Diagnostyka laboratoryjna w dietetyce - ebook

PRZEDMOWA

Dzięki burzliwemu rozwojowi medycyny w XX wieku wypracowano inne (niż droga doustna), mniej lub bardziej inwazyjne, metody podawania leków, a nawet i żywienia pozajelitowego.

Postęp w leczeniu nie mógłby być aż tak szybki, gdyby nie równoległy rozwój diagnostyki laboratoryjnej. Podmiotowe i przedmiotowe badanie lekarskie wzbogacone diagnostyką, sięgającą nawet do struktur wewnątrzkomórkowych i genomu, budzi nadzieję na rychłe rozwiązanie nawet najtrudniejszych problemów zdrowotnych. Jeszcze do połowy XX stulecia to lekarz samodzielnie diagnozował i leczył swoich pacjentów. W związku z postępem w ochronie zdrowia coraz częściej pacjent nie jest leczony przez jednego lekarza, ale przez cały zespół specjalistów. W takim zespole swoje zasłużone miejsce znajduje także dietetyk.

Ale przecież nie taki dietetyk, który tylko podsuwa pacjentom jedną z gotowych diet, lecz dietetyk wszechstronnie wykształcony, umiejący zebrać pogłębiony wywiad żywieniowy, rozumiejący problemy zdrowotne swoich pacjentów i potrafiący korzystać ze zdobyczy wiedzy medycznej. Dietetyk, który nie zastępuje lekarza, tylko z nim ściśle współpracuje.

Jedną z bardzo ważnych umiejętności każdego dietetyka musi być znajomość stosowanych metod diagnostycznych, zrozumienie i wykorzystanie w praktyce wyników tych badań. Dobrym przykładem praktycznego zastosowania wyników badań laboratoryjnych w codziennej pracy dietetyka jest sytuacja, kiedy po zebraniu wywiadu okazuje się, że w diecie danego pacjenta stwierdza się nieodpowiednią podaż składników odżywczych. Wtedy właśnie istotne może być odwołanie się do wyników badania zawartości tych składników w osoczu lub surowicy krwi (np. witaminy D₃, kwasu foliowego, magnezu czy wapnia). Przy niedożywieniu z kolei można sprawdzić np. stężenie albuminy lub prealbuminy, a przy niedokrwistości warto umieć zróżnicować proponowane żywienie w zależności od jej przyczyny (czy jest ona skutkiem niedoboru żelaza, witaminy B₁₂, a może ma związek z deficytem kwasu foliowego albo miedzi). Trzeba też pamiętać, że badania laboratoryjne mogą pomagać w monitorowaniu wyników zastosowanego leczenia żywieniowego.

W niniejszym wydaniu książki staraliśmy się przedstawić najbardziej aktualny stan wiedzy dotyczący zarówno diagnostyki, jak i dietoterapii wybranych chorób niezakaźnych z uwzględnieniem rekomendacji towarzystw medycznych i dietetycznych. Przygotowana nowa, zaktualizowana wersja opracowania została rozszerzona nie tylko o najnowsze rekomendacje, lecz także praktyczne wskazania właściwego żywienia dotyczące poszczególnych chorób oraz zagadnienia towarzyszące zaburzeniom odżywiania związanym czy to z utratą, czy to ze wzrostem masy ciała.

Oddając tę książkę do rąk Czytelników, mamy nadzieję, że pomoże ona w codziennej pracy dietetyczek i dietetyków, natomiast osobom szkolącym się w zawodzie ułatwi zrozumienie wielu skomplikowanych zależności, jakie występują w żywieniu człowieka.

AutorzyI
WSTĘP

Diagnostyka laboratoryjna dostarcza około 60% informacji niezbędnych do oceny stanu zdrowia i właściwego pokierowania procesem leczenia pacjenta. Wyniki badań laboratoryjnych wykorzystywane są w badaniach przesiewowych w celu rozpoznania choroby, oceny jej przebiegu, a także określenia efektywności zastosowanej terapii. Są również istotnym źródłem informacji służących diagnozowaniu i monitorowaniu efektywności leczenia schorzeń powstałych na podłożu wadliwego żywienia oraz zaburzeń, w których terapii zasadnicze znaczenie ma odpowiednia dieta.1
MATERIAŁ DO BADAŃ LABORATORYJNYCH
Karolina Orywal

Badania laboratoryjne najczęściej wykonywane są z wykorzystaniem krwi (żylnej, tętniczej lub włośniczkowej) i moczu. W szczególnych sytuacjach materiałem diagnostycznym mogą być również kał, płyn mózgowo-rdzeniowy, płyny z jam ciała, ślina, wymazy z gardła czy nosa, a także kamienie moczowe czy żółciowe.

