Kamilla Lund Berthelsen 300884 Projektperiode: Uge 15-23 2010 Bioanalytikeruddannelsen Professionshøjskolen Metropol Vejledere: Lise Hansen, Professionshøjskolen Metropol Pernille Munck, Hvidovre hospital, Klinisk Biokemisk afdeling Anslag uden mellemrum: 60.252
Forord Dette projekt er blevet udført på klinisk biokemisk afdeling på Hvidovre hospital. I mit forsøg har jeg taget udgangspunkt i børn som har været indlagt eller er kommet som ambulante patienter på børneafdelingen (415). Gennem projektets periode har jeg haft kontakt til nogle forskellige personer som jeg gerne vil rette en tak til. På børneafdelingen har jeg haft kontakt med børnelæge Ole Pryds, som har hjulpet mig med forsøget set fra børnenes side. På klinisk biokemisk afdeling har jeg haft kontakt med overlæge Steen Sørensen, som har hjulpet med resultaterne set fra den analytiske side. Til sidst vil jeg gerne rette en tak til Lisbeth Theil. Når der opstod nogle problemer i løbet af forsøget, var hun god til at vejlede mig til at finde en ny indgangsvinkel på det opståede problem. Kamilla Lund Berthelsen
Resumé I dag bliver børn stukket i fingeren/hælen ved måling af syre-base status. Dette forsøg har til formål at reducere antallet af indstik, samt se om syre-base status resultaterne kan overføres fra kapillærblod til veneblod. Børnene til dette forsøg er valgt efter at der både skal være rekvireret kapillærprøve samt veneprøver. Efter de rekvirerede veneprøver er taget vil der blive udtaget 2 ml ekstra blod i et heparin-børneglas. Herefter vil ca. 1 ml blive overført til en arteriesprøjte, som hurtigst muligt vil blive analyseret på børneafdelingens ABL 735. Der printes en ekstra kopi af kapillærprøvens resultater. Der udføres en parret t- test, samt diagrammer i form af differenceplot og x,y-plot til visualisering af resultaterne. I forsøget deltog 20 børn. Den parrede t-test viste, at der var forskel på ph og pco 2 for henholdsvis kapillærblod og veneblod. Ydermere viste t-testen også, at der ikke var forskel på SBEc og claktat i kapillærblod og veneblod. Ud fra dette forsøgs resultater, kan jeg konkludere at veneblod ikke kan erstatte kapillærblod ved syre-base måling på børn.
Indholdsfortegnelse Introduktion: Indledning. s. 1 Motivation... s.1 Mål... s. 1 Formål... s. 2 Problemformulering.... s. 2 Begrebsdefinition... s. 2 Afgrænsning s. 2 Etiske overvejelser... s. 3 Hypoteser. s. 3 Metodevalg. s. 4 Teori. s. 5 Arterieblod.... s. 5 Kapillærblod.. s. 5 Veneblod. s. 6 Parametre s. 6 ph. s. 7 pco 2.... s. 7 SBEc.. s. 7 claktat. s. 7 Dannelse af CO 2 og H +.. s. 8 Syre-base reguleringen... s. 9 Buffersystemet.... s. 10 Syre-base forstyrrelser... s. 10 Nyrernes nydannelse af HCO - 3.. s. 12
Heparinsprøjte, heparinglas og heparinkapillærrør.. s. 12 ABL 735. s. 12 Potentiometrisk analyseprincip.. s. 14 Amperometrisk analyseprincip... s. 14 Kvalitetskontrol.. s. 15 Materialer og Metoder: Materialer.. s. 16 Metode... s. 16 Prøvetagningsmetode.. s. 17 Resultater: Parret t-test.. s. 19 Differens-plot, x,y-plot og lineær regression... s. 21 Diskussion: Antal af prøver..... s. 25 Pilotforsøg... s. 25 Den anvendte metode... s. 26 Resultaterne.. s. 27 To synsvinkler på betydningen af syre-base måling og dens resultater.. s. 31 Usikkerhed.. s. 32 Konklusion.. s. 32 Perspektivering s. 32 Referenceliste: Referenceliste.. s. 33 Bilag 1 Rådata vedlagt.
