Diaglobal GmbH

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Bestimmung von Lactat

Diagnostische Bedeutung / Einsatzbereiche

Lactat (Salz der Milchsäure) ist das Endprodukt des anaeroben Glucose-Stoffwechsels.

Es wird verstärkt gebildet, wenn die Körperzellen auf Grund eines Sauerstoffdefizits ihren Energiebedarf nicht mehr aerob (unter Beteiligung von Sauerstoff) decken können.

Mit der Anhäufung von Milchsäure kommt es in den Zellen zu einem Abfall des pH-Wertes (Übersäuerung). Die Absenkung des pH-Wertes verursacht eine Deaktivierung von Enzymen des oxidativen Stoffwechsels, so daß die Energiegewinnung über den oxidativen Weg weiter reduziert und der Abbau von Fettsäuren (Fettverbrennung) eingestellt wird.

Die von den Zellen an das Blut vermehrt abgegebene Milchsäure bewirkt einen Anstieg des Blutlactatwertes. Erhöhte Lactatspiegel sind somit in der Regel ein Indiz dafür, daß einzelne Bereiche des Körpers unzureichend mit Sauerstoff versorgt werden. Die Lactat-Bestimmung ist deshalb unverzichtbar in zahlreichen Notfallsituationen1-3,7,8):

zur Beurteilung schwerer und akuter Hypoxien, z.B. bei Schock, Herz-Kreislauf-versagen, Herzinsuffizienz, Herzstillstand,

  • bei Alkoholintoxikationen mit Kreislaufversagen,
  • bei starken Blutverlusten und Anämien,
  • bei fetalen Notfallsituationen unter der Geburt,
  • zur postoperativen Erkennung akuter intraabdomineller Gefäßverschlüsse4).

Daneben ist die Lactatbestimmung bei einer Vielzahl entzündlicher, vaskulärer, metabolischer und neoplastischer Erkrankungen des Gehirns (hier wird als Probenmaterial Liquor verwendet)5) indiziiert. Erhöhte Lactatkonzentrationen im Blut finden sich ferner bei angeborenen Enzymdefekten des aeroben Stoffwechsels6) sowie bei übersteigerter Zufuhr von Alkali- und Kohlehydratinfusionen.

Besondere Bedeutung hat die Lactatmessung in der Sportmedizin erlangt. Lactat ist der wichtigste Indikator zur Beurteilung der körperlichen Leistungsfähigkeit und wird im Leistungs- und Breitensport zur Trainingssteuerung eingesetzt 9.10,11). Bei körperlicher Betätigung steigt die Lactatkonzentration im Blut an. Anhand der Lactatleistungskurve (Darstellung der Lactatkonzentration in Abhängigkeit von der Belastungsstufe) kann der Trainingszustand des Sportlers beurteilt werden. Je später der Lactatwert bei Belastung ansteigt, umso besser ist derTrainingszustand.

Es hat sich gezeigt, daß Trainingserfolge nur dann zu verzeichnen sind, wenn die Lactatkonzentration im Blut während desTrainings unterhalb der anaeroben Schwelle (in der Regel 4 mmol/l) bleibt. Längere körperliche Aktivitäten im anaeroben Bereich mindern die Leistungsfähigkeit und erhöhen die Verletzungsgefahr.

Weitere wichtige Einsatzgebiete für das hier vorgestellte Lactat-Photometer ergeben sich im Fitnessbereich12), im Freizeit- und Behindertensport sowie in der Rehabilitation.

Veterinärmedizin: Das lactatgesteuerte Training findet inzwischen auch im Pferdesport Anwendung und selbst die Fleischwirtschaft hat die Bedeutung von Lactatmessungen erkannt13,14). Denn aufgrund gesteigerter Lactatproduktion übersäuertes Fleisch gilt als minderwertig . Durch Kontrolle der Lactatkonzentration im Blut des Schlachttieres kann somit ein optimaler Schlachtzeitpunkt festgelegt werden.

Methodik

Die Lactat-Bestimmung mit dem Diaglobal Lactat-Photometer basiert auf der LOD-PAP-Methode15), der das folgende Reaktionsprinzip zugrunde liegt.

