labordiagnostik rheumatologischer erkrankungen - Lehre ...
labordiagnostik rheumatologischer erkrankungen - Lehre ...
labordiagnostik rheumatologischer erkrankungen - Lehre ...
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
BS 2003<br />
Klinische Chemie und Hämatologie<br />
Vorlesung: Wasser- Wasser & Elektrolythaushalt<br />
Prof. Dr. med. Michael Walter<br />
Institut für Klinische Chemie und<br />
Laboratoriumsmedizin/Zentrallaboratorium<br />
Westfälische Wilhelms-Universität Münster<br />
Albert-Schweitzer-Straße 33<br />
D-48149 Münster<br />
Tel.: 0251 83-56198<br />
Fax: 0251 83-47229<br />
wwwlabor.uni-muenster.de<br />
walter@biochem.swmed.edu
Gliederung<br />
•• Pathobiochemische Grundlagen<br />
•• Störungen des des Wasser-Elektrolyt-Haushalts<br />
•• Analytische Prinzipien
2/3 Intrazelluläre<br />
Flüssigkeit (IZF)<br />
Intrazelluläre Flüssigkeit ~ 28 L<br />
Verteilung des Körperwassers<br />
• Beispiel - Mann, Gewicht 70 kg, 60 % Wasseranteil<br />
1/3 extrazelluläre<br />
Flüssigkeit (EZF)<br />
Plasma ~ 3 L<br />
Interstitielle Flüssigkeit ~ 11 L
Täglicher Wasserumsatz<br />
•• Aufnahme<br />
– Flüssigkeit 1.000 1.000 – 1.500 1.500 ml ml<br />
– Feste Feste Nahrung 700 700 ml ml<br />
– Oxidationswasser 300 300 ml ml<br />
Summe 2.000 2.000 – 2.500 2.500 ml ml<br />
•• Abgabe<br />
– Niere Niere 1.000 1.000 – 1.500 1.500 ml ml<br />
– Haut Haut + Lunge Lunge 900 900 ml ml<br />
– Darm Darm 100 100 ml ml<br />
Summe 2.000 2.000 – 2.500 2.500 ml<br />
ml
180<br />
150<br />
Ionenkonzentrationen der Kompartimente<br />
Innerhalb der verschiedenen Kompartimente herrscht Elektroneutralität<br />
Mg 2+<br />
K +<br />
Phosphat<br />
2-<br />
SO4 Protein -<br />
85<br />
65<br />
150 150<br />
Na +<br />
-<br />
HCO3 5 +<br />
5<br />
15<br />
0 0 K K<br />
0<br />
0<br />
Intrazellularraum<br />
Interstitieller Raum<br />
Plasma<br />
+<br />
Protein -<br />
Cl -<br />
-<br />
HCO3 40<br />
Na +<br />
Cl -<br />
Werte in mmol/l<br />
150
Osmolalität<br />
•• Konzentration aller aller gelösten Teilchen pro pro kg kg Lösungsmittel [mosmol/kg]<br />
• Berechnung nach der Formel:<br />
2 x Serum-Na + • Berechnung nach der Formel:<br />
2 x Serum-Na + Glucose + Harnstoff<br />
• Normwerte:<br />
im Serum: 280 - 296 mosmol/kg<br />
im Urin: 50 - 1200 mosmol/kg<br />
• Kritische Serumwerte:<br />
> 340 mosmol/kg<br />
< 250 mosmol/kg<br />
+ + Glucose + Harnstoff<br />
• Normwerte:<br />
im Serum: 280 - 296 mosmol/kg<br />
im Urin: 50 - 1200 mosmol/kg<br />
• Kritische Serumwerte:<br />
> 340 mosmol/kg<br />
< 250 mosmol/kg
Regulation des Wasser-Elektrolyt-Haushalts<br />
Aufrechterhaltung von Isotonie und Isovolämie<br />
•• Störungen der der Isotonie Regulation primär über über Wasserbilanz<br />
•• Störungen der der Isovolämie Regulation primär über über Natriumbilanz<br />
