Leistungen des Zentrallabors

Die Klinische Chemie befasst sich mit dem Nachweis gelöster chemischer Substanzen im Serum oder Plasma sowie anderen Körperflüssigkeiten mit Hilfe chemischer Methoden. In diesem Bereich, der weitgehend automatisiert durchgeführt wird, fallen im Zentrallabor des Klinikums die meisten Untersuchungen an. Die häufigste Bestimmungsmethode ist die der Fotometrie, wobei, weitgehend substanzspezifisch der zu messende Parameter mit einem Reagenz zu einem Farbstoff, entweder sichtbar oder im UV-Bereich, reagiert. Die Stärke der „Färbung" ist proportional zu der Konzentration der zu messenden Substanz.

So werden unter anderem Enzyme (z. B. bei Herzinfarkt, Lebererkrankungen) und Substrate wie Kreatinin und Harnstoff (Nierenfunktion), Harnsäure (Gicht), Blutzucker (Diabetes) und Spurenelemente wie Eisen und Magnesium bestimmt.

Daneben werden elektrochemische Verfahren angewendet (z. B. zur Bestimmung von Natrium und Kalium mittels ionenselektiver Elektroden, die elektrophoretische Auftrennung der Eiweiße im Serum durch Anlegen einer elektrischen Spannung). Mikroskopische Harnuntersuchungen bei Harnwegsinfekten und Verdacht auf Nierenerkrankungen sowie verschiedene andere Verfahren runden das Spektrum ab.

Bei immunologischen Reaktionen reagieren sogenannte Antigene (z. B. Bakterienstrukturen) mit Antikörpern, die der Organismus gegen diese Antigene gebildet hat. Die Immunologie befasst sich mit dem Nachweis von Antigenen und Antikörpern durch Messung der Reaktion zwischen ihnen, sog. Immunoassays. Die Bindung wird durch Enzymreaktionen, Radioaktivität, Lumineszenz, Fluoreszenz (-polarisation) u. a. nachgewiesen. Auf diese Weise können sowohl Antigene als auch Antikörper qualitativ und quantitativ bestimmt werden.

Immunologische Messverfahren sind wesentlich empfindlicher als die klinisch-chemischen Bestimmungen und daher bestens geeignet zur Bestimmung von Hormonen, Medikamenten, Proteinen und anderen, in geringer Konzentration auftretenden Substanzen. Im Zentrallabor werden im Wesentlichen Mikropartikel-Enzym-Immunoassays, Fluoreszenzpolarisations- und Chemilumineszenz-Immunoassays durchgeführt.

Infektionsserologische Untersuchungen werden in der Regel auch immunologisch durchgeführt. Nach Exposition mit Antigenen von Krankheitserregern reagiert der Organismus in der Regel mit der Bildung von Antikörpern, die gegen diese Antigene gerichtet sind. Dies kann für analytische Zwecke genutzt werden, indem mit immunologischen Verfahren (s. o.) diese Antikörper bestimmt werden und damit ein Nachweis für die Exposition mit dem dazugehörigen Antigen (auch mit dem Erreger) geführt wird (z.B. Anti-HIV, Anti-HCV, Anti-HBC).

Es können darüber hinaus mit geeigneten Antikörpern auch die Antigene bestimmt werden (z. B. das „Australia Antigen" der Hepatitis B oder Rotaviren).

Antigene (Bakterien, Viren) können aufgrund der Fortentwicklung molekularbiologischer Methoden auch mit Hilfe der sog. PCR nachgewiesen werden. Dabei wird genetisches Material des Erregers  mit Hilfe dieser extrem empfindlichen und aufwendigen Methode bestimmt. Diese Tests gelten als Bestätigungstests, wenn Antikörper-Tests positiv ausfallen. Aus Kostengründen werden diese Untersuchungen bis auf das Screening von MRSA zurzeit extern durchgeführt.

Aufgabe des Bakteriologischen Labors im Zentrallabor ist die Untersuchung verschiedener Materialien auf Bakterien- oder Pilzbefall sowie die Bestimmung der in-vitro Resistenz nachgewiesener Bakterien gegenüber Antibiotika.

Dazu werden zunächst aus dem Originalpräparat Objektträger-Ausstriche angefertigt, um Hinweise auf Vorhandensein und Art von Keimen zu erhalten. Gleichzeitig werden Kolonien auf verschiedenen Agarplatten angelegt, um die Keime über Nacht anzuzüchten und, wenn möglich, zu identifizieren. Die Identifizierung und Ermittlung der Antibiotika-Resistenz wird mittels eines modernen Gerätes automatisiert durchgeführt (Testung biochemischer Reaktionen und Wachstum bei verschiedenen Antibiotikakonzentrationen). Gelingt die Identifizierung und Resistenz nicht direkt, so wird das Wachstum eines Keims in einem weiteren Ansatz auf seine biochemischen Reaktionsmöglichkeiten getestet (sog. „Bunte Reihen" oder serologische Antikörper-Reaktion) und die Resistenz mittels Agardiffusion ermittelt.

Agardiffusionstest: Aus Reinkulturen wird auf Agarplatten mit Hilfe von antibiotikagetränkten Testplättchen, die auf den Agar gelegt werden, und deren Antibiotikum in den Agar diffundiert, die in-vitro-Resistenz gegen die verwendeten Antibiotika bestimmt.

Im Falle einer Resistenz wächst das Antibiotikum bis an das Testplättchen heran. Bei Empfindlichkeit entsteht um das Plättchen herum ein mehr oder weniger großer Hemmhof, in dem der Keim nicht wächst.

In diesem Leistungsgebiet wird die Blutgruppe von Neugeborenen und Patienten, die möglicherweise Blut erhalten müssen, bestimmt (AB0 und Rhesus-Faktor, bei bestimmten Patienten auch weitere Blutgruppenantigene). Zur Blutgruppenbestimmung gehört ebenfalls das Screening (die Suche) nach irregulären Antikörpern im Serum der Patienten und, falls Antikörper vorhanden sind, deren Identifizierung.

Vor jeder Bluttransfusion müssen darüber hinaus Spender- und Empfängerblut in der serologischen Verträglichkeitsprobe (Kreuzprobe) auf Kompatibilität getestet werden.

Blutdepot: Im Labor werden zusätzlich zur Analytik Blutkonserven (Erythrozytenpräparate und tiefgefrorenes Frischplasma), die in der Regel vom DRK-Blutspendedienst bezogen werden, gelagert und im Bedarfsfall für Patienten bereitgestellt (ca. 2.750 Erythrozyten-, ca. 320 Frischplasma- und ca. 220 Thrombozyten-Präparate wurden im Jahr 2023 verbraucht). Da Erythrozyten-Konzentrate lediglich maximal 5 Wochen haltbar sind, bedarf es einer besonderen EDV-unterstützten Logistik, um den Verfall von Konserven zu minimieren (2023 bei unter 2 %).