Lactat

+

O2

LOD
---------->

Pyruvat + H2O2

H2O2

+

4-Aminophenazon
4-Chlorpenol

POD
--------->

Chinoniminfarbstoff

LOD = Lactatoxidase, POD = Peroxidase

Lactat wird mit Hilfe des Enzyms Lactatoxidase zu Pyruvat oxidiert.

Das hierbei entstehende H2O2 reagiert unter dem Einfluß von Peroxidase mit 4-Amino-phenazon und 4-Chlorphenol unter Bildung eines Chinoniminfarbstoffes, der bei 520 nm gemessen wird.

Pro Bestimmung werden 10 µl Probe benötigt.

Blut wird durch das Reagenz vollständig hämolysiert.

Das Reagenz enthält eine wirkungsvolle Kombination von Glykolysehemmstoffen, die

den Abbau von Glucose zu Lactat im Hämolysat verhindert.

Probenmaterial

Kapillar- oder EDTA-Blut (venös), EDTA-oder Heparin-Plasma, Liquor

Serum ist zur Bestimmung ungeeignet.

In der Sportmedizin wird ausschließlich aus dem Ohrläppchen gewonnenes Kapillarblut zur Bestimmung eingesetzt.

Blut muß sofort nach Abnahme in die Einzeltestküvette pipettiert werden.

Haltbarkeit* der hämolysierten Probe in der Pufferlösung

  • bei +2°C bis +8°C: 24 Std
  • bei +8°C bis +20°C: 12 Std
  • bei +20°C bis +30°C: 6 Std
  • bei +30°C bis +40°C: 3 Std
* Anstieg der Lactatkonzentration < 5 %

Zur Gewinnung von Plasma ca. 2 ml Blut mit 2 Tropfen Fluorid/EDTA mischen und innerhalb von 2 Stunden ca. 5 Minuten bei 3000 U/min zentrifugieren

Stabilität des Lactats im abdekantierten Überstand:

  • bei +2 bis + 8°C: 24 Std

Testdurchführung und Gerätebedienung

Testdurchführung und Gerätebedienung entnehmen Sie bitte der Packungsbeilage, dem Flyer "Lactat-Messung Schritt für Schritt" bzw. der Gerätebedienungsanleitung.

Meßbedingungen

  • Messgerät: Lactat Photometer plus oder Vario Photometer
  • Messwellenlänge: 520 nm
  • Messtemperatur: +5°C bis +40°C
  • Meßprinzip: Endpunktmethode mit Berücksichtigung des Proben-Leerwertes

    Die Messung erfolgt in Küvetten, die vorportioniertes Reagenz enthalten. Die Messreaktion wird mit einem Startreagenz (Lactatoxidase) gestartet, das mittels einer auf die Küvette aufschraubbaren Kappe in die Reaktionslösung eingebracht wird.

    Der geräteinterne Mikroprozessor kontrolliert in der Meßküvette den Verlauf
  • der Farbstoffbildung und erkennt das Erreichen des Endpunktes.
  • Neben Einzelmessungen können auch kleine Serien durchgeführt werden.
  • Messbereich: 0,2 – 30 mmol/l

Ergebnisberechnung / Kalibration

Die Ergebnisberechnung wird mittels abgespeicherter Algorithmen vom Gerät selbsttätig durchgeführt. Die für die Berechnung benötigten Kalibrationskonstanten wurden unter Verwendung gravimetrisch eingestellter Standards werkseitig bestimmt.

Temperatureinfluß

Zu den wichtigsten Forderungen, die an ein Vor-Ort-Gerät zu stellen sind, gehört die Einsatzmöglichkeit in einem weiten Temperaturbereich. Voraussetzung hierfür ist, dass die gemessenen Werte keine Abhängigkeit von der Temperatur in diesem Bereich zeigen.

Diese Bedingung wird, wie aus Abb. 1 ersichtlich, vom Diaglobal Lactat-Photometer erfüllt.

Diaglobal-Lactat-Photometer, Einfluß der Temperatur auf die Meßwerte

Diaglobal-Lactat-Photometer, Einfluß der Temperatur auf die Meßwerte

Abb. 1: Diaglobal Lactat Photometer plus, Einfluß der Temperatur auf die Meßwerte

Da das Gerät den Endpunkt der Farbreaktion selbsttätig erkennt, ergeben sich in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedliche Messzeiten.

