9789144119748

Laurells

KLINISK KEMI i praktisk medicin

Redaktรถrer

Elvar Theodorsson Maria Berggren Sรถderlund

Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller Bonus Copyright Access.

Vid utgivning av detta verk som e-bok, är e-boken kopieringsskyddad.

Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman eller rättsinnehavare.

Studentlitteratur har både digital och traditionell bok­utgivning. Studentlitteraturs trycksaker är miljöanpassade, både när det gäller papper och tryckprocess.

Art.nr 166 ISBN 978-91-44-11974-8 Upplaga 10:1 © Författarna och Studentlitteratur 1970, 2018 studentlitteratur.se Studentlitteratur AB, Lund Omslagslayout: Francisco Ortega Omslagsbild: Shutterstock.com Printed by Interak, Poland 2018

3

INNEHÅLL

Förord 5 Författarpresentation 7 Förkortningslista 9 1 Laboratoriernas verksamhet 13 Kjell Grankvist, Ola Hammarsten, Maria Berggren Söderlund, Elvar Theodorsson 2 Tolkning av analysresultat 31 Ola Hammarsten, Kjell Grankvist, Elvar Theodorsson 3 Vätskebalans, elektrolyter och blodgaser 55 Carolina Backman Johansson, Per Simonsson 4 Plasmaproteiner, inflammation och amyloidos 87 Magnus Jonsson, Lars-Olof Hansson, Anders Larsson, Anders Grubb 5 Allergi, auto­immunitet och komplement­systemet 131 Marianne van Hage, Johan Rönnelid, Charlotte Dahle, Olof Hultgren, Lennart Truedsson, Anna Blom 6 Koagulationsrubbningar 171 Eva Norström, Tomas Lindahl, Andreas Hillarp, Karin Strandberg 7 Anemier 209 Stefan Jacobsson, Elvar Theodorsson 8 Leukocyt­rubbningar 265 Stefan Jacobsson

© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

9 Endokrina sjukdomar 283 Göran Brattsand, Anders Isaksson, Per Bjellerup, Charlotte Becker 10 Energi­omsättning, diabetes och lipoproteinrubbningar 345 Christian Löwbeer, Ola Hammarsten, Johan Rönnelid, Peter Ridefelt, Elvar Theodorsson 11 Kardiovaskulära sjukdomar 415 Christian Löwbeer, Ola Hammarsten 12 Digestionsorganens sjukdomar 465 Elvar Theodorsson, Christian Löwbeer, Peter Ridefelt, Marie Carlson, Charlotte Dahle, Per Simonsson 13 Sjukdomar i njurar och urinvägar 517 Anders Grubb, Anders Christensson, Gunnar Sterner 14 Sjukdomar i skelett och kalcium- och fosfatomsättningen 551 Martin Carlsson, Charlotte Becker 15 Sjukdomar i centrala nervsystemet 581 Kaj Blennow, Charlotte Dahle, Henrik Zetterberg 16 Graviditet, prenataldiagnostik och infertilitet 615 Charlotte Becker, Johan Malm 17 Medfödda metabola sjukdomar 631 Ulrika von Döbeln, Anna Wedell, Maria Blomqvist, Pauline Harper, Per Simonsson

4

I n ne h å l l

18 Tumörmarkörer 659 Lars-Olof Hansson, Anders Grubb, Sigrid Carlsson, David Ulmert, Hans Lilja 19 Vitaminer och spårämnen 681 Maria Berggren Söderlund, Peter Ridefelt, Johan Hultdin 20 Läkemedel, toxiska substanser och missbruksmedel 705 Anders Helander, Olof Beck, Staffan Rosenborg Index 745

© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

Kapitel 3

Vätskebalans, elektrolyter och blodgaser C a rol i na Back m a n Joh a ns s on Pe r Si mons s on

Kroppsvatten och vätskerum 57 Vätskebalans 60 Elektolytbalans 62 –– Osmolalitet 63 –– Natrium 64 –– Kalium 65 –– Klorid 67 –– Kalciumjon, fri 68

Fysiologisk pH-reglering 69 –– Rubbningar i pH-balansen och

tolkning av syra–basstatus 71

–– Parametrar för att tolka syra–basbalansen 73 –– Stewarts teorier för att tolka

avvikelser i syra–basbalansen 75

–– Laktat 76

Transport av gaser 77 –– Mätning och bedömning av

koldioxid (aB-pCO2) 77

–– Upptag och transport av syrgas 78 –– Mätning och bedömning av syresättning 81

Blodgaser i dagens sjukvård 83 –– Preanalys och provtagning 84 –– Provtagning i olika delar av kärlbädden 85

Litteraturförteckning 86

För alla organismer är det livsviktigt att kunna upprätthålla en konstant inre miljö, homeostas. De viktigaste mekanismerna involverar regleringen av temperatur, blodsocker, syrgastransport, pH, elektrolyter och vätskebalans. Regleringen sker genom specialiserade mekanismer i njurar, lungor, cirkulationsorgan, endokrina körtlar och i det centrala nervsystemet.

Vatten, elektrolyter och pH regleras inom mycket snäva gränser både intracellulärt och extracellulärt för att balansen i de kemiska processerna inte ska rubbas. En liten avvikelse kan få stora konsekvenser och påverka flera organsystem. Det ställs därför stora krav på de regleringsmekanismer som kompenserar för påfrestningar som till exempel fysisk ansträngning, svält, infektion, trauma, syrebrist och intoxikation orsakar.

57

tertillväxten förändras detta så att ett fullgånget barn består av 70 % vatten. Energireserven i form av fett är fortfarande mycket begränsad.

Vid ett års ålder stabiliseras andelen vatten till cirka 60 % av kroppsvikten och kommer att ligga stabil tills kroppen börjar åldras och mängden fett ökar. Kvinnor har fysiologiskt en större andel fett än män vilket avspeglas i en något mindre andel kroppsvatten. Överviktiga individer har på samma sätt en procentuellt lägre andel vatten än normalviktiga.

Andelen vatten i olika organ och vävnader varierar stort (tabell 3.1). Stödjevävnad med högt mineralinnehåll, som tänder och benvävnad, har mycket låg andel vatten, liksom fettvävnad. Övriga organs vatteninnehåll ligger mellan 65–85 %. Skillnaderna beror på celltät-

Kroppsvatten och vätskerum Vatten är det viktigaste ämnet i kroppen. I vattenlösning sker de livsnödvändiga kemiska processer som upprätthåller cellens energiproduktion och kompenserar för yttre och inre påfrestningar på metabolismen. Vatten är också det lösningsmedel som i en dynamisk växelverkan fördelar näringsämnen mellan vätskerummen och transporterar bort farliga restprodukter från kroppens organ.

Volym och fördelning

Förhållandet mellan kroppsvikten och andelen vatten i kroppen är beroende av ålder, kön och fettmängd. Ett foster består av 90 % vatten och en mycket liten andel fett (figur 3.1). Under fos% av kroppsvikten 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Prematur Fullgången 2 kg 3,5 kg icV

ecV

1 år 10 kg

Vatten

10 år 30 kg Fett

15 år 60 kg

Protein

Vuxenman 70 kg

Äldre man 70 kg

Mineral

FIGUR 3.1 Andelen vatten i kroppen förändras med åldern liksom fördelningen mellan

det extracellulära vätskerummet (ECV) och det intracellulära vätskerummet (ICV).

© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

Vuxen kvinna 60 kg

Äldre kvinna 60 kg

58

3 Väts k e b a l a n s, e l e k t r oly t er och b lod g as er

TABELL 3.1 Vatteninnehållet i olika organ

angivet i procent av vävnadsvikt.

