EisenstoffwechselEisenmangel-, Infekt-, Tumoranämie

Klinikum Bremen - Mitte gGmbHBremer Zentrum für Laboratoriumsmedizin GmbH

Peter C. Fink

Resorptionsfördernde

• Fleischreiche Ernährung mit hohem Häm-gebundenen Fe3+-Anteil

• Saures, reduzierendes Milieu bei hohem Obst- und Gemüse-Anteil

Resorptionshemmende

• Verminderte Magensaftsekretion im Alter (Schleimhautatrophie)

• Niedriger Anteil zweiwertigen (Fe2+) Nahrungseisens bei einseit-iger Ernährung (Vegetarier)

• Bildung nicht – absorbierbarer Eisen-haltiger Komplexe bei starkem Kaffee- und/oder Teekonsum

Eisenstoffwechsel: Einflüsse

Funktionseisen 80 %• Hämoglobin 65 %• Myoglobin 10 %• Enzyme 5 %

Katalase, Peroxidase, Cytochrome

Depoteisen 20 %

• Ferritin, Hämosiderin 20 %

Transporteisen 0,1–0,2%• Transferrin – Fe3+

Hämoglobin65%

Myoglobin10%

Enzyme5%

Ferritin, Hämosiderin20%

Transporteisen0,1%

Hämoglobin

Körpereisen - Gesamtbestand

Körpereisen – Gesamtbestand : ♀: 3,4–4 g / ♂: 4–5 g

Hämoglobin - Molekül – Struktur

Oxidationszahl beim Eisen Oxidationszahl beim Eisen –– HHäämm -- KomplexKomplex

• Oxy-Hb: oxygeniertes Hämoglobin, das durch Anlagerung je eines Sauerstoffatoms an eine Hämgruppeentsteht.

• Desoxy-Hb: Hämoglobin ohne Sauerstoff, zum Beispiel im venösen Blut.

• Methämoglobin (MetHb): Das normalerweise zweiwertige Eisen (Fe2+) ist zu dreiwertigem Eisen (Fe3+) oxidiert .

• MetHb kann Sauerstoff binden, ihn aber nicht abgeben.

Eisenstoffwechsel

Erythropoetin (EPO)

Pro-erythroblast

BasophilerErythroblast Polychromatische

Erythroblast OrthochromatischeErythroblast

RetikulozytErythrozyt

KM

PB

Sauerstoffsättigung

SauerstoffsensorNiere

• Erythrozytenkonzentration: 4,2 / 4,6 – 5,4 / 6,2 x T/l (Frauen/Männer)

Lebensdauer der Erythrozyten: 120 TageNeubildung der Erythrozyten: 2 x 1011 Erythrozyten / Tag

• EPO ist ein hämatopoetischerWachstumsfaktor

Ziel: Konstanzerhaltung der zirkulierenden ErythrozytenmengeBildung: Fetus: Leber; Erwachsene: Niere 85-90%, Juxtaglomerulärer

Apparat: Peritubuläre Fibroblasten, Endothelzellen der um die Nierenkanälchen gelegenen Kapillaren; 10 -15% Hepatozyten, Milz, Gehirn, Gebärmutter

Regulation: Gewebshypoxie, Hb-Sauerstoffsättigung < Schwellenwert

• Funktion: - Proliferation der Erythropoese- Differenzierung der Erythropoese- Beschleunigung der Hb-Synthese- Beschleunigung der Transferrin-Rezeptor-Expression- Verkürzung des Reifeprozesses der Erythroblasten- Stimulation der Retikulozyten-Freisetzung aus KM

Erythropoe(i)tin (EPO)

Siderozyt: Eisengranula enthaltender Erythrozyt

Siderozyt

Blaugrüne Eisengranula

Siderosom

Hämosiderin Fe+++

(Pappenheim Körperchen)Eisenhaltige blaue Partikel

Hämosiderin positive-Zellen nach Pappenheim - Färbung

Ferritin – Molekül - Aufbau

• Basische Isoferritine

• eisenreich

• Leber

• Milz

• Knochenmark

• Saure Isoferritine

• eisenarm

• Plazenta

• Herz

• Tumore

Ferritin: Eisenspeicherprotein (MW: > 440 kD)