Introduktion: Indledning. Når børn rundt om i landet bliver indlagt, vil deres syre-base status blive analyseret på kapillærblod. Der vil dog i mange tilfælde være rekvireret andre blodprøver som bliver taget som veneblod. Når børnene er syge eller ikke ved hvad der skal ske, kan de føle det som en form for overgreb, når to personer kommer ind på stuen, holder dem fast og samtidig stikker dem. Når der både er rekvireret kapillær- og veneprøver, skal børnene igennem to omgange, hvor de bliver fastholdt og stukket, for at få den mængde prøvemateriale som er nødvendigt for at stille en diagnose eller bestemme en behandling. Et ophold på et hospital kan være en svær periode for børnene såvel som for deres forældre. Børnene bliver urolige for hvad der skal ske, og samtidig skal deres forældre forsøge at holde humøret oppe ved at trøste dem, selvom de måske selv har det dårligt med hele situationen. Motivation. Jeg vil undersøge, om det er muligt at overføre måling af syre-base status fra kapillærblod til heparinstabiliseret veneblod. På nuværende tidspunkt tages der syre-base status på børn med et kapillærrør. Men i mange tilfælde skal børnene have målt andre parametre og skal derfor have taget en veneblodprøve. Dette betyder derfor, at barnet skal stikkes to gange i forbindelse med prøvetagningen. Et barn kan måske føle det som en form for overgreb, i og med det skal stikkes to gange. Ved at forsøge at overflytte analysen til veneblod, kan afdelingen reducere antallet af gange et barn skal stikkes. Det vil betyde, at barnet skal fastholdes i kortere tid. Samtidig vil tiden hvori der indsamles prøver forhåbentlig reduceres. Om denne procedure kan tages i brug, vil statistikberegningerne(difference-plot, x,y-plot og lineær regression) kunne vise. Mål. Denne undersøgelse, har et mål om at tilgodese barnet, så der kun behøves at blive taget en blodprøve i stedet for to blodprøver. Kamilla Lund Berthelsen Side 1
Formål. Formålet med dette forsøg er at se om veneblod kan erstatte kapillærblod ved blodprøvetagning på børn i forbindelse med måling af syre-base status. Problemformulering. Kan man overføre udvalgte syre-base parametre, målt på børn, fra kapillærblod til veneblod uden det påvirker kvaliteten af resultatet? Uddybning af problemformulering: Udvalgte syre-base parametre: ph, pco 2, SBEc og claktat. Børn: > 6mdr gamle, da man ellers vil udtage for meget blod. Kapillærblod: vil i denne opgave være den sande værdi. Måling af syre-base parametre: målingerne vil foregå på radiometers ABL 735. Begrebsdefinition. pco 2 : Defineres som kuldioxids partialtryk i en gasfase i ligevægt med blodet. pco 2 udtrykkes i kpa når det afgives som resultat. SBEc: Står for standard base excess og udtrykkes i mmol/l når det afgives som resultat. Når det lille c står bag parameterbetegnelsen, betyder det at SBE er en beregnet værdi. claktat: Når det lille c står foran en parameterbetegnelse betyder dette, at laktat er i form af en koncentration og udtrykkes i mmol/l når det afgives som resultat. ABL: Acid Base laboratory instrument. Afgrænsning. Opgaven vil tage udgangspunkt i større børn. Det vil sige børn der er over 6 mdr. gamle, og indtil de ikke længere ligger på børneafdelingen (ca. 15 år). Jeg har i min problemformulering ikke taget stilling til, hvilke parametre jeg vil bygge min undersøgelse på. Har tænkt på at spørge børnelægerne om, hvilke parametre de for det meste kigger på, når de bestiller en syre-base prøve. Kamilla Lund Berthelsen Side 2
Normalt ville der blive taget en vene blodprøve i et almindeligt prøvetagningsglas (børn 2 ml.). Problemet er bare, at der i glasset kun er 2 ml. Dette kan derfor ikke suges op til måling. Ved at benytte en sprøjte er det nemmere at få suget prøvematerialet op. Fordelen ved at benytte sprøjten er også, at det er et lukket system i forhold til glasset, hvor proppen skal tages af. Hvis prøven tilsættes luft, vil dette udligne mængden af indhold på bestemte parametre i prøven. Dette kan betyde en usikkerhed på analyseresultatet. Etiske overvejelser. I det projekt som jeg skal udføre, er jeg nødt til at anvende prøvemateriale fra patienter. Jeg skal udover det normale antal rekvirerede prøver bruge ekstra materiale (et ekstra 2ml glas uden nyt indstik). Det vil være bioanalytikeren som udtager prøven. Jeg vil efterfølgende