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Verborgene Gefahren

XTRA-ARTIKEL AUSGABE 1/2019

Sieht normal aus, heißt nicht automatisch, dass nicht doch etwas im Argen liegt. Die Detektion von verstecktem Blut im Urin kann helfen, frühzeitig Auskunft über schwerwiegende Erkrankungen zu bekommen. Die Fluoreszenz-Durchflusszytometrie von Sysmex eröffnet der Urinanalytik neue Möglichkeiten

Ein Arzt begutachtet den Urin einer Patientin. (Gerard Dou, „Die Wassersüchtige“, 1663)

Eine der ältesten medizinisch-diagnostischen Techniken überhaupt ist die Begutachtung des Harns. Historisch wurde dabei insbesondere der Färbung viel Bedeutung beigemessen. Waren damals Esoterik und Aberglaube beteiligt, so ist die Beobachtung von blutigen Verfärbungen im Urin (sichtbar ab 1 ml Blut/l Urin) immer besorgniserregend – sei es durch gelöstes Hämoglobin (Hämoglobinurie) oder durch eine große Anzahl Erythrozyten (Makrohämaturie), die krankheitsbedingt im Urin auftreten. Selbst eine mit dem bloßen Auge nicht sichtbare Konzentration von Erythrozyten (Mikrohämaturie) kann ein Hinweis auf eine ernsthafte Erkrankung sein. Da Mikrohämaturien meist asymptomatisch sind, werden sie im Gegensatz zu Makrohämaturien häufig als Zufallsbefund entdeckt. Im klinischen Alltag treten sie mit einer Prävalenz von vier bis fünf Prozent auf.
Die Detektion der Erythrozyten erfolgt dabei traditionell mikroskopisch.
Eine Mikrohämaturie wird angenommen, wenn mindestens drei Erythrozyten pro Gesichtsfeld im Mikroskop in zwei von drei Urinproben beobachtet werden. Einigen Fachgesellschaften reicht auch eine Detektion per Teststreifen.
Aufgrund verschiedener Störfaktoren wie beispielsweise einer hohen Konzentration an Vitamin C wird hier in der Regel die mikroskopische Aufarbeitung empfohlen.

Nierenerkrankungen erkennen
In der weiteren Untersuchung ist es wichtig, die Herkunft der Zellen weiter abzuklären. Man unterscheidet Hämaturien glomerulären und nicht glomerulären Ursprungs. Bei nicht glomerulärem Ursprung stammen die Erythrozyten aus Einblutungen im Harntrakt. Diese können von Entzündungen oder Traumata stammen, aber auch Krebs kann die Ursache sein. Prostata-Erkrankungen können ebenfalls zu derartigen Einblutungen führen. Bei glomerulären Hämaturien liegt der Ursprung dagegen in der Niere, spezifischer jenseits der glomerulären Membran. Sie deuten auf eine Schädigung der Niere hin, die so gravierend ist, dass die Membran nicht mehr nur lösliche Substanzen durchlässt, sondern ganze Zellen sie passieren können.
Ursache hierfür sind Krankheiten wie Glomerulonephritis, hereditäre Nephritis, Nephropathie vom Typ der dünnen Basalmembran oder IgA-Nephritis – also zum einen entzündliche Erkrankungen der Niere, zum anderen eine genetisch bedingte Verdünnung der Membran. Einige dieser Krankheiten sind progressiv und können insbesondere unbehandelt zum Versagen der Niere führen. Deswegen sind die frühzeitige Erkennung und Differentialdiagnostik wichtig. Dabei hilft die Tatsache, dass der Membrandurchgang nicht spurlos an den Erythrozyten vorübergeht: Auch ihre Membran erleidet Schäden.
Die Folge sind Deformierungen der Zellen, man spricht von dysmorphen Erythrozyten. Treten diese im Urin auf, ist dies ein deutlicher Hinweis auf glomeruläre Erkrankungen. Dagegen sind isomorphe, also normal geformte Erythrozyten ein Hinweis auf Einblutungen im weiteren Verlauf des Harntrakts.