Organ

Vatten

Njurar, blod Hjärta, lungor, mjälte, muskler Hjärna, tarm, hud

81–85 % 76–80 % 71–75 %

Lever Skelett (ben) Fettväv, tänder

66–70 % 21–25 % 6–10 %

het, fett­innehåll och andelen bindväv. Blod är den vävnad som har högst vatteninnehåll. En vuxen har ungefär 5 L blod. Av det upptar blodcellerna cirka 40 % (hematokrit), fett och proteiner cirka 8 %. Resterande cirka 52 % utgörs av plasmavatten.

Det totala kroppsvattnet fördelar sig på två vätskerum – det intracellulära och det extracellu­ lära. Under fosterlivet och fram till cirka ett års ålder är den extracellulära vätskevolymen procentuellt större än den intracellulära (figur 3.1) medan kroppsvätskan hos en vuxen fördelas så att cirka två tredjedelar finns intracellulärt och cirka en tredjedel extracellulärt (figur 3.2).

Extracellulärvätskan består i sin tur till en fjärdedel av intravasal vätska eller plasma och till tre fjärdedelar av interstitiell vätska, det vill säga vätskan mellan cellerna. Som interstitiell vätska

Cellmembran Endotelceller Intracellulär vätska 67 %

Extracellulär vätska 33 %

Interstitiell vätska 25 %

Plasma 8%

Extracellulär matrix FIGUR 3.2 Vätskerummens fördelning hos en vuxen.

Procentsiffrorna anger vätskerummens andel av det totala kroppsvattnets volym.

räknas även lymfa och transcellulära vätskor som ledvätska, pleuravätska, perikardvätska, peritonealvätska och cerebrospinalvätska.

Det intracellulära vätskerummet avskiljs från det extracellulära med cellmembran och det intravasala vätskerummet från det interstitiella genom kärlendotel. I det interstitiella vätskerummet finns extracellulärt matrix som består av nätverk av proteiner (t.ex. kollagen, elastin) och polysackarider (t.ex. hyaluronsyra) samt cellernas basalmembran. Typen av matrix och tätheten avgör med vilken hastighet lösta molekyler kan fördela sig i interstitiet.

Utbyte mellan plasma och interstitium Den interstitiella vätskan bildas till största delen genom filtrering av plasma genom endotelet i kapillärväggen (transudat) samt till en mindre del genom sekretion av specialiserade celler in i olika vätskehålor (exsudat).

Kapillärendotelet utgör ett filter som låter vatten och små vattenlösliga molekyler passera, samtidigt som större molekyler som proteiner stannar i kärllumen. Hur stor mängd vätska som filtreras beror på Starling-krafterna. Sambandet beskrivs med Starling-ekvationen och är förhållandet mellan det hydrostatiska trycket, det kolloidosmotiska trycket, membranets genomsläpplighet och den sammanlagda filtrationsytan.

På den arteriella sidan av kapillärnätet dominerar det hydrostatiska trycket så att vätska filtreras ut i interstitiet (figur 3.3) och på den venösa sidan dominerar det kolloidosmotiska trycket så att vätska dras tillbaka in i kärllumen.

Det kolloid­osmotiska trycket i plasma skapas till övervägande del av plasmans höga albuminkoncentration.

Det överskott av vätska som inte återförs till kapillärerna bildar lymfa och dräneras via lymfkärlen tillbaka till blodet. Detta utgör en viktig mekanism för att näringsämnen ska kunna fördelas i hela interstitiet. Vid patologiska tillstånd som albuminförluster via njuren (minskat kolloid­osmotiskt tryck), chock (ökad permeabi© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

Kolloidosmotiskt tryck 25 mmHg

Kapillärlumen

Hydrostatiskt tryck 15 mmHg

Nettoflöde av vätska

Nettoflöde av vätska

Hydrostatiskt tryck 35 mmHg

Arteriell sida

Kolloidosmotiskt tryck 25 mmHg

3 Vätskebalans, elek tr oly ter och blodgaser 59

Venös sida

Vävnad FIGUR 3.3 Vätskeflödet över kapillärendotelet styrs av Starling-krafterna. På den arteriella

sidan av kapillärbädden dominerar det hydrostatiska trycket och vätska filtreras ut i interstitiet. Omvänt dominerar det kolloidosmotiska trycket på den venösa sidan av kapillärbädden och vätska återresorberas. Nettoförlusten av vätska till interstitiet bildar lymfa.

litet i kapillär­membranet) och hypertoni (ökat hydrostatiskt tryck) kommer vätska att ansamlas i interstitiet och bilda ödem.

Utbyte mellan interstitiet och det intracellulära rummet

Det interstitiella och det intracellulära vätskerummet separeras av cellernas membran. Cellmembranet är en semipermeabel barriär, vilket innebär att vissa molekyler kan röra sig fritt över membranet medan andra är beroende av transportmekanismer eller inte alls kan passera.

Detta leder till att sammansättningen av molekyler och joner i de två vätskerummen skiljer sig åt (tabell 3.2).

Små opolära molekyler (t.ex. O2, CO2, etanol, urea) kan fritt passera över cellmembranet.

Koncentrationen på båda sidorna av membranet kommer att jämnas ut genom passiv diffusion (figur 3.4). Vatten passerar också fritt genom

cellmembranet, men flödet styrs till största delen av osmos – en kraft som strävar efter att koncentrationen av lösta partiklar ska vara lika på båda sidorna av membranet.

Cellen strävar också mot att laddningen ska vara neutral på båda sidorna av cellmembranet.

En kalciumjon (1 Ca 2+) motsvarar laddningsmässigt två natriumjoner (2 Na+), men två joner utövar ett dubbelt så stort osmotiskt tryck som en jon. Det sammanlagda osmotiska trycket beskrivs av Donnan-jämvikten, som är ett samband mellan den elektrostatiska gradienten och partikelkoncentrationen.

Små laddade joner kan långsamt passera över cellmembranet i koncentrationsgradientens riktning, men för att upprätthålla en hög intracellulär kaliumjonkoncentration, en låg intracellulär kalciumjonkoncentration och en hög extra­ cellulär natriumjonkoncentration behövs energikrävande aktiv transport mot kon-

TABELL 3.2 Koncentrationen av oorganiska joner i olika vätskerum.

Vätskerum

Extracellulär vätska (ECV) Plasma Interstitiell vätska Intracellulär vätska (ICV)

Na+ (mmol/L)

K+ (mmol/L)

Ca2+ (mmol/L)

Mg2+ (mmol/L)

Cl– (mmol/L)

HCO3– (mmol/L)

3,5 L 10,5 L

142 145

3,9 4,0

1,3 1,1

0,6 0,6

101 115

24 27

28 L

12

156

0,2

17

4

12

Volym (totalt 42 L)

© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

60

3 Väts k e b a l a n s, e l e k t r oly t er och b lod g as er

Molekyl som ska transporteras Kanalprotein

Bärarprotein Koncentrationsgradient

Energi Passiv diffusion

Faciliterad diffusion

Passiv transport

Aktiv transport

FIGUR 3.4 Transportmekanismer över cellmem-

branet. Små oladdade molekyler passerar cellmembranet genom passiv diffusion. Större molekyler och joner behöver kanalproteiner och bärarproteiner för att underlätta membrantransporten, faciliterad

centrationsgradientens riktning. Enzymet Na+/ K+-ATPas transporterar aktivt natriumjoner ut ur cellen och kaliumjoner in i cellen. Vidare transporterar Ca 2+-ATPas aktivt kalciumjoner ut ur muskelcellerna för att häva fibrillernas kontraktion. Natriumjoner och kalciumjoner kan snabbt släppas in i cellerna genom spänningskänsliga jonkanaler. Natriumjoner kan också transporteras in i cellen genom sekundär transport tillsammans med exempelvis glukos eller i utbyte mot vätejoner.