Isoferritine: Unterschiedliches Trennverhalten bei Isoelektrofokussierung (pH 3,5 – 9,5)

Plasmaferritin ist basisch, korreliert mit Gesamt-Körpereisen-Speichern (Ausnahme: Eisenverteilungsstörungen)

Ferritin - Konzentrationserhöhungen

• Indiz für eine Eisenüberladung

• Leberparenchymschäden (d.h. verminderte Plasma-Ferritin Clearance durch die Leber)

• Infektionen, chronische Entzündungen

• Maligne Erkrankungen (Hepatomen, Mamma-Pankreas-, Prostata und Bronchial-Ca, Neuro-blastom, Lymphome - Leukämien)

Hereditäre Hämochromatose(HH)

• Eisenüberladungszustand, der durch ein erhöhtes Ferritinund eine erhöhte Transferrinsättigungcharakterisiert ist.

• Die Erkrankung beruht auf einer Fehlregulation der Eisenaufnahme im oberen Dünndarm

• Vermehrte Eisenablagerung in der Leber, im Herz (Cardiomyopathie) in den Gelenken, dem Pankreas (Diabetes) und den endokrinen Drüsen z.B. Hypophyse

• Spätfolgen: Leberzirrhose, Arthrose, Hypogonadismus.

• Ursache ist eine Punktmutation im HFE-Gen an Position 845.

MHH Lichtinghagen

MHH Lichtinghagen

Pat. E. geb. 01.10.1927

Klinik: Verfärbung der Haut, Lebercirrhose

Was wird aus labordiagnostischer Sicht unter Anämie verstanden?

• Konzentrationserniedrigung der Erythrozytenzahl

• Konzentrationserniedrigung des Hämatokrits

• Konzentrationserniedrigung des Hämoglobins

• unterhalb des geschlechts- und altersklassen-spezifischen Referenzbereiches

Anämie

• Definition: Verminderung von Hämoglobin ( Hb ) und von Hämatokrit ( Hkt )

• Hb Frauen : < 12,0 g/dl Hkt Frauen: < 36 %; 0,36 l/l

Männer : < 13,0 g/dl Männer: < 40 %; 0,40 l/l

Bei allen Überlegungen zur Diagnostik und Therapie, eine Anämie ist stets nur die Folge einer Erkrankung bzw. Störung.

• Eine Anämie wird durch Mess- und Kenngrößen (Früherkennung) sowie klinische Merkmale charakterisiert

Klinische Merkmalsausprägungen der Anämie

• Dyspnoe (bei Belastung, Treppensteigen, Einkaufen)

• Tachykardie, Herzklopfen

• Kopfschmerzen, Leistungsabfall, Schwäche, Abgeschlagenheit

• Blässe der Haut und Schleimhaut

Blässe des Nagelbettes

Blässe der Gesichtsfarbe

Ursachen der Anämie

Kleines Blutbild –Anämie Schnelldiagnostik

(g/dl; g/l)(T/l; 1012/l; /pl)

(G/l; 109/l; /nl)(G/l; 109/l; /nl)

Welche Laboruntersuchungen sind richtungsweisend bei der Abklärung einer

Anämie?

4 3 2 1 0

Normal ist eine Reifungszeit von 4 Tagen, davon 2-3 Tageim Knochenmark (KM) und einen Tag im peripheren Blut.

PB KM

Retikulozyt (Heilmeyer Stadien)

Morphologische Definition der Retikulozyten

(Heilmeyer 1932, Seip 1953)

Stadium IKnäuelform

0.1%

Stadium 0 Orthochromatische Erythroblasten

Stadium IVKörnchenform

61.0 %

Stadium IINetzförmig

7.0 %Stadium III vollständigeNetzform 32.0 %

Darstellung der Substantia reticulogranulofilamentosa nach Supravitalfärbung

Mit Supravitalfarb-stoffen wird im Zellinneren ein feines netzartiges Gerüst, die sogenannte Substantiareticulogranulofila-mentosa, dargestellt, die aufgrund ihrer Ausdehnung und Anordnung zu einer Einteilung der Retikulozyten in vier Stadien geführt hat.

