Postmortem biochemistry : analysis of metabolic imbalance

Postmortem (PM) biochemistry is utilized in cause of death (CoD) investigations. The challenges in PM biochemistry are caused mainly by the PM changes. Analytes may be degraded or denatured leading to methodological difficulties. In addition, the re-distribution may cause falsely elevated values when compared to clinical samples. Analytes may also be consumed or produced by microbial metabolism. The sample matrix is often different from that in clinical biochemistry and the reference levels need be obtained through research. The actual death process and agonal period can also lead to unique changes in the analyte concentrations. Despite these challenges, with a sufficient number of samples and adequate research it is possible to optimize biochemical methods for PM samples and obtain reference values for certain conditions. The biochemical results can provide supporting information in cases where the death is caused or associated with metabolic disturbances for instance in diabetes mellitus (DM) or alcohol abuse. Hyperglycemia and ketoacidosis in diabetes can be fatal if not treated. The macroscopical, histological and toxicological findings in autopsy may be scarce or even absent. Determination of vitreous humor (VH) glucose and ketone bodies are very informative in these cases. As ketoacidosis can be present also after heavy alcohol use, the determination of glycemic status prior to death is essential in distinguishing between these two conditions. Glycated hemoglobin (HbA1c) provides information on the glycemic balance in previous weeks. In our studies, we have assessed the results, methods and interpretation provided by analysis of glucose, lactate, ketone bodies, HbA1c and C-reactive protein (CRP) in PM samples. Optimization has been performed in routine casework according to our findings providing more accurate information to the medico-legal pathologists in their CoD investigation work. In addition, our results have provided some insights into the pathology of severe diabetic emergencies as well as to ketoacidosis due to alcohol. According to our results, we recommend that in DM and alcohol abuse related deaths VH glucose, total ketone bodies or beta-hydroxy butyrate and blood HbA1c should always be analyzed. Lactate levels may provide additional information, when the results are interpreted considering the PM interval (PMI). These analyses are recommended also in cases where no suspicion of metabolic disturbances exists, but the findings in autopsy are scarce. The collaboration between the medico-legal pathologists and the laboratory is very important for the development and understanding of PM biochemistry and to include novel analyses to support the CoD investigation. The CoD determination is very important not only on the individual level, but also nationally, since Finnish Statistics collects the CoD data, which can be than further utilized in recommendations concerning health and primary prevention.Vainajanäytteiden biokemiallisia määrityksiä hyödynnetään oikeuslääketieteellisessä kuolemansyynselvityksessä. Vainajanäytteiden tutkimukseen tuo haasteita näytteiden laatu, joka on kuolemanjälkeisistä muutoksista johtuen hyvin poikkeavaa verrattuna kliinisiin näytteisiin. Monet biologiset merkkiaineet voivat olla hajonneita, tai niiden rakenne on voinut muuttua merkittävästi vaikeuttaen niiden analysointia. Lisäksi mahdollinen uudelleenjakautuminen kudosten ja ruumiinnesteiden välillä kuoleman jälkeen aiheuttaa poikkeavia pitoisuuksia verrattuna kliinisiin viitearvoihin. Analysoitavia merkkiaineita voi myös muodostua tai vähentyä johtuen mikrobien toiminnasta kuoleman jälkeen. Näistä haasteista huolimatta biokemiallisia menetelmiä voidaan optimoida ja hyödyntää vainajanäytteiden analysoinnissa, kun perustana on riittävän suureen näytemäärään pohjautuva tutkimustieto. Biokemialliset tutkimukset tuovat lisätietoa kuolemansyystä tapauksissa, joissa on aineenvaihdunnallisia häiriöitä johtuen mm. diabeteksesta tai runsaasta alkoholinkäytöstä. Diabetekseen liittyvä liian korkea veren sokerin (glukoosin) pitoisuus, eli hyperglykemia, ja liiallisten ketoaineiden aiheuttama happomyrkytys (ketoasidoosi) voivat hoitamattomina johtaa kuolemaan. Löydökset ruumiinavauksessa, mikroskooppisissa ja toksikologisissa tutkimuksissa saattavat olla vähäisiä tällaisissa tapauksissa. Silmän lasiaisnesteen glukoosi- ja ketoainepitoisuuksien biokemiallisilla määrityksillä saadaan merkittävää lisätietoa näistä häiriötiloista. Koska pitkäaikainen runsas alkoholinkäyttö voi myös aiheuttaa ketoasidoosia, kuolemaa edeltäneen sokeritasapainon arviointi on tarpeellista. Sokeritasapainoa kuolemaa edeltävien viikkojen aikana arvioidaan määrittämällä kuinka suuri osuus veren hemoglobiinista on ns. sokerihemoglobiinia, eli glykoitunutta hemoglobiinia (HbA1c). Tutkimuksessamme olemme arvioineet menetelmiä, sekä tuloksia ja niiden tulkintaa, liittyen glukoosin, maitohapon (laktaatin), ketoaineiden, HbA1c:n, sekä c-reaktiivisen proteiinin (CRP) määrityksiin vainajanäytteistä. Tutkimustulostemme pohjalta menetelmiä on optimoitu siten, että oikeuslääkäreille tuotettava tieto on tarkentunut ja tukee näin paremmin oikeuslääketieteellistä kuolemansyynselvitystä. Lisäksi tutkimuksemme tuo näkemystä alkoholiperäisten ja diabeteksesta johtuvien aineenvaihdunnallisten häiriöiden mekanismeihin. Tulostemme perusteella suosittelemme, että oikeuslääketieteellisessä kuolemansyynselvityksessä diabetekseen ja alkoholin väärinkäyttöön liittyvissä kuolemantapauksissa analysoidaan silmän lasiaisnesteen glukoosi- ja ketoainepitoisuus, sekä veren HbA1c pitoisuus. Silmän lasiaisen laktaattipitoisuuden määrittäminen tuo lisätietoa, mikäli kuolemasta kulunut aika otetaan huomioon tulosten tulkinnassa. Suosittelemme näitä analyysejä myös tapauksissa, joissa ei edeltävästi epäillä aineenvaihdunnallisia häiriöitä, mutta löydökset ruumiinavauksessa ovat vähäisiä. Yhteistyö oikeuslääkäreiden ja laboratorion välillä on erittäin tärkeää vainajanäytteiden biokemiallisten analyysien kehittämisessä ja niistä saatavien tulosten tulkinnassa. Biokemiallisten merkkiaineiden määrityksistä saatavat tulokset tukevat kuolemansyynselvitystä. Kuolemansyynselvitys on erittäin merkityksellistä sekä yksilö-, että väestötasolla. Suomessa Tilastokeskus tekee tilastoa kuolemansyistä, ja näitä tilastoja voidaan puolestaan hyödyntää kansanterveyteen liittyvissä suosituksissa