Viktiga näringsämnen som aminosyror och monosackarider transporteras in i cellerna genom faciliterad transport eller med hjälp av dedikerade transportproteiner. Makromole­ kyler kan inte passera igenom membranet utan transporteras in i eller ut ur cellen genom endorespektive exocytos, det vill säga molekylerna innesluts i vakuoler som bildas av cellmembranet.

transport. Transport över cellmembranet i koncentrationsgradientens riktning är passiv, medan transport mot koncentrationsgradienten kräver Fig.Illustration: 3.4 energi.

Lena Lyons.

cirka 20 % av det totala kroppsvattnet och en vuxen ungefär 5 %. För en vuxen motsvarar det 2–2,5 L/dygn eller 30 mL/kg/dygn i vila. Den basala metabolismen för en vuxen är 30 kcal/ kg/dygn och det behövs 1 mL vatten för att omsätta 1 kcal.

Vatten förloras genom urin (1–1,5 L/dygn), feces (0–0,1 L/dygn) och perspiratio insensibilis, det vill säga förluster genom hud och andnings­ vägar (ca 0,9 L/dygn). Samtidigt är det genomsnittliga vattenintaget genom dryck och mat cirka 2 L/dygn. Cellmetabolismen ger också ett netto­tillskott av vatten, så kallad endogen vatten­ produktion med cirka 0,3 L/dygn.

Vid fysisk aktivitet, feber och förhöjd omgivningstemperatur ökar vätskeförlusterna genom huden och andningsvägarna. För feber räknar man med ett ökat vätskebehov på 10 % för varje grad över 37 °C för att kunna bibehålla normal urinproduktion.

Vätskebalans

Bedömning av vätskebalansen

För att upprätthålla homeostasen krävs en väl reglerad balans mellan upptag och utsöndring av vatten. Ett nyfött barn omsätter dagligen

Människan kan styra vätskebalansen dels genom att justera vätskeintaget, dels genom att reglera njurarnas utsöndring av vatten och © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

3 Vätskebalans, elek tr oly ter och blodgaser 61

natrium­joner. Övervätskning och vätskebrist leder till en ökning respektive minskning av både det extracellulära och det intracellulära vätskerummet (ECV/ICV). I plasma resulterar övervätskning i sänkt osmolalitet och natrium­jonkoncentration. Det motsatta ses vid ­dehydrering, det vill säga förhöjd osmolalitet och natriumjonkoncentration.

En ökad förlust, ett ökat intag eller en retention av natriumjoner påverkar inte plasmans osmolalitet och natriumjonkoncentration. Om mängden natriumjoner i ECV ökar kommer kroppsvattnet att omfördelas så att ECV expanderar samtidigt som ICV minskar. En minskad mängd natriumjoner i ECV kommer att få motsatt effekt så att ICV expanderar och ECV minskar. Justeringen av det totala natriumjon­ innehållet sker via njurarna och kan mätas som förändringar av urinens osmolalitet och natrium­jonkoncentration.

Vätskebalansen kan inte bedömas utifrån laboratorieanalyser utan är en klinisk bedömning. Patientens allmäntillstånd vägs samman med bedömning av kliniska fynd som hudturgor, kapillär återfyllnad, blodtryck, hjärtfrekvens och ödembildning. Laboratorieanalyserna är främst ett hjälpmedel för att hitta orsaken till en rubbad vätskebalans.

Reglering av vätskebalansen

Vätskebalansen regleras lokalt i njuren och centralt i hjärnan. I njurens juxtamedullära apparat frisätts hormonet renin och från hypofysens baklob frisätts antidiuretiskt hormon (ADH) (figur 3.5).

En sänkning av blodvolymen genom minskat blodtryck (t.ex. blödning eller chock) eller sänkt extracellulärvolym (på grund av dehydrering eller natriumbrist) minskar njurens perfusion.

När genomblödningen minskar, sänks den glomerulära filtrationen (glomerular filtration rate, GFR) och natriumjonkoncentrationen i macula densa sjunker. Frisättningen av renin från de juxta­glomerulära cellerna kommer då © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

att öka. Renin har ingen direkt påverkan på njuren utan agerar genom att aktivera reninangiotensin-systemet.

Angiotensin II ökar återresorptionen av natriumjoner i proximala tubuli. Samtidigt ses en passiv resorption av kloridjoner och vatten, dels för att upprätthålla elektronegativiteten, dels för att utjämna det osmotiska trycket. Angio­ tensin II har flera andra funktioner som perifer vasokonstriktion (höjer blodtrycket eftersom kärlvolymen minskas), stimulerar frisättningen av aldosteron (ökar natriumjonresorptionen i njurens samlingsrör) samt stimulerar frisättningen av ADH. Antidiuretiskt hormon ökar vattenresorptionen i distala tubuli och i samlingsröret genom att öka permeabiliteten för vatten. Detta sker genom att vattenkanaler (akvaporiner) öppnas så att vatten resorberas snabbare och urinen koncentreras. Frisättningen av ADH följer normalt den cirkardiska rytmen med högre utsöndring under natten, vilket är en förutsättning för att minska urinmängderna under nattsömnen.

I hypotalamus finns osmoreceptorer. När den intracellulära väskevolymen förändras påverkas storleken på cellerna i osmoreceptorn. En minskad cellvolym resulterar i törst och frisättning av ADH. På samma sätt blockeras ADHfrisättningen när cellerna expanderar. Dessutom kontrolleras ADH-frisättningen även via reninangiotensin-systemet genom att angiotensin II direkt stimulerar frisättningen av ADH. Antinatriuretisk peptid (ANP) frisätts när baroreceptorer i de stora kärlen samt i hjärtats förmak sträcks. Det sker när blodvolymen eller blodtrycket ökar. Antinatriuretisk peptid inhiberar reninfrisättningen vilket resulterar i en minskad bildning av angiotensin II och på detta sätt minskas frisättningen av ADH. Korrigering av vätskebalans

Vid behandling av en rubbning i vätskebalansen korrigeras akut de effekter som orsakas av den intravasala volymförändringen. Hypotoni och

62

3 Väts k e b a l a n s, e l e k t r oly t er och b lod g as er

Stimulus

Organ

Hyperosmolalitet

Mediator

Effekt

Törst

Vattenintag

ADH

Vattenretention

Hypotalamus

Hypovolemi

Angiotensinogen Renin Njure

Angiotensin I ACE Angiotensin II

Hyperkalemi

Hypervolemi

Vasokonstriktion

Binjure

Hjärta

Aldosteron

Natriumretention

ANP

Vasodilatation

FIGUR 3.5 Salt- och vattenbalansens viktigaste reglermekanismer.

chock behandlas med vätska, och hypertoni och lungödem med diuretika. Efter att patienten har stabiliserats kan man långsamt korrigera orsaken.

En obalans i vätskebalansen är fördelad över hela kroppsvattnets volym. Eftersom diffusionen är långsam mellan vätskerummen tar det lång tid att återställa avvikelser i de interstitiella och intra­cellulära vätskerummen.

Elektolytbalans Rubbningar i balansen mellan olika elektrolyter är starkt förknippade med varandra, vätskebalansen och den fysiologiska pH-regleringen.

Alla aspekter måste därför vägas samman när bedömningen görs av orsaken till en uppkommen avvikelse. Förändringar i elektrolytbalansen namnges inte efter orsaken utan efter vad som uppmätts i plasma. Det innebär att det kan finnas flera olika bakomliggande orsaker och mekanismer till varje rubbning. Plasma- och

urinkoncentrationer av elektrolyter bedöms tillsammans för att få en bättre helhetsbild.

