KLINISCHE CHEMIE EN PATHOFYSIOLOGIE
Lecture 1: Klinisch chemische testen in diagnostiek, behandeling, follow-up en
prognose van ziekte
In de klinische chemie worden lichaamseigen stoffen onderzocht in lichaamseigen
vloeistoffen.
• Bloed (volbloed, plasma/serum)
• Urine
• Minder frequent: feces, liquor (hersenvocht),
speeksel, zweet, traanvocht, gal, pleuravocht,
synoviaal vocht of ascitesvocht
Bloed bestaat uit bloedplasma en bloedcellen, waaronder
rode bloedcellen, witte bloedcellen en bloedplaatjes.
Bloedplasma bestaat voor het grootste deel uit water
(ongeveer 92%). Daarnaast bevat het eiwitten (zoals
albumine en antistoffen), elektrolyten, nutriënten, etc.
Plasma en serum zijn beide het vloeibare deel van het bloed, maar er is een
belangrijk verschil tussen de twee. Plasma wordt verkregen uit bloed dat met een
antistollingsmiddel is afgenomen. Wanneer dit bloed wordt gecentrifugeerd,
scheidt het zich in drie lagen: bovenaan het plasma, in het midden de buffy coat
met witte bloedcellen en trombocyten, en onderin de rode bloedcellen. Plasma
bevat stollingsfactoren, zoals fibrinogeen. Serum daarentegen ontstaat uit bloed
dat zonder antistollingsmiddel is afgenomen, waardoor het bloed eerst stolt. Na
centrifugeren blijft er een heldere vloeistof over die de stollingsfactoren mist,
omdat deze tijdens de stolselvorming zijn verbruikt. Het stolsel zelf bevindt zich
onder in het buisje. Kortom, plasma bevat stollingsfactoren en serum niet.
Plasma –
+ : Sneller te verwerken, hoeft niet te stollen
+ : Geen risico op nastolling
- : additieven kunnen assay verstoren
- : fibrinogeen kan assay verstoren
Serum –
+ : Geen invloed van additieven
+ : ‘Schoner’ materiaal > minder eiwitten
- : Nastolling kan assay verstoren
Biomarkers in plasma/serum –
• Plasma/serum specifieke eiwitten (bijv. albumine)
• Enzymen van exocriene klieren (bijv. amylase en lipase)
• Cellulaire enzymen (bijv. transaminases ASAT en ALAT)
1
,Alles in het lichaam “lekt”, en dat is een fysiologisch proces. Cellen, weefsels en
organen verliezen voortdurend kleine hoeveelheden eiwitten, enzymen of andere
stoffen aan het bloedplasma. Dit gebeurt bijvoorbeeld doordat rode bloedcellen en
bloedplaatjes een beperkte levensduur hebben en afgebroken worden, doordat
endotheelcellen en de lever continu kleine hoeveelheden eiwitten afgeven, of doordat
er dagelijks miljoenen cellen in het lichaam afsterven en vervangen worden. Ook bij
normale spieractiviteit komen eiwitten vrij in het bloed.
Er zijn altijd lage concentraties van niet-plasma-specifieke biomarkers in het plasma
aanwezig (referentiewaarden).
De uitscheiding van biomarkers uit het plasma gebeurt via het opnemen van stoffen
door weefsels, waar ze verder worden afgebroken (katabolisme). Verder worden
vooral kleinere moleculen uitgescheiden door de nieren via de urine. De snelheid
waarmee dit gebeurt, bepaalt de halfwaardetijd van een biomarker in het bloed.
Verhoogde concentraties van niet-plasma specifieke biomarkers in het plasma:
• Verhoogde permeabiliteit van celmembranen (bijv. cel schade of necrose)
• Blokkade van secretie routes
• Inductie / overproductie van eiwitten
De sensitiviteit voor orgaan-schade hangt af van
de concentratie biomarker in dat specifieke
orgaan, vergeleken met normaal plasma. Hoe
groter dit verschil, hoe gevoeliger de biomarker
is voor schade aan dat orgaan. Bijvoorbeeld:
ASAT komt 8.000 keer meer voor in het hart dan
in plasma, waardoor het sterk kan stijgen bij hartschade.