Erfahrungswerte: 15-16°C: 5' 20" ; 22-23°C: 4' 20"; 30°C: 3' 20".

Unterhalb 10°C verlangsamt sich die Reaktion stark . In der Nähe des Gefrierpunktes muß mit Messzeiten von 12 bis 20 Minuten gerechnet werden. In diesen Fällen empfiehlt es sich, das Reagenz in den Küvetten durch Körperkontakt vorzuwärmen. Eingefrorenes Reagenz ist verwendbar, muß jedoch vor Gebrauch aufgetaut werden.

Leistungsdaten des Tests

Präzision

Bei den von uns durchgeführten Untersuchungen wurden auch von angelernten Personen (ohne Laborausbildung) VK-Werte < 3,0 % erreicht.

Typische Werte sind nachfolgend wiedergegeben.

 

Material

n

MW (mmol/l)

VK (%)

Serie

EDTA-Blut 1

20

1,58

2,8

 

EDTA-Blut 2

20

5,48

1,3

 

EDTA-Blut 3

20

12,7

1,2

Von Tag zu Tag

Standard 1

20

4,05

2,1

 

Standard 2

20

10,1

1,9

Wiederfindung / Linearität

Die Richtigkeit wurde durch Wiederfindungsversuche sowie durch Vergleichsmessungen mit anerkannten Routinemethoden überprüft.

Beim Arbeiten mit Blut kommt Wiederfindungsversuchen eine besondere Bedeutung zu, da sie eine Beurteilung evtl. vorhandener durch die Blutmatrix bedingter Interferenzen gestatten.

Beispielhaft sind in Abb. 2 und 3 Ergebnisse aus Untersuchungen mit aufgestockten EDTA-Bluten wiedergegeben. Es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen zugesetzter und wiedergefundener Lactatmenge. Die ermittelten Geraden sind um den Lactatwert des für den Aufstockversuch verwendeten Blutes gegen die Winkelhalbierende verschoben.

Lineare Regression: y = 1,29 + 1,015

Abb 2 : Lineare Regression: y = 1,29 + 1,015

Abb.3 :S x y = 5,88 + 1,012x

Abb.3 :S x y = 5,88 + 1,012x

Die von uns ermittelten Wiederfindungsraten lagen im Bereich 95 - 105 %.

Methodenvergleiche

Methodenvergleiche wurden mit Plasma und Blut durchgeführt.

Plasma

Der Vergleich mit dem UV-Test der Firma Sigma ergab eine gute Übereinstimmung zwischen beiden Methoden. Die Ergebnisse sind in Abb. 3 graphisch dargestellt.

Methodenvergleich Diaglobal Lactat Photometer (y) ? UV-Methode mit Enteiweißung (x); Sigma Diagnostics 826-B, Probenmaterial: Plasma

Methodenvergleich Diaglobal Lactat Photometer (y) ? UV-Methode mit Enteiweißung (x); Sigma Diagnostics 826-B, Probenmaterial: Plasma

Abb. 4: Methodenvergleich Diaglobal Lactat Photometer plus (y) – UV-Methode mit Enteiweißung (x); Sigma Diagnostics 826-B, Probenmaterial: Plasma

Die Regressionsanalyse nach dem Verfahren von Passing-Bablok 19) lieferte die Geradengleichung : y = - 0,05 + 1,020x (r = 0,999; N = 32)

Blut

Bei Einsatz von Blut ist zu berücksichtigen, dass Hämolysatmethoden, wie die hier beschriebene, neben dem Plasmalactat auch das in den Erythrocyten enthaltene Lactat messen. Bestimmungsmethoden, die bei Einsatz von Blut nur den Lactatanteil des Plasmas erfassen, ergeben deshalb (nach unseren Erfahrungen um 10 - 20 %) tiefere Werte.

In diesem Zusammenhang sei auf die Arbeiten von Foxdahl et.al. verwiesen17,18).

Bei Enteiweißungsmethoden ist zu beachten, dass bestimmte Enteiweißungsmittel (z.B. Perchlorsäure/Perchlorat-Mischungen) keine Hämolyse bewirken.

Methodenvergleiche wurden mit einer bereits im Markt etablierten photometrischen Hämolysatmethode sowie mit dem UV-Test durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den Abb. 5 und 6 dargestellt.