I plasma är uppmätta avvikelser i elektrolytkoncentrationerna och osmolaliteten främst kopplade till vätskebalansen (övervätskning och dehydrering) och syra–basbalansen (acidos och alkalos). Det behövs stora förändringar i kroppens totala innehåll av en enskild elektrolyt för att en omfördelning av kroppsvattnet mellan det intracellulära och det extracellulära vätskerummet inte ska kunna kompensera för förändringar i plasmakoncentrationen. Istället är det elektrolytutsöndringen och osmolaliteten i urinen som avspeglar både den totala omsättningen av en enskild elektrolyt och kroppens förmåga att korrigera för avvikelser i elektrolytinnehållet.

Indirekt och direkt mätning av elektrolyter

Den fysiologiskt aktiva mängden elektrolyter finns i vattenlösning. I plasman är detta i plasmavattnet, det vill säga plasman utan pro© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

3 Vätskebalans, elek tr oly ter och blodgaser 63

teiner och lipider, och det är den koncentrationen som är viktig att mäta. Plasma utgörs normalt av 93 % plasmavatten och 7 % plasmaproteiner och lipider.

Elektrolytkoncentrationen mäts med jon­ selektiva elektroder och det finns två principiellt olika mättekniker. Antingen görs mätningen direkt på provet eller så späds provet före mätning.

Genom att späda provet kraftigt kan provvolymen i de större analysinstrumenten minimeras. Konsekvensen blir dock att den uppmätta elektrolytkoncentrationen anges för hela plasmavolymen och inte för plasmavattenvolymen. Detta påverkar resultatet när andelen proteiner och lipider i provet avviker från 7 % av plasmavolymen.

Val av metod påverkar framför allt mätningen av natrium. Om andelen proteiner och lipider är förhöjd (t.ex. vid myelom) resulterar den indirekta metoden i ett falskt lågt resultat, pseudo­ hyponatremi, och vid sänkt andel proteiner och lipider (t.ex. hypoalbuminemi) i falskt höga värden, pseudohypernatremi (tabell 3.3).

Den direkta mätmetoden påverkas däremot inte av lipid- och proteinhalter. Den används för analys av helblodsprover och finns på blodgas­ instrumenten som, jämfört med de större analysinstrumenten, har mindre invändig volym och därför späds inte provet före analys.

OSMOLALITET

Osmolalitet är ett mått på mängden osmotiskt aktiva partiklar i ett lösningsmedel, det vill säga

de som bidrar till det osmotiska trycket. Mängden partiklar uttrycks i antalet osmotiskt aktiva mol (mosmol) och lösningsmedlet i viktenheter (kg). Kliniskt mäts osmolaliteten i urin och serum/plasma.

Normalt är det fem joner/molekyler som i huvudsak bidrar till det osmotiska trycket: natriumjoner (Na+), glukos, urea, kloridjoner (Cl–) och vätekarbonatjoner (HCO3–). Osmolaliteten i plasma kan beräknas utifrån formeln: P-Osmolalitet (mosmol/kg) ≈ 1,86 × [Na+] (mmol/L) + [glukos] (mmol/L) + [urea] (mmol/L) De negativa jonerna anses vara associerade med natriumjonen, vilket är anledningen till att natriumjonkoncentrationen faktoriseras. Eftersom natriumjoner och glukos utgör det största bidraget till plasmans osmotiska tryck används ofta en enklare approximation: P-Osmolalitet (mosmol/kg) ≈ 2 × [Na+] (mmol/L) + [glukos] (mmol/L) Osmolärt gap är den beräknade differensen mellan uppmätt och beräknad osmolalitet. En avvikelse på > 10 mosmol/kg antyder närvaron av en osmotiskt aktiv exogen substans (t.ex. etylenglykol, isopropanol, etanol, metanol) eller endogen substans (t.ex. ketoner vid ketoacidos).

Metod: Mätning av fryspunktsnedsättningen med en osmometer.

Referensintervall: Serum/plasma: 280–300 mosmol/kg.

Bedömning: Hyperosmolalitet orsakas oftast

TABELL 3.3 Mätmetodens påverkan på natriumjonkoncentrationen i plasma.

Hög proteinhalt

Normal proteinhalt

Låg proteinhalt

Andel protein och lipid

15 %

7 %

3 %

Andel plasmavatten

85 %

93 %

97 %

Natriumjonkonc. direkt mätning

140 mmol/L

140 mmol/L

140 mmol/L

Natriumjonkonc. indirekt mätning

128 mmol/L

140 mmol/L

146 mmil/L

© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

64

3 Väts k e b a l a n s, e l e k t r oly t er och b lod g as er

av hypernatremi, men kan också bero på en förhöjd koncentration av urea, glukos eller andra osmotiskt aktiva substanser. En osmolalitet över 350 mosmol/kg är livshotande.

Urea kan vid njurinsufficiens öka osmolaliteten med 50–100 mosm/kg. Etanol i blodet på en promille (ca 27 mmol/L) motsvarar ≈ 22 mosmol/ kg. Etanol och urea passerar över cellmembranet och kommer efter att jämvikt har inställt sig inte att bidra till någon omfördelning av vätska mellan det extracellulära och det intracellulära vätskerummet.

NATRIUM

Natriumjonen (Na+) är den dominerande katjonen i plasma och interstitiellt, med cirka 140 mmol/L. Intracellulärt är natriumjonkoncentrationen cirka 10 mmol/L. Koncentrationsgradienten upprätthålls aktivt genom att Na+/K+-ATPas pumpar natriumjoner ut ur cellerna, vilket är en energikrävande process. In i cellen transporteras natriumjoner dels genom spänningskänsliga natriumjonkanaler, dels genom sekundär transport tillsammans med t.ex. glukos. En viss andel diffunderar passivt genom cellmembranet.

Natriumjoner absorberas i tarmen till > 99 % och utsöndras genom njurarna. En liten andel förloras med svett.

Natriumbalansen är starkt knuten till vätske­ balansen och natriumjonen är den viktigaste jonen för att upprätthålla det osmotiska trycket i det extracellulära vätskerummet. Förändringar i natriumjonkoncentration i det totala kroppsvattnet påverkar inte den i plasma och i interstitium, om inte förändringarna är mycket grava och livshotande. Vatten kommer istället att omfördelas mellan det intracellulära och det extracellulära vätskerummet för att jämna ut koncentrationsskillnaden.

Utsöndringen av natriumjoner regleras i njurarna via renin-angiotensin-systemet samt indirekt via ADH. Njurarna har en hög anpass-

ningsförmåga och urinens natriumjonutsöndring kan varieras från > 300 mmol/dygn ner till < 10 mmol/dygn.

Metod: Jonselektiv elektrod (potentiometri).

Indirekt (med spädning) eller direkt (utan spädning) mätning.

Referensintervall: Serum/plasma/blod: 136– 146 mmol/L. Urin: 40–220 mmol/dygn. Likvor: 138–150 mmol/L. Interferens: Natriumjonkoncentrationen mäts med en jonselektiv elektrod. Elektrodens membran avgör hur selektiv elektroden är. Litium­ joner har snarlika egenskaper som natriumjoner och kan därför påverka mätningen. Höga litiumkoncentrationener i plasma och urin resulterar i falskt höga natriumjonkoncentrationer.

Variationer i protein- och lipidinnehållet påverkar resultatet vid indirekt mätning (tabell 3.3).

Bedömning: Natriumjonkoncentrationen i plasma används för att bedöma vätskebalans och njurfunktion. Natriumjonkoncentrationen i urin avspeglar natriumomsättningen samt används för att bedöma njurens förmåga att koncentrera urinen.

Hyponatremi Hyponatremi definieras som sänkt plasmakoncentration av natriumjoner (< 130 mmol/L). Vid hyponatremi ökar intracellulärvolymen, vilket främst ger symtom från centrala nervsystemet, till exempel illamående, balansrubbning, förvirring, trötthet, krampanfall och hjärnödem. Det finns tre former av hyponatremi: ◆◆ hypoosmolär ◆◆ isoosmolär ◆◆ hyperosmolär.

