Unterschied SIRS und Sepsis;SIRS,Sepsis,Ziel der Sepsis die Akuttherapie,Sepsis und organbezogene Herdsanierung.Sirs und einmaliger Auslöser.Toxine bei Sirs,Auslöser bei Sirs,Auslöser bei Sepsis, Entzündung

Institut für Klinische Chemie
Unterschiede zwischen Sepsis und Sirs
Universität
Heidelberg
Fremdproduzierte
zugeführte
exogene Toxine
bei SIRS (ohne
Bakterien)
Sepsis durch
Bakterien,auch
mehrphasig
ansteigend
(Schübe)

Entzündung-Inflammation
(Hauptvorlesung Klinische Chemie)
Sommersemester 2005
Parviz Ahmad-Nejad
Fakultät für Klinische Medizin Mannheim
der Universität Heidelberg
Universität
Heidelberg

Entzündungsdiagnostik
2
Dr. Ahmad-Nejad
Definition Sepsis nach S2K Leitlinien Medizin

2
Dr. Ahmad-Nejad
Diagnose der Sepsis nach S2K Leitlinien:

2
Dr. Ahmad-Nejad

2
Dr. Ahmad-Nejad
PCR bei Bakterien nur ergänzend, eher als Vorscreening und Zeitfaktor,
dabei entfallen aber die wichtigen Resistenzen und auch Eigenschaften der
Bakterienkapseln und deren Stoffwechselpotenz, bisher keine Empfehlungen.
Diagnose der Sepsis nach S2K Leitlinien:

2
Dr. Ahmad-Nejad
Diagnose der Sepsis nach S3 Leitlinien:

2
Dr. Ahmad-Nejad
Diagnostik der Sepsis nach S2K Leitlinien:

2
Dr. Ahmad-Nejad
Therapie der Sepsis nach S2K Leitlinien:
Es geht somit primär um den therapeutischen Ansatz.

2
Dr. Ahmad-Nejad
Nach S2K Leitlinien

2
Dr. Ahmad-Nejad
Situative Therapiewahl Nach S2K Leitlinien eher etwas sehr allgemein.
Besser ist jedoch eine Therapiewahl nach genauer Untersuchung und Diagnose
gesamt und Organspezifisch,zusätzlichen Laborparametern und genauen
Voruntersuchungsergebnissen.Anschließend Therapie, zusätzlich Antibiogramm
und beobachtetes reales Ansprechen der Antibiose samt Blutkulturen, statt
virtueller Labor-Therapie.

2
Dr. Ahmad-Nejad
Nach S2K Leitlinien Antibiotikadosierungen

2
Dr. Ahmad-Nejad
Nach S2K Leitlinien
Allerdings bei Bronchospasmus schon.

2
Anamnese und Klinik
17-jähriger Junge in gutem EZ und
schlechten AZ, somnolent
Pat. klagt über plötzlich auftretende und
starke Kopf- und Gliederschmerzen
39,5°C Fieber, RR 110/80 mmHg, Puls
112/min, tachypnoeisch
Zu Hause und in der Hauptaufnahme
Erbrechen, 10 min später Bewußtlosigkeit
Positives Brudzinski- und Kernig-Zeichen
Dr. Ahmad-Nejad

3
Laboruntersuchungen bei Aufnahme
Dr. Ahmad-Nejad

4
Spezielle Hämostaseologie bei Aufnahme
Dr. Ahmad-Nejad

5
Liquorbefund des Patienten
In den vorliegenden Zytospin-Präparaten des Patienten findet sich eine
massive Erhöhung der Zellzahl.
Im MGG-gefärbten Präparat überwiegen deutlich die neutrophile
Granulozyten (>95%). Erythrozyten und Monozyten spielen quantitativ
eine untergeordnete Rolle. Positiver Nachweis von intrazell. Kokken im
MGG-Präp.
Im Gram-Präparat des Liquors finden sich intrazellulär gelegene gram-
negative Kokken. Bakterielle Infektion!
Weitere mikrobiologische Abklärung empfohlen.
Der Befund wurde telefonisch mit Dr.XXX besprochen.
Gez. Dr. XYX
Dr. Ahmad-Nejad

6
Zytospinpräparate des trüben Liquors
Gram-Färbung (Monozyt mit Pappenheim-Färbung
intrazellulären gram negativen
Kokken)
Dr. Ahmad-Nejad