Methodenvergleich Diaglobal Lactat Photometer (y) ? Photometrische Hämolysatmethode (x); LP 20 - Dr. Lange GmbH, Probenmaterial: Kapillarblut

Abb. 5: Methodenvergleich Diaglobal Lactat Photometer plus (y) – Photometrische Hämolysatmethode (x); LP 20 - Dr. Lange GmbH, Probenmaterial: Kapillarblut

Regressionsanalyse (Passing Bablok) : y = 0,028 + 1,016x (r = 0,998 n = 46)

Wie aus der Literatur bekannt15,16), zeigt die o.g. photometrische Hämolysatmethode auch bei Einsatz von Blut eine gute Übereinstimmung mit der UV-Methode.

Diese Aussage konnte für das Diaglobal Photometer bestätigt werden (Abb. 6).

Methodenvergleich Diaglobal Lactat Photometer (y) - UV-Test m. Enteiweißung (x); Sigma Diagnostics 826-B Probenmaterial: EDTA-Blut

Abb. 6: Methodenvergleich Diaglobal Lactat Photometer plus (y) - UV-Test m. Enteiweißung (x); Sigma Diagnostics 826-B Probenmaterial: EDTA-Blut

Regressionsanalyse (Passing Bablok) : y = 0,035 + 0,994x (r = 0,997 n = 46)?

Ein Methodenvergleich mit der amperometrischen Methode (die Messung erfolgt hier ebenfalls im Hämolysat) ist in Arbeit.

Sensitivität (analytische Nachweisgrenze)

Nachweisgrenze: 0,2 mmol/l

Die untere Nachweisgrenze entspricht der niedrigsten messbaren Lactat-Konzentration, die von Null unterschieden werden kann. Sie wird aus der dreifachen Standardabweichung von Messungen des niedrigsten Standards berechnet.

Interferenzen

Keine Störung durch Lipämie und Bilirubin (bis 10 mg/dl)

Eine Beurteilung der Messwertbeeinflussung durch Pharmaka wurde an Hand der einschlägigen Literatur vorgenommen20). Dopamin (10 mg/l), Levadopa (20 mg/l) und Methyldopa (20 mg/l) täuschen erniedrigte Lactatwerte vor.

Qualitätskontrolle

Interne Qualitätskontrolle

Für die Richtigkeitskontrolle der Lactat-Bestimmung eignet sich das Diaglobal-Kontrollset Best-Nr. LAC QS mit Zielwerten in den Bereichen 2, 4 und 10 mmol/l.

Darüberhinaus können zur Richtigkeitskontrolle die Kontrollsera der Firma Diaglobal

  • Dianorm, Best-Nr. DIA N und
  • Diapath, Best-Nr. DIA P

verwendet werden.

Externe Qualitätskontrolle

Für den Parameter Lactat besteht auch im klinischen Bereich keine Pflicht zur Teilnahme an Ringversuchen (entsprechend den Richtlinien der Bundesärztekammer). Es werden jedoch von der Referenzinstitution INSTAND und der DGKC (Deutsche Gesellschaft für Klinische Chemie) Ringversuche auf freiwilliger Basis angeboten.

Die Firma Diaglobal beteiligt sich mit dem Lactat-Photometer und dem zugehörigen Kit LAC 142 regelmäßig an den Ringversuchen dieser beiden Institutionen. Die nachfolgend wiedergegebenen Ergebnisse belegen die hohe Qualität des in dieser Produktinformation beschriebenen Meßsystems.

Tab. Ringversuchsergebnisse Lactat (Zeitraum: August 2000 - März 2001)

Ringversuch

Ergebnis (mmol/l)

Zielwert (mmol/l)

Abw (%)

D/Dmax

DGKC KS 6/00

4,61

3,49

4,57

3,50

+0,8

-0,3

+0,04

-0,01

DGKC KS 7/00

5,77

1,64

5,75

1,67

+0,3

-1,8

+0,02

-0,08

DGKC KS 8/00

2,59

4,41

2,69

4,57

-3,7

-3,6

-0,18

-0,17

INSTAND OKT 00

1,66

2,94

1,59

3,00

+4,4

-2,0

+0,30

-0,09

DGKC KS 2/01

1,61

2,56

1,67

2,69

-3,6

-4,8

-0,17

-0,23

D= Abweichung, Dmax = max zulässige Abweichung; Zertifikat wird erteilt, wenn D < I1,0I
Kopien der Ergebnisausdrucke und Zertifikate stellen wir auf Anfrage zur Verfügung