1.1. Krew jako materiał diagnostyczny

Materiałem najpowszechniej używanym w laboratorium analitycznym jest krew żylna, pobierana przez personel pielęgniarski z żyły łokciowej lub rzadziej z innych żył. Krew tętnicza pobierana jest przez lekarzy i służy głównie do oceny gazometrii i równowagi kwasowo-zasadowej krwi. Krew włośniczkową do badań diagnostycznych pobiera się u noworodków poprzez nakłucie piętki, natomiast w badaniach osób dorosłych stosowana jest rzadziej, pochodzi z opuszki palca i służy najczęściej do bieżącej kontroli glikemii.

Materiałem diagnostycznym może być krew pełna, stanowiąca zawiesinę elementów morfotycznych w osoczu, pobrana do probówek zawierających określony środek zapobiegający wykrzepianiu (antykoagulant). Badania laboratoryjne wykonywane są także w surowicy krwi, powstałej po oddzieleniu części płynnej od samoczynnie uformowanego skrzepu, bądź w osoczu krwi, oddzielonym od krwinek z krwi pobranej na antykoagulant.

• Surowicę krwi, czyli osocze pozbawione fibrynogenu i czynników zużywanych w tworzeniu włóknika, uzyskuje się poprzez pobranie krwi do probówek niezawierających antykoagulantu, na tzw. skrzep. Samoczynne tworzenie się skrzepu trwa 30–60 minut lub dłużej, szczególnie gdy pacjent przyjmuje leki przeciwkrzepliwe. Czas ten ulega znacznemu skróceniu przy pobraniu krwi do probówek zawierających aktywatory krzepnięcia, natomiast zastosowanie probówek z żelem separującym ułatwia oddzielenie krwinek od fazy płynnej. Odseparowanie surowicy krwi od elementów morfotycznych i skrzepu powinno nastąpić w czasie do 1 godziny od pobrania. Surowica krwi jest najczęściej wykorzystywanym materiałem w diagnostyce laboratoryjnej, powszechnie używanym do większości badań biochemicznych.

• Osocze krwi jest jej płynnym składnikiem, w którym zawieszone są elementy morfotyczne. Najczęściej stosowanym antykoagulantem w probówkach, z których uzyskuje się osocze krwi, jest cytrynian sodu. Zastosowanie cytrynianu sodu o stężeniu 3,2% powoduje uzyskanie osocza do badań układu hemostazy, natomiast pobranie krwi do probówek zawierających cytrynian sodu o stężeniu 3,8% stosowane jest do badania odczynu Biernackiego (OB). Osocze krwi do oznaczania stężenia glukozy lub mleczanów można uzyskać przy zastosowaniu w probówkach fluorku sodu, który hamuje zachodzące w nich procesy glikolityczne.

• Krew pełna do badań laboratoryjnych jest uzyskiwana przez zastosowanie antykoagulantu, najczęściej kwasu wersenowego (EDTA-K₂) lub heparyny. Krew pobrana do probówek zawierających EDTA-K₂ jest materiałem, w którym oceniane są morfologia krwi obwodowej oraz rozmaz krwi. Heparyna stosowana jest głównie w probówkach do oznaczeń gazometrii i równowagi kwasowo-zasadowej krwi. Czas transportu materiału do badań gazometrycznych i równowagi kwasowo-zasadowej powinien być jak najkrótszy (do 30 minut), co zapobiega zmianom mierzonych parametrów i tym samym zapewnia wiarygodność wyniku.

