Klinische chemie en pathofysiologie
College 1: Enzymen en eiwitmarkers, JE Kootstra-Ros, 21-09-2020
Bij de klinische chemie worden lichaamseigen stoffen onderzocht in lichaamseigen
vloeistoffen. Lichaamseigen stoffen:
- Bloed: bevat volbloed, plasma en serum
- Urine
- Minder frequent: feces, liquor (hersenvocht), speeksel, zweet, traanvocht, gal,
pleuravocht, synoviaal vocht (gewrichtsvloeistof) en ascites (buikvocht).
Plasma is de vloeistof die je overhoudt na centrifugeren van bloed dat niet gestold is. Het
bevat additieven om de stolling tegen te gaan. Alle stollingsfactoren zitten nog in het
bloedplasma. Serum is de vloeistof die je overhoudt na centrifugeren van bloed dat gestold
is.
Bloedplasma Serum
+ Sneller te verwerken: hoeft niet te stollen + Geen invloed additieven
+ Geen risico op na stolling + schoner materiaal, minder eiwitten
− Additieven kunnen assay storen − Na stolling kan apparatuur/assay storen
− Fibrinogeen kan assay storen
Eiwitten in plasma/serum
- Plasma/serum specifieke eiwitten; albumine
- Enzymen van exocriene klieren; amylase, lipase
- Cellulaire enzymen; transaminases ALAT, ASAT
Waarom komen niet-plasma specifieke eiwitten in het plasma voor?
1. Alles lekt (fysiologisch, referentiewaarden): de intracellulaire locatie van cellulaire
enzymen bepaalt de mate van lekken.
In verhoogde concentraties:
2. Verhoogde permeabiliteit van celmembranen, zoals bijvoorbeeld bij necrose
3. Blokkade van secretieroutes (bijv. bij galstenen)
4. Inductie/overproductie van eiwitten (bijv. bij hartfalen)
Fysiologische plasma enzymactiviteit
Endotheelcellen geven eiwitten vrij in het bloed. Daarnaast is er een enorme cell turnover
(celdood). Bovendien komen er eiwitten vrij bij functionele activiteit.
Uitscheiding van eiwitten uit het plasma:
1. Opname door weefsels voor verder katabolisme
2. Uitscheiding door de nieren (voornamelijk laag molecuulgewicht)
Dat bepaalt de halfwaardetijd van de stoffen. Uiteindelijk leidt dit tot een dynamische
concentratie met de vorming en uitgifte van stoffen aan de ene kant en afbraak en
metabolisme aan de andere kant. Je kunt rekening houden met de halfwaardetijden van
enzymen in plasma bij de interpretatie van de lab uitslagen.
Sensitiviteit/specificiteit voor orgaanschade
De sensitiviteit voor orgaanschade is afhankelijk
van de enzymactiviteit in dat orgaan vergeleken met
normaal serum of plasma. De specificiteit voor
orgaanschade hangt af van de enzymactiviteit in
andere organen.
1
,Het vrijkomen van stoffen (markers) in de circulatie wordt bepaald door meerdere factoren:
1. Afstand cel-capillair bloedvat
2. Dikte basale celmembraan
3. Molecuulgewicht
Een combinatie van bepalingen kan aanvullende informatie leveren:
1. Het enzympatroon is afhankelijk van het aanbod en de eliminatie
2. Het betrokken orgaan kan afgeleid worden uit de relatie tussen:
- Enzymen die in alle weefsels voorkomen
- Orgaan-specifieke enzymen
3. De ernst van de schade kan afgeleid worden uit:
- Enzymen die makkelijk het plasma bereiken
- Enzymen die sterk gebonden zijn aan de cellen, bijvoorbeeld in mitochondria
4. Een acute fase kan afgeleid worden uit een patroon:
- Enzymen met een lange halfwaardetijd (late diagnostiek; laat na het ontstaan
van de schade)
- Enzymen met een korte halfwaardetijd (vroege diagnostiek; kort na het ontstaan
van de schade)
Vraag:
I: De specificiteit voor orgaanschade hangt af van de aanwezigheid van de marker in andere
organen.
II: De sensitiviteit voor orgaanschade hangt af van de activiteit van de marker in dat orgaan
vergeleken met plasma
Antwoord:
Stelling I en II zijn beiden juist.
Vraag:
I: Plasma = serum – stollingsfactoren
II: Serum = plasma – stollingsfactoren
Antwoord:
Stelling II is juist.