THROMBOZYTEN

VOLUMEN

RETIS

ERYTHROZYTEN

High LLS Retis

1 – Reife Retikulozyten2 – Unreife (High LS) Retikulozyten

IRF = (Anz. HLSR / Reti ges.)

HLR% = (Anz. HLSR / ges. ERY) x 100

LEUKO

Der IRF wird berechnet als das Verhältnis zwischen den „High LLS Reticulocytes“(obere 8 Kanäle) und den gesamten Retikulozyten in allen 10 Kanälen

Immature Reticulocyte Fraction (IRF)

Immature Reticulocyte Fraction (IRF)Ein log. Lichtstreuungshistogramm der Retikulozyten wird erstellt und per Software in 10 Kanäle unterteilt. Die Zellen in den oberen 8 Kanälen werden als sogenannte „High LLS

Reticulocytes“ (Retikulozyten mit hoher log. Lichtstreuung) bezeichnet und gezählt.

Messprinzip RET-Kanal

RBC

PLT-O

WBC/ NRBCLFR MFR HFR

IRF

� Zählung und „Differenzierung“ der Retikulozyten durch:

Fluoreszenzintensität (DNA-/RNA-Gehalt) und Vorwärtsstreulicht (Volumen)

Zusammenfassung Messprinzip

LFR : Low Fluorescence Retikulocyte � Reife Retikulozyten

MFR: Medium Fluorescence Retikulocyte� MittelreifeRetikulozyten

HFR: High Fluorescence Retikulocyte � Unreife Retikulozyten

IRF: Immature Retikulocyte Fraction � MFR + HFR

Je unreifer der Retikulozyt, desto stärker die Fluoreszenzanfärbung.

Immature Reticulocyte Fraction (IRF)

• zur Beurteilung der Frühphase der Erythropoese nach erfolgreiche Knochen-

marktransplantation bei leukämischen Patienten.

• zur Einschätzung der Knochenmarkserholung nach Chemotherapie.

• zur Beurteilung der Gewebe-Sauerstoff-(unter) versorgung bei Patienten mit Lungen- und Herzerkrankungen; die gesteigerte Erythropoetin-Bildung führt zur erhöhtem IRF.

• zur Beurteilung der neonatalen Hypoxie.

• zur Beurteilung der Erythropoese-Aktivität von Hämodialyse-Patienten; die gesteigerte Erythropoese nach Substitution mit Erythropoietin und/oder Eisen führt zur vermehrten Ausschwemmung von Retikulozyten in das periphere Blut und damit zu einem raschen Anstieg der IRF.

Welche Laboruntersuchungen sind richtungsweisend bei der Abklärung einer

Anämie?

Mittleres Erythrozytenvolumen (MCV)

Hämatokrit (l/l)MCV = -------------------------- fl

Erythrozytenzahl (T/l)

• Das Einzelerythrozytenvolumen ist im Gegen-satz zur Erythrozytenzahl und zum Hämatokrit-wert, die von verschiedenen Faktoren abhängig sind, absolut.

Erythrozytenindices

• MCV erhöht bei: Neugeborenen, physiologisch bedingt • Megaloblastärer Anämie• Makrozytose• Retikulozytose• Überwachung des Alkoholismus:

Folsäure-Vitamin- B12-Mangel? Osmotischer Effekt des Ethanols? Effekt → Erythropoese?

• Kälteagglutinine ( Kälteautoantikörper )

• MCV vermindert: Eisenmangel, mikrozytärer Anämie

Diagnostische Bewertung von MCV

Der Hämoglobingehalt des Einzelerythrozyten (HbE) ist eine reale Größe, wie das Einzelerythrozytenvolumen. Er sagt unmittelbar etwas über die Erythropoese aus und ist unabhängig vom Gesamtblut und vom Plasmavolumen.

Mittleres korpuskuläres Hämoglobin (MCH)

Hämoglobin [g/l] 145MCH = ------------------------- ---- = 29 pg

Erythrozytenzahl x T/l 5.0

Erythrozytenindices

• Hypochrome-mikrozytäre Anämie: Eisenmangelanämie

MCH ↓, MCV ↓ Chron. Blutung z.B.: Koloncarcinom

Hypermenorrhoe

• Normochrome-normozytäre Anämie: Akute Blutung, MCH, MCV Blutverlust

PanmyelophtiseKM-Hypoplasie

• Hyperchrome-makrozytäre Anämie:Magenresektion, Perniciöse A.mie

MCH ↑, MCV ↑ DNS-Synthesestörung bei Vitamin B12-

und/oder Folsäuremangel, C2H5OH -induzierter Leberschaden

Diagnostische Bewertung von MCH

Welche Laboruntersuchungen sind richtungsweisend bei der Abklärung einer

Anämie?