1.2. Mocz jako materiał diagnostyczny

Do badań diagnostycznych najczęściej stosowana jest próbka moczu porannego, pozostającego w pęcherzu moczowym przez mniej więcej 8 godzin, która ze względu na swoje zagęszczenie pozostaje najlepszym materiałem zarówno do badania ogólnego moczu, jak i analizy jego osadu. Pierwsza poranna próbka moczu jest próbką zalecaną do badania ogólnego i badania mikrobiologicznego moczu. Mocz powinien być pobrany w objętości 50–100 ml ze środkowego strumienia, po porannej toalecie narządów moczowo-płciowych, co zapewnia eliminację zanieczyszczeń fizjologiczną florą bakteryjną, obecną w ujściu cewki moczowej oraz na skórze. Zaleca się, aby mocz do badania pobrać po zachowaniu przynajmniej 3-dniowej abstynencji płciowej oraz nie wykonywać badania w okresie okołomenstruacyjnym. Jednorazowa, pobrana o dowolnej porze dnia próbka moczu, tzw. próbka losowa, jest stosowana także do badania ogólnego moczu, oznaczenia aktywności amylazy czy badania na obecność narkotyków oraz leków. Należy jednak pamiętać, że wartość diagnostyczna wyniku badania próbki losowej jest ograniczona ze względu na wpływ czynników przedanalitycznych.

Mocz do badań powinien być dostarczony do laboratorium do 2 godzin od pobrania. Wykonanie analizy w odpowiednim czasie ma szczególne znaczenie dla oceny składników upostaciowanych, które po dłuższym okresie mogą ulec rozpadowi, natomiast inne substancje obecne w próbce mogą się wytrącać w formie krystalicznej (wapń, szczawiany, kwas moczowy). Dobowa lub 12-godzinna zbiórka moczu wymaga jego przechowywania w temperaturze +4°C lub zastosowania środków konserwujących (tymol, kwas borowy). Badanie moczu z dobowej zbiórki umożliwia ocenę ilościową wydalonego w ciągu doby składnika (białka, hormonów, elektrolitów), a także pozwala na ocenę bilansu płynów.

1.3. Inne materiały diagnostyczne

Rzadziej stosowanym materiałem diagnostycznym, pobieranym jedynie przez lekarza w warunkach szpitalnych, jest płyn mózgowo-rdzeniowy, w którym wykonuje się analizy biochemiczne, cytologiczne i mikrobiologiczne.

Badanie kału dostarcza informacji o obecności krwi utajonej, pasożytów, niestrawionych włókien mięsnych i tłuszczów, bakterii oraz wirusów.

Płyny z jam ciała (opłucnowy, osierdziowy, otrzewnowy, płyny stawowe) mogą mieć charakter przesiękowy lub wysiękowy. W pobranych płynach oznacza się wskaźniki biochemiczne (białko całkowite, cholesterol, enzymy, glukozę, markery nowotworowe), cytozę (komórki nowotworowe, limfocyty, neutrofile), a także wykonuje się badanie mikrobiologiczne.2
WPŁYW CZYNNIKÓW PRZEDANALITYCZNYCH NA WYNIK BADANIA LABORATORYJNEGO
Karolina Orywal

Wiarygodne wyniki badań laboratoryjnych stanowią źródło informacji o faktycznym stanie klinicznym pacjenta. Już na samym początku procesu diagnostycznego należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłowe przygotowanie pacjenta (zmienność biologiczna), odpowiednią technikę pobrania krwi na poszczególne badania, przechowywanie oraz transport materiału biologicznego (zmienność przedanalityczna). Błędy popełnione na etapie przedlaboratoryjnym uniemożliwią uzyskanie wiarygodnych wyników, co wiąże się z koniecznością wykonania ponownych i dodatkowych analiz, podnoszących koszty diagnostyki.

2.1. Zmienność biologiczna

Zmienność biologiczna obejmuje osobnicze cechy pacjenta (płeć, wiek, rasa, ciąża, menopauza), a także czynniki zależne od niego (dieta, aktywność fizyczna, używki, stosowane leki oraz suplementy diety). Dlatego informacje dotyczące stylu życia, współistniejących chorób czy zażywanych leków oraz suplementów diety są niezbędne do właściwej interpretacji wyników badań laboratoryjnych. Zmienność biologiczna wyników badań laboratoryjnych jest związana z takimi czynnikami, jak:

• Wiek pacjenta – wartości prawidłowe wielu badań laboratoryjnych różnią się w zależności od wieku pacjenta. Najprostszym przykładem jest zwiększenie liczby erytrocytów oraz stężenia hemoglobiny i bilirubiny u noworodków w porównaniu z wartościami tych parametrów ustalonymi dla osób dorosłych. Natomiast aktywność fosfatazy alkalicznej jest związana z aktywnością osteoblastów (komórek kościotwórczych), dlatego jej najwyższe wartości stwierdzane są u młodzieży.

