Eisenstoffwechsel Eisenmangel-, Infekt-, Tumoranämie - Peter C. Fink
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Eisenstoffwechsel
Eisenmangel-, Infekt-, Tumoranämie
Klinikum Bremen - Mitte gGmbH
Bremer Zentrum für Laboratoriumsmedizin GmbH
Peter C. Fink
Eisenstoffwechsel: Einflüsse
Resorptionsfördernde Resorptionshemmende
• Fleischreiche Ernährung mit • Verminderte Magensaftsekretion
hohem Häm-gebundenen Fe3+- im Alter (Schleimhautatrophie)
Anteil
• Saures, reduzierendes Milieu • Niedriger Anteil zweiwertigen
bei hohem Obst- und Gemüse- (Fe2+) Nahrungseisens bei einseit-
Anteil iger Ernährung (Vegetarier)
• Bildung nicht – absorbierbarer
Eisen-haltiger Komplexe bei
starkem Kaffee- und/oder
Teekonsum
Körpereisen – Gesamtbestand : ♀: 3,4–4 g / ♂: 4–5 g
Funktionseisen 80 %
• Hämoglobin 65 %
• Myoglobin 10 %
Körpereisen - Gesamtbestand
• Enzyme 5 %
Transporteisen
Katalase, Peroxidase, Cytochrome Enzyme 0,1%
5%
Myoglobin
10%
Depoteisen 20 %
• Ferritin, Hämosiderin 20 % Ferritin, Hämosiderin
20%
Hämoglobin
Hämoglobin
Transporteisen 0,1–0,2% 65%
• Transferrin – Fe3+
Hämoglobin - Molekül – Struktur
Oxidationszahl beim Eisen – Häm - Komplex
• Oxy-Hb: oxygeniertes Hämoglobin,
das durch Anlagerung je eines
Sauerstoffatoms an eine Hämgruppe
entsteht.
• 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- KM
erythroblast
Basophiler
Erythroblast Polychromatische
Erythroblast Orthochromatische
Erythroblast
Retikulozyt PB
Erythrozyt
Sauerstoffsättigung
Sauerstoffsensor
NiereErythropoe(i)tin (EPO)
• Erythrozytenkonzentration: 4,2 / 4,6 – 5,4 / 6,2 x T/l
(Frauen/Männer)
Lebensdauer der Erythrozyten: 120 Tage
Neubildung der Erythrozyten: 2 x 1011 Erythrozyten / Tag
• EPO ist ein hämatopoetischer Wachstumsfaktor
Ziel: Konstanzerhaltung der zirkulierenden Erythrozytenmenge
Bildung: 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 KMSiderozyt: Eisengranula enthaltender Erythrozyt
Blaugrüne Eisengranula
Siderosom
SiderozytHämosiderin positive-Zellen nach
Pappenheim - Färbung
Hämosiderin Fe+++
(Pappenheim Körperchen)
Eisenhaltige blaue PartikelFerritin – Molekül - Aufbau
Ferritin: Eisenspeicherprotein (MW: > 440 kD)
Isoferritine: Unterschiedliches Trennverhalten bei Isoelektrofokussierung (pH 3,5 – 9,5)
• Basische Isoferritine • Saure Isoferritine
• eisenreich • eisenarm
• Leber • Plazenta
• Milz • Herz
• Knochenmark • Tumore
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 Ferritin und eine erhöhte Transferrinsättigung charakterisiert ist. • Die Erkrankung beruht auf einer Fehlregulation der Eisen aufnahme 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 ReferenzbereichesAnämie
• 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 charakterisiertKlinische Merkmalsausprägungen der Anämie
• Dyspnoe (bei Belastung, Treppensteigen, Einkaufen)
• Tachykardie, Herzklopfen
• Kopfschmerzen, Leistungsabfall, Schwäche, Abgeschlagenheit
• Blässe der Haut und Schleimhaut
Blässe der
Gesichtsfarbe Blässe des NagelbettesUrsachen der Anämie
Kleines Blutbild –
Anämie Schnelldiagnostik
(T/l; 1012/l; /pl)
(g/dl; g/l)
(G/l; 109/l; /nl)
(G/l; 109/l; /nl)Welche Laboruntersuchungen sind
richtungsweisend bei der Abklärung einer
Anämie?Retikulozyt (Heilmeyer Stadien) Normal ist eine Reifungszeit von 4 Tagen, davon 2-3 Tage im Knochenmark (KM) und einen Tag im peripheren Blut. 4 3 2 1 0 PB KM
Morphologische Definition der Retikulozyten
(Heilmeyer 1932, Seip 1953)
Darstellung der Substantia reticulogranulofilamentosa nach
Supravitalfärbung
Stadium 0 Orthochromatische
Erythroblasten
Stadium I Mit Supravitalfarb-
Knäuelform stoffen wird im
0.1% Zellinneren ein feines
netzartiges Gerüst,
Stadium II die sogenannte
Netzförmig Substantia
7.0 % reticulogranulofila-
Stadium III vollständige mentosa, dargestellt,
die aufgrund ihrer
Netzform 32.0 % Ausdehnung und
Anordnung zu einer
Stadium IV Einteilung der
Körnchenform Retikulozyten in vier
61.0 % Stadien geführt hat.Immature Reticulocyte Fraction (IRF)
Ein log. Lichtstreuungshistogramm der Retikulozyten wird erstellt und per Software in 10
Kanäle unterteilt.Immature
Die Zellen in den oberen 8 Kanälen
Reticulocyte werden als
Fraction sogenannte „High LLS
(IRF)
Reticulocytes“ (Retikulozyten mit hoher log. Lichtstreuung) bezeichnet und gezählt.
