Institut für Mikrobiologie, Immunologie und Krankenhaushygiene Städtisches Klinikum Braunschweig ggmbh Katalytische Enzym-Konzentration Teil 1 (11:00-11:40 Uhr) LEBERDIAGNOSTIK I & Teil 2 (11:50-12:30 Uhr) Therapeutisches Drug Monitoring MHH Substrat (Art, Konzentration) Kofaktoren (Art, Konzentration) In Puffer In-house (Art, Methoden Konzentration) Konventionelle Temperatur Standardmethoden Optimierte ph-wert Standardmethoden der DGKC IFCC Hilfs-, IFCC-Methoden, Indikatorreaktion (International Federation of Clinical and Laboratory Medicine) Wellenlänge nge der Messstrahlung Probe-,, Endvolumen U/l x 0.0167 = µkat/l linical Chemistry Messung im Fließgleichgewicht Auswertung der Enzymkinetik t [min] 4 Start der Reaktion E [S] >> K m [E] v max 3 t 2 α Tangens (α)( ) = E/ t 1 Michaeliskonstante Ausgangswert.700.650.600.550 Ext. Ermittlung der Reaktionsgeschwindigkeit Absorptions-Zeit Zeit-Kurve Kontinuierliche Aufzeichnung Diskontinuierliche Aufzeichnung Zweipunktkinetik (z.b. gestoppter Test) Ggf. Leerwert-Reaktion GT (Aminos γgt (Aminosäure-γ -Glutamytransferase,, EC 2.3.2.2.) Chromogenes Substrat (5-Amino-2-Nitrobenzoat, Absorptionszunahme) AP Chromogenes Substrat (4-Nitrophenolat,, Absorptionszunahme) GLDH Einfacher optischer Test (NADH, Absorptionsabnahme) ALT Gekoppelter optischer Test (NADH, Absorptionsabnahme) AST Gekoppelter optischer Test (NADH, Absorptionsabnahme)
Messung der ALT: gekoppelter optischer Test Reaktionsablauf bei der Bestimmung der ALT ALT Alanin + 2-Oxoglutarat Pyruvat + Glutamat Messreaktion LD Pyruvat + NADH + H + Lactat + NAD + Indikatorreaktion Messung der LD: einfacher optischer Test Isoenzyme Isoenzyme sind gekennzeichnet durch gleiche Substrat-Spezifit Spezifität gleiche enzymatische Wirkung verschiedene Gene unterschiedliche Primärstruktur rstruktur unterschiedliches physikochemisches Verhalten Multiple Formen von Enzymen Isoenzyme Genetisch unabhängige ngige Enzyme verschiedener Gene Verschiedene Allele eines Gens (Allelozyme( Allelozyme) Heteropolymere (Hybride) Alloenzyme Unterschiede im Nicht-Proteinanteil (Kohlenhydrat) Spaltung eines Proenzyms an verschiedenen Stellen Polymere aus identischen Untereinheiten Unterschiedliche räumliche r Anordnung Komplexbildung mit Immunglobulinen Klinische Konsequenzen nicht erkannter Makroenzyme Makro-Amylase Röntgenuntersuchungen, Szintigramme, Sonographien, Gastroskopien, u.a. Makro-AST Leberbiopsien Makro-AP Makro-SP Prostata-Biopsien, Antiandrogen-Therapie
Verfahren zur Isoenzymbestimmung Elektrophoretische Trennung CK, AP Chromatographie Makroamylase Immuninhibition CK, Amylase Isoenzymspezifische Substrate LDH Selektive Inhibition SP, Amylase Thermische Inaktivierung AP Immunologische Massen-Bestimmung CK, AP AP-Aktivitäten Isoenzyme der im Alkalischen Serum Phosphatase Plazentare AP Intestinale AP Gesamtaktivität ( 100 %) Unspezifische AP Leberfraktion ( 50 %) Knochenfraktion ( 70 %) Intestinalfraktion Niere ( 20 %) Keimzellvariante Erhöhte Aktivität der Alkalischen Phosphatase Knochenumbauprozesse M. Paget Skelettmetastasen, Primärtumoren rtumoren Rachitis, Osteomalazie (Frakturen, Hyperparathyreoidismus) NICHT bei Osteoporose, Zysten, Myelom Hepato-bili biliäre Prozesse Intra- und extrahepatische Gallengangsprozesse Hepatitis, Zirrhose Lebertumoren Andere Karzinome, Kollagenosen (Amyloidose), Medikamente Ursachen für erhöhte Aktivitäten der Gamma-Glutamytransferase im Serum Hepato-bili biliäre Prozesse Intra- und extrahepatische Gallengangsverschlüsse sse Lebermetastasen und tumoren Hepatitis, Zirrhose (Alkohol) Andere Alkohol Medikamente (Enzyminduktion) Diabetes mellitus, Hypertonie, koronare Herzkrankheit Charakteristische Organ-Muster? Relative Enzym-Konzentrationen der Organe AP GLDH ALT AST [%] Duodenum Knochen Pankreas Lunge Gehirn Niere Herz Muskel Leber 0 20 40 60 80 100