De specificiteit voor orgaan-schade hangt af van de concentratie biomarker in andere
organen. Als een biomarker in meerdere organen hoog geconcentreerd voorkomt, is
de specificiteit lager, omdat een verhoging niet duidelijk één orgaan aanwijst. Zo is
LDH in zowel lever, hart als skeletspier in hoge concentraties aanwezig, waardoor
het bij schade niet onderscheidend is. ALAT daarentegen zit vooral in de lever en is
daardoor specifieker voor leverschade.
Hoe dieper een enzym in de cel opgeslagen ligt, hoe ernstiger de schade moet
zijn voordat het in het plasma terechtkomt. Enzymen die zich in het
plasmamembraan of cytoplasma bevinden, komen bij lichtere celbeschadiging vrij
dan enzymen die verder in de cel gelegen zijn, zoals in de mitochondriën, die pas
vrijkomen bij forse celschade.
Vrijkomen in de circulatie wordt door meerdere
factoren bepaald:
• Afstand cel-capillair bloedvat
• Dikte basale membraan
• Molecuulgewicht
2
, • Biomarker patroon is afhankelijk van aanbod en eliminatie
• Betrokken orgaan kan afgeleid worden uit relatie tussen
- Biomarkers die in alle weefsels voorkomen
- Orgaan-specifieke biomarkers
• Ernst van de schade kan afgeleid worden uit
- Biomarkers die makkelijk plasma bereiken
- Biomarkers die sterk gebonden zijn aan cellen (bijv. in mitochondria)
• Acute fase kan afgeleid worden uit patroon
- Biomarkers met lange halfwaardetijd (late diagnostiek)
- Biomarkers met korte halfwaardetijd (vroege diagnostiek)
Fouten in het proces komen voornamelijk voor in de
pre-analytische fase, namelijk 68%.
Fouten in de pre-analyse:
• Verkeerde analyse aangevraagd
• Aanvraag “kwijt”
• Patiënt identificatie fout
• Patiënt voorbereidingsfout (nuchter? Top-dalspiegel?)
• Fouten bij bloedafname
• Fouten tijdens transport
• Verkeerd verwerken buizen
Fouten in de analyse:
• Analysefouten apparatuur (verontreiniging)
• Analysefouten mens
• Interferenties
• Monster kwijt
• Monster verwisseling
Fouten in de post-analyse:
• Uitval apparatuur
• Uitval IT
• Overschrijf fouten
• Foutieve interpretatie
In 75% van de gevallen hebben de fouten geen gevolgen. Echter, in 19% leidt het tot
een vervolgprocedure en in 6% leidt het tot foutieve therapie.
3
, Casus 1: Verkeerde buis voor bepaling
In dit geval is er sprake van een pre-analytische
fout doordat bloed uit een EDTA-buis (roze dop)
is overgegoten in een heparinebuis (groene dop).
Elke bloedbuis bevat een specifiek additief dat
de samenstelling van het bloed beïnvloedt en dat
bedoeld is voor bepaalde laboratoriumonderzoeken.
Wanneer EDTA-bloed wordt overgeschonken in een heparinebuis, ontstaat er
contaminatie met EDTA. Dit leidt tot fouten in de labwaarden. Het kaliumgehalte
wordt kunstmatig extreem verhoogd, omdat EDTA kaliumzouten bevat. Het
calciumgehalte daarentegen lijkt volledig verdwenen, omdat EDTA calcium bindt.