• Przynależność rasowa – znaczące różnice międzyrasowe występują w przypadku liczby leukocytów, aktywności kinazy kreatynowej, stężenia kreatyniny, witaminy B₁₂ i lipoproteiny (a).

• Płeć – różnice w wynikach badań laboratoryjnych zależne od płci dotyczą nie tylko stężenia hormonów płciowych, lecz także stężenia żelaza, kreatyniny czy aktywności kinazy kreatynowej. Z kolei u kobiet ciężarnych dochodzi do zwiększenia przesączania kłębuszkowego o 50%, a także wzrostu syntezy hormonów oraz białek.

• Dieta – jest istotnym czynnikiem wpływającym na szereg parametrów oznaczanych w diagnostyce laboratoryjnej. W wyniku stosowania diety bogatobiałkowej i wysokopurynowej dochodzi do zwiększenia stężenia amoniaku, mocznika i kwasu moczowego w surowicy krwi. Natomiast dieta niskobiałkowa skutkuje obniżeniem stężenia prealbuminy oraz białka wiążącego retinol. Również w przypadku głodzenia dochodzi do zmian wielu parametrów laboratoryjnych: obniżenia stężenia cholesterolu, triglicerydów i mocznika, a podwyższenia stężenia kreatyniny i kwasu moczowego. Ponadto zwiększa się wydalanie amoniaku i kreatyniny z moczem, zmniejsza się zaś wydalanie wapnia i fosforanów nieorganicznych. W celu uniknięcia błędnej interpretacji wyników badań laboratoryjnych zalecane jest pobieranie krwi do badań na czczo, po 12 godzinach od przyjęcia ostatniego posiłku.

• Używki – spożywanie alkoholu etylowego może powodować wystąpienie efektów ostrych, pojawiających się po 2–4 godzinach od konsumpcji etanolu, do których należą obniżone stężenie glukozy, podwyższone stężenie mleczanów, powodujące obniżenie stężenia wodorowęglanów i powstanie kwasicy metabolicznej oraz wzrost stężenia kwasu moczowego w surowicy krwi. W następstwie przewlekłego spożywania alkoholu dochodzi do wzrostu średniej objętości erytrocytów (mean corpuscular volume, MCV), zwiększenia aktywności γ-glutamylotransferazy (gamma-glutamyl transferase, GGT), aminotransferazy alaninowej (alanine aminotransferase, ALT) i asparaginianowej (aspartate aminotransferase, AST) oraz stężenia transferyny desialowanej (carbohydrate-deficient transferrin, CDT) i triglicerydów. Również w wyniku palenia papierosów występują zmiany szeregu parametrów hematologicznych i biochemicznych. Następuje zwiększenie liczby krwinek białych we krwi (white blood cells, WBC), MCV, średniej masy hemoglobiny w erytrocytach (mean corpuscular hemoglobin, MCH), stężenia cholesterolu, fibrynogenu i, co oczywiste, metali ciężkich (kadm, ołów).

• Aktywność fizyczna, która w okresie poprzedzającym wykonanie analiz laboratoryjnych wpływa na wiele parametrów. Stężenie glukozy, cholesterolu i triglicerydów ulega obniżeniu przy umiarkowanym wysiłku fizycznym, natomiast w efekcie intensywnego wysiłku fizycznego dochodzi do zwiększenia aktywności kinazy kreatynowej (creatine kinase, CK), aminotransferazy asparaginianowej, stężenia albumin, kwasu moczowego, kreatyniny, liczby leukocytów i płytek krwi.