Enzymatic assay for urine lactose in the assessment of recent intravenous abuse of buprenorphine

Urine samples were analyzed for lactose to investigate if elevated lactose concentrations indicate recent (<48 hours) intravenous abuse of substances containing lactose as an excipient. Elevated lactose levels were found in samples given by patients who had recently injected substances intravenously, verified by fresh injection marks. Urine lactose assay can support clinical and toxicological findings when assessing substance abuse.Peer reviewe

Glucose metabolism in completed suicide: a forensic-pathological pilot study

Aim To determine whether antemortem blood levels of glycated hemoglobin (HbA1c) and glucose predict completed suicide and, by extension, whether markers of glucose metabolism might be associated with a prosuicidal trait or state. Method From consecutively performed autopsies, samples of blood and vitreous humor from 17 suicide victims and 27 non-suicide controls were compared with regard to levels of glucose, lactate, and HbA1c. Results Mean HbA1c was higher, and mean estimated blood glucose lower, among suicide victims, although tests revealed no significant differences (P = 0.171 and P = 0.395, respectively). HbA1c levels exceeding 48.0 mmol/mol, which were indicative of persistent hyperglycemia, were twice as common in suicide victims (59% vs 30%; P = 0.068). Conclusion The finding of this pilot study suggest that deranged glucose metabolism may reflect biological events antecedent to, or concomitant with, completed suicide, with the following clinical implications: recurring hyperglycemia due to defective glucose transport, which may give rise to depression and suicidal ideation, and elevated HbA1c levels, which may represent an assayable correlate to neurobiological conditions predisposing to suicide

The usefulness of point-of-care (POC) tests in screening elevated glucose and ketone body levels postmortem

The aim was to evaluate the performance of point-of-care (POC) tests in detecting glucose and ketone bodies in postmortem (PM) samples and to assess the usefulness of POC tests in sample screening for more precise analyses. Glucose and ketone body, beta-hydroxybutyrate (BHB), were measured from vitreous humor (VH) in 52 autopsy cases with a POC blood glucose monitoring device (BGMD). In addition glucose and ketone bodies, acetone (Ac) and acetoacetate (AcAc), were measured from urine samples in another set of 59 cases with semi-quantitative stick tests. The results were compared to the concentration in VH measured with validated methods (values > 7 mmol/l indicate possible hyperglycemia and total ketone body levels >= 3 mmol/l ketoacidosis). The sensitivity for glucose with the BGMD was 1.0 and specificity 0.94 when the threshold value for the meter to predict elevated glucose was set to >= 10 mmol/l. The correlation between the BGMD and the validated method was strong (R-2 = 0.89). For detecting ketoacidosis, the BGMD had a sensitivity of 1.0 and specificity of 0.73, when the threshold value was set to 2.5 mmol/l. The urine stick test presented a sensitivity of 0.89 and specificity of 0.90 for detecting elevated VH glucose concentration. The sensitivity and specificity for the stick test to detect cases with possible ketoacidosis were 0.84 and 0.68, respectively. According to the results, BGMD can be reliably applied for sample screening, although more samples need to be analyzed for delineating the correct threshold values. In the case of glucose, the urine stick tests could be indicative in detecting cases with VH glucose >= 10 mmol/l. For predicting possible ketoacidosis with elevated VH total ketone bodies, the stick test is not reliable as the test presented both false-positive and -negative results. (C) 2016 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.Peer reviewe