abc pratique quotidienne O. Calatayud 1 J.M. Tenias 2 X. Castells 1

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1 abc Ann Biol Clin 2006 ; 64 (2) : Détermination des électrolytes dans des échantillons de sérum et de plasma, et stabilité dans des tubes ouverts pendant 2 heures à température ambiante O. Calatayud 1 J.M. Tenias 2 X. Castells 1 1 Laboratoire de biochimie, Hôpital lluis Alcanyis Xàtiva, Espagne <calatayud-oct@gva.es> 2 Service de médecine préventive, Hôpital lluis Alcanyis Xàtiva, Espagne Article reçu le 10 août 2005, accepté le 28 novembre 2005 Résumé. La détermination des électrolytes est réalisée aussi bien dans des échantillons de sérum que de plasma, et parfois sur des tubes ouverts laissés pendant une période prolongée. Objectif : estimer l accord entre les résultats des dosages d électrolytes dans trois types de tube (sérum avec séparateur, plasma avec et sans séparateur), avant et après conservation des échantillons à température ambiante et ouverts pendant une et deux heures. Matériel et méthodes : à partir des échantillons de 36 sujets volontaires, les concentrations de sodium, potassium, chlore, calcium, magnésium et phosphore ont été mesurées dans les trois types de tube à temps 0 (basal), et après 60 et 120 minutes. L accord a été estimé par le coefficient de corrélation intraclasse (CCI) et l interchangeabilité de résultats par régression linéaire. Résultats : l accord entre les échantillons a été très bonne avec un CCI supérieur à 0,9 dans toutes les comparaisons effectuées par rapport au temps 0, sauf pour le potassium pour lequel on a vérifié la présence d une erreur systématique constante entre le sérum et les deux types de tubes de plasma. La stabilité des paramètres est bonne pour tous les échantillons. Conclusion : l utilisation de différents types de tube pour la détermination des électrolytes est possible dans les conditions habituelles de travail des laboratoires de biologie clinique. La valeur du potassium aurait besoin d être corrigée pour comparer les résultats entre sérum et plasma. La stabilité dans les deux premières heures est bonne dans tous les cas. Mots clés : sérum, plasma, séparateur, électrolyte Abstract. The determination of electrolytes in the clinical laboratories is carried out in samples of serum or plasma in situations that tubes remain open during a lingering time. Objective: to estimate the agreement and the interchangeability in the determination of electrolytes for three types of tubes (serum with separator, plasma with and without separator) in samples that remain at room temperature and open up to two hours. Material and methods: samples of 36 voluntary patients were selected determining the levels of sodium, potassium, chlorine, calcium, magnesium and phosphate in the three tubes on time 0 (basal), 60 and 120 minutes. The agreement was estimated by means of the intraclass correlation coefficient (ICC) and the interchangeability of results by means of lineal regression. Results: agreement among the samples was very high with ICC higher than 0.9 in all basal determinations except for the potassium for which the presence of a constant systematic error was detected between serum and two tubes of plasma. The stability of the parameters is good in all the samples. Conclusions: it is possible the use of different types of tubes in the determination of electrolytes under the working conditions of the clinical laboratories. The determination of potassium needs to be corrected before the exchange of results obtained with serum and plasma. The stability in the two first hours is good in all the cases. Key words: serum, plasma, separator, electrolyte Ann Biol Clin, vol. 64, n 2, mars-avril