7
Pappenheim-Färbung (Massive Zellzahlerhöhung im Liquor. Intrazelluläre Diplokokken
mikroskopisch nachweisbar. Gemischtes Zellbild mit deutlich neutrophiler Betonung; vereinzelt
Erythrozyten erkennbar)
Dr. Ahmad-Nejad

8
Brudzinski- und Kernig-Zeichen
positiv bei Meningismus
Brudzinski-Zeichen: Patient liegt auf dem
Rücken. Der Kopf wird durch den
Untersucher nach vorne gebeugt.
• Positiv bei Schmerzen, Widerstand, gleichzeitiger
Hüft- und Kniebeugung
Kernig-Zeichen: Man beugt das Bein des
Patienten in Hüfte und Knie und streckt das
Bein anschließend im Knie
• Positiv bei Schmerzen und Widerstand
Dr. Ahmad-Nejad

9
Präfinale Laborkonstellation am Tag 4 nach Aufnahme
Dr. Ahmad-Nejad

Das Kind wurde
intensivmedizinisch betreut.
Antibiotische Behandlung mit
Cefotaxim. Protein-C-Substitution.
Trotz Einsatz von reichlich Volumen,
Blut und Plasma und mehrfacher
Katecholamingabe (Dopamin,
Adrenalin, Noradrenalin) in hoher
Dosierung konnte eine Stabilisierung
des Blutdrucks und zu keinem
Zeitpunkt erreicht werden. Bei noch
zunehmenden Hautblutungen, sich
weiter verschlechternder
Kreislaufsituation und letztlich einer
massiven Hirnblutung verstarbt das
Kind am fünften Tag nach Aufnahme.
10 Dr. Ahmad-Nejad

Definition der Sepsis
Sepsis ist die Gesamtheit der lebensbedrohlichen
Krankheitserscheinungen und pathophysiologischen
Veränderungen als Folge der Aktion pathogener Keime
und ihrer Produkte, die aus dem Krankheitsherd in die
Blutbahn gelangen, die großen biologischen
Kaskadensysteme und spezielle Zellsysteme aktivieren
und die Bildung und Freisetzung humoraler und
zellulärer Mediatoren auslösen.
11 Dr. Ahmad-Nejad

•
•
•
•
•
•
Sepsis
Eine der wichtigsten Ursachen für Morbidität und Sterblichkeit weltweit
Führende Todesursache auf nicht-kardiologischen Intensivstationen in den
USA*
An 13. Stelle der Todesursachen allgemein (USA)*
Über 1,5 Millionen Fälle von schwerer Sepsis in OECD-Ländern pro Jahr
(Schätzung)†
Über 700.000 Fälle schwerer Sepsis in den USA pro Jahr‡
Schwere Sepsis = 9 % der nicht-kardiologischen Intensiveinweisungen
(Frankreich)§
Gesundheitskosten der schweren Sepsis werden jährlich auf 17 Milliarden $
geschätzt‡
Erhebliche Zunahme der Inzidenz im nächste Jahrzehnt erwartet‡
OECD = Organization for Economic Cooperation and Development
* Sands et al., 1997
† geschätzte Fallzahl schwerer Sepsis auf Intensivstationen, auf Basis von Bevölkerungsdaten von 1995
‡ Linde-Zwirble et al., 1999: Diese Daten ergeben sich aus Gesamtfällen von schwerer Sepsis im Krankenhaus, nach der Definition
der Infektion mit Organversagen
§ Brun-Buisson et al.,1995
12 Dr. Ahmad-Nejad

Pathogenese der Sepsis
septischer Fokus
Determinatoren des klinischen
Verlaufs
Zahl und Antigenität der Erreger
Virulenz der Initiatoren
Toxine
angeborenes
Immunsystem
Stimulation von inflammatorischen
und anti-inflammatorischen Signalen
13
Prädisposition des Wirts
Host Response
Gewebe
Gewebezerstörung
Dr. Ahmad-Nejad

Erregerspektrum in Blutkulturisolaten
(Erhebung der PE-Gesellschaft in Deutschland und Österreich)
Erreger
S. aureus
koag -Staphylokokken
Streptokokken
Pneumokokken
Enterokokken
E. coli
Klebsiella sp.
Enterobacter sp.
P. aeruginosa
1983-85
(%)
19,9
10,4
6,7
2,5
5,5
22,0
5,9
4,6
4,8
1991-93
(%)
20,4
9,3
7,4
5,0
5,5
23,9
5,4
3,6
4,2
Isolate
(n)
944
431
344
231
256
1103
247
165
194
weitere 30 Erreger mit Prävalenzen von 0,01 - 2,8 %
mod. nach EJK Rosenthal, DMW (1986) und (1993)
14 Dr. Ahmad-Nejad

