labordiagnostik rheumatologischer erkrankungen - Lehre ...

BS 2003
Klinische Chemie und Hämatologie
Vorlesung: Wasser- Wasser & Elektrolythaushalt
Prof. Dr. med. Michael Walter
Institut für Klinische Chemie und
Laboratoriumsmedizin/Zentrallaboratorium
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Albert-Schweitzer-Straße 33
D-48149 Münster
Tel.: 0251 83-56198
Fax: 0251 83-47229
wwwlabor.uni-muenster.de
walter@biochem.swmed.edu

Gliederung
•• Pathobiochemische Grundlagen
•• Störungen des des Wasser-Elektrolyt-Haushalts
•• Analytische Prinzipien

2/3 Intrazelluläre
Flüssigkeit (IZF)
Intrazelluläre Flüssigkeit ~ 28 L
Verteilung des Körperwassers
• Beispiel - Mann, Gewicht 70 kg, 60 % Wasseranteil
1/3 extrazelluläre
Flüssigkeit (EZF)
Plasma ~ 3 L
Interstitielle Flüssigkeit ~ 11 L

Täglicher Wasserumsatz
•• Aufnahme
– Flüssigkeit 1.000 1.000 – 1.500 1.500 ml ml
– Feste Feste Nahrung 700 700 ml ml
– Oxidationswasser 300 300 ml ml
Summe 2.000 2.000 – 2.500 2.500 ml ml
•• Abgabe
– Niere Niere 1.000 1.000 – 1.500 1.500 ml ml
– Haut Haut + Lunge Lunge 900 900 ml ml
– Darm Darm 100 100 ml ml
Summe 2.000 2.000 – 2.500 2.500 ml
ml

180
150
Ionenkonzentrationen der Kompartimente
Innerhalb der verschiedenen Kompartimente herrscht Elektroneutralität
Mg 2+
K +
Phosphat
2-
SO4 Protein -
85
65
150 150
Na +
-
HCO3 5 +
5
15
0 0 K K
0
0
Intrazellularraum
Interstitieller Raum
Plasma
+
Protein -
Cl -
-
HCO3 40
Na +
Cl -
Werte in mmol/l
150

Osmolalität
•• Konzentration aller aller gelösten Teilchen pro pro kg kg Lösungsmittel [mosmol/kg]
• Berechnung nach der Formel:
2 x Serum-Na + • Berechnung nach der Formel:
2 x Serum-Na + Glucose + Harnstoff
• Normwerte:
im Serum: 280 - 296 mosmol/kg
im Urin: 50 - 1200 mosmol/kg
• Kritische Serumwerte:
> 340 mosmol/kg
< 250 mosmol/kg
+ + Glucose + Harnstoff
• Normwerte:
im Serum: 280 - 296 mosmol/kg
im Urin: 50 - 1200 mosmol/kg
• Kritische Serumwerte:
> 340 mosmol/kg
< 250 mosmol/kg

Regulation des Wasser-Elektrolyt-Haushalts
Aufrechterhaltung von Isotonie und Isovolämie
•• Störungen der der Isotonie Regulation primär über über Wasserbilanz
•• Störungen der der Isovolämie Regulation primär über über Natriumbilanz
Volumenregulation geht vor Osmoregulation („Volumendurst“)

Regulation des extrazellulären Volumens

Störungen im Wasser- und Natriumhaushalt
Serum-Natrium
Serum-
Osmolalität
Mittleres
korpuskuläres
Volumen der
Erythrozyten
Isotone Dehydratation Normal Normal Erhöht
Hypotone Dehydratation Erniedrigt Erhöht Erhöht
Hypertone Dehydratation Erhöht Erniedrigt Erhöht
Hämatokrit
Serumprotein
Isotone Hyperhydratation Normal Normal Erniedrigt
Hypotone Hyperhydratation Erniedrigt Erhöht Erniedrigt
Hypertone Hyperhydratation Erhöht Erniedrigt Erniedrigt

•• Dehydratation
– Durst Durst
– Tachykardie
– RR-Abfall
– Oligurie (bei (bei normaler Niere) Niere)
Klinische Folgen
•• Folgen von von Osmolalitätsänderungen für für den den IZR IZR
– Bei Bei Hypotonie ICF ICF vermehrt
– Bei Bei Hypertonie ICF ICF vermindert
•• Hyperhydratation
– Ödeme Ödeme
– Gewichtszunahme
– Dyspnoe, Lungenödem
•• Zerebrale Symptome
– Bei Bei Osmo Osmo < 250 250 mosmol/kg Krämpfe, Delir Delir
– Bei Bei Osmo Osmo > 340 340 mosmol/kg Delir, Delir, Koma, Koma, Blutungen