2 Les mesures sur plasma, à partir d échantillons recueillis avec héparine, sont très fréquents dans les laboratoires, spécialement pour des patients sous traitement anticoagulant. De plus, ces prélèvements peuvent rapidement être centrifugés et préviennent la libération du potassium et autres substances pendant le processus de coagulation comme il se produit avec le sérum [1]. Pour cette raison, beaucoup de laboratoires choisissent d analyser systématiquement des échantillons plasmatiques. Cependant, l héparine est un mucopolysaccharide sulfaté polyanionique, capable d interférer avec certaines substances. On a décrit des interférences dans les dosages de calcium ionique (quand la concentration d héparine est supérieure à 15 UI/mL) [2], et de cholestérol et de triglycérides [3]. En outre, le fibrinogène présent dans le plasma peut induire en erreur dans la détection de bandes monoclonales dans le protéinogramme. D autres laboratoires utilisent le sérum qui, en plus d être plus économique, évite les possibles interférences de l héparine. Dans la présente étude, 6 électrolytes ont été mesurés dans des échantillons recueillis dans des tubes secs avec gel séparateur, et dans des tubes avec héparinate de lithium avec et sans séparateur dans le but de comparer les résultats. Cette comparaison a été étendue à des tubes maintenus à température ambiante et ouverts pendant 2 heures, situation qui se produit parfois dans la pratique quotidienne, due surtout à des pannes fortuites des autoanalyseurs et risquant d introduire des changements en raison de la diminution du glucose et ses conséquences sur la pompe de sodium, potassium-atpase, le mouvement de l eau vers les cellules provoquant une hémoconcentration et la libération de constituants intracellulaires [4]. Matériel et méthodes Les 6 paramètres (sodium, potassium, chlore, phosphate, calcium et magnésium) ont été déterminés dans les échantillons de 36 patients volontaires, recueillis en triple exemplaire dans des tubes secs de 4 ml avec gel séparateur, des tubes avec héparinate de lithium de 5 ml avec séparateur et des tubes avec héparinate de lithium de 5 ml sans séparateur. Le diamètre de ces tubes est de 13 mm et la longueur est de 75 mm (100 mm pour les tubes avec héparinate avec séparateur). Tous les tubes sont de la marque Vacuette (Greiner Bio-One) et la concentration d héparine est de 14 UI/mL. Dans les 30 minutes après les prélèvements, les tubes ont été centrifugés à température ambiante pendant 10 minutes à g. Les dosages sont ensuite immédiatement effectués dans les trois types d échantillons (temps zéro), puis 60 et 120 minutes après, en ayant laissé les tubes ouverts et à température ambiante. Une évaluation qualitative de l aspect du sérum et du plasma a également été réalisée, dans le but d éliminer toute interférence macroscopique (turbidité, hémolyse...). Tous les paramètres ont été analysés sur un Hitachi Modular P, en utilisant les méthodes suivantes : sodium, potassium et chlore : potentiométrie indirecte ; phosphate : réaction du phosphate avec le molybdate d ammonium en présence d acide sulfurique, pour former un complexe de phosphomolybdate d ammonium mesuré par photométrie à 340 nm (adaptation du fournisseur Roche ) ; calcium : méthode colorimétrique en point final avec blanc échantillon, basée sur la réaction du calcium avec l o-crésol-phtaléine-complexon dans une solution alcaline. Le magnésium est masqué par la 8-hydroxyquinoline (adaptation Roche ) ; magnésium : réaction avec le bleu de xylidyle, en solution alcaline en présence d EDTA pour masquer le calcium et former un sel de diazonium. La concentration de magnésium est mesurée par photométrie (diminution de l extinction du bleu de xylidyle). Les intervalles de référence des paramètres sont : sodium : mmol/l ; potassium : 3,5-5,2 mmol/l ; chlore : mmol/l ; calcium : 2,15-2,55 mmol/l ; phosphore : 0,87-1,45 mmol/l et magnésium : 0,65-1,05 mmol/l. La concordance a été évaluée par le coefficient de corrélation intraclasse, considérant qu il y a un bon accord à partir de 0,81. L exactitude des résultats a été comparée par régression linéaire : en estimant la présence d une erreur