Leber Lokalisation & Organspezifität AST ALT GLDH Lokalisation & Organspezifität AST Mitochondrien (70%), Zytoplasma (30%) ALT Zytoplasma GLDH Mitochondrien-Matrix, Matrix, zentrolobulär γgt Zellmembran AP Zellmembran-gebunden, löslichl Herz, Leber, Muskel Thrombozyten Leber Leber Leber Leber, Knochen, Plazenta, (Tumor) Hohe GLDH-Aktivität Leberdystrophie Hepatitis Lebermetastasen Verschlussikterus Abstoßungsreaktion Hypoxische Leberschäden (Rechtsherzversagen, resp. Insuffzienz, Kreislaufversagen) Halbwertzeit 250 200 150 [h] 100 50 0 CHE AP LDH 1 GGT ALT GLDH Amylase AST CK Lipase LDH 5 Akute Virushepatitis Alkoholhepatitis
Chronische Hepatitis, Zirrhose Verschlussikterus Toxische Leberschäden: Beispiele Herzinfarkt
Schock Schock vs. Leberstauung vs. Herz-Kreislauf Kreislauf- Insuffizienz Zusammenfassung: Klinisch-chemische chemische Diagnostik bei V.a. Lebererkrankung Screening ALT Leberzellschädigung γ-gt Gallengangsbeteiligung CHE Synthesekapazität Weiterführende Diagnostik AST, GLDH, AP, Bilirubin, Albumin, Gerinnungsfaktoren, etc. Teil 2: Therapeutisches Drug Monitoring (TDM) 10 min Pause Bestimmung der Serumkonzentration verschiedener Pharmaka, die zu therapeutischen Zwecken eingesetzt wird
Allgemeine Auswahlkriterien zum TDM hohes Wirkpotential, gefährliche Toxizität enger therapeutischer Bereich, steile Dosis-Wirkungskurve keine definierte (biologische) Zielgröße (RR, Quick, Glucose) hohe (biologische) Variabilität der Pharmakokinetik nicht-lineare Pharmakokinetik prophylaktische Anwendung (Asthma, Epilepsie) Compliance Kontrolle Zuverlässige Nachweisverfahren Proteinbindung Albumin saures α1-glykoprotein Lipoproteine Freie Freie Konzentration Freie Freie Fraktion Pharmakokinetik & Pharmakodynamik Therapeutischer Bereich: empirisch Faktoren, die die Wirkung von Digoxin beeinflussen Pharmakokinetik (Absorption, Verteilung, Clearance) Bioverfügbarkeit Aufsättigungskinetik Verstärkung der Wirkung Hypokaliämie Pharmakodynamik Hypomagnesiämie (pharmakologischer Effekt) Hyperkalzämie Begriffe: Hypothyreose Therapeutische Breite Therapeutischer Bereich Myokardiale Ischämie Störungen des Säure-Basen-Haushalts etc.
Erreichen des Plateauwertes Gleichgewichtskonzentration Digoxin Digitoxin Phenytoin Phenobarbital Gentamicin Vancomycin Salizylsäure Halbwertzeit [h] 32-36 36 140-190 190 10-40 40-120 0.5-15 4-10 3-20 Zeit bis Steady State [d] 6.5-7.5 29-40 5-10 21-28 28 1-3 1-2 1-5 Verteilungs- und Eliminationsphase Zusammenhang: Dosis vs. Konzentration K = 0.693 / t 1/2 linearlinear Halblogarithmisch Kinetik 1.Ordnung Beispiel: Ethylalkohol Reaktion 0. Ordnung Ethanol: bis 20 mg/dl = 200 mg/l = 0.2 g/l 0.2 /oo Reaktion erster Ordnung ab >0.2 /oo Reaktion nullter Ordnung Männer: 16 (10-25) mg/dl/h Frauen: 10-20% niedriger Bei Werten über 3.0 /oo ergeben sich durch Aktivierung eines zweiten, induzierbaren Abbauweges in der Leber unvorhersehbare Abbauraten. Lineare Lineare Auftragung (Reaktion 0. Ordnung)
Biologische Variabilität: CL, Vd Zunahme des Verteilungsraums für f Aminoglykoside bei kritisch Kranken Verfahren zur Dosisvorhersage Theophyllin-Nomogramm Empirische Verahren Nomogramme Tabellen Einfache pharmakokinetische Methoden Ein-Punkt Punkt-Methoden Zwei-Punkt Punkt-Methoden Drei-Punkt Punkt-Methoden Bayes-Verfahren Regeln für die Blutabnahme bei der Anforderung von Pharmakaspiegel TDM in der Praxis Dauertherapie Im Steady-State State,, d.h. nach 4-55 Halbwertzeiten abnehmen Intravenöse Gabe Nach der Verteilungsphase abnehmen, d.h. ca.1-2 2 h nach Beendigung der Infusion. Ausnahmen Digoxin/Digitoxin Digitoxin: : 6-86 8 h Messung der maximalen Plasmakonzentration Zeit ist vom Pharmakon abhängig (1-18 18 h) Messung der minimalen Plasmakonzentration In der Regel vor der nächsten n Einnahme
TDM in der Praxis Digoxin therapeutic drug monitoring: : an audit and review Sidwell et al. 2003, N Z Med J 116:U708 53% der Messungen ohne klare Indikation 32% der Messungen innerhalb der Verteilungsphase 19% der Messungen nicht im steady state 5% der Messungen resultierten in falschen Konsequenzen Danke für die Aufmerksamkeit! In 29% der Fälle korrekte Indikation, Probennahme,, Interpretation