Vraag:
Of na necrose een vrijgekomen eiwit de bloedcirculatie bereikt is afhankelijk van:
a. De afstand van de cel tot aan het capillair
b. De dikte van de basaalmembraan
c. Antwoord 1 en 2 zijn juist
Antwoord:
c.
Referentiewaarden voor volwassenen
Bronnen van variatie:
- Biologische variatie: binnen één persoon (intra-individuele variatie) en tussen mensen
(inter-individuele variatie).
- De invloed van pathologie daarop
2
,Alle referentiewaarden hangen samen met de analysemethode die gebruikt is om het stofje
te meten. De analytische variatie zit dus bij de referentiewaarde in. Referentiewaarden kun je
hanteren als referentie voor waarden verkregen door laboratoriumbepalingen in patiënten
materiaal. Het zijn geen normaalwaarden, maar meestal vastgesteld in goed-gedefinieerde
ogenschijnlijk gezonde personen. Om een referentiewaarden goed vast te kunnen stellen
moeten meer dan 120 waarden van deelnemers worden vergeleken. De referentiewaarden
bevatten zowel de analytische als de biologische inter-individuele variatie. De
referentiewaarden kunnen voor beperkte groepen gelden (leeftijd, geslacht, nuchter).
Daarnaast geven ze niet het bereik weer, maar het 95% betrouwbaarheidsinterval.
Diagnose
- Valt de waarde buiten de referentiewaarden voor een bepaling?
- Is de waarde boven/onder een consensus afkapwaarde voor een diagnose?
- Past de uitslag binnen een lab-diagnose van een specifieke aandoening?
Bedenk dat een medische diagnose op meer factoren berust dan alleen de lab uitslagen in
relatie tot de referentiewaarden.
Hartinfarct
We spreken van een myocardinfarct als er een verhoging is in cardiale biomarkers. Zodra er
een troponine waarde boven de 99ste percentiel wordt gedetecteerd dan is er sprake van een
hartschade. Dit benoemen we als hartschade als we zien dat er weer een stijging of daling is
van de troponine-waardes. Troponine speelt een rol bij de spiercontractie/relaxatie.
Troponine komt voor in skelet- en hartspierweefsel, maar niet in gladde spieren. Het heeft 3
subunits: C, I en T.
- Troponine C: bindt calcium, identiek in skelet-en hartspierweefsel
- Troponine T: bindt tropomyosine, verschillend in skelet- en hartspierweefsel
- Troponine I: bindt actine, verschillend in skelet- en hartspierweefsel
Omdat troponine T en troponine I verschillend zijn in skelet- en hartspierweefsel kun je daar
dus een specifieke hartspiermarker van ontwikkelen.
High-sensitive troponine
De cardiac troponine assays zijn steeds gevoeliger geworden. Door de high-sensitive
troponine assay kunnen we inmiddels ook troponine-waarden in ogenschijnlijke gezonde
mensen detecteren in hele lage concentraties. We kunnen hierdoor sneller een verhoging in
troponine detecteren, waardoor de test een hogere negatief voorspellende waarde heeft voor
een myocardinfarct.
Troponine T en I worden bepaald met een immunoassay. Er wordt dus een antilichaam
gebruikt om troponine T of troponine I te detecteren.
- Troponine T: 1 producent (Roche)
- Troponine I: meerdere producenten: tot dusver is het nog niet gestandaardiseerd. De
referentiewaarden kunnen per methode verschillen.
Myocardinfarct type 1
Als er een hartinfarct ontstaat door een atherosclerotische plaque, dan noemen we dat
myocardinfarct type 1. Er moet sprake zijn van een stijging of daling van cardiac troponine (I
of T) met tenminste één waarde boven het 99ste percentiel van normaal en met tenminste
één van de volgende situaties:
- Vertonen van symptomen van acute mycardiale ischemie
- Afwijkingen in ECG
- Ontwikkeling van pathologische Q-waves
- Bij beeldvorming zien dat een deel van het hart schade heeft opgelopen.
- Stolsel in het bloedvat (trombus)
3
, Myocardinfarct type 2
Het weefsel heeft ook zuurstof te kort. Dit kan komen doordat het bloedvat kleiner is,
waardoor er minder bloed door kan stromen. Of als er sprake is van een dissectie. Dit is het
geval wanneer de binnenwand van het bloedvat losgelaten heeft van de buitenwand. De
diameter van het bloedvat is hierdoor kleiner geworden. Of wanneer er minder zuurstof wordt
aangevoerd dan het weefsel nodig heeft. Er moet sprake zijn van een stijging of daling van
cardiac troponine met tenminste één waarde boven het 99ste percentiel en met tenminste een
van de volgende situaties die bij myocard type 1 worden genoemd.