21
12
16
2
1
„Organselektivität” bakterieller Sepsiserreger und prozentualer
Anteil der Primärfoci (446 Fälle)
Sepsisursprung
Harnwege
Gastrointestinum
Respirationstrakt
Implantate, Katheter
Haut
(%)
22
8
Erreger
E. coli; Enterokokken sp.
E. coli; B. fragilis; Anaerobier
Pneumokokken; H. influenzae
koagulase-negative Staph.
Staph. aureus; Strep. pyogenes
Herzklappen
Knochen, Gelenke
kryptogen / unbekannt 16
vergrünende Streptokokken
S. aureus
aus: Schuster und Werdan, Intensivtherapie bei Sepsis und Multiorganversagen, Springer Verlag (2000)
15 Dr. Ahmad-Nejad

Definition systemischer Entzündungen
•Sepsis:
Systemische entzündliche Antwort auf eine Infektion durch einen
Mikroorganismus, wenn dieser selbst oder seine Toxine in das Blut gelangt sind
und eine Krankheit verursacht haben.
•SIRS (Systemic Inflammatory Response Syndrome):
Systemische Antwort des Organismus auf einen entzündlichen Zustand
(nicht notwendig infektiologischer Natur):
Temperatur > 38°C oder < 36°C
Herzschlag > 90/min
Respiration > 20/min
Leukozyten > 12.000/µl oder < 4.000/µl
Über 10% stabkernige Granulozyten
16 Dr. Ahmad-Nejad

Beziehung zwischen Sepsis und dem nicht infektionsbedingten
SIRS
Bakterien
Parasiten
Viren
Pilze
infektionsbedingt
( = Sepsis)
unkompliziert schwer mit Schock
Vaskulitis
nicht
infektionsbedingt Tachykardie > 90 bpm
Tachypnoe > 20 AZ/min
zusätzlich
Organdysfunktion
zusätzlich
Hypotension trotz
Pankreatitis
Verbrennungen
Trauma /Operation
Abstoßungsreaktion
Ischämie / Reperfusion
extrakorporaler Kreislauf
Hypokapnie < 32 mmHg
36°C > Temp. > 38°C
4.000 > Leuko > 12.000
Stabkernige > 10 %
Hypotension
Hypoperfusion
Lactat
Hypoxie
Oligurie
etc.
Volumenausgleich
und
spez. Medikation
etc.
17 Dr. Ahmad-Nejad

Definition der Entzündung
Gewebeschädigung als Folge einer Aktivierung des
angeborenen oder des kognaten Immunsystems
Auslösende Reize können sein:
BEISPIELE
physikalische
chemische
mechanische
Fremdkörper
Infektionserreger
Verbrennung/Erfrierung; radioaktive
Strahlung;
Säuren/Laugen; Toxine;
Überbeanspruchung; Kontusionen;
Implantate; Asbestfasern; Projektile
Bakterien; Pilze; Parasiten; Viren
18 Dr. Ahmad-Nejad

Klinische Zeichen der Entzündung
Dolor
Rubor
Calor
Tumor
Functio laesa
Schmerz (z.B. Eisosanoide)
Rötung (Erweiterung der Kapillaren)
Überwärmung (verstärkte Durchblutung)
Schwellung (Ex-/Transsudation)
Funktionseinschränkung
19 Dr. Ahmad-Nejad

20 Dr. Ahmad-Nejad

CARS / bzw. eher
vorausgehenden
SIRS

Akute Phase-Reaktion (III)
In der Entzündung gibt es auch negative Reaktanden der
akuten Phase.
Die Synthese dieser Proteine ist während der
Entzündung in der Leber reduziert (Priorisierung der
Proteinbiosynthese während der
Entzündungsreaktion).
Beispiele:
Albumin:
Transferrin:
Umstellung der Synthesekapazität
Reduktion des Fe-Transports zum
Schutz der Eisenspeicher
40 Dr. Ahmad-Nejad

CRP
Biologische Funktionen von Akute-Phase-
Proteinen
Protein
1-Antitrypsin
Haptoglobin
Fibrinogen
Funktion
Ca2+-bindendes Protein mit Immunabwehreigenschaften
Opsonin (kationen- und anionenbindendes Pentraxin)
Aktivierung von Komplement und Entzündungsaktivatoren
Proteaseinhibitor der Elastase und anderer Proteasen
aus Granulozyten und Monozyten/Makrophagen
Entfernung von Hämoglobin und Konservierung von Eisen
Faktor der Gerinnung und der Wundheilung
Coeruloplasmin Hemmer der Bildung freier Sauerstoffradikale
41 Dr. Ahmad-Nejad

