Laboratory diagnosis of disorders in sodium or potassium homeostasis is
affected by various factors among these the diagnostic method applied in the
laboratory and the pre-analytical process. The sodium and potassium contents
in plasma or serum can be determined by direct ISE “which requires no dilution
step” and by indirect ISE or flame photometry, the latter techniques requiring
a dilution step which influences the results. A total of 26 blood samples
collected from German Holstein cattle with laboratory values within the
reference range were included for the agreement analysis between ISE (EML™
105) and FAES (AAS, SOLAAR M6). The study using Bland and Altman statistical
method demonstrated a considerable agreement in the measurement of sodium and
potassium by the two analyzers which fulfill the requirements of the IFCC and
CLSI. The mean difference between the two analyzers was -2.9±2.6 and
-0.04±0.11 for sodium and potassium, respectively. Total protein levels below
the reference range tended to cause a pseudohyper- effect for potassium and
sodium when FAES was applied whereas high total protein levels resulted in a
pseudohypo- effect but the effect was more prominent for sodium. In addition,
globulins were more likely shown to cause a pseudohypo- and pseudohyper-
effect than albumin. The effect of storage time and temperature on potassium
and sodium ion concentrations was studied on whole blood samples from cattle
stored at room temperature (22oC) and at 4oC with time interval up to 72
hours. Potassium ion concentrations showed a significant increase in samples
stored at room temperature (22oC) (4.88±0.11 mmol/l) and at 4oC (5.82±0.23
mmol/l) at 24 hours and 72 hours following sampling, respectively, compared to
the initial measurements (3.84±0.11 mmol/l). Sodium ion concentrations in
samples kept at 22oC decreased significantly at 48 hours (139.6±0.42 mmol/l)
while those kept at 4oC showed no significant differences up to 72 hours
compared to the initial measurements (141.68±0.49 mmol/l). The sodium-
potassium pump is implicated in increasing potassium and decreasing sodium
concentrations stored at both storage temperatures. Low temperature is
important to conserve viable samples stored, the importance of performing the
blood analysis as soon as possible or centrifugation of blood samples must not
be excluded. The effect of in vitro hemolysis on potassium concentrations was
investigated in twenty bovine blood samples. The potassium values become
falsely elevated in hemolyzed samples where, the concentration of potassium in
non-hemolyzed and hemolyzed samples has a mean value of 4.99±1.14 mmol/l and
5.24±1.18 mmol/l, respectively. The plasma hemoglobin content in hemolyzed
specimens was 82.77±68.1 mmol/l. A reliable correction factor to correct for
falsely elevated potassium should be suitable in hemolyzed samples which are
irretrievable. Where a high significant positive linear relationship between
the change in potassium values and FPHgb from the non-hemolyzed to hemolyzed
specimens existed; which offers a useful correction factor for potassium of
0.0025 (at 95% confidence interval, 0.0018 to 0.0031) x FPHgb in mg/dl. Muscle
tissue is considered of greater value as indicator for body potassium status
as plasma samples or hemolysates. Blood and muscle biopsy samples from 13
German Holstein cattle were collected for determining the relationship between
plasma and muscle potassium contents. The potassium concentrations in both
plasma and muscle biopsy samples were 4.01±0.72 mmol/l and 89.59±11.87 mmol/kg
wet weight, respectively. A very weak correlation between the potassium and
sodium concentrations in plasma and those in muscle samples was observed. In
addition, the pH-values was correlated to plasma potassium concentration but
not correlated to muscle potassium content. The observed results indicate that
the correlation between pH-values and plasma potassium concentration was
independent from the changes in muscle potassium content in the same animal.
