Knochen- und Mineralstoffwechsel

Knochen- und Mineralstoffwechsel

• Funktionen des Knochensystems:
  • Stütz- und Schutzfunktion
  • Kalzium- und Phosphatspeicher
  • Ort der Blutbildung
• Kompartimente des Knochens:
  • Zellen (Osteoblasten, Osteoklasten, blutbildende Zellen)
  • Organische Knochenmatrix (Kollagen und Proteoglykane)
  • Knochenmineral (Apatit aus Kalzium und Phosphat)
• Klinisch chemische Kenngrößen des Knochenstoffwechsels:
  • Knochenmineral (Kalzium und Phosphat)
  • Substanzen der Stoffwechselaktivität der Knochenzellen/Enzyme (Alkalische Phosphatase, Saure Phosphatase)
• Kalzium:
  • Bestandteil von Knochen und Zähnen
  • Blutgerinnung
  • Erregbarkeit von Nerven und Muskeln
• Anorganisches Phosphat:
  • Bestandteil von Knochen, Zähnen, Haaren, Nägeln
  • Energieträger (ATP)
  • Zellteilung
  • Puffersystem im Blut
• Regulation der Kalzium- und Phosphatkonzentration:
  • Hormongesteuert (z.B. Parathormon, Calcitonin)
• Aktives Vitamin D (Calcitriol):
  • Erhöht den Calzium- und Phosphatspiegel im Blut

Kalziumnachweis

• Präanalytik/Störfaktoren:
  • Kalzium-bindende Antikoagulantien vermeiden
  • Pseudohyper- und Pseudohypokalziämie (bei Hyper- und Hypoproteinämie)

Bestimmungsmethoden Kalzium

• Fotometrische Messung nach chemischer Umsetzung (Kalziumionen bilden einen violetten Farbkomplex mit Kresolphtalein)
• Flammenfotometrie
• Atomabsorptionsfotometrie
• Ionenselektive Elektrode

Atomemissionsfotometrie

• Methode zur Bestimmung von Elementen durch Messung der von ihnen emittierten Lichtwellenlängen. - Verwendung einer Flamme zur Anregung der Elemente - Emissionsspektrum wird analysiert, um die Elementkonzentration zu bestimmen.

Störungen des Knochenstoffwechsels

• Hyperkalziämie:
  • Hyperparathyreoidismus
  • Maligne Tumorerkrankungen
  • Vitamin D-Überdosierung (Werte > 3,75 mmol/l sind medizinischer Notfall)
• Hypokalziämie:
  • Hypoparathyreoidismus
  • Enteral und renal bedingt
  • Vitamin D-Mangel
  • Knochenbildende Tumoren
  • Übererregbarkeit von Nerven und Muskeln

Phosphatnachweis

• Präanalytik/Störfaktoren:
  • Hämolyse täuscht falsch hohe Werte vor

Bestimmungsmethode anorganisches Phosphat

• Molybdat-/Vanadat-Methode (anorganisches Phosphat bildet in salpetersaurer Lösung einen blauen Ammonium-Phosphomolybdat-Komplex)
• Fotometrische Messung nach chemischer Umsetzung

Phosphor

• Referenzbereich (Serum/Plasma): 0,84 - 1,45 mmol/l

Störungen des Knochenstoffwechsels

• Hyperphosphatämie:
  • Hypoparathyreoidismus
  • Knochenmetastasen
• Hypophosphatämie:
  • Hyperparathyreoidismus
  • Vitamin D-Mangel
  • Zuckerinfusionen
  • Hämolyse, Auflösung der Muskelfasern

Enzyme

• Alkalische Phosphatase (AP):
  • Isoenzyme: Leber-AP, Knochen-AP, Dünndarm-AP, Plazenta-AP
  • Pathologische Indikation: Leber- und Gallengangserkrankungen, Knochenerkrankungen

ALP-Nachweis

• Präanalytik/Störfaktoren:
  • Physiologische Erhöhung
  • Hämolyse täuscht falsch niedrige Werte vor
  • EDTA hemmt Aktivität

Bestimmungsmethode ALP

• Kinetische Enzymaktivitätsmessung (p-Nitrophenylphosphat + H2O → Phosphat + p-Nitrophenol)

ALP (AP)

• Referenzbereich (Serum/Plasma): < 270 U/I

Pathologie

• Erhöhung der Alkalischen Phosphatase:
  • Leber- und Gallenwegserkrankungen
  • Knochenerkrankungen, -tumoren und -metastasen

Saure Phosphatase

• Isoenzyme: Knochen, Prostata, Erythrozyten und Thrombozyten
• Tartrat-hemmbare SP: prostataspezifisch
• Tartrat-resistente SP: vorwiegend aus Knochen
• Indikation: Knochenerkrankungen, Prostatakrebs

ACP-Nachweis

• Präanalytik/Störfaktoren:
  • Manipulation an der Prostata
  • Hämolyse täuscht falsch hohe Werte vor
  • Ikterus täuscht falsch niedrigere Werte vor

Bestimmungsmethode ACP

• Kinetische Enzymaktivitätsmessung (Naphtylphosphat + H2O → Naphtol + Phosphat; Naphtol + fast-red TR-Salz → Farbkomplex)
• Zur Bestimmung der nicht-prostataspezifischen SP wird Tartrat zugesetzt (hemmt PSP)
• Gesamt-SP - nPSP = PSP
• Referenzbereich (Serum/Plasma): < 5,5 U/I

Magnesium (Mg)

• Rolle: Knochenbaustein, Neuromuskuläre Erregung (Herz), viele Stoffwechselvorgänge, Cofaktor vieler Enzymsysteme, bedeutendes intrazelluläres Kation, im Plasma: ionisiert, proteingebunden, komplexgebunden

Mg-Nachweis

• Störfaktoren:
  • Hämolyse täuscht falsch hohe Werte vor

Bestimmungsmethoden Magnesium

• Fotometrische Messung nach chemischer Umsetzung (Mg-Ionen bilden mit Xylidylblau in alkalischer Lösung einen purpurroten Farbkomplex)
• Atomabsorptionsfotometrie

Mg

• Referenzbereich (Serum/Plasma): 0,73 - 1,06 mmol/l

Pathologie

• Hypermagnesiämie:
  • Medikamente und Infusionen
  • Nierenversagen
  • Verringerte Reflexe, Lähmungserscheinungen, Herzrhythmusstörungen (Werte > 5 mmol/l: Atem- und Herzstillstand)
• Hypomagnesiämie:
  • Enteral und renal bedingt
  • Endokrine Störungen
  • Muskelkrämpfe, Herzrhythmusstörungen (häufig mit Hypokalziämie/Hypokalämie kombiniert)