C-Reaktives Protein CRP
Normale Plasmakonzentration: <0,01g/l
Anstieg um den Faktor 10-1000
Reaktionszeit: ca.12-16 Stunden
HWZ: rund 18 Stunden
Bildungsort: Leber
Bildungsstimulus: Interleukin 6
Monozyt IL-6
42
Leberzelle CRP
Dr. Ahmad-Nejad

CRP (Ersatz der BSG)
CRP war der erste immunologische Massenparameter der Labordiagnostik.
Material: 0,5 ml Serum oder Plasma (mindestens 0,25 ml).
Referenzbereich für die Entzündungsdiagnostik: bis 5 mg/l (Assay-abhängig)
Ansprechzeit: 8 -12 Stunden
Mäßig erhöht: rheumatoide Arthritis, Bronchiektasien, Dermatomyositis,
rheumatisches Fieber, Sarkoidose, Sklerodermie,
Systemerkrankungen, akute Pankreatitis, maligne
abdominelle Tumore, Tuberkulose, akute Bronchitis
Stark erhöht:
Anstieg:
Meningitis, Pneumonie, Pyelonephritis, Sepsis, tiefe
Venenthrombosen
>1000-fach bei bakterieller Sepsis. Geeignet zum
Therapiemonitoring. Geeigneter Marker für bakterielle
Infektionen, DD des postoperativen Verlaufs.
43 Dr. Ahmad-Nejad

Dynamik des Verlaufs bei Entzündungsparametern (I)
44 Dr. Ahmad-Nejad

Serum-Elektrophorese
Als Elektrophorese wird die Auftrennung geladener Teilchen
durch deren unterschiedliche Geschwindigkeiten in einem
elektrischen Feld sowie durch deren Wechselwirkungen mit
den Trennmedien bezeichnet.
45 Dr. Ahmad-Nejad

Serum-Elektrophorese
Proteine sind amphotere Moleküle. Das heißt, sie können sowohl als Basen als auch als
Säuren vorliegen: Sie spalten in Lösungen Protonen ab (saure Proteine) oder binden Protonen
(alkalische Proteine). Infolgedessen verwandeln sie sich in geladene Teilchen. Bei einem
bestimmten pH-Wert, dem isoelektrischen Punkt, trägt ein Protein die gleiche Zahl negativer
wie positiver Ladungen, es verhält sich somit elektrisch neutral. Bei diesem pH-Wert wandert
das Protein im elektrischen Feld nicht. Da die meisten Proteine sauer sind, liegen ihre IEP im
schwach sauren pH-Bereich, oberhalb dieser pH-Werte sind alle Proteine negativ geladen, das
heißt, sie wandern in Richtung Anode unter zonenförmiger Auftrennung in die einzelnen
Fraktionen. Die Wanderungsgeschwindigkeit ist direkt proportional der angelegten Spannung
und der Ladung der Teilchen.
Die Elektrophorese erfordert konstante pH-Werte, die durch Pufferlösungen (Tris-Barbital-
Puffer, pH-Wert 9,2) eingestellt werden. Als elektrophoretischer Träger wird z.B. Agarose-
Gel eingesetzt, die Pufferlösung füllt die Poren des Trägers. Die geladenen Teilchen können
nicht nur nach ihren elektrischen Ladungen, sondern auch nach ihren Massen aufgetrennt
werden. Der Träger funktioniert dabei wie ein Sieb und erhöht die elektrophoretische
Auflösung. Die Anfärbung der Proteine auf der Folie erfolgt mit Proteinfarbstoffen
(Amidoschwarz). Unspezifisch an die Folie adsorbierter Farbstoff wird mit Entfärbelösung
ausgewaschen. Die quantitative Bewertung des Elektropherogramms erfolgt photometrisch
mit einem Scanner.
46 Dr. Ahmad-Nejad

Serum-
Elektrophorese
47 Dr. Ahmad-Nejad

Frühphase der Entzündung in der Serumeiweißelektrophorese
48 Dr. Ahmad-Nejad

Spätphase der Entzündung in der Serumeiweißelektrophorese
49 Dr. Ahmad-Nejad

Chronisch Phase der Entzündung in der
Serumeiweißelektrophorese
50 Dr. Ahmad-Nejad