Hypoosmolär hyponatremi ses vid förhöjd extracellulärvolym och vid natriumförlorande tillstånd. Hyponatremi i kombination med kliniska tecken på hypovolemi (ortostatism, takykardi, nedsatt hudturgor) ses när natriumförlusterna är större än vätskeförlusten. Detta sker © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

3 Vätskebalans, elek tr oly ter och blodgaser 65

när hyperton vätskeförlust ersätts med hypoton vätska (vatten). Stora natriumförluster orsakas av förluster från mag–tarmkanalen vid kräkning och diarré, från huden vid brännskador och vid extensiv svettning. Elektrolytrubbningen kan också ses vid diuretikabehandling och binjurebarksinsufficiens. Njursjukdom kan leda till en osmotisk diures till exempel vid saltförlorande nefropatier och under den polyuriska fasen efter en tubulär skada.

Hyponatremi i kombination med ödem ses vid avancerad njurinsufficiens (minskad glomerulär filtration), hjärtsvikt (förhöjt hydrostatiskt tryck), leverinsufficiens (minskad syntes av bl.a. albumin ger minskat kolloidosmotiskt tryck) och nefrotiskt syndrom (albuminförlust i njurarna ger minskat kolloidosmotiskt tryck).

Hyponatremi utan kliniska tecken på förändrad extracellulärvolym ses vid SIADH (syndrome of inappropriate ADH secretion) då ADH-sekretionen är förhöjd. Detta resulterar i utsöndring av hyperosmolär urin även när plasmaosmolaliteten är sänkt. Liknande fynd ses också vid extensivt intag av vatten, vilket resulterar i att njurarnas utsöndringskapacitet för vatten överskrids.

Hyperosmolär hyponatremi ses vid närvaro av osmotiskt aktiva ämnen i plasma som etylenglykol eller höga halter glukos. För att motverka den osmotiska effekten tas natriumjoner upp intracellulärt.

Isoosmolär hyponatremi eller pseudohyponatremi är inte ett patologiskt tillstånd utan orsakas av en mätteknisk interferens. I prover med höga halter proteiner eller lipider ger en indirekt mätning falskt låga natriumjonkoncentrationer. Även det omvända gäller så att prover med låg proteinhalt ger falskt för höga natriumjonkoncentrationer med en indirekt mätteknik.

Hypernatremi

Hypernatremi definieras som förhöjd plasmakoncentration av natriumjoner (> 150 mmol/L).

Vid hypernatremi minskar intracellulärvolymen, © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

vilket precis som vid hyponatremi främst ger symtom från centrala nervsystemet, till exempel intensiv törst, irritabilitet, konfusion, fokala neurologiska symtom, illamående och sänkt medvetandegrad. Det finns tre former av hypernatremi: ◆◆ hypovolem ◆◆ isovolem ◆◆ hypervolem.

Hypovolem hypernatremi ses vid dehydrering då vattenförlusten är större än natriumjonförlusten. Detta ses vid vattenförlust i samband med diarré, brännskador, extensiv svettning, feber samt förluster via andningsvägarna i kombination med otillräckligt vätskeintag. Urinen blir hyperosmolär (> 800 mosmol/L) samtidigt som natriumjonutsöndringen är låg (< 20 mmol/L).

Normovolem hypernatremi är ofta ett förstadium till hypovolem hypernatremi, men kan också orsakas av att njuren saknar förmåga att koncentrera urinen. Detta orsakas av extensivt intag av vatten (psykogen polydipsi), minskad insöndring av ADH från hypofysen (central diabetes insipidus) eller minskad känslighet för ADH i njuren (perifer diabetes insipidus).

Hypervolem hypernatremi ses vid förhöjda nivåer av aldosteron (primär eller sekundär hyperaldosteronism) eller kortisol (Cushings sjukdom). Den vanligaste orsaken är dock behandling med hyperton natriuminfusion.

KALIUM

Kaliumjonen (K+) är den intracellulärt dominerande katjonen och är viktig för att upprätthålla den intracellulära volymen samt den elektriska membranpotentialen. Koncentrationen i plasma regleras mycket snävt. Av kroppens kalium­ innehåll finns 98 % intracellulärt, varav det mesta i muskelcellerna. Kroppens totala kaliuminnehåll är därför starkt korrelerad till muskelmassan.

Kaliumjonernas koncentrationsgradient upprätthålls genom aktiv och energikrävande transport av kaliumjoner in i cellen med Na+/K+-

66

3 Väts k e b a l a n s, e l e k t r oly t er och b lod g as er

ATPas. Ut ur cellen transporteras kaliumjoner genom spänningskänsliga kaliumjonkanaler och i utbyte mot vätejoner. Kaliumjoner diffunderar också passivt ut ur cellen.

Kaliumjoner absorberas fullständigt i tarmen och utsöndras till största delen genom njurarna.

En liten andel utsöndras via avstött tjocktarms­ epitel och vid kronisk njursvikt ökar denna andel betydligt.

I njuren utsöndras kaliumjoner i distala tubuli i utbyte mot vätejoner. Mängden utsöndrade kaliumjoner står i relation till vätejonkoncentrationen i blodet. Vid en acidos kommer därför kaliumjonutsöndringen att minska. Vissa typer av diuretika verkar genom att minska kaliumjonresorptionen vilket ger betydande kaliumförluster som måste ersättas.

Metod: Jonselektiv elektrod (potentiometri).

Indirekt eller direkt mätning.

Referensintervall: Serum: 3,6–4,6 mmol/L. Plasma/blod: 3,4–4,4 mmol/L. Urin: 50–150 mmol/dygn.

Interferens: Kaliumjonkoncentrationen mäts med en jonselektiv elektrod. Elektrodens membran avgör hur selektiv elektroden är. Litium­ joner har snarlika egenskaper som kaliumjoner och kan därför påverka mätningen. Förhöjda litiumnivåer i plasma och urin resulterar i falskt höga kaliumjonkoncentrationer.

Mätningen av kaliumjoner i plasma och helblod är mycket känslig för läckage av kaliumjoner från intracellulärvätskan, eftersom den intracellulära kaliumjonkoncentrationen är mycket högre än den extracellulära. Läckage ses vid hemolys men även vid fördröjd analys av ocentrifugerade prover eller i prover med högt innehåll av leukocyter eftersom det i provet kontinuerligt finns en passiv diffusion av kaliumjoner över de intakta cellmembranen.

Falskt höga koncentrationer av kaliumjoner på grund av hemolys under eller efter provtagning ses vid kraftig stasning, provtagning med nålar med litet lumen samt fördröjd och oförsiktig blandning av blodprovet med antikoagulantia.

Hemolysdetektion är därför viktigt, men saknas av tekniska skäl för helblodsprover. Resultatet från en helblodsanalys med kliniskt signifikant förhöjd kaliumjonkoncentration måste därför kontrolleras med ett plasma- eller serumprov. En patient med ett hemolytiskt tillstånd har därför ett sant hemolysvärde för kalium.

Bedömning: Kaliumjonkoncentrationen i plasma analyseras för att bedöma njurfunktionen, följa diuretikabehandling, bedöma belastning av vävnadsskada och intravasal hemolys.

Analysen ingår i en fullständig bedömning av syra–basstatus. Kaliumjonkoncentrationen i urin används för att bedöma kaliumomsättningen samt omfattningen av en tubulär skada.

Hypokalemi

Sänkt plasmakoncentration av kaliumjoner (< 3,0 mmol/L) leder till trötthet, distal muskelsvaghet och muskelvärk med hyporeflexi och kramper, tarmparalys med illamående och kräkning. Hjärtats kontraktionskraft minskar och resulterar i en reflektorisk takykardi. På EKG ses avplanade T-vågor. Risken för arytmier och hjärtstopp är ökad.