Bij herhaling van de bepalingen met correct afgenomen bloed worden normale
waarden gevonden. Dit laat zien dat de eerste uitslagen niet betrouwbaar waren. Het
overschenken van bloed tussen buizen met verschillende additieven is daarom strikt
verboden, omdat dit kan leiden tot foutieve laboratoriumresultaten die mogelijk
ernstige klinische gevolgen hebben.
Casus 2: Bijmenging
De tweede bloedafname wijkt af van de eerste en derde
metingen. Dit komt doordat het bloed is afgenomen uit
de arm waar een NaCl-infusie liep. Het infuusvocht
vermengt zich met het afgenomen bloed en veroorzaakt
zo een vertekend beeld: de natrium- en
chlorideconcentraties zijn kunstmatig verhoogd, terwijl de overige waarden juist lager
uitvallen. Deze afwijkingen zijn het gevolg van contaminatie door het infuus.
Casus 3: Verkeerde patiënt
Soms laten laboratoriumuitslagen grote veranderingen zien die klinisch niet
bij de patiënt passen. In zo’n geval wordt een delta-alarm (D) geplaatst.
Een mogelijke oorzaak hiervan is een patiëntenverwisseling, bijvoorbeeld
wanneer het etiket van de verkeerde patiënt op een bloedbuis wordt
geplakt. Jaarlijks leidt dit tot ongeveer 250 verzoeken om onverwachte
uitslagen te verwijderen. Kritische bepalingen, zoals de bloedgroepbepaling,
moeten daarom altijd dubbel uitgevoerd worden.
Casus 4: Hemolyse
Hemolyse bij bloedafname ontstaat wanneer rode bloedcellen beschadigd raken
tijdens het prikken. Dit zorgt ervoor dat hun inhoud vrijkomt in het plasma of serum,
waardoor testresultaten vertekend kunnen raken. Bepaalde analyten zoals kalium,
LDH, ASAT en foliumzuur komen vrij uit de rode bloedcellen, waardoor ze
kunstmatig verhoogd zijn (“hemolytisch monster, verhoogde uitslag”). Ook van
specifieke geneesmiddelen neemt de plasma concentratie toe.
4
Lecture 1: Klinisch chemische testen in diagnostiek, behandeling, follow-up en
prognose van ziekte
In de klinische chemie worden lichaamseigen stoffen onderzocht in lichaamseigen
vloeistoffen.
• Bloed (volbloed, plasma/serum)
• Urine
• Minder frequent: feces, liquor (hersenvocht),
speeksel, zweet, traanvocht, gal, pleuravocht,
synoviaal vocht of ascitesvocht
Bloed bestaat uit bloedplasma en bloedcellen, waaronder
rode bloedcellen, witte bloedcellen en bloedplaatjes.
Bloedplasma bestaat voor het grootste deel uit water
(ongeveer 92%). Daarnaast bevat het eiwitten (zoals
albumine en antistoffen), elektrolyten, nutriënten, etc.
Plasma en serum zijn beide het vloeibare deel van het bloed, maar er is een
belangrijk verschil tussen de twee. Plasma wordt verkregen uit bloed dat met een
antistollingsmiddel is afgenomen. Wanneer dit bloed wordt gecentrifugeerd,
scheidt het zich in drie lagen: bovenaan het plasma, in het midden de buffy coat
met witte bloedcellen en trombocyten, en onderin de rode bloedcellen. Plasma
bevat stollingsfactoren, zoals fibrinogeen. Serum daarentegen ontstaat uit bloed
dat zonder antistollingsmiddel is afgenomen, waardoor het bloed eerst stolt. Na
centrifugeren blijft er een heldere vloeistof over die de stollingsfactoren mist,
omdat deze tijdens de stolselvorming zijn verbruikt. Het stolsel zelf bevindt zich
onder in het buisje. Kortom, plasma bevat stollingsfactoren en serum niet.