overtage prøvematerialet til mine undersøgelser. Det er bioanalytikeren som tager prøven, da vedkommende er særlig uddannet i at stikke børn og ved hvordan man skal omgås barnet for ikke at hidse det unødvendigt op. Da min undersøgelse fungerer som en del af afdelingens kvalitetssikring for erstatning af veneblod ved syre-base måling, er det fra afdelingens side tilladt at undlade at indsamle et skriftligt samtykke. De patienter som jeg skal indsamle prøver fra, er indlagt på børneafdelingen. Jeg vil give en mundtlig information til barnets forældre, og i tilfælde af større børn vil jeg også forsøge at forklare børnene hvad forsøget går ud på. Derved kan forældrene forhåbentlig få den oplevelse af, at der ikke bliver taget unødige prøver hen over hovedet på dem. Jeg vil derfor udforme en skriftlig information til forældrene. Den skriftlige information blev tilbudt forældrene efter prøvetagningen, men de takkede nej og mente det var nok med den mundtlige information. Det kan tænkes, at forældrene efter endt prøvetagning fokuserede mere på deres barn end på at få en skriftlig information. Hvis forældrene eller lægerne/sygeplejerskerne på afdelingen af en eller anden grund siger nej til indsamlingen af det ekstra glas, vil jeg selvfølgelig respektere deres mening. Da det i denne opgave ikke er nødvendigt at vide noget konkret om barnet (køn, alder osv.), vil denne forblive anonym. Prøvematerialet vil blive bortskaffet som biologisk affald. Hypoteser. ph: På grund af kroppens buffersystemer som hele tiden skal holde ph indenfor et bestemt område, forventer jeg at ph stort set vil være det samme både i kapillærblod og veneblod. Når referenceintervallet tjekkes i LABKA II (et fælles it-system indenfor region H) ses det, at ph-værdierne ligger stort set ens for kapillærblod og veneblod. Referenceinterval: veneblod [7,35-7,43], kapillærblod [7,37-7,45] i. Kamilla Lund Berthelsen Side 3
pco 2 : Da Co 2 er et restprodukt fra glykolysen og citronsyrecyklussen forventer jeg at denne parameter vil være højere i veneblod end i kapillærblod. Når referenceintervallet tjekkes i LABKA II ses det, at pco 2 - værdierne ligger lidt højere i veneblod end i kapillærblod. Referenceinterval: veneblod [4,9-6,7]kPa, kapillærblod [4,3-6,0]kPa. SBE: Lidt ligesom med ph. Jeg forventer at ekstracellulærvæsken er ens i hele kroppen. Derfor tror jeg ikke, der er den store forskel på kapillærblod og veneblod. Når referenceintervallet tjekkes i LABKA II ses det, at SBE-værdierne ligger ens for kapillærblod og veneblod. Referenceinterval: Veneblod + kapillærblod[-3-(+3)]mmol/l. Laktat: Jeg forventer en højere koncentration af laktat i veneblodet, da laktat er et affaldsprodukt fra vævet og bliver ledt væk af veneblodet. Men når referenceintervallet tjekkes i LABKA II ses det, at laktatværdierne ligger ens for kapillærblod og veneblod. Referenceinterval: veneblod + kapillærblod[0,7-2,1]mmol/l. Metodevalg. Da der ikke er blevet lavet nogle lignende forsøg, har jeg selv måttet konstruere en mulig fremgangsmåde. Jeg har derfor lavet nogle pilotforsøg. Pilotforsøgene skal undersøge, hvordan det venøse prøvemateriale skal indsamles bedst muligt. Jeg øvede mig først på en kunstig arm som afdelingen bruger, når de skal lære folk op i blodprøvetagning. For at se om det også kunne fungere på et rigtigt menneske, fik jeg lov til at øve mig på nogle fra afdelingen (KBA). Forsøg 1: (Kanyle, klemme, heparinsprøjte, vat og tape) 1. De rekvirerede prøver tages. 2. Herefter sættes en klemme på slangen. For enden af kanyleslangen sidder en adapter som tages af og heparinsprøjten sættes på. 3. Klemmen tages af og der suges ½ ml blod op i sprøjten. 4. Når blodet er fyldt i sprøjten sættes klemmen på igen. 5. Sprøjten tages af og adapteren sættes på igen. 6. Til sidst kan klemmen tages af slangen og kanylen kan fjernes. 7. Prøven analyseres hurtigst muligt. Forsøg 2: (Kanyle, heparinglas 2 ml., pipette, eppendorfrør, vat og tape) 1. De rekvirerede prøver tages. 2. Der udtages et ekstra glas i form af et børneheparin glas (2 ml.). 3. Med en pipette suges blod fra glasset og over i et eppendorfrør. 4. Prøven analyseres hurtigst muligt. Forsøg 3: (Kanyle, heparinglas 2 ml., arteriesprøjte, vat og tape) 1. De rekvirerede prøver tages. 2. Der udtages et ekstra glas i form af et børneheparin glas (2 ml.). Kamilla Lund Berthelsen Side 4
