Pemeriksaan Laboratorium Mineral dr. Tri Ratnaningsih, MKes, SpPK Bagian Patologi Klinik FK-UGM Pemeriksaan Laboratorium Mineral

Mineral Mayor Sodium (Na) Potasium (K) Chloride(Cl) Calcium (Ca) Magnesium (Mg) Phosphorus (Ph)

Trace element Iron Zinc Copper Cobalt Manganese Molybdenum Chromium Selenium Fluoride Nickel

Trace mineral ada dalam jumlah yang sangat sedikit (< 1% total body mass) peran fisiologis belum jelas: aluminium, arsen, kadmium, gold, lead, dan mercury heavy metals : arsen, kadmium, lead, dan mercury

Pengambilan spesimen & kontaminasi Trace element kadarnya dalam tubuh: dalam mg atau ng per L = sebanding dg kadarnya di lingkungan  sumber kontaminan : lingkungan, kontainer dan alat sampling, lingkungan lab. Pengawasan ketat: koleksi spesimen, pemrosesan, dan analisis. Pencucian alat2 dgn asam Cr & Mn: palsu : leach from metal needle Se & Pb: palsu : adsorb tabung gelas Al: palsu : tutup karet yg terbuat dr aluminium silikat

Metode analisis Area utk analisis trace metal terpisah dari lab utama Glassware dicuci dg asam kmd dibilas dgn air suling Sensitivitas analitik sgt penting Atomic absorption spectrophotometry (AAS) mrp metode yg paling banyak digunakan Metode lain: spektrometri emisi, mass spectrometry , colorimetry.

Besi = iron = ferrum (Fe)

Populasi total Defisiensi Besi Anemia Defisiensi Besi Anemia Iron Deficiency Anaemia Assessment, Prevention, and Control A guide for programme managers© WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2001

Anemia Defisiensi Besi Epidemiologi Prevalensi Anemia Defisiensi Besi Defisiensi Besi Negara maju 2-5% 5-13% Negara Berkembang 30-65% 60-70% (Nicholas dkk,1998; de Pee dkk,2002; Wu dkk,2002)

Fungsi Besi Berperan dalam reaksi Oxidation-reduction dalam metabolisme energi (pembentukan ATP) Komponen struktural/fungsional hemoglobin (darah) dan myoglobin (otot), mengikat oxygen

Manifestasi klinis ADB hematologi anemia Non hematologi Cepat lelah, produktivi- tas  Gangguan tumbuh kembang Gangguan kognitif & inteligensi Kegagalan fungsi imun

Kandungan Besi dalam Tubuh Laki-laki Dws (80 kg) Perempuan dws (60kg) Hemoglobin 2500 mg 1700 mg Mioglobin dan enzim 500 mg 300 mg Serum iron 3 mg Cadangan besi jaringan 500-1000 mg 0-200 mg

Causes of Iron Deficiency Blood Loss Gastrointestinal Tract Menstrual Blood Loss Urinary Blood Loss (Rare) Blood in Sputum (Rarer) Increased Iron Utilization Pregnancy Infancy Adolescence Polycythemia Vera Malabsorption Tropical Sprue Gastrectomy Chronic atrophic gastritis Dietary inadequacy Combinations of above Causes of Iron Deficiency

DAILY IRON REQUIREMENTS Pregnancies

Parameter status besi Penilaian status besi Parameter hematologi Hb, AE, Hmt Indeks eritrosit (MCV,MCH,MCHC) Parameter biokimia Besi serum, TIBC, saturasi Ferritin

1. Complete blood cell count with cell indices CBC: RBC count, Hb, Hct, RBC indices, WBC count, & PLT count RBC indices: Mean Corpuscular Volume (MCV) Mean Corpuscular Hemoglobin (MCH) Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration (MCHC) RDW (Red Blood Cell Distribution width): Mathematical expression of variance within the volume distribution of the erythrocyte population  indicates the variation of RBC size (anisocytosis)

Hemoglobin Merupakan protein pembawa oksigen  besi fungsional Definisi anemia: nilai Hb < 5th percentil dari populasi sehat (+): murah, tersedia, sering digunakan untuk skrining anemia defisiensi besi (-): penanda akhir dan tidak spesifik untuk defisiensi besi

Mean Corpuscular Volume (MCV) The MCV is calculated from the RBC count and the hematocrit and indicates the average volume of the RBC in femtoliters (fL), or 10-15 L MCV = vol of RBC in fL of blood RBC/L If: Hct= 45%(or 0.45 L);RBC=5.0x1012/L MCV = 0.45 x 1015 fL/L 5.0x1012/L = 0.09 x 103 fL = 90 fL The formula: MCV = Hct x 103 fL RBC/L Normal range : 80 to100 fL Or, MCV = Hct (%) x 10/RBC count (x1012/L ) fL MCV =  45 x 10/ 5 fL = 90 fL