Plasma –
+ : Sneller te verwerken, hoeft niet te stollen
+ : Geen risico op nastolling
- : additieven kunnen assay verstoren
- : fibrinogeen kan assay verstoren
Serum –
+ : Geen invloed van additieven
+ : ‘Schoner’ materiaal > minder eiwitten
- : Nastolling kan assay verstoren
Biomarkers in plasma/serum –
• Plasma/serum specifieke eiwitten (bijv. albumine)
• Enzymen van exocriene klieren (bijv. amylase en lipase)
• Cellulaire enzymen (bijv. transaminases ASAT en ALAT)
1
,Alles in het lichaam “lekt”, en dat is een fysiologisch proces. Cellen, weefsels en
organen verliezen voortdurend kleine hoeveelheden eiwitten, enzymen of andere
stoffen aan het bloedplasma. Dit gebeurt bijvoorbeeld doordat rode bloedcellen en
bloedplaatjes een beperkte levensduur hebben en afgebroken worden, doordat
endotheelcellen en de lever continu kleine hoeveelheden eiwitten afgeven, of doordat
er dagelijks miljoenen cellen in het lichaam afsterven en vervangen worden. Ook bij
normale spieractiviteit komen eiwitten vrij in het bloed.
Er zijn altijd lage concentraties van niet-plasma-specifieke biomarkers in het plasma
aanwezig (referentiewaarden).
De uitscheiding van biomarkers uit het plasma gebeurt via het opnemen van stoffen
door weefsels, waar ze verder worden afgebroken (katabolisme). Verder worden
vooral kleinere moleculen uitgescheiden door de nieren via de urine. De snelheid
waarmee dit gebeurt, bepaalt de halfwaardetijd van een biomarker in het bloed.
Verhoogde concentraties van niet-plasma specifieke biomarkers in het plasma:
• Verhoogde permeabiliteit van celmembranen (bijv. cel schade of necrose)
• Blokkade van secretie routes
• Inductie / overproductie van eiwitten
De sensitiviteit voor orgaan-schade hangt af van
de concentratie biomarker in dat specifieke
orgaan, vergeleken met normaal plasma. Hoe
groter dit verschil, hoe gevoeliger de biomarker
is voor schade aan dat orgaan. Bijvoorbeeld:
ASAT komt 8.000 keer meer voor in het hart dan
in plasma, waardoor het sterk kan stijgen bij hartschade.
De specificiteit voor orgaan-schade hangt af van de concentratie biomarker in andere
organen. Als een biomarker in meerdere organen hoog geconcentreerd voorkomt, is
de specificiteit lager, omdat een verhoging niet duidelijk één orgaan aanwijst. Zo is
LDH in zowel lever, hart als skeletspier in hoge concentraties aanwezig, waardoor
het bij schade niet onderscheidend is. ALAT daarentegen zit vooral in de lever en is
daardoor specifieker voor leverschade.
Hoe dieper een enzym in de cel opgeslagen ligt, hoe ernstiger de schade moet
zijn voordat het in het plasma terechtkomt. Enzymen die zich in het
plasmamembraan of cytoplasma bevinden, komen bij lichtere celbeschadiging vrij
dan enzymen die verder in de cel gelegen zijn, zoals in de mitochondriën, die pas
vrijkomen bij forse celschade.
Vrijkomen in de circulatie wordt door meerdere
factoren bepaald:
• Afstand cel-capillair bloedvat
• Dikte basale membraan
• Molecuulgewicht
2
, • Biomarker patroon is afhankelijk van aanbod en eliminatie
• Betrokken orgaan kan afgeleid worden uit relatie tussen
- Biomarkers die in alle weefsels voorkomen
- Orgaan-specifieke biomarkers
• Ernst van de schade kan afgeleid worden uit
- Biomarkers die makkelijk plasma bereiken
- Biomarkers die sterk gebonden zijn aan cellen (bijv. in mitochondria)
• Acute fase kan afgeleid worden uit patroon
- Biomarkers met lange halfwaardetijd (late diagnostiek)
- Biomarkers met korte halfwaardetijd (vroege diagnostiek)
Fouten in het proces komen voornamelijk voor in de
pre-analytische fase, namelijk 68%.
