D1 Grundlegende Biochemie

Thema

Die biochemischen Grundlagenuntersuchungen messen die Konzentrationen von Metaboliten und Ionen im Blut, um den Stoffwechselstatus sowie die Nieren- und Leberfunktion zu beurteilen. Viele Tests nutzen enzymatische Reaktionen, die farbige Produkte erzeugen, deren Lichtabsorption von der Analytkonzentration abhängt. Mithilfe des Lambert-Beer-Gesetzes lässt sich die Konzentration in der Probe quantitativ bestimmen.

Einer der aus diesen Messungen abgeleiteten Indikatoren ist die Anionenlücke, berechnet durch Subtraktion der Summe aus Chlorid und Bicarbonat von Natrium. Ein Anstieg über den Referenzwert deutet auf das Vorhandensein nicht erfasster Anionen hin und weist auf eine Azidose hin, die durch die Anreicherung von Substanzen wie Laktat, Ketoaziden, Stoffwechselprodukten aufgrund von Niereninsuffizienz, Salicylaten oder Metaboliten toxischer Alkohole verursacht wird. Liegt eine metabolische Azidose vor, die Anionenlücke bleibt jedoch normal, kann dies auf einen Bicarbonatverlust zurückzuführen sein, wie er beispielsweise bei Diarrhö oder bestimmten tubulären Nierenerkrankungen auftritt. Die osmolare Lücke liefert ergänzende Informationen. Die Plasmaosmolalität wird durch Vergleich der direkt gemessenen Osmolalität mit der aus den bekannten Konzentrationen von Natrium, Glukose und Harnstoff-Stickstoff (BUN) berechneten Osmolalität ermittelt. Nicht in die Berechnung einbezogene Substanzen wie Methanol oder Ethylenglykol können die gemessene Osmolalität erhöhen und so eine Differenz zwischen den beiden Werten verursachen. Die Kombination aus erhöhter osmolarer Lücke und Azidose mit hoher Anionenlücke kann daher auf das Vorhandensein dieser toxischen Alkohole hinweisen.

Die Plasmaosmolalität spiegelt die Gesamtkonzentration osmotisch aktiver Teilchen im Blut wider. Ihr berechneter Wert hängt primär von Natrium ab, mit geringeren Beiträgen von Glukose und BUN. Steigt der Natriumspiegel, steigt tendenziell die Osmolalität, und Wasser strömt aus den Zellen ins Plasma, was zu zellulärer Dehydratation führt. Sinkt der Natriumspiegel, findet die umgekehrte Bewegung statt, und die Zellen speichern Wasser. Diese Schwellung ist besonders im Gehirn gefährlich, da sie dort zu einem Hirnödem führen kann. Die Nierenfunktion wird indirekt über das Plasmakreatinin beurteilt. Da diese Substanz von den Nieren filtriert wird und nur eine relativ geringe Menge zusätzlich über die Tubuli ausgeschieden wird, gibt ihre Konzentration Aufschluss über die Filtrationskapazität der Nieren. Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) wird anhand des Kreatininwerts und patientenbezogener Merkmale wie Alter und Geschlecht geschätzt. Eine Abnahme dieser Rate deutet auf eine eingeschränkte Nierenfunktion hin und ermöglicht die Einteilung einer chronischen Nierenerkrankung in verschiedene Schweregrade – eine wichtige Information für die klinische Überwachung und die Anpassung von Medikamenten, deren Ausscheidung über die Nieren erfolgt.

Zur Beurteilung der Leberfunktion werden unter anderem die Aminotransferasen ALT und AST herangezogen. Diese Enzyme befinden sich normalerweise intrazellulär und steigen im Blut bei Leberzellschädigung an. Deutliche Erhöhungen können beispielsweise bei Virushepatitis, Arzneimitteltoxizität oder ischämischen Schäden auftreten. Das relative Muster beider Enzyme liefert zusätzliche Informationen: Bei Virushepatitis kann ein Überwiegen der ALT beobachtet werden, während ein deutlich erhöhtes AST/ALT-Verhältnis auf eine alkoholbedingte Leberschädigung hindeutet. Ihre zeitliche Entwicklung hilft zudem, das Fortschreiten der Schädigung zu verfolgen.

Die Leberfunktion wird unter anderem anhand der Aminotransferasen ALT und AST beurteilt. Diese Parameter werden nicht isoliert betrachtet, sondern immer gemeinsam interpretiert. Die Anionenlücke und die osmolare Lücke helfen, die Ursachen einer metabolischen Azidose zu untersuchen; Natrium und Osmolalität ermöglichen die Beurteilung der Wasserverteilung und des Risikos zellulärer Schäden; Kreatinin und die geschätzte glomeruläre Filtrationsrate liefern Informationen zur Nierenfunktion; und Aminotransferasen ermöglichen den Nachweis und die Charakterisierung von Leberschäden.

So ermöglicht die grundlegende Biochemie anhand einer Blutprobe und berechneter Beziehungen zwischen ihren Bestandteilen die Rekonstruktion fundamentaler Aspekte des Stoffwechselgleichgewichts. Die Kombination direkt gemessener Konzentrationen mit abgeleiteten Indikatoren macht aus einer Reihe von Metaboliten, Elektrolyten und Enzymen Werkzeuge zur Erkennung von Stoffwechselstörungen, zur Beurteilung der Nierenfunktion und zur Erkennung von Leberschäden sowie zur Steuerung diagnostischer und therapeutischer Entscheidungen.

ID:2248