ERYTHROZYTEN LEUKO
IRF = (Anz. HLSR / Reti ges.)
V HLR% = (Anz. HLSR / ges. ERY) x 100
O High LLS Retis
L
U
M
E
N
RETIS
1 – Reife Retikulozyten
THROMBOZYTEN 2 – Unreife (High LS) Retikulozyten
Der IRF wird berechnet als das Verhältnis zwischen den „High LLS Reticulocytes“
(obere 8 Kanäle) und den gesamten Retikulozyten in allen 10 KanälenMessprinzip RET-Kanal
IRF
RBC
WBC/
LFR MFR HFR
NRBC
PLT-O
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 Mittelreife
Retikulozyten
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
Diagnostische Bewertung von MCV
• 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 AnämieMittleres korpuskuläres Hämoglobin (MCH)
Hämoglobin [g/l] 145
MCH = ------------------------- ---- = 29 pg
Erythrozytenzahl x T/l 5.0
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.Erythrozytenindices
Diagnostische Bewertung von MCH
• Hypochrome-mikrozytäre Anämie: Eisenmangelanämie
MCH ↓, MCV ↓ Chron. Blutung z.B.:
Koloncarcinom
Hypermenorrhoe
• Normochrome-normozytäre Anämie: Akute Blutung,
MCH, MCV Blutverlust
Panmyelophtise
KM-Hypoplasie
• Hyperchrome-makrozytäre Anämie: Magenresektion, Perniciöse A.mie
MCH ↑, MCV ↑ DNS-Synthesestörung bei Vitamin B12-
und/oder Folsäuremangel, C2H5OH -induzierter LeberschadenWelche Laboruntersuchungen sind
richtungsweisend bei der Abklärung einer
Anämie?Welche Messgrößen zeigen intravasale Hämolyse an?
- HaptoglobinMessgrößen zur Beurteilung von Anämien • 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)
Welche Laboruntersuchungen sind richtungsweisend
bei der Abklärung einer Anämie?
• Zahl der Retikulozyten
• Erythrozytenindices (MCV, MCH)
• Hämolyse-Paramter
• Blutausstrich (Mikroskopie) (Ausstrich-, Färbemodul;
manuell)
ErythrozytenmorphologieLeistungsmerkmale vom LH-750 (Fa. Beckman & Coulter)
(Softwarerevision 2 B 1)Welche Laboruntersuchungen sind richtungsweisend
bei der Abklärung einer Anämie?
• Zahl der Retikulozyten
• Erythrozytenindices (MCV, MCH)
• Hämolyse-Paramter
• Blutausstrich (Mikroskopie) (Ausstrich-, Färbemodul;
manuell)
Erythrozytenmorphologie
ErymorphFragmentozyt - Red Blood Cell ( RBC )
Akanthozyt
Entfetteter staubfreier Objektträger
Anämie Basisdiagnostik
Retikulozytenzahl - IRF
erhöht
Ja Nein
Hämolyse-Zeichen ?
- Kalium MCV MCH
erniedrigt erhöht
- LDH
- Haptoglobin
- freies Hb im Plasma Hypochrome Normochrome Hyperchrome
- Bilirubin indirekt Anämie Anämie Anämie
Ja Nein
Hämolytische
Anämie Blutungs-Anämie
Eisenstoffwechsel- Nicht eisenbedingte
Störung Erythropoese-Störung
Gesteigerte Gesteigerter Ery-
Ery-Zerstörung VerlustDifferentialdiagnose:
Differentialdiagnose:Hämolytische Anämie
Hämolytische Anämie
Intravasale Hämolyse
Agglut-
Bluttrans- Erythrozyten- Osmotische inine
CD55, CD59 Medikamente Hb-Anomalie Hepatopathie
fusion enzyme Resistenz
Transfusions- Pyruvatkinase Kongenitale Penicillin, HbS, HbC,
PNH zwischenfall Glucose-6-P-DH Sphärozytose Antibiotika HbE, HbM Hepatitis Immun-
Hb-Synthese A, B, C, D, E hämolyse
Defekte:
Targetzellen a-, β-, γ-, δ-
Siderozyten Ketten
Erythrozyten- Akanthozyten
Fragmentations- Fragmentozyten, Schizozyten
syndrom Elliptozyten
Mikrosphärozyten
ErythrozytenagglutinateEisenmangelanämie - Geräteprotokoll
Eisenmangelanämie
Perniziöse Anämie-01
Autoimmunhämolytische Anämie ?
Bezeichnung für Bilirubinfraktionen
Chromatographisch Chemisch Analytisch (Azoderivate)
α-Fraktion Unkonjugiertes Bilirubin „indirektes“ Bilirubin
β-Fraktion Monoglucuronid „direktes Bilirubin“
Perniziöse Anämie-02
γ-Fraktion Diglucuronid
δ-Fraktion Albumin kovalent gebundenes
BilirubinFe-Verteilungsstörung-
PSA-TumorVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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