Mean Corpuscular Hemoglobin (MCH) The MCH is calculated from the HB and RBC count, indicates the average weight of Hb in the RBC. The formula: MCH = weight of Hb in 1 L of blood # RBC in 1 L of blood 1g=1012 pg 1 L= 10 dL, then: MCH = Hb x 10 x 1012 pg/L RBC / L If: Hb= 15g/dL ; RBC=5.0x1012/L MCH = 15 x 1012 pg/L 5.0x1012/L = 15 x 10pg/L 5.0/L = 30 pg The formula: MCV = Hb (g/L) pg RBC/L Normal range : 27 to 31 pg Or, MCV = Hb(g/dL) x 10/RBC count (x1012/L ) MCH =  15 x 10/ 5 fL = 90 pg

Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration (MCHC) The MCHC is calculated from the Hb and Hct and is an expression of the average concentration of Hb in the RBC. MCHC = Hb (g/dL) x 100 (to convert to%) ---------------------- Hct (vol RBC in g/dL) If: Hb= 15g/dL; Hct= 45%(or 0.45 L) Then: MCHC = 15 g/dLx 100% = 0.333 x 100% ------------------- = 33.3 % 45 g/dL MCHC = 15.0 g/dL 0.45 = 33.3 g/dL, or 333 g/L There for the formula: MCHC = Hb x 100% ---------------------- Hct OR, Hb g/dL = ---------------------- Hct (expressed as a fraction) Normal range for the MCHC: 31 to 36%, or 31 to 36 g/dL

Batas terendah Kadar hemoglobin dan hematokrit untuk penentuan anemia Iron Deficiency Anaemia Assessment, Prevention, and Control A guide for programme managers© WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2001

Kadar Hb (hemoglobin) (g/dL) Derajat anemia Derajat Kadar Hb (hemoglobin) (g/dL) 1 (mild) 9,5 – 10,9 2 (moderate) 8 – 9,4 3 (severe) 6,5 – 7,9 4 (life threatening) <6,5

Biochemistry Parameter Serum Iron (SI) : determine by releasing the iron from transferin using acid, and then forming measurable colored complex with ferrozine TIBC : is indirect measure of transferrin, a serum sample is saturated with iron to fill all transferrin binding site. The excess iron removed, and the iron is released from transferrin w/acid and measure with ferrozin Transferrin saturation (%) = SI (mg/dL)/TIBC (mg/dL) x 100 Ferritin, provides an intracellular storage repository for metabolically active iron. Serum levels reflect the level of iron stored within cells. It measured with immunoassay. 5. Serum concentration of sTfR is directly proportional to the concentration of the receptor on the membrane. Expression of TfR depend on the availability of iron for erythropoiesis. The uptake of iron by the body’s cells is controlled by expression of the transferrin receptor (TfR).

Status besi biokimia (SI, TIBC, %sat) Hasil dipengaruhi: absorpsi makanan, infeksi, inflamasi Mempunyai variasi diurnal Transferrin: Protein spesifik yang membawa besi ekstraseluler : malnutrisi, inflamasi, infeksi kronik, kanker  : kehamilan dan kontrasepsi oral % sat: Menunjukkan proporsi iron-binding site yang terpakai dan merefleksikan transpor besi

Ferritin serum Ferritin diproduksi di intraseluler Td: kerangka apoferritin dan ferritin mineral core Konsentrasi ferritin dalam plasma sebanding dengan cadangan besi tubuh. Konsentrasi ferritin dipengaruhi: jenis kelamin dan umur, dan inflamasi Penurunan ferritin (<12 ng/mL) -- deteksi defisiensi besi tanpa komplikasi (Baynes, 1996;Cook et al., 2003)

Tahap perkembangan Anemia Defisiensi Besi Kekurangan simpanan besi Kekurangan besi fungsional Kekurangan besi transpor Std.1/prelaten Std.2/latent Std.3/ADB Status besi normal Tahap perkembangan Anemia Defisiensi Besi Iron storage compartment Iron transport compartment Functional Iron compartment Kekurangan besi Hb N  SI TIBC  Ferritin

parameter Tahap defisiensi besi Hemoglobin Indeks eritrosit Apusan darah tepi Besi serum TIBC Saturasi besi Ferritin Hemosiderin parameter Tahap defisiensi besi Iron depletion Iron deficiency eritropoiesis ADB

Hasil laboratorium hematologi & status besi pada ADB Parameter Anak-anak dewasa Laki-laki perempuan Hb (g/dL) <11 (≥11) <13 <12 MCV (fL) <70 (70-100) <80 (80-95) MCH (pg) <32 <27 (27-34) RDW (%) ≥15 (<15) ≥16 (<16) SI (μg/dL) <40 (116±60) <60 (60-150) TIBC(μg/L) ≥ 410 (330±30) >400 (250-435) %sat <10 (35±15) <16 (20-50) SF (μg/L) <12 (100±60) <50 (40-340) <15 (15-150)

Hemosiderin Baku emas Hasilnya dikategorikan sebagai: Absen/kosong Menurun (+) Normal (+2/3) Meningkat (+4) (+) penilaian langsung cadangan besi (-) invasif, time consuming, semi kuantitatif (Waters & Seal, 2001).