Hypokalemi orsakas dels av ökat intracellulärt upptag av kaliumjoner, dels av en sann kaliumbrist.

Omfördelning av kaliumjoner från det extracellulära till det intracellulära vätskerummet ses främst vid alkalos och vid korrigering av diabetesketoacidos. Vid alkalos kompenseras den sänkta vätejonkoncentrationen akut genom att intracellulära vätejoner skiftas mot extra­cellulära kaliumjoner. Vid behandling av diabetes­ketoacidos med glukos och insulin är mängden kaliumjoner som på kort tid transporteras in i cellerna så pass stor att kaliumjon­ koncentrationen i plasma sjunker akut.

Sann kaliumbrist ses vid långvarig svält, långvariga diarréer eller kräkningar. Utsöndringen av kaliumjoner via njurarna är då < 30 mmol/ dygn vilket är den fysiologiska minimigränsen för kaliumjonutsöndring. © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

3 Vätskebalans, elek tr oly ter och blodgaser 67

En låg kaliumnivå i plasma i kombination med utsöndring av kaliumjoner i urinen > 30 mmol/ dygn indikerar att njurens kalium­sparande förmåga är störd. Fysiologiskt ses detta vid kompensation av en grav alkalos då vätejoner resorberas i utbyte mot en ökad kaliumjonutsöndring trots att kaliumjonkoncentrationen i plasma redan är låg. En vanlig farmakologisk orsak till hypo­ kalemi är diuretikabehandling men det kan också ses vid behandling eller intoxikation med tubuliskadande substanser (t.ex. cytostatika, svampgift, tungmetaller) och i den polyuriska fasen efter en akut tubulär skada. Ökade förluster ses även vid primär eller sekundär hyperaldo­ steronism och Cushings sjukdom (kortisolsvikt).

Hyperkalemi

Förhöjd plasmakoncentration av kaliumjoner (> 5,0 mmol/L) leder till förvirring och oro, generellt nedsatt muskelkraft (inkl. andningsmuskulaturen) samt bradykardi. På EKG ses en förlängd PQ-tid och toppiga T-vågor. Vid en kaliumjonkoncentration > 7,0 mmol/L ökar risken markant för bradyarytmier och hjärtstopp. Hyperkalemi orsakas dels av läckage av intracellulära kalium­ joner, dels av kaliumjonretention på grund av otillräcklig njurfunktion.

Omfördelning av kaliumjoner från det intracellulära till extracellulära vätskerummet ses framför allt vid acidos och vävnadsskada. Vid acidos korrigeras den förhöjda vätejonkoncentrationen akut med ett intracellulärt upptag av vätejoner i utbyte mot kaliumjoner. Skador på vävnad genom till exempel vävnadshypoxi, intravasal hemolys, rabdomyolys, cellgiftsbehandling, brännskador, kraftiga krampanfall och kraftig fysisk ansträngning ger ett snabbt tillskott av kaliumjoner extracellulärt.

Kaliumretention orsakas av otillräcklig utsöndring av kaliumjoner i njuren. Detta ses vid intravenös behandling med lösningar med hög kaliumjontillsats och vid njurinsufficiens med nedsatt glomerulär filtration och skadad tubulär funktion. © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

Vid kompensation av en kraftig acidos utsöndras vätejoner i utbyte mot kaliumjoner trots att kaliumjonkoncentrationen i plasma redan är förhöjd. Kaliumretention sekundär till förhöjd natriumjonutsöndring ses vid Addisons sjukdom (nedsatt kortisolutsöndring) och behandling med ACE-hämmare (minskad aldo­ steronfrisättning).

KLORID

Kloridjonen (Cl–) är den dominerande anjonen i plasma, cirka 100 mmol/L och är tillsammans med natriumjonen viktig för att upprätthålla katjon–anjonbalansen i extracellulärvätskan.

Syra–basbalansen påverkar kloridkoncentrationen genom kloridskiftet då intracellulära vätekarbonatjoner byts mot extracellulära kloridjoner. Tydligast är detta i erytrocyterna, som är de celler i kroppen som har högst kloridkoncentration (50 mmol/L) jämfört med övriga celler som innehåller ≈ 1 mmol/L. I cerebrospinalvätska är kloridkoncentrationen cirka 15 % högre än i plasma. Detta beror på att cerebrospinalvätskan normalt har en lägre koncentration anjoner i form av protein än plasma. Vid skada på blodhjärnbarriären utjämnas skillnaderna.

Magsaftens kloridkoncentration är hög (140 mmol/L) och normalt resorberas > 99 % i tarmen.

Svett innehåller normalt 40 mmol/L och vid stark svettning kan förlusterna bli betydande.

Kloridutsöndringen regleras via njurarna. Normalt återresorberas 95 %, men utsöndringen ökar vid acidos.

Metod: Jonselektiv elektrod (potentiometri).

Indirekt eller direkt mätning.

Referensintervall: Serum/plasma/blod: 98–110 mmol/L. Urin: 100–250 mmol/dygn. Likvor: 112–127 mmol/L eller ≈ 15 % högre än plasma.

Bedömning: Kloridjoner analyseras främst för att hitta orsaken till en syra–basrubbning och ingår därför alltid i ett komplett syra–basstatus.

I plasma analyseras kloridjoner inte rutinmässigt,

68

3 Väts k e b a l a n s, e l e k t r oly t er och b lod g as er

eftersom det inte tillför så mycket information i en allmän bedömning av njurfunktionen. Kloridjoner i urin används för att bedöma tubulärskada och renal tubulär acidos.

Hypokloremi

Sänkt koncentration av kloridjoner i plasma är oftast orsakad av sänkt osmolalitet som vid övervätskning (se hyponatremi). Vid en okompenserad respiratorisk acidos sjunker kloridkoncentration på grund av kloridskiftet samtidigt som natriumjonkoncentrationen är oförändrad.

Förlust av kloridjoner vid långvariga kräk­ ningar eller vid andra orsaker till långvarig förlust av magsaft resulterar i en hypoklorem metabol alkalos och en reell kloridbrist.

Hyperkloremi

Förhöjd koncentration av kloridjoner i plasma är ofta orsakad av förhöjd osmolalitet som vid dehydrering (se hypernatremi). Metabol alkalos kan på grund av renal utsöndring av vätekarbonatjoner ger en lätt hyperkloremi.

Fistlar mellan tarm och urinblåsa orsakar en kronisk och svårbehandlad hyperkloremi. Fistelbildning är en komplikation vid Crohns sjukdom samt efter bukkirurgi.

KALCIUMJON, FRI

Kalciumjonen (Ca 2+) har en viktig roll i många fysiologiska processer, både intra- och extracellulärt (se kapitel 6, Koagulationsrubbningar, och kapitel 14, Sjukdomar i skelett och kalcium- och fosfatomsättningen). Kroppen består av 1,5 % kalcium och mindre än 0,1 % finns i blodet.

I plasma föreligger ungefär 50 % av kalciumjonerna som fria joner, cirka 40 % är bundna till proteiner (albumin 80 % och globuliner 20 %) och resterande 10 % i komplex med negativt laddade molekyljoner. Det är de fria kalciumjonerna som är biologiskt aktiva.

Hur stor andel av kalciumjonerna i blodet som är fria är beroende av mängden proteiner

och komplexbindande joner, pH och den totala kalciumjonnivån. Koncentrationen av fria kalciumjoner i blodet är dock mycket stabil, även om den totala mängden kalciumjoner varierar.

Metod: Jonselektiv elektrod (potentiometri).

Direkt mätning.

Provtagning: Provtagning och preanalytisk hantering av prov för analys av fria kalciumjoner är viktig, eftersom provet är mycket känsligt för pH-förändringar.