• Zażywane leki oraz suplementy diety – mogą w znacznym stopniu wpływać na wyniki badań laboratoryjnych. Podwyższenie aktywności aminotransferazy alaninowej i asparaginianowej, a także stężenia bilirubiny może wynikać z hepatotoksycznego działania niektórych leków (paracetamol, izoniazyd), a zwiększenie stężenia kreatyniny, mocznika i kwasu moczowego – z ich działania nefrotoksycznego (sulfonamidy, fenacetyna). Ponadto podczas terapii doustnymi środkami antykoncepcyjnymi dochodzi do zwiększenia stężeń niektórych osoczowych białek, co tym samym prowadzi do wzrostu stężenia hormonów tarczycy, kortyzolu, miedzi czy żelaza. Z kolei zażywanie suplementów diety np. zawierających biotynę może być przyczyną interferencji w badaniach laboratoryjnych, powodując uzyskiwanie fałszywie wysokich lub fałszywie niskich wyników oznaczeń, prowadzących do błędnego rozpoznania choroby i co za tym idzie – nieprawidłowego sposobu jej leczenia. Dlatego tak istotne jest poinformowanie o zażywanych preparatach lekarza, który w konsekwencji może zdecydować o ewentualnym ich odstawieniu na kilka dni przed wykonaniem planowanych badań laboratoryjnych.

2.2. Zmienność przedanalityczna związana z przygotowaniem materiału do badań laboratoryjnych

Zmienność przedanalityczna jest zmianą stężenia bądź aktywności badanego parametru, wynikającą z niewłaściwego przygotowania pacjenta do badania lub z niewłaściwego postępowania z materiałem biologicznym przed wykonaniem analizy. Szacuje się, że aż 60–70% błędów w procesie diagnostycznym popełnianych jest właśnie w fazie przedanalitycznej, co stanowi czterokrotnie wyższą wartość niż odsetek błędów występujących w fazie analitycznej (tj. około 15% wszystkich błędów). W celu uniknięcia zmienności związanej z przygotowaniem pacjenta zaleca się pobieranie próbek do badań na czczo, z zachowaniem przezeń zmniejszonej aktywności fizycznej przed badaniem. Należy również wziąć pod uwagę to, że stężenie niektórych analitów wykazuje zmienność okołodobową. Przykładem może być potas, którego stężenie jest niższe po południu niż rano, lub kortyzol, którego stężenie wzrasta w nocy i ulega obniżeniu w ciągu dnia. Optymalną pozycją ciała pacjenta przy pobieraniu krwi jest pozycja siedząca. Zmiana pozycji ciała z leżącej na pionową i odwrotnie może bardzo istotnie wpływać na stężenie wielu oznaczanych substancji, dlatego pacjent nie powinien zmieniać pozycji w ciągu 15 minut przed pobraniem krwi. W próbkach pobranych w innych pozycjach ciała niż pozycja siedząca może dojść do obniżenia stężenia białek osocza i cholesterolu oraz zmiany liczby krwinek czerwonych i białych.

Do błędów pobrania próbki należą także pomyłki związane z zastosowaniem niewłaściwego antykoagulantu, niedokładnym wymieszaniem krwi z antykoagulantem, powodującym powstawanie lokalnego wykrzepiania krwi, lub nieprawidłowym użyciem opaski uciskowej (stazy). Czas ucisku stazy przy pobieraniu krwi nie powinien przekraczać 1 minuty, a jego wydłużenie skutkuje zmianą wielu parametrów biochemicznych i hematologicznych. Staza powoduje czasową okluzję żył i zastój krwi, a woda i małe cząsteczki, takie jak jony, przechodzą z łożyska naczyniowego do przestrzeni pozanaczyniowej. Z kolei duże cząsteczki, takie jak lipoproteiny, białka oraz substancje związane z białkami, komórki i czynniki krzepnięcia, pozostają w naczyniu, dlatego stopniowo wzrasta ich stężenie.