Parameter status besi… Penilaian status besi Parameter hematologi CHr Hypo Parameter biokimia FEP/ZPP Soluble transferrin receptor

Soluble transferrin receptor (sTfR) Transferrin receptor: protein transmembran dengan dua komponen identik, masing-masing dapat mengikat 2 molekul transferrin. 80% nya berada di sel eritroid sumsum tulang Sangat rentan terhadap proteolisis, menghasilkan Soluble transferrin receptor  Kadar sTfR proporsional dengan total reseptor transferrin dalam jaringan (ditemukan oleh Pan et al, 1983) Indikator yang sensitif untuk awal perkembangan defisiensi besi  iron-restricted erythropoiesis (Huebers & Finch, 1987Hueber et al., 1987, Shih et al., 1990).

sTfR……… variasi individu harian dan variasi biologi yang rendah Tidak dipengaruhi aktivitas fisik proses infeksi/inflamasi, jenis kelamin, dan umur Defisiensi besi: sTfR > 5 mg/L Indeks sTfR/F: bermanfaat untuk membedakan antara ACD dengan ADB dan ACD yang koeksis dengan ADB (indeks sTfR-F>2) (Akesson et al., 1998; Choi et al., 2000; Cooper & Zlotkin, 1996; Skikne et al., 1990; Suominen et al., 1997; Choi et al., 1999; Weiss & Goodnough, 2005).

Erythrocyte protoporphyrin (EP) FEP: mengukur konsentrasi protoporphyrin dalam RBC Metode: hematofluorometri Praktis, namun meningkat pada lead poisoning ZPP: Mengukur rasio ZPP/heme Metode: hematofluorometri Pada status besi yg kurang, produksi ZPP  dan rasio ZPP/heme . Nilai normal:<40mg/dL (<80 umol/mol)

Iron replacement therapy (trial of iron) Merupakan diagnosis klinis Peningkatan angka retikulosit atau indeks retikulosit  diagnosis defisiensi besi Dewasa, dosis 180 elemen besi/hari, anak-anak: 6 mg elemen besi/hari Peningkatan Hb 1-2 g/dL  dx pasti ADB

Urutan temuan laboratorium berdasarkan derajat kekurangan besi Cadangan besi sumsum tulang  Ferritin serum  (<12 μg/L) Desaturasi transferrin Besi serum  Kapasitas ikat besi total  Apusan darah tepi- Mikrositik, hipokromik, Aniso- & Poikilositosis Anemia diagnosis skrining sTfR cHR, ZPP

Monitoring laboratorium terapi besi Cek retik Cek Hb (me1g/dL) Terapi besi dilanjutkan 2-3 bulan  normal Bulan ke-2 Bulan ke-3,4,5 Bulan ke-6,7,8 Bulan ke-1 Terapi besi di-STOP Bulan ke-12 ulang Bulan ke-2

Monitoring laboratorium terapi besi… Respon terhadap terapibesi pada anak-anak; gambaran dimorfik

Rekomendasi skrining ADB Populasi umur Jadwal keterangan bayi 9-12 bln skrining 6 bulan kemudian utk populasi dgn prevalensi yang tinggi >2 thn Jarang perlu Indikasi: riwayat ADB, diit besi <<, menderita penyakit yg berisiko defisiensi besi (infeksi kronis, inflamasi, perdarahan akut atau kronis, diit yang dibatasi, obat yang menghambat penyerapan besi) Remaja 11-21 th Skrining 1x wanita usia menstruasi tiap tahun Skrining teratur wanita usia menstruasi (untuk yang berisiko) Kondisi normal tiap 5-10 tahun

Pelacakan kausa Defisiensi Besi Faktor diit: konseling dan penilaian diit Perdarahan kronis: Anamnesis: menorhagia, menometroragi, kehamilan berulang, terapi NSAID Pemeriksaan fisik: perdarahan GIT, Hemorroid Pemeriksaan lab dan penunjang: Occult rectal bleeding Feses rutin: telur cacing Endoskopi, radiografi: gastrointestinal problem Urinalisis: hematuria

References Cynthia C. Chernecky & Barbara J.Berger: Laboratory tests and diagnostic procedures, Saunders elsevier, 5 ed, 2008. Rodak, B.F., 2004. Hematology Clinical Principles and Application . 2nd ed. WB Saunders Company. WHO: The clinical use of blood, 2001.