Fouten in de pre-analyse:
• Verkeerde analyse aangevraagd
• Aanvraag “kwijt”
• Patiënt identificatie fout
• Patiënt voorbereidingsfout (nuchter? Top-dalspiegel?)
• Fouten bij bloedafname
• Fouten tijdens transport
• Verkeerd verwerken buizen
Fouten in de analyse:
• Analysefouten apparatuur (verontreiniging)
• Analysefouten mens
• Interferenties
• Monster kwijt
• Monster verwisseling
Fouten in de post-analyse:
• Uitval apparatuur
• Uitval IT
• Overschrijf fouten
• Foutieve interpretatie
In 75% van de gevallen hebben de fouten geen gevolgen. Echter, in 19% leidt het tot
een vervolgprocedure en in 6% leidt het tot foutieve therapie.
3
, Casus 1: Verkeerde buis voor bepaling
In dit geval is er sprake van een pre-analytische
fout doordat bloed uit een EDTA-buis (roze dop)
is overgegoten in een heparinebuis (groene dop).
Elke bloedbuis bevat een specifiek additief dat
de samenstelling van het bloed beïnvloedt en dat
bedoeld is voor bepaalde laboratoriumonderzoeken.
Wanneer EDTA-bloed wordt overgeschonken in een heparinebuis, ontstaat er
contaminatie met EDTA. Dit leidt tot fouten in de labwaarden. Het kaliumgehalte
wordt kunstmatig extreem verhoogd, omdat EDTA kaliumzouten bevat. Het
calciumgehalte daarentegen lijkt volledig verdwenen, omdat EDTA calcium bindt.
Bij herhaling van de bepalingen met correct afgenomen bloed worden normale
waarden gevonden. Dit laat zien dat de eerste uitslagen niet betrouwbaar waren. Het
overschenken van bloed tussen buizen met verschillende additieven is daarom strikt
verboden, omdat dit kan leiden tot foutieve laboratoriumresultaten die mogelijk
ernstige klinische gevolgen hebben.
Casus 2: Bijmenging
De tweede bloedafname wijkt af van de eerste en derde
metingen. Dit komt doordat het bloed is afgenomen uit
de arm waar een NaCl-infusie liep. Het infuusvocht
vermengt zich met het afgenomen bloed en veroorzaakt
zo een vertekend beeld: de natrium- en
chlorideconcentraties zijn kunstmatig verhoogd, terwijl de overige waarden juist lager
uitvallen. Deze afwijkingen zijn het gevolg van contaminatie door het infuus.
Casus 3: Verkeerde patiënt
Soms laten laboratoriumuitslagen grote veranderingen zien die klinisch niet
bij de patiënt passen. In zo’n geval wordt een delta-alarm (D) geplaatst.
Een mogelijke oorzaak hiervan is een patiëntenverwisseling, bijvoorbeeld
wanneer het etiket van de verkeerde patiënt op een bloedbuis wordt
geplakt. Jaarlijks leidt dit tot ongeveer 250 verzoeken om onverwachte
uitslagen te verwijderen. Kritische bepalingen, zoals de bloedgroepbepaling,
moeten daarom altijd dubbel uitgevoerd worden.
Casus 4: Hemolyse
Hemolyse bij bloedafname ontstaat wanneer rode bloedcellen beschadigd raken
tijdens het prikken. Dit zorgt ervoor dat hun inhoud vrijkomt in het plasma of serum,
waardoor testresultaten vertekend kunnen raken. Bepaalde analyten zoals kalium,
LDH, ASAT en foliumzuur komen vrij uit de rode bloedcellen, waardoor ze
kunstmatig verhoogd zijn (“hemolytisch monster, verhoogde uitslag”). Ook van
specifieke geneesmiddelen neemt de plasma concentratie toe.
4