Volumenregulation geht vor Osmoregulation („Volumendurst“)
Regulation des extrazellulären Volumens
Störungen im Wasser- und Natriumhaushalt<br />
Serum-Natrium<br />
Serum-<br />
Osmolalität<br />
Mittleres<br />
korpuskuläres<br />
Volumen der<br />
Erythrozyten<br />
Isotone Dehydratation Normal Normal Erhöht<br />
Hypotone Dehydratation Erniedrigt Erhöht Erhöht<br />
Hypertone Dehydratation Erhöht Erniedrigt Erhöht<br />
Hämatokrit<br />
Serumprotein<br />
Isotone Hyperhydratation Normal Normal Erniedrigt<br />
Hypotone Hyperhydratation Erniedrigt Erhöht Erniedrigt<br />
Hypertone Hyperhydratation Erhöht Erniedrigt Erniedrigt
•• Dehydratation<br />
– Durst Durst<br />
– Tachykardie<br />
– RR-Abfall<br />
– Oligurie (bei (bei normaler Niere) Niere)<br />
Klinische Folgen<br />
•• Folgen von von Osmolalitätsänderungen für für den den IZR IZR<br />
– Bei Bei Hypotonie ICF ICF vermehrt<br />
– Bei Bei Hypertonie ICF ICF vermindert<br />
•• Hyperhydratation<br />
– Ödeme Ödeme<br />
– Gewichtszunahme<br />
– Dyspnoe, Lungenödem<br />
•• Zerebrale Symptome<br />
– Bei Bei Osmo Osmo < 250 250 mosmol/kg Krämpfe, Delir Delir<br />
– Bei Bei Osmo Osmo > 340 340 mosmol/kg Delir, Delir, Koma, Koma, Blutungen
Dehydratation: Ursachen<br />
•• Prinzip<br />
– Isoton: Isoton: Verlust Verlust an an Natrium und und Wasser in in isotonem Verhältnis<br />
– Hypoton: Natriumverlust > Wasserverlust<br />
– Hyperton: Wasserverlust > Natriumverlust, Defizit Defizit an an freiem freiem Wasser<br />
•• Ursachen<br />
– Renale RenaleVerluste Verluste<br />
– Enterale Verluste<br />
– Verluste in in den den „dritten „dritten Raum“ Raum“<br />
– Verluste über über die die Haut Haut und und die die Lungen<br />
– Längeres Dursten (nur (nur hypertone Form) Form)
Dehydratation: Diagnostik<br />
• Labor allgemein<br />
– Hämatokrit und Serumeiweiß erhöht<br />
– Serum-Na + • Labor allgemein<br />
– Hämatokrit und Serumeiweiß erhöht<br />
– Serum-Na bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)<br />
+ bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)<br />
• Labor speziell<br />
– Bei normaler Nierenfunktion: Urin-Osmo adäquat erhöht<br />
– Bei Diabetes insipidus: Urin-Osmo < Serum-Osmo<br />
– Bei extrarenalen Na + -Verlusten: Urin-Na + < 20 mmol/l<br />
– Bei renalen Na + -Verlusten: Urin-Na + • Labor speziell<br />
– Bei normaler Nierenfunktion: Urin-Osmo adäquat erhöht<br />
– Bei Diabetes insipidus: Urin-Osmo < Serum-Osmo<br />
– Bei extrarenalen Na<br />
> 20 mmol/l<br />
+ -Verlusten: Urin-Na + < 20 mmol/l<br />
– Bei renalen Na + -Verlusten: Urin-Na + > 20 mmol/l
Beispiel Diabetes insipidus:<br />
Hypertone Dehydratation
Hyperhydratation: Ursachen<br />
•• Prinzip<br />
– Relativer Überschuß von von Wasser und/oder Natrium<br />
•• Ursachen<br />