För venösa prover som tas i vakuumrör ska endast serumrör med gel användas. Rör ska fyllas tills vakuumet upphört. Provet bör centrifugeras så snart blodet koagulerat och senast inom två timmar. Proppen på röret får inte avlägsnas innan analys. Provet ska förvaras i rumstemperatur och analys bör ske inom 24 timmar.

Helblodsprover ska tas i blodgassprutor med elektrolytbalanserat heparin. Luftbubblor ska avlägsnas och sprutan förslutas. Provet ska analyseras inom 30 minuter från provtagning.

Referensintervall: Serum: 1,15–1,33 mmol/L. I venöst och arteriellt blod ligger intervallet lägre.

Interferens: Analysen av fria kalciumjoner är känslig för flera typer av preanalytisk interferens. Falskt för hög nivå av fria kalciumjoner ses i serumprover när de inte har centrifugerats tillräckligt nära inpå provtagning och i fördröjda analyser av helblodsprover. Cellmetabolismen i blodkropparna fortsätter efter provtagning och sänker provets pH, vilket frigör proteinbundet kalcium.

Falskt låga nivåer av fria kalciumjoner ses när vakuumrör är otillräckligt fyllda, när det finns luft i blodgassprutan och när röret eller sprutan inte har hanterats anaerobt, det vill säga proppen har avlägsnats. Koldioxid lämnar provet och höjer pH, vilket ökar mängden protein­ bundet kalcium.

Vid kraftig hemolys späder intracellulärvätskan ut provet med en faktor som är tillräckligt stor för att påverka analysresultatet.

Bedömning: Plasmakoncentrationen av fria kalciumjoner påverkas av syra–basstatus. © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

3 Vätskebalans, elek tr oly ter och blodgaser 69

Vätejonkoncentrationen påverkar mängden kalciumjoner som binds till proteiner och andra molekyljoner. Följden blir att en acidotisk patient akut får en hyperkalcemi och en alkalotisk patient omvänt får en hypokalcemi utan att mängden totalt kalcium förändras. Mätning av fria kalciumjoner är därför det bästa sättet att diagnostisera en biologiskt signifikant hypoeller hyperkalcemi.

Ett avvikande värde på totalkalcium bör följas upp med mätning av fria kalciumjoner.

Fria kalciumjoner kan inte ersättas med beräkning av albuminkorrigerat kalcium, eftersom formlerna inte tar hänsyn till den totala komplexiteten i regleringen av den fria andelen kalciumjoner.

Låg plasmakoncentration av fria kalciumjoner leder till parestesier, kramper, epileptiska anfall och slutligen medvetslöshet. Förhöjd plasmakoncentration ger försämrad neuromuskulär funktion och yttrar sig som trötthet, muskelsvaghet, förvirring och EKG-förändringar.

Fysiologisk pH-reglering Kroppen utsätts ständigt för fysiologisk stress till följd av fysisk ansträngning, svält och infektioner som kontinuerligt förändrar energibehovet.

Den aeroba metabolismen ger ett kontinuerligt tillskott av vätejoner och koldioxid via citronsyracykeln och den anaeroba metabolismen ger ett tillskott av vätejoner och laktat genom Cori-cykeln och alanincykeln. Vid svält kommer fettförbränningen att öka och fettsyror metaboliseras till vätejoner och ketoner. Trots det hålls vätejonkoncentrationen mycket stabil inom ett smalt intervall.

Normalt är vätejonkoncentrationen i artärblod, 35–45 nmol/L, vilket motsvarar pH 7,35–7,45 och i venöst blod 37–48 nmol/L, vilket motsvarar pH 7,32–7,43. Det ska jämföras med övriga elektrolyters jonkoncentrationer som ligger i mätområdet mmol/L. Det är livsavgörande att vätejonkoncentra© F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

tionen varken stiger eller sjunker. Vätejonen är mycket reaktiv på grund av en liten jonradie i förhållande till laddningen. Om vätejonkoncentrationen förändras kommer inte bara de kemiska reaktionsjämvikterna att förskjutas utan även proteinernas tredimensionella veckning. Det leder till försämrad receptor- och enzymfunktion samt försämrad membranstabilitet.

Det finns tre mekanismer för att jämna ut vätejonkoncentrationen: 1 buffertsystem som reagerar momentant 2 utvädring av flyktiga syror via lungorna med respons inom minuter 3 en långsammare utsöndring av icke flyktiga syror i njurarna som ökar efter några timmar.

En mycket liten andel utsöndras också normalt via mag–tarmkanalen och denna kan få stor betydelse vid till exempel njursvikt.

Metod: Jonselektiv elektrod (potentiometri).

Direkt mätning i helblod.

Provtagning: Hepariniserad blodgasspruta.

Referensintervall: Arteriellt blod: pH 7,35–7,45.

Venöst blod: pH 7,32–7,43.

Reglering via buffertsystem

En buffert består av en svag syra och dess korresponderande bas. Dess funktion är att reagera med vätejoner så att pH i lösningen hålls näst intill konstant. På så sätt kan stora mängder vätejoner gömmas undan. I kroppen finns fyra viktiga buffertsystem: ◆◆ vätekarbonatbufferten ◆◆ hemoglobinbufferten ◆◆ proteinbufferten ◆◆ fosfatbufferten.

Vätekarbonatbufferten är det mest dominerande och viktigaste buffertsystemet i blodet och finns inuti erytrocyterna tillsammans med hemo­ globinbufferten. Den koldioxid som kontinuerligt bildas i kroppen diffunderar snabbt genom cellmembranen och in i erytrocyterna. Med hjälp av karbanhydras omvandlas koldioxid

70

3 Väts k e b a l a n s, e l e k t r oly t er och b lod g as er

(CO2) (syra) till vätekarbonatjoner (HCO3–) (korresponderande bas).

CO2 + H2O ⇆ H2CO3 ⇆ H+ + HCO3– Jämvikten är starkt förskjuten till höger, vilket innebär att en mycket liten andel av den producerade koldioxiden normalt finns löst som gas i blodet.

Hemoglobinbufferten har två viktiga funktioner, dels buffrar den vätejoner, dels ger inbindningen av vätejonerna en strukturförändring av hemoglobinmolekylen så att affiniteten för syrgasbindningen förändras.

Hb– + H+ ⇆ HHb Det näst-nästviktigast buffertsystemet i blodet och den viktigaste bufferten intracellulärt är proteinbufferten.

Prot– + H+ ⇆ HProt I plasma utgörs proteinbufferten i huvudsak av albumin som är ett viktigt transportprotein.

När vätejoner binder in till albuminet kommer laddnings- och konformationsförändringar att få andra inbundna molekyler och joner att lossna.

Speciellt viktigt är detta för koncentrationen av fria kalciumjoner i plasma.

Fosfatbufferten finns intracellulärt och består av oorganiskt fosfat.

HPO42– + H+ ⇆ H2PO4–

Koldioxidtensionen (pCO2) och vätejonkoncentrationen i blodet påverkar koldioxidreceptorer och pH-receptorer i aortabågen så att en ökad koldioxidtension respektive vätejonkoncentration kommer att öka andningsfrekvensen.

En minskade koncentration kommer omvänt att minska receptorernas aktivitet och andningsfrekvensen sjunker.

Andningen styrs även centralt i hjärnan.

Koldioxid diffunderar lätt genom blodhjärn­ barriären och koldioxidreceptorer i hjärnstammen regerar snabbt på förändringar av koldi­ oxid­tensionen i blodet.