For this, the evaluation of total body potassium content cannot be based on
potassium concentrations in blood samples, due to fact that most of the body
potassium is located inside the cell.Die Labordiagnostik von Störungen des Natrium- und Kaliumhomöostase wird durch
verschiedene Faktoren beeinflusst. Diese betreffen sowohl die Analyse im
Labor, als auch die Präanalytik. Natrium- und Kaliumkonzentrationen können im
Vollblut, Plasma- und Serumproben mittels Ionen-selektiver Elektroden (ISE-
Technologie) bestimmt werden. Während das direkte Verfahren keinen
vorgeschalteten Verdünnungsschnitt benötigt, geht der Probenbestimmung beim
indirekteren Verfahren ein Verdünnungsschnitt voraus, durch den die
Untersuchungsergebnisse beeinflusst werden können. Insgesamt 26 Blutproben von
Rindern der Rasse Deutsch Holstein ausgewählt, deren Laborwerte im
Referenzbereich lagen. An ihnen wurde die Übereinstimmung der Ergebnisse
zwischen den Verfahren ISE (EML™ 105) und FAES (AAS, SOLAAR M6) bestimmt. Die
statistische Analyse mittels der Bland-Altman Methode zeigte eine
Übereinstimmung der Natrium- und Kaliumergebnisse zwischen den beiden
Analyseverfahren, die den Anforderungen des IFCC und CLSI entsprechen. Die
mittlere Differenz zwischen den beiden Verfahren waren für Natrium und Kalium
-2,9±2,6 bzw. -0,04±0,11 mmol/l. Im zweiten Abschnitt führten
Gesamtproteinwerte unterhalb des Referenzbereiches zu einem Pseudohypereffekt
auf die Natrium- und Kaliumwerte beim FAES-Verfahren. Hohe Gesamtproteinwerte
führten dagegen zu einem Pseudohypoeffekt, was ganz besonders für die
Natriumwerte galt. Außerdem zeigten Globuline stärkere Pseudohypereffekt und
Pseudohypoeffekt als Albumin. Die Auswirkung der Lagerungsdauer und der
Temperatur auf die Natrium- und Kaliumionenkonzentrationen wurde an den
Rindervollblutproben bestimmt, die bei Raumtemperatur (22°C) und Kühlung (4°C)
während eines Zeitraumes bis zu 72 Stunden gelagert wurden. Die
Kaliumionenkonzentrationen stiegen innerhalb von 24 und 72 Stunden in den
Proben signifikant gegenüber der anfänglichen Messung an (3,84±0,11 mmol/l),
wenn sie bei Raumtemperatur (22°C) (4,88±0,11 mmol/l) und gekühlt bei 4oC
(5,82±0,23 mmol/l) gelagert wurden. Die Natriumionenkonzentrationen sanken
signifikant nach 48 Stunden Lagerung bei 22°C Raumtemperatur ab (139,6±0,42
mmol/l), während die bei 4 °C gelagerten Proben, selbst nach 72 Stunden keinen
signifikanten Unterschied zur Initialmessung (141,68±0,49 mmol/l) aufwiesen.
Die Lagerungsbedingungen beeinflussen die Funktion der Natriumkaliumpumpe
sodass Kalium- und die Natriumionenkonzentration bei beiden
Lagerungsbedingungen zur Folge. Die Lagerung von Blutproben auf Eis zu keiner
signifikanten Änderung der Ergebnisse der Blutgasanalyse, der
Glukosebestimmung und der Natriumionenkonzentration bis zu 72 Stunden, und der
Kaliumionenkonzentration bis 48 Stunden nach der Initialmessung führt.
Niedrige Temperaturen für eine Konservierung der Proben sorgen, darf die
Bedeutung der schnellen Durchführung der Blutanalyse bzw. des Zentrifugierens
der Probe nicht außer Acht gelassen werden. Die Wirkung der in vitro Hämolyse
auf die Kaliumkonzentrationen wurde bei zwanzig Rinderblutproben untersucht.
Die Kaliumgehalte waren bei hämolytischen Proben, im Vergleich zum
Ausgangsmaterial, fälschlich erhöht. Die Mittelwerte der Kaliumkonzentration
in nicht hämolytischen und hämolytischen Proben betrugen 4,99±1,14 mmol/l
gegenüber 5,24±1,18 mmol/l. Der Plasmahämoglobingehalt in hämolytischen Proben
betrug 82,77±68,1 mmol/l. Ein zuverlässiger Faktor zur Korrektur von
fälschlich erhöhten Kalium in hämolytischen Proben wäre geeignet der
Ausgangsgehalt, die unwiederbringlich sind zu bestimmen. Zwischen den
Änderungen der Kaliumwerte und FPHgb von hämolytischen und nicht hämolytischen
Proben existiert eine hoch signifikante positive lineare Beziehung, welche
einen nutzbaren Korrekturfaktor für Kalium von 0,0025 (bei einem 95%igen
Konfidenzintervall, 0.0018 bis 0.0031)xFPHgb, bringt. Muskelgewebe wird
gegenüber Plasmaproben oder Hämolysaten, als bedeutenderer Indikator für den
Körperkaliumstatus angesehen. Von 13 Rindern der Rasse Deutsche Holstein
wurden Blut- und Muskelbiopsieproben gesammelt, um die Beziehung zwischen dem
Plasma- und dem Muskelkaliumgehalt zu bestimmen. Die Kaliumkonzentration im
Plasma und in den Muskelbiopsieproben betrug 4,01±0,72 mmol/l und 89,59±11,87
mmol je kg Nassgewicht. Eine sehr schwache Korrelation wurde zwischen den
Kalium- und Natriumkonzentrationen im Plasma und denen in den Muskelproben
beobachtet. Des Weiteren war der pH-Wert zwar mit der
Plasmakaliumkonzentrationk orreliert, nicht aber mit dem Muskelkaliumgehalt.
Die beobachteten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Korrelation zwischen
dem pH-Wert und der Plasmakaliumkonzentration unabhängig von den Veränderungen
im Muskelkaliumgehalt beim selben Tier war. Deshalb lässt die
Kaliumkonzentration in Blutproben keine Aussage über den Kaliumstatus eines
Lebewesens zu, da der größte Anteil des Körperkaliumgehaltes innerhalb der
Zellen lokalisiert ist