3. Ved hjælp af et kanylesæt suges ½ ml blod fra glasset og over i sprøjten. 4. Prøven analyseres hurtigst muligt. Ud fra de tre pilotforsøg jeg lavede, skulle jeg så vælge det forsøg, som kom tættest på den sande værdi fra kapillærprøverne. Pilotforsøgene lavede jeg med hjælp fra andre studerende på afdelingen. Dette blev gjort for ikke at skulle lave flere forsøg med børnene end højest nødvendigt. Jeg endte med at vælge forsøg 3, da dette var forsøget der var nemmest at gå til, samtidig med at jeg stadig opererede med et lukket system for ikke at lave flere ændringer af parametrene end højest nødvendigt. For bedre at visualisere de fremkomne resultater vil jeg benytte mig af statistikberegninger samt diagrammer. Dette vil i høj grad være med til at gøre resultaterne nemmere at overskue. Da jeg ud fra dette forsøg vil få 2 sæt resultater der er målt på samme apparat fra samme patient, vil jeg benytte en parret t-test og supplere data med et differensplot og et x,y plot, samt lineær regression, for at give en grafisk oversigt over de indsamlede data. De fremkommende resultater vil jeg diskutere med 2 læger. Den ene læge hører til på klinisk biokemisk afdeling og ser på resultaterne fra analysemetodens side, mens den anden læge fra børneafdelingen vil se på resultaterne fra barnets side i form af diagnose eller behandling. TEORI. I denne opgave benyttes både vene- og kapillær blod til at undersøge syre-base status på børn. Arterieblod. Arterierne består af elastiske vægge for at kunne pumpe blodet rundt i kroppen. Det arterielle blod indeholder også næringsstoffer, som cellerne skal bruge. Især indeholder arterierne iltet blod, som kommer fra hjertet og lungerne ii. Det optimale er at måle syre-base status på arterieblod. Kapillærblod. Kapillærerne er i modsætning til arterier og vener, de fineste forgreninger af kroppens blodkar. Kapillærernes vægge er ikke særlig tykke og består stort set kun af et lag endotel celler. Da en stor del af udvekslingen af stoffer foregår over kapillærerne, er det vigtigt at væggene er tynde. Da kapillærerne er et bindeled mellem arterierne og venerne findes der derfor et blandingsprodukt af både arterie- og vene blod i kapillærerne iii. Klinisk anses kapillærblod værende arterielblod, selvom det logisk set burde være en blanding af arterieblod og veneblod. Men da der er et større tryk i arteriedelen end i venedelen, udledes der mere arterielt blod i forhold til veneblod. Derfor antages at kapillærblod tilnærmelsesvis er lig med arterieblod iv. Kamilla Lund Berthelsen Side 5
Veneblod. Veneblod er blod som føres tilbage til hjertet fra organer osv. og er derfor afiltet. Venerne har stor diameter og bruges derfor som reservoir for blod (ca. 80% af den totale blodmængde findes her). På grund af den store diameter på venerne i forhold til arterierne er blodtrykket i venerne lavere v. Parametre. Syre-base status kan rekvireres ved forskellige tilstande. 1: Besværet vejrtrækning. Lungebetændelse. Pneumothorax. Astma. 2: Abnorm syreophobning. Hjertefejl. Medfødt stofskiftelidelse. Mavemundsforsnævring. Sukkersyge. Nyresygdom. Forgiftning. Diarre. Når der analyseres en blodprøve for at finde patientens syre-base resultat, får afdelingen 21 parameterværdier ud. Så mange parametre er dog for meget at skulle undersøge i dette projekt. Jeg tog derfor kontakt til børnelæge Ole Pryds, vi for at høre hans mening om hvilke parametre der var vigtigst for lægerne at kigge på, for at vurdere hvilken behandling barnet skal have. De vigtigste parametre ifølge børnelægen Ole Pryds: ph pco 2 SBEc chco3 - (P,st)c cthb ck + cna + clac Kamilla Lund Berthelsen Side 6
Jeg vælger derfor at kigge nærmere på parametrene: ph, pco 2, SBEc og clac. Jeg har valgt disse parametre da de resterende ovenstående parametre kan bestemmes ved hjælp af veneblod som kan måles på andet analyseapparatur. ph. ph er en uundværlig indikator for kroppens surheds tilstand. Hvis ph er lav vil kroppen være i en tilstand kaldet acidose, mens tilstanden vil kaldes alkalose hvis ph bliver for høj. H + koncentrationen kaldes også for ph. ph angives som den negative logaritme til koncentrationen. ph = -log ch + Hvis H + koncentrationen stiger, vil ph falde. Den optimale ph værdi bør ligge omkring 7,4 vii. pco 2. Co 2 dannes i cellerne og er