Vätejoner passerar däremot inte över blodhjärnbarriären. pH-receptorerna i hjärnan är ändå mycket viktiga eftersom de reglerar hjärnans interna miljö. När metabolismen i hjärncellerna blir mer anaerob och vätejonkoncentrationen ökar i cerebrospinalvätskan kommer andningen att stimuleras. Då minskar koldioxidtensionen i blodet och därmed också koldioxidtensionen i cerebrospinalvätska, vilket driver jämvikten till vänster så att vätejonkoncentrationen minskar. Detta är också mekanismen bakom varför det inte är helt ofarligt att behandla en acidos med bikarbonatinfusion.

Den ökade mängden vätekarbonatjoner i blodet kommer att stimulera andningen så att vätejonkoncentrationen minskar för snabbt i cerebrospinalvätska med isolerad cerebral alkalos och hjärnsvullnad som följd.

Reglering via lungorna

Reglering via njurarna

Genom lungorna kan flyktiga syror vädras ut.

Normalt gäller detta endast koldioxid, men vid till exempel ketoacidos kommer även acetoacetat (aceton) att utsöndras. pH-regleringen via lungorna styrs genom andningsfrekvensen. När erytrocyten passerar genom alveolen kommer koldioxid att diffundera genom alveolärmembranet och på så sätt driva jämvikten till vänster så att vätekarbonatjoner förbrukas. Ju högre andningsfrekvens desto mer koldioxid vädras ut.

Njurarna utsöndrar icke-flyktiga syror. De viktigaste icke-flyktiga syrorna är vätefosfat (H2PO4–), laktat, ketoner (3-hydroxibutyrat och aceto­acetat) och ammoniumjon (NH4+).

I glomeruli filtreras plasma till primärurin och med den följer alla molekyler under 60 kD. I tubuli återresorberas elektrolyter, vätekarbonat­ joner och vätejoner så att blodets pH- och elektrolyt­balans hålls konstant. Tubuliabsorptionen styrs direkt genom filtratets sammansättning och indirekt via ADH och angiotensin. © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

3 Vätskebalans, elek tr oly ter och blodgaser 71

Vätekarbonatjoner filtreras fullständigt i primärurinen och absorberas normalt fullständigt i tubuli. Membranbundet karbanhydras driver jämvikten åt vänster så att koldioxid bildas och diffunderar genom tubulimembranet. Intra­ cellulärt karbanhydras konverterar koldioxid tillbaka till vätekarbonatjoner som transporteras ut ur cellen till plasman. En viss sekretion av vätejoner tillbaka till tubuli driver reaktionen så att vätekarbonatjoner fortsätter att resor­beras (figur 3.6a).

Vid renal tubulär acidos är återupptaget av vätekarbonatjoner inhiberat eller otillräckligt.

Det leder till att stora mängder vätekarbonat­ joner utsöndras i urinen.

Urinens buffertkapacitet av fosfatjoner och ammoniumjoner ökar utsöndringen av väte­ joner 2–3 gånger över den gräns som annars är fysiologiskt möjligt. Fosfatjoner resorberas i stor utsträckning i proximala tubuli. I distala tubuli kommer fosfatet istället att binda upp vätejoner (figur 3.6b).

Levern kan reglera vätejonutsöndringen i njuren genom att öka produktionen av ammoniumjoner på bekostnad av att ureasyntesen minskar. Ammoniumjoner transporteras till njuren i form av glutamin. Produktionen av ammoniumjoner ger också ett nytillskott av vätekarbonatjoner. I tubulicellerna reduceras glutamin till glutamat med hjälp av enzymet glutamas och ammoniak (NH3) utsöndras i urinen där det kan binda vätejoner (figur 3.6c).

Många organiska syror som laktat och ketoner anrikas i urinen. Urinen är normalt sur (pH 5), vilket innebär att syrorna i hög grad förlorar sina vätejoner och är i laddad form. Detta försvårar resorptionen av syrorna.

RUBBNINGAR I PH-BALANSEN OCH TOLKNING AV SYRA–BASSTATUS

När kompensationssystemen i kroppen inte räcker till kommer plasma-pH att förskjutas.

När syra ansamlas sjunker pH och blodet blir © F ö r f a t t a r n a o c h S t u d e n t l i t t e r a t u r

surt eller acidiskt. Patienten har då en acidos. När syra förloras ökar pH och blodet blir basiskt eller alkaliskt. Patienten har då en alkalos. En grundläggande tolkning av en blodgasanalys för att bedöma en syra–basrubbning är indelad i tre steg: Första steget är att bedöma pH-värdet. Ett arteriellt uppmätt pH-värde under 7,35 är en acidos och ett arteriellt uppmätt pH-värde över 7,45 är en alkalos.

Andra steget är att bedöma respirationen genom att bedöma koldioxidtensionen (pCO2).

Ett ökat pCO2 (> 6,0 kPa) innebär att patienten har en primär respiratorisk acidos eller en kompenserad metabol alkalos. Ett sänkt pCO2 (< 4,6 kPa) innebär att patienten har en primär respiratorisk alkalos eller en kompenserad metabol acidos.

Tredje steget är att bedöma den metabola rubbningen. Det finns flera parametrar som kan användas. I exemplen nedan används base excess (BE). Ett BE < 3 ses vid en metabol acidos eller en kompenserad respiratorisk alkalos. Ett BE > 3 ses vid en metabol alkalos eller en kompenserad respiratorisk acidos.

Respiratorisk acidos

När lungorna inte lyckas vädra ut tillräckligt mycket koldioxid ansamlas vätejoner i blodet.

En primär respiratorisk acidos kännetecknas av sänkt pH (< 7,35), förhöjt pCO2 (> 6,0 kPa) och normalt BE (±3). Normalt kommer njurarna att kompensera för det låga pH-värdet i blodet genom att öka utsöndringen av vätejoner, vilket gör att BE ökar (> 3).

Respiratorisk acidos orsakas av otillräcklig utvädring av koldioxid och inte av hypoxi, även om det ofta förekommer samtidigt. När kol­ dioxidtensionen stiger i blodet kommer delar av andningsstimuleringen att slås ut i hjärnstammen så att andningen endast drivs av en låg syrgastension (pO2). Om syrgas ges och syrgastensionen stiger kommer även den hypoxidrivna delen av andningsdriven att slås ut och patienten slutar att andas.

Laurells

KLINISK KEMI i praktisk medicin

Denna tionde upplaga av Laurells Klinisk kemi i praktisk medicin utgör en grundlig bearbetning av det populära verket. Samtliga kapitel har reviderats och kapitlen om tolkning av analysresultat, vatten, elektrolyter, blodgaser, mag–tarmkanalen och immunologi har skrivits om från grunden; allt i samarbete mellan verksamma inom klinisk farmakologi, klinisk immunologi och klinisk kemi.

Kunskapsfragment inom medicin, inklusive klinisk kemi, är lättill­ gängliga på nätet men ger sällan den helhetsbild som behövs för en djupare förståelse och därmed optimal användning av laboratorie­ analyser. Denna bok ger en sådan helhetsbild och kan användas såväl för att slå upp fakta om specifika analyser som för att förstå de sjukdomsmekanismer som är av betydelse för beställning och tolkning av laboratorieresultat.

Texten är organiserad utifrån kliniska problemområden och i balansgången mellan inslagen av laboratorium och medicin har tonvikten lagts på det medicinskt­diagnostiska snarare än på det laboratorietekniska. Fokus ligger på förståelsen av preanalytiska och analytiska faktorer vid tolkningen av laboratorieresultat samt av förståelsen av prevalens, sensitivitet, specificitet och liknande begrepp i det diagnostiska arbetet.

Föreliggande bok förväntas även fortsatt komma till god användning på avdelningar, mottagningar och vårdcentraler – överallt där man behöver ta laboratorieprover och tolka provsvar – men också bland studenter i medicin, biomedicin, biomedicinsk laboratorievetenskap och besläktade kunskapsområden.

Tionde upplagan Art.nr 166

studentlitteratur.se