Zdecydowanie najczęstszym błędem powodującym odrzucenie próbki przez laboratorium jest hemoliza, powodująca uwolnienie składników z krwinek czerwonych do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Do przyczyn wystąpienia hemolizy zalicza się błędy związane z pobraniem krwi (zbyt mała średnica igły, zbyt długo założona staza, zaciskanie pięści przez pacjenta w trakcie pobierania krwi, zbyt energiczne mieszanie pobranej próbki), transportem materiału (zbyt długi czas transportu, nieodpowiednia temperatura, narażenie na uszkodzenia mechaniczne) i przygotowaniem próbki do badań (zbyt długi czas przechowywania krwi, nieodpowiednie warunki wirowania). Hemoliza próbki powoduje zwiększenie w niej m.in. aktywności dehydrogenazy mleczanowej, aminotransferazy asparaginianowej, aminotransferazy alaninowej, kinazy kreatynowej oraz stężenia potasu.3
INTERPRETACJA WYNIKU BADANIA LABORATORYJNEGO
Karolina Orywal

W celu interpretacji wyniku badania laboratoryjnego należy porównać uzyskaną wartość z zakresem wartości referencyjnych i dysponować wiedzą o przydatności diagnostycznej danego badania w różnych sytuacjach klinicznych.

Wartość referencyjna jest otrzymywana wskutek pomiaru konkretnego parametru w grupie odpowiedniej liczby osób zdrowych, reprezentatywnej dla populacji referencyjnej.

Miernikami przydatności diagnostycznej testu są czułość i swoistość diagnostyczna:

– czułość diagnostyczna jest wskaźnikiem wyrażającym odsetek osób chorych, u których uzyskano dodatni wynik badania, określa więc zdolność danego testu do rozpoznania choroby;

– swoistość diagnostyczna definiuje odsetek osób zdrowych, u których uzyskano ujemny wynik badania, jest więc wskaźnikiem zdolności testu do wykluczenia danej jednostki chorobowej.

Moc diagnostyczną testu ukazuje graficzne przedstawienie zależności czułości od swoistości diagnostycznej, zwane krzywą ROC (receiver operating characteristic). Miarą mocy diagnostycznej jest wielkość pola pod krzywą (area under ROC curve, AUC), którego wartość najbliższa liczbie 1 świadczy o wysokiej wartości diagnostycznej badania laboratoryjnego.

Do oceny prawdopodobieństwa wykrycia lub wykluczenia danego schorzenia stosuje się wartości predykcyjne testu:

– wartość predykcyjna dodatniego wyniku testu (positive predictive value, PPV) określa odsetek wyników prawdziwie dodatnich wśród wszystkich wyników dodatnich; wysoka wartość PPV świadczy o dużym prawdopodobieństwie istnienia choroby;

– wartość predykcyjna ujemnego wyniku testu (negative predictive value, NPV) jest stosunkiem wyników prawdziwie ujemnych do wszystkich wyników ujemnych; wysoka wartość NPV świadczy o znacznym prawdopodobieństwie wykluczenia danej jednostki chorobowej.

Piśmiennictwo

1. Bil-Lula I., Ćwiklińska A., Kamińska D. i wsp.: Zalecenia Polskiego Towarzystwa Diagnostyki Laboratoryjnej dotyczące badania upostaciowanych elementów moczu w medycznym laboratorium diagnostycznym. Diagn. Lab. 2019; 55(3): 145–198.

2. Guder W.G., Narayanan S., Wisser H. i wsp.: Próbki: od pacjenta do laboratorium. MedPharm Polska, Wrocław 2009.

3. Hoelmkjaer P., Bjerrum L., Mäkelä M. i wsp.: Sampling of urine for diagnosing urinary tract infection in general practice – First-void or mid-stream urine? Scand. J. Prim. Health Care 2019; 37(1): 113–119.

4. Li D., Ferguson A., Cervinski M.A. i wsp.: AACC Guidance Document on biotin interference in laboratory tests. J. Appl. Lab. Med. 2020; 5: 575–587.

5. Lippi G., von Meyer A., Cadamuro J., Simundic A.M.: Blood sample quality. Diagnosis (Berl.) 2019; 6(1): 25–31.

6. Wspólne zalecenia European Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (EFLM) Latin America Confederation of Clinical Biochemistry (COLABIOCLI) dotyczące pobierania krwi żylnej rekomendowane przez Krajową Izbę Diagnostów Laboratoryjnych i Polskie Towarzystwo Diagnostyki Laboratoryjnej. Rekomendacje EFLM-COLABIOCLI dotyczące pobierania krwi żylnej z roku 2018. Warszawa 2018.