Dehydratation: Ursachen
•• Prinzip
– Isoton: Isoton: Verlust Verlust an an Natrium und und Wasser in in isotonem Verhältnis
– Hypoton: Natriumverlust > Wasserverlust
– Hyperton: Wasserverlust > Natriumverlust, Defizit Defizit an an freiem freiem Wasser
•• Ursachen
– Renale RenaleVerluste Verluste
– Enterale Verluste
– Verluste in in den den „dritten „dritten Raum“ Raum“
– Verluste über über die die Haut Haut und und die die Lungen
– Längeres Dursten (nur (nur hypertone Form) Form)

Dehydratation: Diagnostik
• Labor allgemein
– Hämatokrit und Serumeiweiß erhöht
– Serum-Na + • Labor allgemein
– Hämatokrit und Serumeiweiß erhöht
– Serum-Na bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)
+ bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)
• Labor speziell
– Bei normaler Nierenfunktion: Urin-Osmo adäquat erhöht
– Bei Diabetes insipidus: Urin-Osmo < Serum-Osmo
– Bei extrarenalen Na + -Verlusten: Urin-Na + < 20 mmol/l
– Bei renalen Na + -Verlusten: Urin-Na + • Labor speziell
– Bei normaler Nierenfunktion: Urin-Osmo adäquat erhöht
– Bei Diabetes insipidus: Urin-Osmo < Serum-Osmo
– Bei extrarenalen Na
> 20 mmol/l
+ -Verlusten: Urin-Na + < 20 mmol/l
– Bei renalen Na + -Verlusten: Urin-Na + > 20 mmol/l

Beispiel Diabetes insipidus:
Hypertone Dehydratation

Hyperhydratation: Ursachen
•• Prinzip
– Relativer Überschuß von von Wasser und/oder Natrium
•• Ursachen
– Niereninsuffizienz
– Herzinsuffizienz
– Eiweißmangel
– Mineralocorticoidexzess
– iatrogen
– Syndrom der der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH)

Hyperhydratation: Diagnostik
• Labor allgemein
– Hämatokrit und Serumeiweiß erniedrigt
– Serum-Na + • Labor allgemein
– Hämatokrit und Serumeiweiß erniedrigt
– Serum-Na bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)
+ bzw. Serum-Osmo erhöht, normal oder erniedrigt (je nach Typ)
• Labor speziell
– Bei Niereninsuffizienz: Urin-Na + > 20 mmol/l
– Bei extrarenaler Ursache: Urin-Na + • Labor speziell
– Bei Niereninsuffizienz: Urin-Na
< 20 mmol/l
– Bei Hyperaldosteronismus: Hypokaliämie, Hypernatriämie
– Bei SIADH: ADH und Urin-Osmo inadäquat hoch bei niedriger Serum-Osmo
+ > 20 mmol/l
– Bei extrarenaler Ursache: Urin-Na + < 20 mmol/l
– Bei Hyperaldosteronismus: Hypokaliämie, Hypernatriämie
– Bei SIADH: ADH und Urin-Osmo inadäquat hoch bei niedriger Serum-Osmo

Kalium: Physiologie
•• Tägliche Kaliumzufuhr 50 50 --150 150 mmol
•• Ausscheidung: 90 90 % renal, 10 10 % enteral
•• intrazelluläres Hauptkation
•• Kaliumgradient durch aktiven Ionentransport
•• verantwortlich für für das das Membranruhepotential der der Zellen
•• Verteilung zwischen IZR IZR und und EZR EZR beeinflußt durch Insulin und und pH pH
K + (IZR) = 150 mmol/L
K + (EZR) = 4 mmol/L

H +
K +
Alkalose
renale Verluste
• Diuretika
• polyurisches NV
Ursachen einer Hypokaliämie
Niedrige
Zufuhr
Aldosteron↑
K +
K +
K +
K +
K +
K +
K +
K +
Glucose + Insulin
K +
K +
gastrointestinale Verluste
• Laxantien
• Diarrhoe
• Erbrechen

K +
H +
Azidose
Diabetisches Koma
Kaliumsparende Diuretika
Anurie
Chron. Niereninsuffizienz
Ursachen einer Hyperkaliämie
Hohe
Zufuhr
i.v. K-Infusion
K +
↑
K +
↑
↑
K +
K +
↑
K +
K +
↑
↑
K +
K +
Zell-/Gewebstod
Aldosteronmangel