slutproduktet ved glukosenedbrydning (citronsyrecyklus og respirationskæden). Co 2 kan fjernes via lungerne, hvor Co 2 transporteres fra cellerne og videre over i blodet til det når lungerne. Her vil Co 2 diffundere over i alveolerne og fjernes ved ventilationen viii. pco 2 er derfor et direkte udtryk for, hvorvidt den alveolære ventilation er tilstrækkelig i forhold til stofskiftet. SBEc. Standard base excess er et udtryk for baseoverskuddet i ekstracellulærvæsken. SBE beregnes ved at bruge en standardværdi for hæmoglobinkoncentrationen i den totale ekstracellulærvæske. Det vil sige, at SBE udregnes ud fra en hæmoglobinkoncentration som er 3 mmol/l ix. Positive SBE værdier indikerer et baseoverskud, som betyder mangel på metaboliske syrer. Negative SBE værdier indikerer dermed baseunderskud, hvilket betyder et overskud af metaboliske syrer. clac. Laktat kaldes også for mælkesyre og dannes ved anaerob forbrænding af glukose. Den anearobe tilstand kan fremkomme ved nedsat kredsløbsfunktion eller nedsat lungefunktion. Laktat kan dannes hvis der opstår en blodprop. Så kan der ikke tilføres ilt til det omkring liggende væv. Ophobning af laktat i cellerne kan medføre syreforgiftning og derved resultere i at cellerne dør. Laktat kan fjernes via omdannelse til glukose i leveren eller forbrændes til co 2 og vand ved tilstedeværelse af ilt. Kamilla Lund Berthelsen Side 7
Dannelse af CO 2 og H +. Menneskets celler består af eukaryote celler. Ved fødeindtagelse skal næringsstoffer som glukose nedbrydes. Dette sætter gang i flere forskellige processer i cellen. Som det første skal glukosen nedbrydes. Dette foregår ved glykolysen. Ved glykolyse omdannes glukose til pyrodruesyre. Dette sker igennem 10 trin i cellens cytoplasma. Når pyruvaten er blevet dannet, sker der en ny proces i cellens mitokondrier. Her omdannes pyruvat til acetyl-coa. Denne proces kaldes for en oxidativ carboxylering. Det er også ved denne proces at CO 2 og H + fraspaltes. H + bindes herefter til hydrogentransportøren NAD +. Enzymet der styrer denne proces kaldes pyruvat-dehydrogenase x. Acetyl-CoA bruges nu i citronsyrecyklussen. Her går acetylgruppen sammen med oxaloacetat og danner citrat. Gennem fraspaltning af CO 2 og H + omdannes citrat igen til oxaloacetat, der kan gå sammen med en ny acetylgruppe og danne citrat. Ud fra citronsyrecyklussen er der nu fremkommet 2 CO 2, 1 ATP og 8 bundne H + (3 NADH + 3 H + og 1 FADH 2 ) xi. CO 2 afgives fra cellen, mens cellens energikrævende processer vil forbruge ATP. Respirationskæden vil viderebehandle det dannede H +. Figur 1: citronsyrecyklus. http://da.wikipedia.org/wiki/citronsyrecyklus. 5/5-2010 Respirationskæden foregår i mitochondriernes indre membran. NADH og FADH 2 vil i løbet af processen afgive deres hydrogenatomer. I denne proces optræder forskellige enzymer. Her spaltes Kamilla Lund Berthelsen Side 8
hydrogenatomerne i en elektron og en proton. Protonerne vil reagere med oxygen og danne vand. Under elektrontransporten vil der frigøres energi som bruges til dannelsen af ATP xii. Syre-base reguleringen. De frie hydrogenioners [H + ]i organismen er lavt sammenlignet med andre ioner. Da H + koncentrationen kan have indflydelse på kroppens enzymer, er det vigtigt at kroppen holder streng kontrol. Dette opnås ved at fjerne hydrogenionerne hurtigst muligt. Måden hvorpå organismen kan kontrollere dette, kaldes syre-base reguleringen. En syre er en kemisk forbindelse og kan frigøre hydrogenioner når den opløses i vand. Hydrogenionerne dannes forskelligt. Hydrogenioner kan dannes ud fra cellernes metabolisme igennem omdannelsen af CO 2. CO 2 diffunderer fra cellerne over i kapillærerne og ind i erythrocytterne, hvor det her reagerer med vand. Ved denne reaktion dannes kulsyre (H 2 CO 3 ). Grunden til at reaktionen først sker i erythrocytterne er, at de indeholder enzymet kulsyreanhydrase, der øger reaktionshastigheden. Efter dannelsen af kulsyre ioniseres det og der dannes herved H +. Ligning 1: ph = 6,1+log (Henderson-Hasselbalch ligningen) I lungealveolerne er CO 2 trykket altid lavt, hvilket gør at CO 2 let diffunderer fra erythrocytterne og over i alveoleluften. Her vil reaktionen derfor forløbe omvendt. Ved diffusionen af CO 2 forskydes ligevægten mod venstre, så H + reagerer med HCO 3 -. Hos raske mennesker sker der ingen ophobning af CO 2, da det fjernes effektivt, når blodet passerer lungerne. Hos personer hvor lungerne ikke fungerer optimalt, vil partialtrykket af CO 2 stige og H + koncentrationen vil tiltage xiii. CO 2 kaldes en flygtig syre, da det er en gas der nemt kan fjernes fra kroppen. Samtidig findes der også syrer der ikke kan elimineres via lungerne. Disse syrer kaldes for ikke-flygtige syrer og kan dannes ved nedbrydningen af proteiner og fosfolipider. Baser som findes i den almindelige kost er med til at neutralisere omkring halvdelen af de ikke-flygtige syrer som organismen producerer. En base er ligesom en syre en kemisk forbindelse, men basen er i stand til at binde H +. Det er nyrernes funktion, at udskille de ikke-flygtige syrer. Organismen har også sit eget forsvar mod for store forandringer i kroppens ph. Dette forsvar reguleres ved hjælp af et buffersystem. Hvis der opstår for stor H + koncentration, vil buffersystemet træde til og derved binde H + så ph forandringen bliver begrænset xiv. HA H + + A - Kamilla Lund Berthelsen Side 9
Buffersystemet. De buffere som benyttes til stabilisering af ph i organismen er svage syrer eller baser. En svag syre, HA, er kun delvis spaltet. A - er den svage base. Hvis H + tilføres i en svag syre opløsning, vil forskydningen af ligevægten ske mod venstre. De overskydende H + -ioner fjernes derpå, ved at reagere med den svage base og danner en svag syre. Hvis H + derimod fjernes fra opløsningen, vil reaktionen forløbe mod højre hvilket tvinger den svage syre til at frigøre H + -ioner og derved stabilisere ph. Der findes forskellige buffersystemer som er vigtige for kroppen. De buffersystemer som har størst betydning for kroppen er kulsyre-hydrogencarbonatsystemet (H 2 CO 3 - systemet), plasmaproteiner, fosfat og hæmoglobin. Kulsyre-hydrogencarbonatsystemet: Ligning 2: H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Hvis bufferen tilføres H + forskydes ligevægten mod venstre. Til gengæld vil ligevægten forskydes mod højre hvis H + fjernes. Kroppen kan derved opretholde den optimale ph balance ved hjælp af dens buffersystemer. Ved normal kostindtagelse sker der en overproduktion af H + i form af ikke flygtige syrer. Derfor forbruges der hele tiden HCO 3 - i forbindelse med buffersystemet. For at kunne opretholde dette buffersystem er det vigtigt, at der hele tiden sker en nydannelse af HCO 3 -. Hvis der skete et fald af HCO 3 - ville ligevægten forskydes mod højre og dermed resultere i en stigning i H + koncentrationen. Dette ville resultere i et fald i ph. For at kunne opretholde denne ligevægt danner nyrerne hele tiden HCO 3 - i samme mængde som HCO 3 - forbruges i buffersystemet. Når der hele tiden er den rette mængde HCO 3 - til stede, kan omdannelsen af H + -ionerne ved hjælp af buffersystemet opretholde en stabil ph-værdi. I et buffersystem er der en sammenhæng mellem H 2 CO 3 og HCO 3 - og opløsningens ph-værdi. Ligeledes er der en sammenhæng mellem CO 2 og H 2 CO 3 i en opløsning. Ud fra dette må der derfor være en sammenhæng mellem CO 2 og HCO 3 -. Ved en optimal ph i blodet vil forholdet mellem CO 2 og HCO 3 - være 1:20. Hvis dette forhold ændres, vil der samtidig ske en ændring i ph. Når man nu har fået et indblik i hvordan syre-base balancen fungerer, kan man kigge på hvilken indflydelse det har på kroppen xv. Syre-base forstyrrelser. Kroppen kan komme ud for to tilstande, hvis H + -koncentrationen ændres. Den første tilstand kaldes acidose. Dette betyder at H + -koncentrationen i kroppen stiger, hvilket betyder at ph-værdien falder (<7,35). Den anden tilstand kaldes alkalose og betyder at H + -koncentrationen i kroppen falder og ph-værdien stiger (>7,45). Når man har fundet ud af, om kroppen er i en tilstand af enten acidose eller alkalose, kan man yderligere inddele tilstanden som værende enten respiratorisk eller metabolisk. Kamilla Lund Berthelsen Side 10
Hvis man har en respiratorisk tilstand, betyder dette at lungerne enten udskiller CO 2 for langsomt (respiratorisk acidose), eller hurtigere (respiratorisk alkalose) end CO 2 normalt produceres. Hvis CO 2 udskilles langsommere end det dannes, vil partialtrykket for CO 2 stige og dermed forskyde ligevægten i ligning 1 mod højre. Det betyder at H + -koncentrationen vil stige. Det modsatte vil ske, hvis CO 2 fjernes for hurtigt i forhold til dannelsen, som vil medføre et fald i H + -koncentrationen. Ved disse ændringer, hvad enten der er tale om stigning eller fald i H + -koncentrationen vil buffersystemet træde til og modvirke for store ændringer i ph xvi. Hvis ændringen i H + -koncentrationen ikke skyldes CO 2 kaldes tilstanden metabolisk. Dette ses hvis ændringen ikke stammer fra CO 2, men fra f.eks mælkesyre. Dette resulterer i, at ligevægten i ligning 1 forskubbes mod venstre. Denne tilstand kaldes for en metabolisk acidose. Ved metaboliske forstyrrelser går H + og HCO 3 - koncentrationerne i hver sin retning, mens de ved respiratoriske forstyrrelser ændres i samme retning. Da en metabolisk acidose ikke skyldes retention af CO 2 i organismen, kan man fristes til at tro at CO 2 koncentrationen vil forblive uændret ved en forstyrrelse. Dette er dog ikke tilfældet. Ved øget H + koncentration vil respirationssystemet stimuleres og derved resultere i at åndedrættet bliver dybere og hyppigere. På denne måde vil koncentrationen af CO 2 og H 2 CO 3 falde til under det normale. Hvis CO 2 reduceres, vil ligevægten (ligning 1) forskydes mod venstre. Dette betyder at koncentrationen af H + vil aftage og derved normalisere ph. Det kaldes en delvist kompenseret acidose. Lungerne kan således også kompensere for den øgede mængde CO 2 ved en metabolsk forstyrrelse. Det modsatte vil ske ved en metabolsk alkalose. Her vil respirationen blive overfladisk og langsom for at holde CO 2 tilbage og prøve at få H + koncentrationen normal. Det er vigtigt hvordan nyrerne behandler HCO 3 - for at opretholde en optimal ph-regulering. Tab af en hydrogencarbonation vil medføre det samme som tilførsel af en hydrogenion (ligning 1). Hvis nyrerne ikke reabsorberede store mængder af HCO 3 - igennem filtration ville tilstanden meget hurtig blive sur. Det vil sige at når H + koncentrationen stiger, vil reabsorptionen øges og en mindre mængde HCO 3 - vil udskilles via urinen. Når HCO 3 - fra tubulusvæsken transporteres tilbage til blodet sker det gennem en indirekte vej. For at HCO 3 - kan blive reabsorberet, skal nyrerne lave H + sekretion. Ved lumensiden af epitelcellemembranen møder H + filtreret HCO 3 - og danner H 2 CO 3. Herfra spaltes H 2 CO 3 imidlertid hurtigt til CO 2 og H 2 O, da enzymet kulsyreanhydrase findes i store mængder i epitelcellemenbranen. CO 2 er fedtopløseligt og kan på grund af koncentrationsforskelle diffundere ind i epitelcellerne. Hvor der igen dannes H + og HCO 3 -. Herefter stiger koncentrationen af HCO 3 - inde i epitelcellen og det diffunderer nu ud af cellen og over i de peritubulære kapillærer. Når H + pumpes ud i tubuluslumen sørger den for, at en ny hydrogencarbonation fjernes fra tubulusvæsken. Dette vil fortsætte indtil hovedparten af det filtrerede hydrogencarbonat er reabsorberet xvii. Kamilla Lund Berthelsen Side 11
Nyrernes nydannelse af HCO 3 -. Ved stofskifteprocesserne dannes der H + som fjernes ved buffersystemet hvor HCO 3 - indgår. Der skal derfor dannes en ny mængde HCO 3 - for at kroppen kan bevare den rette ligevægt. Dannelsen skal svare til forbruget. Dannelsen af HCO 3 - er koblet til epitelcellernes sekretion af H +, hvor epitelcellerne transporterer H + over i tubulusvæsken i større mængder end det er nødvendigt for at reabsorbere filtreret HCO 3 -. Det er ikke alle hydrogenioner der deltager i reabsorptionen af filtreret HCO 3 - og disse udskilles derfor med urinen, nogle som frie hydrogenioner mens de fleste er bundet til buffere. Urinudskillelsen skal opveje H + koncentrationen så ph holdes stabil. De hydrogenioner der udskilles via urinen er produceret i nyrerne ved at CO 2 reagerer med vand (ligning 1). Det vil sige, at for hver hydrogenion der dannes i nyrerne og udskilles gennem urinen, forsyner nyrerne kroppen med en nydannet hydrogencarbonation. Tilførsel af HCO 3 - har derfor samme virkning på ph som hvis der blev fjernet den samme mængde H + fra kroppen. Alt i alt opretholder nyrerne syre-basebalancen ved at danne HCO 3 - i samme omfang som denne ion anvendes som buffer. På denne måde opretholdes et normalt forhold mellem CO 2 og HCO 3 - som resulterer i en normal ph xviii. Heparinsprøjte, heparinglas og heparinkapillærrør. Heparin er et antikoagulans som hæmmer koagulationssystemet ved at øge virkningen af antitrombin III. Der findes tre forskellige heparin antikoagulanser: natrium-, litium- og ammoniumheparin. Det er derfor vigtigt at vide hvilken form der passer bedst til de analyser der skal udføres xix. Man kan fristes til at tro at syre-base analyser kan måles på ABLén ved at bruge et hvilken som helst antikoagulationsmiddel som f.eks EDTA prøvetagningsglas. Det er dog ikke muligt at benytte EDTA, da membranerne på ABL 735 ikke kan tåle det og nemt kan gå i stykker. ABL 735. ABL serien er udviklet for at kunne give et hurtigt og nøjagtigt analyse resultat. På grund af, at det indsamlede prøvemateriale ikke skal forberedes på nogen særlig måde, er det derfor muligt at have ABLér stående på afdelingerne, som bedside apparater (patientnært udstyr) og derved få hurtige resultater på kritiske patienter. På denne måde er det meget hurtigere at stille en diagnose og få sat en behandling hurtigt i gang, da ABLén kan give mange resultater på en gang. ABLén kræver ikke daglig vedligeholdelse og sørger selv for at køre kontroller på fastlagte tidspunkter, så apparatet altid er klar til brug. Dette gør ABLén ideel på de kliniske afdelinger. Vedligeholdelse sker af personale fra KBA. Kamilla Lund Berthelsen Side 12
ABL 735 fra Radiometer benyttes til ph-, gas-, hæmoglobinparametre-, metabolit-, og elektrolyt målinger. Den har 3 indbyggede analyseringsmoduler. ph/bg-modulet EI/MET-modulet Oximetri-modulet Figur 2: Sampler types. Jan F Pedersen. 12-10-04. ph/bg-modulet og EI/MET-modulet bruger elektroder til måling af ph, pco 2 og laktat xx. For at kunne lave målingerne benytter ABL 735 et væsketransportsystem. Her transporteres væske fra væskebeholderne til målemodulerne, mens blod og kontrolmateriale transporteres fra inlet og målemodul til spildbeholderen xxi. ph og pco 2 måles ved hjælp af et potentiometrisk analyseprincip, mens laktat måles ved hjælp af et amperometrisk analyseprincip. Kamilla Lund Berthelsen Side 13
Potentiometrisk analyseprincip. En elektrodekædes potentiale måles ved hjælp af et voltmeter og omsættes til koncentrationen ved hjælp af Nernst s ligning. pco 2 har indstøbt egen referenceelektrode, men ph måles via en referenceelektrode, så den målte spænding kan omsættes til en koncentration xxii. Amperometrisk analyseprincip. Størrelsen af den elektriske strøm, der løber i en elektrodekæde, er proportional med koncentrationen af et stof der oxideres eller reduceres ved en af elektroderne xxiii. ABL- serien kan anvende arterielt-, vene-, og kapillærblod forårsaget at der er tilsat elektrolytbalanceret heparin. Hvis der anvendes væske heparin kan blodprøven blive fortyndet, hvilket betyder falske værdier. Kamilla Lund Berthelsen Side 14
Kvalitetskontrol. Der udføres kvalitetskontrol på ABL 735, for at validere apparatets præcision og nøjagtighed. Kvalitetskontrollen benyttes til at sikre nøjagtige analyseresultater på patientprøver. ABL 735 måler kvaliteten ud fra QC-ampuller der findes i fire niveauer. De fire niveauer spænder over lave, normale og høje parameter niveauer. QC-ampullerne leveres fra Radiometer og har en insert-seddel der beskriver indenfor hvilke intervaller kontrollerne skal ligge. Der udføres kvalitetskontrol på ABL 735 mandag, tirsdag, torsdag og fredag. Dette gøres for at sikre at hele måleområdet er dækket ind. Mandag og torsdag analyseres en rød og en gul ampul, mens der tirsdag og fredag analyseres en blå og grøn ampul. Ampul ph pco 2 claktat Rød (Level 1) 7,076-7,116 8,17-9,51 3,9-5,1 Gul (Level 2) 7,377-7,417 4,93-5,73 1,2-2,2 Blå (Level 3) 7,562-7,606 2,55-3,08 8,4-12 Grøn (Level 4) 6,830-6,860 11-13,1-0,4-0,4 Tabel 1: Ampullernes kontrolområde. Se inletsedler liggende ved ampullerne ved ABL 735 xxiv. Acceptgrænserne for hver enkelt kontrol er kendt af ABLén, og hvis disse overskrides vil ABLén ændre status fra grøn til gul. Når der er blevet kørt kontroller skal man manuelt ind og kontrollere QC-plottet for hver enkelt parameter. Ved at tjekke kontrollerne manuelt, kan man se om der pludselig sker et udsving på kontrollerne. Et udsving på QC-plottet kan skyldes en statistisk sandsynlighed for fejlmåling. Figur 3: ABL 700-serien Brugermanual 7-14. Ifølge Radiometer skal alle kontrollerne analyseres hver dag. Klinisk biokemisk afdeling har observeret at kontrollerne er stabile og derfor spreder de dem ud over hele ugen, som nævnt ovenfor. Kamilla Lund Berthelsen Side 15