin-Test____________________________________________________________________ 195
16.2 Intestinale Resorption _______________________________________________________ 196 16.2.1 Malassimilation _________________________________________________________________ 196 16.2.2 Prüfung der gastralen/intestinalen Assimilation ________________________________________ 196
16.3 Pankreasfunktion(stests) _____________________________________________________ 199
16.3.1 α-Amylase (s.a. Kap. 6) ___________________________________________________________ 200 16.3.2 Lipase (s.a. Kap. 6)_______________________________________________________________ 200 16.3.3 Stuhluntersuchungen _____________________________________________________________ 200 16.3.4 Sekretin-Pankreozymin-Test _______________________________________________________ 202
16.4 Mukoviszidose______________________________________________________________ 202
6
16.5 Hämoccult-Test u.ä. ________________________________________________________ 203
17 Binde-, Stützgewebe und Knochen _________________________________________ 205 17.1 Calcium- und Phosphatstoffwechsel ____________________________________________ 205 17.1.1 Parathormon ____________________________________________________________________ 205 17.1.2 D-Hormone _____________________________________________________________________ 205 17.1.3 Calcitonin ______________________________________________________________________ 207
17.2 Calcium- und Phosphat-Haushalt ______________________________________________ 207 17.2.1 Calcium________________________________________________________________________ 207
18 ZNS _________________________________________________________________ 209 18.1 Liquoruntersuchung_________________________________________________________ 209 18.1.1 Liquorentnahme _________________________________________________________________ 209 18.1.2 Zellzahl/verteilung i. Liquor________________________________________________________ 210 18.1.3 Eiweiß im Liquor ________________________________________________________________ 211 18.1.4 Glucose und Lactat im Liquor ______________________________________________________ 213
7
1
Allgemeine klinische Chemie
1.1
Aufgaben der klinischen Chemie und medizinische Beurteilung
• Anhand klinisch-chemischer Meßgrößen (Parameter), leitet man einen klinisch-chemischen Befund ab, der dem behandelnden Arzt bei der medizinischen Beurteilung einer manifesten Erkrankung, ihres Verlaufs, einer Verdachtsdiagnose oder dem Erkennen einer noch latenten Erkrankung dient. • Der medizinischen Beurteilung dienen: • Plausibilitätskontrolle • Longitudinalberurteilung • Transversalbeurteilung • Berücksichtigung des individuellen Krankheitsbildes • Berücksichtigung biologischer Daten 1.2
Untersuchungsmaterial
• Als Untersuchungsmaterial stehen dem Arzt/Labormediziner zur Verfügung: • • • • • • • • •
Blut (art., venös, kapillär) Plasma (Blut ohne korpuskuläre Bestandteile) Serum (Plasma ohne Fibrinogen) Blutbestandteile Urin(sediment) Magensaft Galle Liquor Knochenmark u.a.
• man muß sich darüber im klaren sein, daß 1. bestimmte Ergebnisse nur bei der Verwendung bestimmter Untersuchungsmaterialien erwartet werden und 2. Verfälschungen durch endo- und exogene Ursachen entstehen können, wie z.B.: • • • • • • • •
Aufbewahrung Transport Tageszeit (zirkadiane Rhythmik) Ernährung Abnahmetechnik/ort Laborfehler Alter und Geschlecht Medikamente 8
1.3
Störfaktoren
1.3.1 Transport und Aufbewahrung von Probenmaterial • Ziel sollte es hierbei sein, das Analysat möglichst im Anschluß an die Gewinnung zu verarbeiten und zu untersuchen. Sonst kann es z.B. zu folgenden Verfälschungen kommen. Liquor pH im Vollblut Harnsediment 24h Urin Spontanurin Vollblut Venenblut f. Glc.