Diagnostische Bewertung
verschiedener Untersuchungen
zur Erkennung einer Akute-Phase-Reaktion
Untersuchung Diagn. Diagn. Brauchbarkeit für
Sensitivität Spezifität akute chron.
Entzündung Entzündung
C-reakt. Protein
Serumeiweiß-
gut
mäßig
gering
gering
sehr gut
mäßig
mäßig
gut
Elektrophorese
Blutsenkungs- sehr gut gering gut gut
reaktion
Leukozyten- gut gut gut mäßig
zählung
Temperatur- gut schlecht gut mäßig
messung
51 Dr. Ahmad-Nejad

Interleukin 6
•24 kDa Glykoprotein
•Produktionsorte: u.a. T-Zellen, Monozyten/Makrophagen,
Endothelzellen, Granulozyten
•Referenzbereich: 2,6 – 11,3 ng/l
•Bestimmung in der Routinediagnostik via Chemolumineszenz
möglich
•Biologisch Funktion: u.a. Stimulatiion der Hämatopoese, T-Zell-
Aktivierung, Modulation des Knochenabbaus, Freisetzung von
Akute-Phase Proteinen aus der Leber
•Reaktionszeit: ca. 4 Stunden
•Indikation:
•Neugeborenen-Sepsis (bes. innerhalb der ersten 48h)
•Bestimmung in Körperflüssigkeiten (Liquor, Lavage...)
•Frühe Abstoßungsdiagnostik (z.B. Nierentransplantation)
52 Dr. Ahmad-Nejad

Interleukin 6
53 Dr. Ahmad-Nejad

Pleiotropie des Alarmzytokins IL-6
54 Dr. Ahmad-Nejad

•
•
•
•
•
Procalcitonin
Normale Plasmakonzentration: <0,5µg/l
Anstieg soll Erkrankungs-spezifisch sein:
Virale Infektion: <1µg/l
Allergien: Keine Erhöhung
Bakterielle Infektion: >5µg/l
Tumoren: Keine Erhöhung
Sepsis: >5µg/l
Indikation:
• Differentialdiagnose der Entzündungsursache
• Wichtiger Marker für bakterielle Ätiologie der Entzündung
• z.B.: Differenzierung bakterielle/virale Meningitis
55 Dr. Ahmad-Nejad

Procalcitonin - PCT
13 kDa schweres Peptid aus 116AS
durch Chemoluminiszenz-Assays u.a.
quantitativ bestimmbar
biologische Funktion ist unklar
Bei septischen Patienten ist PCT erhöht,
jedoch nicht das Hormon Calcitonin
Im Rahmen der Sepsis werden als
Bildungsorte Leber, Monozyten und
neuroendokrine Zellen diskutiert
56 Dr. Ahmad-Nejad

Procalcitonin - PCT
bei gesunden Spendern: <0,1ng/ml
nach LPS Injektion: Anstieg ab 4h post
Stimulation mit Maximum bei 12h
HWZ: ca. 24h (Abfall der Konzentration nach
erfolgreicher Therapie)
Hohe Spiegel an PCT bei erkrankten
Patienten korrelieren mit einer schlechten
Prognose
57 Dr. Ahmad-Nejad

Procalcitonin - PCT
Patient
Gesunde (> 3 Tage)
Chronisch inflammatorische
Prozesse und
Autoimmunerkrankungen
Virusinfektionen
Kleine, lokalisierte Infektionen
SIRS, Polytrauma, Verbrennungen
PCT (ng/ml)
<0,05
< 0,5
< 0,5
< 0,5
0,5 - 2
Schwere bakterielle Infekte, Sepsis, > 2 (häufig 10-100)
MOV
58 Dr. Ahmad-Nejad

Procalcitonin - PCT
Neonaten / Alter in
Stunden
0-6
6-12
12-18
18-30
30-36
36-42
42-48
59
PCT (ng/ml)
2
8
15
21
15
8
2
Dr. Ahmad-Nejad

Primärstruktur und posttranslationale Modifikationen
des PCT
Preprocalcitonin “1-141”
Procalcitonin “26-141” (PCT)
Signal-
sequenz
“1-25”
25AS
N-terminale Region
“26-82”
57AS
60
Calcitonin
“85-116”
32AS
Katacalcin
“121-141”
21AS
Dr. Ahmad-Nejad

Unterschied SIRS und Sepsis;SIRS,Sepsis,Ziel der Sepsis die Akuttherapie,Sepsis und organbezogene Herdsanierung.Sirs und einmaliger Auslöser.Toxine bei Sirs,Auslöser bei Sirs,Auslöser bei Sepsis, Entzündung

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