Er zijn een heleboel aandoeningen die naarmate ze ernstiger worden kunnen leiden tot
hartschade.
Casus
Een adipeuze (zwaarlijvige) man van 56 jaar heeft pijn op de borst met uitstraling naar de
linkerarm. De werkdiagnose is dan acuut coronair syndroom. Ze beginnen bij de eerste hulp
met een ECG en vervolgens wordt er bloed ingestuurd voor een troponine bepaling.
Op grond van de eerste uitslag kunnen we niet zeggen of de patiënt een hartinfarct heeft. Bij
troponine moet je goed rekening houden met de kinetiek na het ontstaan van de schade of
het infarct. Als je heel snel na het ontstaan van de schade een bloedafname doet, dan zul je
nog mogelijkerwijze binnen het normale gebied meten. Het duurt een tijdje voordat troponine
in het plasma aantoonbaar is.
Je kunt die markers voor troponine kwantificeren als een kwantitatieve maat, dus hoe hoger
het troponine gehalte hoe groter de schade en hoe groter de kans op een myocardinfarct.
0h/1h rule-in rule-out protocol
Als een patiënt binnen komt met pijn op de borst en een ecg-afwijking, dan wordt de
behandeling gelijk gestart. Als de ecg-afwijkingen afwezig zijn en we een lagere verdenking
hebben op acuut coronair syndroom dan komt troponine T om de hoek kijken.
- Als de troponine T waarde < 5 ng/L is dan → is er geen sprake van een acuut coronair
syndroom.
- Als de troponine T waarde > 52 ng/L → dan is er sprake van een acuut coronair
syndroom.
- Als de troponine T waarde 5-12 ng/l → dan wordt er na 1 uur nog een troponine
bepaling gedaan. Als de waarde dan < 3 ng/L dan is er geen sprake van een acuut
coronair syndroom. Als de waarde dan > 3 ng/L dan wordt er na 3 uur nog een keer
gemeten. Als er dan sprake is van een significante daling en stijging dan is er sprake
van een acuut coronair syndroom.
Het rule-in rule-out algoritme is assay afhankelijk!
4
College 1: Enzymen en eiwitmarkers, JE Kootstra-Ros, 21-09-2020
Bij de klinische chemie worden lichaamseigen stoffen onderzocht in lichaamseigen
vloeistoffen. Lichaamseigen stoffen:
- Bloed: bevat volbloed, plasma en serum
- Urine
- Minder frequent: feces, liquor (hersenvocht), speeksel, zweet, traanvocht, gal,
pleuravocht, synoviaal vocht (gewrichtsvloeistof) en ascites (buikvocht).
Plasma is de vloeistof die je overhoudt na centrifugeren van bloed dat niet gestold is. Het
bevat additieven om de stolling tegen te gaan. Alle stollingsfactoren zitten nog in het
bloedplasma. Serum is de vloeistof die je overhoudt na centrifugeren van bloed dat gestold
is.
Bloedplasma Serum
+ Sneller te verwerken: hoeft niet te stollen + Geen invloed additieven
+ Geen risico op na stolling + schoner materiaal, minder eiwitten
− Additieven kunnen assay storen − Na stolling kan apparatuur/assay storen
− Fibrinogeen kan assay storen
Eiwitten in plasma/serum
- Plasma/serum specifieke eiwitten; albumine
- Enzymen van exocriene klieren; amylase, lipase
- Cellulaire enzymen; transaminases ALAT, ASAT
Waarom komen niet-plasma specifieke eiwitten in het plasma voor?
1. Alles lekt (fysiologisch, referentiewaarden): de intracellulaire locatie van cellulaire
enzymen bepaalt de mate van lekken.
In verhoogde concentraties:
2. Verhoogde permeabiliteit van celmembranen, zoals bijvoorbeeld bij necrose
3. Blokkade van secretieroutes (bijv. bij galstenen)
4. Inductie/overproductie van eiwitten (bijv. bij hartfalen)
Fysiologische plasma enzymactiviteit
Endotheelcellen geven eiwitten vrij in het bloed. Daarnaast is er een enorme cell turnover
(celdood). Bovendien komen er eiwitten vrij bij functionele activiteit.