systématique constante si l ordonnée à l origine est différente de zéro et proportionnelle si la pente est différente de 1. L établissement de graphiques de Bland- Altman permet de détecter une erreur systématique (constante ou proportionnelle). Toutes les estimations ont été obtenues avec le logiciel statistique StatsDirect version Résultats Les valeurs moyennes des paramètres analysés aux temps 0, 60 et 120 minutes pour chaque type d échantillon sont présentées dans le tableau 1. La concordance entre les différents types d échantillons a été très bonne (tableau 2). La mesure du potassium est la seule pour laquelle on a observé un accord inférieur à 0,9 entre les résultats obtenus sur sérum avec ceux obtenus sur plasma, dû à une erreur systématique constante (tableau 3 et figure 1). L accord et l exactitude des paramètres analysés aux différents temps sont bonnes pour les trois types d échantillons (tableau 4). 158 Ann Biol Clin, vol. 64, n 2, mars-avril 2006

3 Dosage des électrolytes Tableau 1. Valeurs moyennes (et déviations standards) des paramètres analysés dans les trois types d échantillon aux temps 0, 60 et 120 minutes (mmol/l). Sérum Plasma sans séparateur Plasma avec séparateur 0 min 60 min 120 min 0 min 60 min 120 min 0 min 60 min 120 min Sodium 138,86 (0,67) 139,03 (0,67) 139,64 (0,66) 138,30 (0,67) 138,55 (0,67) 139,00 (0,67) 138,11 (0,69) 138,22 (0,66) 138,58 (0,65) Potassium 4,23 (0,07) 4,24 (0,07) 4,26 (0,07) 4,03 (0,07) 4,03 (0,07) 4,03 (0,08) 4,03 (0,08) 4,03 (0,08) 4,04 (0,08) Chlore 102,05 (0,75) 102,19 (0,75) 102,16 (0,74) 101,86 (0,76) 102,00 (0,79) 102,11 (0,78) 101,91 (0,76) 101,94 (0,75) 101,80 (0,74) Calcium 2,26 (0,04) 2,27 (0,04) 2,28 (0,04) 2,27 (0,04) 2,29 (0,04) 2,30 (0,04) 2,26 (0,04) 2,27 (0,04) 2,29 (0,04) Phosphore 1,19 (0,08) 1,20 (0,08) 1,24 (0,08) 1,15 (0,08) 1,15 (0,08) 1,19 (0,07) 1,15 (0,08) 1,15 (0,08) 1,19 (0,08) Magnésium 0,80 (0,02) 0,81 (0,02) 0,82 (0,01) 0,81 (0,02) 0,81 (0,02) 0,082 (0,01) 0,81 (0,02) 0,81 (0,02) 0,82 (0,01) Tableau 2. Concordance entre les divers paramètres dans des échantillons de sérum et de plasma frais (temps 0), et conservés 60 et 120 minutes à température ambiante en tubes non bouchés. Temps 0 (n = 36) 60 min (n = 36) 120 min (n = 36) S-PSS S-PCS PSS-PCS S-PSS S-PCS PSS-PCS S-PSS S-PCS PSS-PCS Sodium 0,965 0,973 0,955 0,942 0,961 0,946 0,929 0,962 Potassium 0,872 0,867 0,991 0,862 0,861 0,991 0,850 0,857 0,992 Chlore 0,989 0,992 0,994 0,975 0,985 0,984 0,980 0,983 0,980 Calcium 0,972 0,981 0,992 0,914 0,981 0,937 0,984 0,987 0,994 Phosphore 0,989 0,989 0,986 0,984 0,997 0,983 0,983 0,992 Magnésium 0,960 0,978 0,985 0,967 0,935 0,979 0, S : sérum ; PSS : plasma sans séparateur ; PCS : plasma avec séparateur. Résultats S exprimé par le coefficient de corrélation intraclasse. Tableau 3. Corrélation des résultats entre des échantillons de sérum et de plasma avec ou sans séparateur. Valeurs de la pente et ordonnée à l origine entre les valeurs basales (temps 0) des différents types d échantillon. y: sérum / x: plasma sans séparateur y: sérum / x: plasma avec séparateur y: plasma avec séparateur / x: plasma sans séparateur Pente (IC95%) Sodium 0,987 (0,914 1,060) Potassium 0,958 (0,870 1,045) Chlore (0,927 1,020) Calcium 1,030 (0,947 1,114) Phosphore 1,007 ( 1,045) Magnésium 0,965 (0,874 1,055) 2,294 (- 7,803 12,391) 0,367 (0,012 0,723) 2,848 (- 1,918 7,615) - 0,076 (- 0,267 0,114) 0,037 (- 0,010 0,084) 0,020 (- 0,053 0,094) Pente (IC95%) 0,964 (0,901 1,028) 0,919 (0,832 1,005) (0,934 1,015) 1,041 (0,973 1,108) 1,028 (0,989 1,067) (0,922 1,064) 5,603 (- 3,209 14,416) 0,530 (0,179 0,881) 2,723 (- 1,395 6,842) - 0,0889 (- 0,242 0,063) 0,009 (- 0,038 0,057) 0,000 (- 0,057 0,057) Pente (IC95%) 1,002 (0,922 1,081) 1,032 (0,989 1,076) (0,960 1,032) (0,953 1,033) 0,976 (0,949 1,003) (0,921 1,026) - 0,472 (- 11,51 10,565) - 0,138 (- 0,316 0,038) 0,435 (- 3,255 4,126) 0,006 (- 0,084 0,098) 0,003 (- 0,003 0,063) 0,018 (0,024 0,061) Discussion La valeur moyenne du phosphore est légèrement supérieure dans le sérum à celle obtenue dans les deux types d échantillon plasmatique. Ces différences sont semblables à celles observées dans d autres études [1, 5, 6]. Cette augmentation du phosphore dans le sérum est probablement due à la libération de cet électrolyte par les hématies pendant le processus de coagulation [5]. Malgré les différences obtenues dans notre étude, les accords sont très bons (tableau 2) et on n observe aucun type d erreur systématique, proportionnelle ni constante, Ann Biol Clin, vol. 64, n 2, mars-avril

4 Tableau 4. Concordances entre les valeurs obtenues au temps 0 (T0) et celles obtenues à 60 et 120 minutes. 0,915 Sérum Plasma sans séparateur Plasma avec séparateur T0 60 min T0 120 min T0 60 min T0 120 min T0 60 min T0 120 min Sodium 0,977* 0,975 0,918 0,986 0,947 0,991 # ; 1,010 & 0,962 ; 4,502 1,025 ; - 3,574 0,998 ; - 0,197 0,982 ; 2,194 0,925 ; 0,636 Potassium 0,995 0,997 ; - 0,002 0,989 0,998 ; - 0,023 0,998 ; 0,026 0,992 1,004 ; - 0,034 0,998 0,989 ; 0,044 0,972 ; 0,111 Chlore 0,981 0,971 ; 2,834 0,964 0,975 ; 2,451 0,997 0,999 ; - 0,019 0,970 1,014 ; - 1,332 0,990 0,983 ; 1,570 0,983 0,950 ; 4,831 Calcium 0,954 ; 0,048 0,942 0,976 ; 0,035 0,939 0,999 ; - 0,009 0,927 0,955 ; 0,076 0,952 0,972 ; 0,044 0,944 0,936 ; 0,117 Phosphore 0,991 1,020 ; - 0,037 0,967 ; - 0,042 0,976 ; 0,259 0,975 ; - 0,008 1,007 ; - 0,015 1,007 ; - 0,055 Magnésium 0,949 0,937 ; 0,041 0,928 1,073 ; - 0,081 0,940 ; 0,044 0,935 1,033 ; - 0,040 1,018 ; - 0,014 0,957 1,030 ; - 0,035 Résultats exprimés par le coefficient de corrélation intraclasse (*), pente (#) et ordonnée à l origine (&) ; aucune pente n est significativement différente de 1 (p 0,05) ; aucune ordonnée à l origine n est significativement différente de 0 (p 0,05). entre les trois types d échantillons analysés (tableau 3). Pour cette raison, nous pensons qu il n est pas nécessaire d établir des intervalles de référence différents pour sérum et plasma. Pour le phosphore, malgré une tendance à augmenter avec le temps, nous n observons pas de différence entre les valeurs initiales et celles trouvées à 60 et 120 minutes (tableau 4). Tant pour le calcium que pour le magnésium, les valeurs moyennes basales des trois échantillons sont très semblables et ne montrent pas de différence significative entre elles. La stabilité, dans la période des deux heures, du calcium et du magnésium est également bonne, en remarquant une tendance à l augmentation des valeurs avec le temps tout comme pour le phosphore. Dans notre étude, les valeurs de sodium dans le sérum sont discrètement supérieures aux niveaux dans le plasma, comme il a été noté dans d autres études [6, 7]. Certains auteurs [1, 8] trouvent des valeurs modérément plus hautes dans le plasma, bien que les différences ne soient pas significatives du point de vue clinique. Les valeurs dans les trois types d échantillon sont stables tant après une heure qu après deux heures. Bien que le sodium, le calcium et le magnésium puissent être modifiés par l hémoconcentration produite par le mouvement d eau à l intérieur de cellules avec le temps [4], il n y a pas de variations significatives en deux heures. Les valeurs de chlore sont très semblables dans le sérum et les échantillons de plasma (légèrement supérieures dans le sérum). Certains auteurs obtiennent des résultats semblables avec des valeurs légèrement plus élevées dans le sérum [6] ou bien l inverse [1, 8]. Il y a une corrélation excellente dans les valeurs initiales et celles obtenues après deux heures. Les petites variations entre les valeurs moyennes des différents échantillons pour le chlore et les paramètres précédents ne sont pas statistiquement significatives (tableau 3). Différence (mmol/l) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 3,0 3,5 4,0 Différence (mmol/l) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 3,0 3,5 4,0 4,5 4,5 5,0 5,0 5,5 6,0 Moyenne (mmol/l) 5,5 6,0 Moyenne (mmol/l) Figure 1. Graphique de Bland-Altman qui montre la présence d une erreur systématique constante pour le potassium entre sérum et plasma avec séparateur (en haut) et entre sérum et plasma sans séparateur (en bas). 160 Ann Biol Clin, vol. 64, n 2, mars-avril 2006