Hypokaliämie
– Muskelschwäche, Paresen
– Arrhythmien, Extrasystolen
– Obstipation, Ileus Ileus
– Tubulopathie, renaler renaler
Diabetes insipidus
Klinische Folgen
Hyperkaliämie
– Muskelzuckungen
– Blockbilder, Kammerflimmern,
Asystolie
– Erbrechen, Koliken, Diarrhoe
– Serumkalium > 6,5 6,5 mmol/l mmol/l akut akut
lebensbedrohlich ! !
je je schneller die die Entwicklung der der Dyskaliämie,
umso stärker die die Symptomatik ! !
chronische Dyskaliämien oft oft symptomarm!

EKG-Veränderungen bei Dyskaliämie
Normokaliämie Hypokaliämie Hyperkaliämie

Dyskaliämie: Diagnostik
•• Anamnese und und Klinik
•• Kalium im im Serum und und Urin Urin
– Urin-Kalium > 20 20 mmol/l mmol/l Hinweis auf auf renalen Verlust Verlust
– Urin-Kalium < 20 20 mmol/l mmol/l Hinweis auf auf enteralen Verlust Verlust
•• cave: Pseudohyperkaliämie durch in in vitro vitroHämolyse Hämolyse
•• Ausschluß einer Niereninsuffizienz (Kreatinin)
•• Ausschluß einer Hämolyse/Myolyse
•• Säure-Base-Status

• 99 % des Calciums im Knochen
• Tagesbedarf ca. 1 g
• 40 % Proteingebunden
• 5 - 10 % komplexgebunden
• 50 - 55 % freie Ca 2+ • 99 % des Calciums im Knochen
• Tagesbedarf ca. 1 g
• 40 % Proteingebunden
• 5 - 10 % komplexgebunden
• 50 - 55 % freie Ca -Ionen
• Einfluß von Eiweiß/pH
2+ -Ionen
• Einfluß von Eiweiß/pH
Calcium: Physiologie

↑
↑
↑
↑
PTH-Mangel
+
CaHCO3 Ca 2+
-
HCO3 pH
Ca 2+ + Protein
Ca 2+
Ursachen der Hypocalcämie
Schleifendiuretika
Niereninsuffizienz
Vitamin D ↓
Malabsorption
Alkoholismus
Langsame
Absorption

Hypocalcämische Tetanie
Chvostek-Zeichen Trousseau-Zeichen
DD DD Hyperventilationstetanie:
Gesamtcalcium normal, ionisiertes Calcium erniedrigt

↑
↑
pH ↓
Ca 2+ + Protein ↓
Ca 2+ ↑
Nierenversagen
Thiaziddiuretika
Ursachen der Hypercalcämie
Hohes Ca 2+
Tumor
Primärer HPT
PTHrP ↑
Absorption
Vitamin D ↑

Hypercalcämie: Hypercalcämie: Klinik Klinik und und Diagnostik
Diagnostik
•• Polyurie und und Polydipsie
•• Erbrechen und und Obstipation
•• Herzrhythmusstörungen
•• Muskelschwäche
•• Psychose, Koma Koma
•• Hypercalcämische Krise Krise bei bei Werten Werten > 3,5 3,5 mmol/l mmol/l
•• Serumcalcium, ionisiertes Calcium
•• Parathormon
•• Parathormon related relatedpeptide peptide (PTHrp) bei bei Tumorhypercalcämie
•• 25(OH)-D3 bei bei Vitamin D Intoxikation
•• 1,25(OH) 2-D3 2-D3 bei bei Sarkoidose

Kryoskopie: Prinzip
delta T ~ Anzahl der der gelösten Teilchen/kg = Osmolalität

Flammenphotometrie (FES): Prinzip

FES: Aufbau

FES: Emissionsspektren
Spezifische Wellenlängen: Na 590 nm, K 760 nm

Ionensensitive Membran: Beispiel Kalium
PVC-Membran
enthält spezifische
ionentragende
Moleküle
Zellophanmembran
K+
K+
K +
K +
Elektrolyt Lösung
K+
K +
K +
K +
K +
K + K +
Sample
K +
K + K +
Konstanter K + -Austausch
- konstantes Potential
K +
Variierender K + -Austausch
- wechselndes Potential
- abhängig von cK + in der Probe

Ionensensitive Elektrode (ISE)
Potentialdifferenz ~ log log der der Ionenkonzentration in in der der Probe