– Niereninsuffizienz<br />
– Herzinsuffizienz<br />
– Eiweißmangel<br />
– Mineralocorticoidexzess<br />
– iatrogen<br />
– Syndrom der der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH)
Hyperhydratation: Diagnostik<br />
• Labor allgemein<br />
– Hämatokrit und Serumeiweiß erniedrigt<br />
– Serum-Na + • Labor allgemein<br />
– Hämatokrit und Serumeiweiß erniedrigt<br />
– Serum-Na bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)<br />
+ bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)<br />
• Labor speziell<br />
– Bei Niereninsuffizienz: Urin-Na + > 20 mmol/l<br />
– Bei extrarenaler Ursache: Urin-Na + • Labor speziell<br />
– Bei Niereninsuffizienz: Urin-Na<br />
< 20 mmol/l<br />
– Bei Hyperaldosteronismus: Hypokaliämie, Hypernatriämie<br />
– Bei SIADH: ADH und Urin-Osmo inadäquat hoch bei niedriger Serum-Osmo<br />
+ > 20 mmol/l<br />
– Bei extrarenaler Ursache: Urin-Na + < 20 mmol/l<br />
– Bei Hyperaldosteronismus: Hypokaliämie, Hypernatriämie<br />
– Bei SIADH: ADH und Urin-Osmo inadäquat hoch bei niedriger Serum-Osmo
Kalium: Physiologie<br />
•• Tägliche Kaliumzufuhr 50 50 --150 150 mmol<br />
•• Ausscheidung: 90 90 % renal, 10 10 % enteral<br />
•• intrazelluläres Hauptkation<br />
•• Kaliumgradient durch aktiven Ionentransport<br />
•• verantwortlich für für das das Membranruhepotential der der Zellen<br />
•• Verteilung zwischen IZR IZR und und EZR EZR beeinflußt durch Insulin und und pH pH<br />
K + (IZR) = 150 mmol/L<br />
K + (EZR) = 4 mmol/L
H +<br />
K +<br />
Alkalose<br />
renale Verluste<br />
• Diuretika<br />
• polyurisches NV<br />
Ursachen einer Hypokaliämie<br />
Niedrige<br />
Zufuhr<br />
Aldosteron↑<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
Glucose + Insulin<br />
K +<br />
K +<br />
gastrointestinale Verluste<br />
• Laxantien<br />
• Diarrhoe<br />
• Erbrechen
K +<br />
H +<br />
Azidose<br />
Diabetisches Koma<br />
Kaliumsparende Diuretika<br />
Anurie<br />
Chron. Niereninsuffizienz<br />
Ursachen einer Hyperkaliämie<br />
Hohe<br />
Zufuhr<br />
i.v. K-Infusion<br />
K +<br />
↑<br />
K +<br />
↑<br />
↑<br />
K +<br />
K +<br />
↑<br />
K +<br />
K +<br />
↑<br />
↑<br />
K +<br />
K +<br />
Zell-/Gewebstod<br />
Aldosteronmangel
Hypokaliämie<br />
– Muskelschwäche, Paresen<br />
– Arrhythmien, Extrasystolen<br />
– Obstipation, Ileus Ileus<br />
– Tubulopathie, renaler renaler<br />
Diabetes insipidus<br />
Klinische Folgen<br />
Hyperkaliämie<br />
– Muskelzuckungen<br />
– Blockbilder, Kammerflimmern,<br />
Asystolie<br />
– Erbrechen, Koliken, Diarrhoe<br />
– Serumkalium > 6,5 6,5 mmol/l mmol/l akut akut<br />
lebensbedrohlich ! !<br />
je je schneller die die Entwicklung der der Dyskaliämie,<br />
umso stärker die die Symptomatik ! !<br />
chronische Dyskaliämien oft oft symptomarm!