5 Dosage des électrolytes Pour le potassium, nous trouvons des valeurs nettement supérieures dans le sérum, observation souvent mentionnée [1, 6, 8]. Cette différence est vérifiée par l analyse des droites de régression permettant d apprécier une erreur systématique constante (ordonnée à l origine différente de zéro). Nous interprétons ces observations, comme étant dues à la libération de potassium par les plaquettes au moment de la coagulation [8, 9]. Comme pour les autres paramètres étudiés, la stabilité du potassium est bonne pour les périodes de temps étudiées. Certains auteurs obtiennent également des valeurs semblables pour tous ces paramètres dans les deux premières heures, dans des échantillons centrifugés [4] ou non [10]. Conclusion Nous concluons que les résultats sont concordants entre les trois types d échantillons étudiés. Seul le potassium nécessiterait une correction par la droite de régression pour garantir la transférabilité des résultats entre un type d échantillon et un autre. La conservation à température ambiante, en tubes ouverts, ne produit pas de changements significatifs des résultats, au moins pendant deux heures. Références 1. Doumas BT, Hause LL, Simuncak DM, Breitenfeld D. Differences between values for plasma and serum in tests performed in the Ektachem 700 XR Analyzer and evaluation of plasma separator tubes (PST). Clin Chem 1989 ; 35 : Endres DB, Rude RK. Mineral and bone metabolism. In : Tietz fundamentals of clinical chemistry. Fifth Edition. Philadelphia : W.B. Saunders Company, 2001 : Sassolas A, Chellan D, Drai J, Bondon PG, Cartier R. Peut-on prélever le bilan lipidique sur héparine? Ann Biol Clin (Paris) 2004 ; 62 : Boyanton BL, Blick KE. Stability studies of twenty-four analytes in human plasma and serum. Clin Chem 2002 ; 48 : Ciuti R. Serum and Plasma compared for use in 19 common chemical tests performed in the Hitachi 737. Clin Chem 1989 ; 35 : Lum G, Gambino SR. A comparison of serum versus heparinized plasma for routine chemistry tets. Am J Clin Pathol 1974 ; 61 : Rustad P, Felding P, Franzson L, et al. The nordic reference interval project 2000 : recommended reference intervals for 25 common biochemical properties. Scand J Clin Lab Invest 2004 ; 64 : Racine JF, Caya S, Delvin EE. Suitability of lithium heparinate plasma for the measurement of selected analytes on Beckman Synchron CX analyzers. Clin Biochem 1995 ; 29 : Nijsten MWN, de Smer BJ, Dofferhoff ASM. Pseudohyperkalemia and platelet counts. NEnglJMed1991 ; 325 : Foucher B, Pina G, Desjeux G, Prevosto JM, Chaulet JF, Cheminel V. Influence de la température et du délai avant centrifugation sur la stabilité de 28 paramètres de détermination courante en biochimie. Ann Biol Clin (Paris) 2005 ; 63 : BUREAU Président : P. Gillery Vice-président : A. Legrand Secrétaire générale : N. Jacob Secrétaire générale adjointe : I. Aimone-Gastin Trésorier : F. Felden Présidents du comité scientifique : P. Carayon, R. Garnotel (adjointe : V. Ducros) Rédacteur en chef des Annales de biologie clinique : J.-L. Dhondt Responsable du site internet : R. Couderc CONSEIL D'ADMINISTRATION I. Aimone-Gastin (Nancy), M. Arock (Paris), J.-P. Bali (Montpellier), P. Carayon (Marseille), P. Corberand (Toulouse), R. Couderc (Paris), A. Daunizeau (Lens), D. de Mouy (Paris), D. Delaville (Antony), V. Ducros (Grenoble), F. Felden (Nancy), A. Feuillu (Rennes), R. Garnotel (Reims), P. Gillery (Reims), N. Jacob (Paris), A. Lavoinne (Rouen), A. Legrand (Paris), C. Perier (Saint-Étienne), J. Pfeffer (Bagnolet), A. Philippon (Paris), J. Watine (Rodez) Ann Biol Clin, vol. 64, n 2, mars-avril