Uitscheiding van eiwitten uit het plasma:
1. Opname door weefsels voor verder katabolisme
2. Uitscheiding door de nieren (voornamelijk laag molecuulgewicht)
Dat bepaalt de halfwaardetijd van de stoffen. Uiteindelijk leidt dit tot een dynamische
concentratie met de vorming en uitgifte van stoffen aan de ene kant en afbraak en
metabolisme aan de andere kant. Je kunt rekening houden met de halfwaardetijden van
enzymen in plasma bij de interpretatie van de lab uitslagen.
Sensitiviteit/specificiteit voor orgaanschade
De sensitiviteit voor orgaanschade is afhankelijk
van de enzymactiviteit in dat orgaan vergeleken met
normaal serum of plasma. De specificiteit voor
orgaanschade hangt af van de enzymactiviteit in
andere organen.
1
,Het vrijkomen van stoffen (markers) in de circulatie wordt bepaald door meerdere factoren:
1. Afstand cel-capillair bloedvat
2. Dikte basale celmembraan
3. Molecuulgewicht
Een combinatie van bepalingen kan aanvullende informatie leveren:
1. Het enzympatroon is afhankelijk van het aanbod en de eliminatie
2. Het betrokken orgaan kan afgeleid worden uit de relatie tussen:
- Enzymen die in alle weefsels voorkomen
- Orgaan-specifieke enzymen
3. De ernst van de schade kan afgeleid worden uit:
- Enzymen die makkelijk het plasma bereiken
- Enzymen die sterk gebonden zijn aan de cellen, bijvoorbeeld in mitochondria
4. Een acute fase kan afgeleid worden uit een patroon:
- Enzymen met een lange halfwaardetijd (late diagnostiek; laat na het ontstaan
van de schade)
- Enzymen met een korte halfwaardetijd (vroege diagnostiek; kort na het ontstaan
van de schade)
Vraag:
I: De specificiteit voor orgaanschade hangt af van de aanwezigheid van de marker in andere
organen.
II: De sensitiviteit voor orgaanschade hangt af van de activiteit van de marker in dat orgaan
vergeleken met plasma
Antwoord:
Stelling I en II zijn beiden juist.
Vraag:
I: Plasma = serum – stollingsfactoren
II: Serum = plasma – stollingsfactoren
Antwoord:
Stelling II is juist.
Vraag:
Of na necrose een vrijgekomen eiwit de bloedcirculatie bereikt is afhankelijk van:
a. De afstand van de cel tot aan het capillair
b. De dikte van de basaalmembraan
c. Antwoord 1 en 2 zijn juist
Antwoord:
c.
Referentiewaarden voor volwassenen
Bronnen van variatie:
- Biologische variatie: binnen één persoon (intra-individuele variatie) en tussen mensen
(inter-individuele variatie).
- De invloed van pathologie daarop
2
,Alle referentiewaarden hangen samen met de analysemethode die gebruikt is om het stofje
te meten. De analytische variatie zit dus bij de referentiewaarde in. Referentiewaarden kun je
hanteren als referentie voor waarden verkregen door laboratoriumbepalingen in patiënten
materiaal. Het zijn geen normaalwaarden, maar meestal vastgesteld in goed-gedefinieerde
ogenschijnlijk gezonde personen. Om een referentiewaarden goed vast te kunnen stellen
moeten meer dan 120 waarden van deelnemers worden vergeleken. De referentiewaarden
bevatten zowel de analytische als de biologische inter-individuele variatie. De
referentiewaarden kunnen voor beperkte groepen gelden (leeftijd, geslacht, nuchter).
Daarnaast geven ze niet het bereik weer, maar het 95% betrouwbaarheidsinterval.
Diagnose
- Valt de waarde buiten de referentiewaarden voor een bepaling?
- Is de waarde boven/onder een consensus afkapwaarde voor een diagnose?
- Past de uitslag binnen een lab-diagnose van een specifieke aandoening?
Bedenk dat een medische diagnose op meer factoren berust dan alleen de lab uitslagen in
relatie tot de referentiewaarden.
Hartinfarct
We spreken van een myocardinfarct als er een verhoging is in cardiale biomarkers. Zodra er
een troponine waarde boven de 99ste percentiel wordt gedetecteerd dan is er sprake van een
hartschade. Dit benoemen we als hartschade als we zien dat er weer een stijging of daling is
van de troponine-waardes. Troponine speelt een rol bij de spiercontractie/relaxatie.
Troponine komt voor in skelet- en hartspierweefsel, maar niet in gladde spieren. Het heeft 3
subunits: C, I en T.