EKG-Veränderungen bei Dyskaliämie<br />
Normokaliämie Hypokaliämie Hyperkaliämie
Dyskaliämie: Diagnostik<br />
•• Anamnese und und Klinik<br />
•• Kalium im im Serum und und Urin Urin<br />
– Urin-Kalium > 20 20 mmol/l mmol/l Hinweis auf auf renalen Verlust Verlust<br />
– Urin-Kalium < 20 20 mmol/l mmol/l Hinweis auf auf enteralen Verlust Verlust<br />
•• cave: Pseudohyperkaliämie durch in in vitro vitroHämolyse Hämolyse<br />
•• Ausschluß einer Niereninsuffizienz (Kreatinin)<br />
•• Ausschluß einer Hämolyse/Myolyse<br />
•• Säure-Base-Status
• 99 % des Calciums im Knochen<br />
• Tagesbedarf ca. 1 g<br />
• 40 % Proteingebunden<br />
• 5 - 10 % komplexgebunden<br />
• 50 - 55 % freie Ca 2+ • 99 % des Calciums im Knochen<br />
• Tagesbedarf ca. 1 g<br />
• 40 % Proteingebunden<br />
• 5 - 10 % komplexgebunden<br />
• 50 - 55 % freie Ca -Ionen<br />
• Einfluß von Eiweiß/pH<br />
2+ -Ionen<br />
• Einfluß von Eiweiß/pH<br />
Calcium: Physiologie
↑<br />
↑<br />
↑<br />
↑<br />
PTH-Mangel<br />
+<br />
CaHCO3 Ca 2+<br />
-<br />
HCO3 pH<br />
Ca 2+ + Protein<br />
Ca 2+<br />
Ursachen der Hypocalcämie<br />
Schleifendiuretika<br />
Niereninsuffizienz<br />
Vitamin D ↓<br />
Malabsorption<br />
Alkoholismus<br />
Langsame<br />
Absorption
Hypocalcämische Tetanie<br />
Chvostek-Zeichen Trousseau-Zeichen<br />
DD DD Hyperventilationstetanie:<br />
Gesamtcalcium normal, ionisiertes Calcium erniedrigt
↑<br />
↑<br />
pH ↓<br />
Ca 2+ + Protein ↓<br />
Ca 2+ ↑<br />
Nierenversagen<br />
Thiaziddiuretika<br />
Ursachen der Hypercalcämie<br />
Hohes Ca 2+<br />
Tumor<br />
Primärer HPT<br />
PTHrP ↑<br />
Absorption<br />
Vitamin D ↑
Hypercalcämie: Hypercalcämie: Klinik Klinik und und Diagnostik<br />
Diagnostik<br />
•• Polyurie und und Polydipsie<br />
•• Erbrechen und und Obstipation<br />
•• Herzrhythmusstörungen<br />
•• Muskelschwäche<br />
•• Psychose, Koma Koma<br />
•• Hypercalcämische Krise Krise bei bei Werten Werten > 3,5 3,5 mmol/l mmol/l<br />
•• Serumcalcium, ionisiertes Calcium<br />
•• Parathormon<br />
•• Parathormon related relatedpeptide peptide (PTHrp) bei bei Tumorhypercalcämie<br />
•• 25(OH)-D3 bei bei Vitamin D Intoxikation<br />
•• 1,25(OH) 2-D3 2-D3 bei bei Sarkoidose
Kryoskopie: Prinzip<br />
delta T ~ Anzahl der der gelösten Teilchen/kg = Osmolalität
Flammenphotometrie (FES): Prinzip
FES: Aufbau
FES: Emissionsspektren<br />
Spezifische Wellenlängen: Na 590 nm, K 760 nm
Ionensensitive Membran: Beispiel Kalium<br />
PVC-Membran<br />
enthält spezifische<br />
ionentragende<br />
Moleküle<br />
Zellophanmembran<br />
K+<br />
K+<br />
K +<br />
K +<br />
Elektrolyt Lösung<br />
K+<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
K +<br />
K + K +<br />
Sample<br />
K +<br />
K + K +<br />
Konstanter K + -Austausch<br />
- konstantes Potential<br />
K +<br />
Variierender K + -Austausch<br />
- wechselndes Potential<br />
- abhängig von cK + in der Probe
Ionensensitive Elektrode (ISE)<br />
Potentialdifferenz ~ log log der der Ionenkonzentration in in der der Probe