Erythrozyten – kolorierte Aufnahme mit dem Rasterelektronenmikroskop

Zentrifuge verfälscht das Ergebnis
Der Vorteil der Urinanalyse liegt insbesondere in der Tatsache, dass es eine vollkommen nicht invasive Technik ist – der Patient muss lediglich eine Urinprobe abgeben. Invasivere Prozeduren können so auf die Fälle reduziert werden, in denen die Urinanalytik eine weitere Untersuchung nahelegt.
Wie aber identifiziert man dysmorphe Erythrozyten? Klassischerweise mithilfe eines Mikroskops: Ein Urinsediment wird angefertigt, indem Urin zentrifugiert wird, der Großteil des Überstands abgegossen oder abgesaugt und das Sediment wieder im Restvolumen aufgenommen wird. Eine Probe des Sediments wird dann auf einem Objektträger aufgebracht und entweder hellfeld-mikroskopisch oder phasenkontrast-mikroskopisch manuell ausgewertet. Zur Auszählung kann auch eine Zählkammer verwendet werden. Diese Untersuchungen sind zeit- und personalaufwendig, gleichzeitig sind sie aber auch subjektiv, und verschiedene Zählende können leicht zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen: Die rein visuelle Unterscheidung von isomorphen und dysmorphen Erythrozyten ist insbesondere in einem nicht nativen Medium wie dem Urin oft schwierig. Zusätzlich ist aber auch die durchgeführte Zentrifugation eine mechanische Belastung für die Zellen. Angesichts des ohnehin für Erythrozyten ungünstigen Harnmilieus und der Vorschädigung von dysmorphen Erythrozyten kann sie das Ergebnis verfälschen. Mikroskopie-Automaten zur Urinsedimentanalyse können zwar das Problem der Subjektivität lösen, indem einheitliche Kriterien eingesetzt werden, nicht aber die Risiken der notwendigen präanalytischen Aufbereitungen reduzieren.

Dsymorphe Erythrozyten in der Routine
Um dysmorphe Erythrozyten zu identifizieren, ohne die Urinprobe einer ausgeprägten und die Ergebnisse verfälschenden präanalytischen Vorbehandlung zu unterziehen, sind vollautomatisierte Urinanalysesysteme das Mittel der Wahl. Der direkte Nachweis im Urin ist so schnell und schonend durchführbar.
Der Urindurchflusszytometer UF-5000 von Sysmex wertet Volumen und Volumenverteilung der Zellen vollautomatisch aus und stellt sie in einem Histogramm dar. Dysmorphe Erythrozyten werden so als separate Population von Erythrozyten von ungewöhnlich kleinem, aber auch uneinheitlichem Volumen sichtbar und werden auch parallel zu isomorphen Erythrozyten noch erfasst. Letztere zeigen ein größeres Volumen und sind im Histogramm weiter rechts zu beobachten. Die Erkennung von dysmorphen Erythrozyten und die damit verbundene Unterscheidung von glomerulären und nicht glomerulären Hämaturien kann so bereits in der Routinemessung erfolgen. Klare Fälle können für die weitere Abklärung direkt zur nephrologischen Untersuchung weitergeleitet und manuelle Methoden auf unklare Fälle beschränkt werden.
Eine vollautomatische Urinanalytik hilft vielen: Hämaturie-Patienten bekommen schneller die richtige Diagnose und Behandlung, Labore berichten schneller Resultate und MTAs können ihre Arbeit auf die Fälle fokussieren, in denen ihre Expertise gefordert ist.

Summary
Dysmorphe Erythrozyten weisen auf Nierenerkrankungen hin Durchflusszytometrische Urinanalysesysteme von Sysmex entdecken diese gleich bei der Routineuntersuchung

 

Dysmorphe vs. Isomorphe Erythrozyten

Eindeutige Ergebnisse ohne Mikroskopie

Die Morphologie der im Urin beobachteten Erythrozyten kann Hinweise über deren Ursprung geben. Sind die Erythrozyten normal geformt (isomorph), so stammen sie in der Regel aus direkten Einblutungen im Harntrakt. Dysmorphe Erythrozyten haben dagegen die glomeruläre Membran durchquert und wurden durch die dabei wirkenden Scherkräfte deformiert. Diese Zellformen werden mithilfe der Fluoreszenz-Durchflusszytometrie in einem automatisierten Urinanalysesystem voneinander unterschieden. Mittels der Durchflusszytometrie werden die einzelnen Partikel durch Vorwärtsstreulicht (FSC), Seitwärtsstreulicht (SSC), Seitwärtsfluoreszenzlicht (SFL) und depolarisiertes Seitwärtsstreulicht (DSS) gezählt und klassifiziert. Für die Scattergramm-Berechnung zur Bestimmung der dysmorphen Erythrozyten werden die Signale FSC und DSS genutzt.

Dysmorphe Erythrozyten wurden beim Durchgang durch die glomeruläre Membran beschädigt. Ihr Volumen ist dadurch stark reduziert. Im Scattergramm (links) ist die Population daher nach unten, im Histogramm (rechts) nach links verschoben.

Isomorphe Erythrozyten zeigen demgegenüber ein deutlich größeres Volumen und können so direkt bei der Routinemessung unterschieden werden.

 

Text Dr. Oliver Hauss

Bildquelle: akg-images/Fototeca Gilardi, Alamy

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