- Troponine C: bindt calcium, identiek in skelet-en hartspierweefsel
- Troponine T: bindt tropomyosine, verschillend in skelet- en hartspierweefsel
- Troponine I: bindt actine, verschillend in skelet- en hartspierweefsel
Omdat troponine T en troponine I verschillend zijn in skelet- en hartspierweefsel kun je daar
dus een specifieke hartspiermarker van ontwikkelen.
High-sensitive troponine
De cardiac troponine assays zijn steeds gevoeliger geworden. Door de high-sensitive
troponine assay kunnen we inmiddels ook troponine-waarden in ogenschijnlijke gezonde
mensen detecteren in hele lage concentraties. We kunnen hierdoor sneller een verhoging in
troponine detecteren, waardoor de test een hogere negatief voorspellende waarde heeft voor
een myocardinfarct.
Troponine T en I worden bepaald met een immunoassay. Er wordt dus een antilichaam
gebruikt om troponine T of troponine I te detecteren.
- Troponine T: 1 producent (Roche)
- Troponine I: meerdere producenten: tot dusver is het nog niet gestandaardiseerd. De
referentiewaarden kunnen per methode verschillen.
Myocardinfarct type 1
Als er een hartinfarct ontstaat door een atherosclerotische plaque, dan noemen we dat
myocardinfarct type 1. Er moet sprake zijn van een stijging of daling van cardiac troponine (I
of T) met tenminste één waarde boven het 99ste percentiel van normaal en met tenminste
één van de volgende situaties:
- Vertonen van symptomen van acute mycardiale ischemie
- Afwijkingen in ECG
- Ontwikkeling van pathologische Q-waves
- Bij beeldvorming zien dat een deel van het hart schade heeft opgelopen.
- Stolsel in het bloedvat (trombus)
3
, Myocardinfarct type 2
Het weefsel heeft ook zuurstof te kort. Dit kan komen doordat het bloedvat kleiner is,
waardoor er minder bloed door kan stromen. Of als er sprake is van een dissectie. Dit is het
geval wanneer de binnenwand van het bloedvat losgelaten heeft van de buitenwand. De
diameter van het bloedvat is hierdoor kleiner geworden. Of wanneer er minder zuurstof wordt
aangevoerd dan het weefsel nodig heeft. Er moet sprake zijn van een stijging of daling van
cardiac troponine met tenminste één waarde boven het 99ste percentiel en met tenminste een
van de volgende situaties die bij myocard type 1 worden genoemd.
Er zijn een heleboel aandoeningen die naarmate ze ernstiger worden kunnen leiden tot
hartschade.
Casus
Een adipeuze (zwaarlijvige) man van 56 jaar heeft pijn op de borst met uitstraling naar de
linkerarm. De werkdiagnose is dan acuut coronair syndroom. Ze beginnen bij de eerste hulp
met een ECG en vervolgens wordt er bloed ingestuurd voor een troponine bepaling.
Op grond van de eerste uitslag kunnen we niet zeggen of de patiënt een hartinfarct heeft. Bij
troponine moet je goed rekening houden met de kinetiek na het ontstaan van de schade of
het infarct. Als je heel snel na het ontstaan van de schade een bloedafname doet, dan zul je
nog mogelijkerwijze binnen het normale gebied meten. Het duurt een tijdje voordat troponine
in het plasma aantoonbaar is.
Je kunt die markers voor troponine kwantificeren als een kwantitatieve maat, dus hoe hoger
het troponine gehalte hoe groter de schade en hoe groter de kans op een myocardinfarct.
0h/1h rule-in rule-out protocol
Als een patiënt binnen komt met pijn op de borst en een ecg-afwijking, dan wordt de
behandeling gelijk gestart. Als de ecg-afwijkingen afwezig zijn en we een lagere verdenking
hebben op acuut coronair syndroom dan komt troponine T om de hoek kijken.
- Als de troponine T waarde < 5 ng/L is dan → is er geen sprake van een acuut coronair
syndroom.
- Als de troponine T waarde > 52 ng/L → dan is er sprake van een acuut coronair
syndroom.
- Als de troponine T waarde 5-12 ng/l → dan wordt er na 1 uur nog een troponine
bepaling gedaan. Als de waarde dan < 3 ng/L dan is er geen sprake van een acuut
coronair syndroom. Als de waarde dan > 3 ng/L dan wordt er na 3 uur nog een keer
gemeten. Als er dan sprake is van een significante daling en stijging dan is er sprake
van een acuut coronair syndroom.
Het rule-in rule-out algoritme is assay afhankelijk!
4