Literatur:

Klinik; Intensiv- und Notfallmedizin

1. Thomas L. Lactat. In: Thomas L, editor. Labor und Diagnose. 4th rev.ed., Marburg: Die Medizinische Verlagsgesellschaft, 1995: 268-75

2. Clasen W, Sieberth HG. Lactat, ein wertvoller Indikator in der Intensivmedizin. Dt Ärzteblatt 1988; 85:B-1252

3. Jahrmärker H, Rackwitz R, Haider M. Azidose und Alkalose in der Intensivmedizin. Schriftenreihe Intensivmedizin, Notfallmedizin, Anästhesiologie, Band 8. Stuttgart:Thieme, 1977:158

4. Janda Ä, Hagmüller GW, Denck H. Lactat zur Diagnose akuter intestinaler Gefäßverschlüsse. Chirurg 1984; 55:469

5. Kleine TO, Baerlocher K, Niederer V, Keller H, Reutter F, Tritschler W, Bablock W. Die diagnostische Bedeutung der Lactatbestimmung im Liquor bei Meningitis. Dtsch Med Wschr 1979;104:553

6. Dworzak E, Grunicke H, Berger H, Jarosch E, Haas H, Höpfel I. Pyruvatdehydrogenase-Defizienz bei einem Kind mit persistierender Lactatazidose. J Clin Chem Clin Biochem1985; 23:323

7. Laudahn G. Fermentaktivitäten und Konzentrationen von Stoffwechselzwischenproduktenim Blut bei Leber- und Herzkrankheiten. Klin Wschr 1959; 37:850

8. Müller-Plathe O. Säure-Basen-Haushalt und Blutgase. Stuttgart; Thieme, 1973

Sportmedizin, Trainingswissenschaften

9. Heck H. Laktat in der Leistungsdiagnostik. Wissenschaftliche Schriftenreihe des Deutschen Sportbundes. Schorndorf: Karl Hofmann, 1990

10. Janssen PGJM. Ausdauertraining. 2nd ed., Balingen: Spitta, 1999

11. Neumann G, Pfützner A, Berbalk A. Optimiertes Ausdauertraining. 2nd rev. ed., Aachen: Meyer und Meyer, 1999

12. Strunz U. forever young. Das Leicht-Lauf-Programm. München: Gräfe und Unzer Verlag, 2000:53-56

Veterinärmedizin

13. Bergann T, Abel P, Giffey K. Fleischwirtschaft 1999; 79: 84-87

14. Hamm R. Fleischwirtschaft 1990; 70: 1073-1077

Methodik, Leistungsmerkmale

15. Schlegel R, In:Böning D, Clasing D, Weicker H. Stellenwert der Laktatbestimmung in der Leistungsdiagnostik. Stuttgart: Gustav Fischer; 1994:251

16. Beneke R, Boldt F, Richter Th, Kress A, Leithäuser R, Behn C. Lactatmessung in der Sportmedizin – drei Messgeräte im Vergleich. Dtsch Z Sportmed 1994; 45:60-9

17. Foxdahl P, Bergqvist Y, Eckerbom S, Sandhagen B. Improving lactate analysis with the YSI 2300 GL:Hemolyzing blood samples makes results comparable with those for deproeinized whole blood. Clin Chem 1992; 38:2110-4

18.Foxdahl P. Sjödin B, Rudstam H, Östman C, Östman B, Hedenstierna G. Lactate concentration differences in plasma, whole blood, cappilary fingerblood and erythrocytes during submaximal graded exercise in humans. Europ J Appl Physiol 1990; 61: 218-2

19. Passing H, Bablok W. A new biometrical procedure for testing the quality of measurements from two different analytical methods. J Clin Chem Clin Biochem 1983; 21:709-20

20. Sonntag O. Arzneimittel-Interferenzen. Stuttgart,New York: Thieme, 1985

Diaglobal GmbH
Dr. Rainer Schlegel