Welche Messgrößen zeigen intravasale Hämolyse an?

- Haptoglobin

• Eisen ( Fe )

• Transferrin – EBK ( Tf )

• Transferrinsättigung ( TfS )

• Löslicher Transferrin – Rezeptor ( sTfR )

• Ferritin

• Haptoglobin, Hämopexin, LDH, freies Hb im Plasma, Kalium

• Folsäure im Serum und Folsäure im Erythrozyten

• Vitamin B 12, Vitamin B 6

• Erythropoetin ( EPO )

• Retikulozyten

• Immature Reticulocyte Fraction ( IRF )

• % Anteil hypochromer Erythrozyten

• Erythrozyten - Indices (MCV, MCH)

Messgrößen zur Beurteilung von Anämien

Welche Laboruntersuchungen sind richtungsweisendbei der Abklärung einer Anämie?

• Zahl der Retikulozyten

• Erythrozytenindices (MCV, MCH)

• Hämolyse-Paramter

• Blutausstrich (Mikroskopie) (Ausstrich-, Färbemodul; manuell)Erythrozytenmorphologie

Leistungsmerkmale vom LH-750 (Fa. Beckman & Coulter)(Softwarerevision 2 B 1)

Welche Laboruntersuchungen sind richtungsweisendbei der Abklärung einer Anämie?

• Zahl der Retikulozyten

• Erythrozytenindices (MCV, MCH)

• Hämolyse-Paramter

• Blutausstrich (Mikroskopie) (Ausstrich-, Färbemodul; manuell)Erythrozytenmorphologie

Erymorph

Fragmentozyt - Red Blood Cell ( RBC )

Akanthozyt

Entfetteter staubfreier Objektträger

Anämie Basisdiagnostik

Retikulozytenzahl - IRFerhöht

Ja Nein

Hämolyse-Zeichen?- Kalium- LDH- Haptoglobin- freies Hb im Plasma- Bilirubin indirekt

MCV MCH

HämolytischeAnämie

Ja Nein

Blutungs-Anämie

HypochromeAnämie

NormochromeAnämie

Hyperchrome Anämie

erniedrigt erhöht

Eisenstoffwechsel-Störung

Nicht eisenbedingte Erythropoese-Störung

Gesteigerte Ery-Zerstörung

Gesteigerter Ery-Verlust

Differentialdiagnose: Hämolytische AnämieDifferentialdiagnose: Hämolytische Anämie

Intravasale Hämolyse

CD55, CD59Bluttrans-

fusionErythrozyten-

enzymeOsmotische

ResistenzMedikamente Hb-Anomalie Hepatopathie

Agglut-inine

PNH Transfusions-zwischenfall

PyruvatkinaseGlucose-6-P-DH

KongenitaleSphärozytose

Penicillin,Antibiotika

HbS, HbC,HbE, HbMHb-SyntheseDefekte:a-, β-, γ-, δ-Ketten

TargetzellenSiderozytenAkanthozytenFragmentozyten, SchizozytenElliptozytenMikrosphärozytenErythrozytenagglutinate

HepatitisA, B, C, D, E

Erythrozyten-Fragmentations-

syndrom

Immun-hämolyse

Eisenmangelanämie - Geräteprotokoll

Eisenmangelanämie

Perniziöse Anämie-01

Bezeichnung für Bilirubinfraktionen

Chromatographisch Chemisch Analytisch (Azoderivate)

α-Fraktion Unkonjugiertes Bilirubin „indirektes“ Bilirubin

β-Fraktion Monoglucuronid „direktes Bilirubin“

γ-Fraktion Diglucuronid

δ-Fraktion Albumin kovalent gebundenes Bilirubin

Autoimmunhämolytische Anämie ?

Perniziöse Anämie-02

Fe-Verteilungsstörung-PSA-Tumor

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit