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Proteinuriediagnostik
Dr. Monika Börner
Labor Würmtal diagnostics
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• Leitsymptom: vermehrte Ausscheidung von Eiweiß im Urin.
(Gesamteiweiß > 10 mg/dl Eiweiß oder Albumin >20 mg/g Kreatinin)
• Wozu Labordiagnostik:
– Früherkennung und Verlaufskontrolle von Nierenerkrankungen.
– Abgrenzung zwischen Erkrankungen der Nieren und der ableitenden
Harnwege.
– Differentialdiagnostik der unterschiedlichen Nierenerkrankungen (glomeruläre, tubulo-interstitielle).
– Therapieüberwachung, Transplantatüberwachung, etc.
Proteinurie: Allgemeines
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• Funktionseinheit der Niere: das Nephron
– Glomerulum: filtert niedermolekulare Substanzen (bis zu einer Größe von ca. 50 kD) und Wasser aus Blutplasma. Zusätzlich hängt Filtrationsrate noch von der Molekülladung ab (Anionenbarriere).
– Tubulus: reabsorbiert größten Teil (ca. 99%) der niedermolekularen Substanzen: Moleküle bis 10.000 Dalton werden im Bürstensaum des prox. Tubulus gespalten und rückresorbiert, größere Proteine werden über lysosomalen Weg aufgenommen.
– Sammelrohr: Aufkonzentration des Harns.
• Symptom aller Störungen der Niere: erhöhte Ausscheidung von Proteinen.
� sog. Proteinurie
Physiologie und Pathophysiologie der Niere
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Formen der Proteinurie
• Prärenal
• Renal
– Glomerulär (selektiv, nicht selektiv)
– Tubulär
– Gemischt glomerulär-tubulär
• Postrenal
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• Eiweiß mit Urinstreifentest (sog. Stix):
– Nachteile: überwiegend nur Albumin nachgewiesen; Nachweisgrenze erst bei 20-30 mg/dl (geringe Sensitivität).
• Proteinelektrophorese (z.B. SDS-PAGE Methode)
• Bestimmung sog. Markerproteine im Urin (24 h Sammelurin bzw. 2. Morgenurin (kein Frühsport vorher) mit Bezug auf Kreatininkonzentration).
– Albumin, IgG, α1-Mikroglobulin, α2-Makroglobulin
– Weitere Marker: Transferrin, β2-Mikroglobulin (Nachteil: im sauren Urin instabil), β-N-Acetylglucosaminidase (β-NAG), Bence-Jones Protein, freie Leichtketten im Serum oder Urin, Myoglobin
• Beispiel Normalbefund:
– Protein auf Urinstreifentest negativ
– Gesamteiweiß < 10 mg/dl (bzw. < 11,3 mg/dl - untere
Nachweisgrenze der zur Zeit verwendeten Methode)
– Albumin < 20 mg/g Krea, α1-Mikroglobulin < 14 mg/g Krea, IgG < 10 mg/g Krea
Labordiagnostik
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• Durchtritt von Proteinen > 67 kD, gesteigerte tubuläre Rückresorption reicht nicht mehr aus.
• Schädigung der Basalmembran � Verlust der Ladungsselektivität für Anionen (Albumin) und Verlust der Selektivität für kleinmolekulare Substanzen � höhermolekulare Substanzen gelangen in den Harn.
• Ursachen:
– Diabetes mellitus, Hypertonie, Glomerulonephritis, Medikamentenabusus, Schwangerschaft (EPH-Gestose), Schäden durch Infektionen.
– Benigne Proteinurie (v.a. bei Nierengesunden unter 30 Jahren), körperliche Belastung, vasokonstriktorisch wirkende Medikamente, Schwangerschaft, Orthostase � treten intermittierend auf, meist im 1. Morgenurin nnwb.
Glomeruläre Proteinurie
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• Molekulargewicht: 67.000 Dalton.
• Marker der selektiven glomerulären Proteinurie.
• Stark negativ geladenes Teilchen � kann intakte Basalmembran auf Grund deren Ladungsselektivität nicht passieren, erst bei Schädigung der Basalmembran erhöhter Nachweis von Albumin im Urin.
• Sog. Mikroalbuminurie (Albumin 20-200 mg/g Krea im Urin):
– erstes Anzeichen für diabetische bzw. hypertensive Nephropathie (noch therapierbar)
– erhöhtes Risiko einer cardio-vaskulären Erkrankung
• Referenzbereich: 3,0 mg/dl bzw. 20 mg/g Krea bzw. 30 mg/24h
Albumin im Urin
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• Molekulargewicht 150.000 Dalton.
• Marker einer nicht selektiven glomerulären Proteinurie.
• Passiert die glomeruläre Basalmembran erst nach Größen- und Selektivitätsverlust.
Unterscheidung zwischen:
– selektiver glomerulärer Proteinurie: Albumin ↑, IgG n
– nicht-selektiver glomerulärer Proteinurie: Albumin ↑, IgG ↑ , Quotient IgG/Albumin ≥ 0,03
• Referenzbereich: 1,0 mg/dl bzw. 10 mg/g Krea bzw. 15 mg/24h
IgG im Urin
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• Selektive glomeruläre Proteinurie:
– Protein auf Teststeifen positiv (cave: im Falle einer Mikroalbuminurie negativ)
– Albumin > 20 mg/g Krea, IgG < 10 mg/g Krea, α1-Mikroglobulin < 14 mg/g Krea
• Nicht selektive glomeruläre Proteinurie:
– Protein auf Teststreifen positiv
– Albumin > 200 mg/g Krea, IgG > 10 mg/g
Krea, α1-Mikrogloblin < 14 mg/g Krea
Beispielbefunde für glomeruläre Proteinurie
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• Glomeruläre Filtration ungeschädigt, tubuläre Rückresorption defekt, kleinmolekulare Proteine (< 67 kD) erscheinen im Harn.
• Proteine: α1-Mikroglobulin, (β2-Mikroglobulin, β-N-Acetylglucosaminidase)
• Ursachen:
– Entzündungen im Bereich der Tubuli: interstitielle Nephritis, akute Pyelonephritis.
– Tox. Schädigungen der Tubuli z.B. durch tox. Medikamente (Analgetika, Zytostatika, Aminoglykoside etc.).
– Hereditäre Tubulopathien.
– Reparation nach akutem Nierenversagen, nach Transplantation.
• Beispiel tubuläre Proteinurie:
– Protein auf Teststreifen negativ
– Gesamteiweiß meist < 10 mg/dl
– Albumin leicht erhöht, αααα1-Mikroglobulin > 14 mg/g Krea
Tubuläre Proteinurie
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• Molekulargewicht 33.000 Dalton.
• Marker der tubulointerstitiellen Nephropathie.
• Wird frei glomerulär filtriert und zu 99% tubulär reabsorbiert.
• Bei tubulärer Schädigung verminderte Rückresorption: α1-Mikroglobulin ↑
• Beim nephrotischen Syndrom mit schwerer glomerulärer Proteinurie (Albumin > 3000 mg/g Krea) kann α1-Mikroglobulin im Urin wegen der limitierten Reabsorptionskapazität des Tubulus erhöht sein (sog. Überlaufproteinurie).
• Referenzbereich: 1,2 mg/dl bzw. 14 mg/g Krea bzw. 20 mg/24 h
αααα1-Mikroglobulin im Urin
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• Glomeruläre Filtration vermehrt, tub. Rückresorption defekt bzw. überlastet, kleinmolekulare und größere Proteine erscheinen im Harn.
• Ursachen:
– diabetische Nephropathie Stadium IV u. V
– Amyloidose, Myelomniere
– Abstoßung eines Nierentransplantats
– chronische Pyelonephritis, Systemerkrankungen wie z.B. SLE
– Albumin ↑, IgG ↑, α1-MG ↑
Gemischte glomerulär-tubuläre Proteinurie
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• Erhöhung der Proteinausscheidung durch Zunahme kleinmolekularer Serumproteine (erhöhte Produktion im Plasma, tubuläre Reabsorptionskapazität erschöpft).
• Ursachen:– Bence-Jones Proteinurie bei monoklonalen Gammopathien– Myoglobinurie bei Rhabdomyolyse– Hämoglobinurie bei intravasaler Hämolyse
• Bei Albuminanteil < 30% des Gesamteiweißes bei Eiweißausscheidung > 50 mg/dl liegt Verdacht auf prärenale Proteinurie nahe.
• Beispiel prärenale Proteinurie:– Protein auf Teststeifen meist negativ– Gesamteiweiß im Urin < oder > 10 mg/dl– Albumin < oder > 20 mg/g Krea– freie Leichtketten im Urin und Serum erhöht
Prärenale Proteinurie
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• Bei Entzündung oder Blutung im Bereich ableitender Harnwege gelangen im Vergleich zu anderen Ursachen der Proteinurie relativ viel sehr große Eiweiße wie das α2-Makroglobulin in den Harn. Das Verhältnis α2-Makroglobulin zu Albumin wird über 0.02 liegen.
• Ursachen:
– Niere: Tumore, Steine, Blutungen/Verletzungen, Infarkte
– Entzündungen von: Nierenbecken, Harnleiter, Harnblase, Harnröhre, Prostata
• Differenzierung zwischen postrenaler und renaler Proteinurie erst ab einem Albumin von > 10 mg/dl mittels Markerproteinbestimmung sinnvoll.
• Beispiel für postrenale Proteinurie:
– Protein auf Teststeifen positiv
– Erythrozyten auf Teststeifen positiv
– Gesamteiweiß im Urin > 10 mg/dl
– Albumin > 20 mg/g Krea, IgG > 10 mg/g Krea, Quotient IgG/Albumin > 0,2
– α1-MG > 14 mg/g Krea, α2-Makroglobulin > 10 mg/g Krea, Quotient α2-MG/Albumin > 0,02
Postrenale Proteinurie
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• Molekulargewicht 725.000 Dalton.
• Marker der postrenalen Hämaturie.
• Kann die Basalmembran des Glomerulums nicht passieren.
• Erhöhte Ausscheidung aus Blutplasma bei postrenaler Blutung oder Entzündung.
• In Verbindung mit IgG- und Albuminbestimmung Differenzierung zwischen renaler und postrenaler Hämaturie möglich:
– erhöhte Quotienten α2-Makroglobulin/Albumin (> 0,02) und IgG/Albumin (> 0,2) deuten auf eine postrenale Hämaturie hin.
αααα2-Makroglobulin im Urin
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- postrenale Blutung - oder Entzündungα2-MakroglobulinPostrenal
- multiples Myelom- Rhabdomyolyse- intravasale Hämolyse
Leichtketten (Bence-Jones Proteine), Myoglobin,
HämoglobinPrärenal
- Spätstadium hypertensiver und diabetischer Nephropathie- Amyloidose- Myelomniere- chronische Pyelonephritis u.a.
Albumin, IgG, α1-Mikroglobulin
Mischproteinurie
- Pyelonephritis- Interstitielle Nephritis- Analgetika Nephropathie- Tubulotox. Nephropathie u.a.
α1-MikroglobulinTubulär
- Akute Glomerulonephritis- syst. Vaskulitiden- SLE- fortgeschr. EPH-Gestose- Orthostatische/Streßproteinurie u.a.
Albumin, IgGUnselektiv-
glomerulär
- Frühstadium hypertensiver u. diabetischer Nephropathie- minimal-change-GN- Frühphase von Autoimmunerkrankungen mit Nierenbeteiligung
z.B. SLE- IgA-Nephritis u.a.
AlbuminSelektiv-glomerulär
ErkrankungenMarkerproteinProteinurieform
Zusammenfassung