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Giuseppe Castaldo » 4.Variabilità biologica


Variabilità biologica

Oltre alla variabilità analitica discussa nella precedente lezione, i risultati analitici possono variare in base alla variabilità biologica. In altri termini, una serie di fattori legati all’individuo possono essere responsabili del fatto che, i valori di un parametro analitico possano variare nello stesso individuo (anche se non sono intervenute patologie), oppure siano differenti da soggetto a soggetto.

Variabilità biologica controllabile:

  • Influenze fisiologiche a lungo termine (età, sesso, fattori ambientali e climatici, obesità, stato nutrizionale, stile di vita, gravidanza);
  • Influenze fisiologiche a breve termine (postura, veglia, sonno, esercizio fisico, variazioni cicliche);
  • Assunzione di farmaci, droghe;
  • Risposte fisiopatologiche dell’organismo (febbre, stress, ansia, dolore);
  • Influenze genetiche.

Dalla variabilità totale alla variabilità biologica.

Dalla variabilità totale alla variabilità biologica.


Variabilità biologica (segue)

Variabilità biologica non controllabile:

  • Variabilità intra-individuale: i valori misurabili in un determinato momento in un individuo sono il risultato di un equilibrio dinamico che tende a mantenerli costantemente aggiustati ad un valore detto punto omeostatico;
  • Variabilità inter-individuale: il punto omeostatico non è uguale per tutti gli individui di un gruppo omogeneo.
Confronto tra variabilità biologica intra- ed inter- individuale per alcuni analiti.

Confronto tra variabilità biologica intra- ed inter- individuale per alcuni analiti.


Traguardo analitico

Sommando gli effetti della variabilità analitica e di quella biologica, si ottiene una variabilità totale, il cui effetto è chiamato differenza critica. La differenza critica indica di quanto un determinato valore di laboratorio può cambiare, senza indicare il cambiamento dello stato fisiopatologico di un individuo.

Poiché la variabilità biologica non può essere modificata, per ridurre la differenza critica è necessario ridurre la variabilità analitica, ossia cercare di ottenere metodi di laboratorio sempre più accurati e precisi.

L’obiettivo analitico (o traguardo analitico) è definito da una variabilità analitica inferiore o uguale alla metà della variabilità biologica intra-individuale per ciascun parametro di laboratorio:

CVA = 1/2 CVI

Dove CVA = Variabilità analitica e CVI = Variabilità biologica individuale.

Ad obiettivo raggiunto, l’imprecisione analitica incide per meno del 12% sulla variabilità totale del risultato.

La differenza critica

La differenza critica (Dcr) è quindi la differenza minima tra due valori ottenuti sullo stesso paziente che può essere considerata significativa; permette di stabilire con una probabilità definita se la differenza fra due risultati per uno stesso paziente deve essere considerata significativa.

I PARAMETRI DA CONOSCERE per il calcolo della differenza critica sono la variabilità analitica-CV(a) e la variabilità biologica-CV(b).

Su base statistica si valuta che la differenza di misure successive nel tempo di uno stesso analita è significativa (o critica) quando il suo valore è ≥ 2.77 x CVt.
Differenza critica % = K x CV(t)

  • K= 2.77 per p< 0,05 (l’errore commesso nel definirle diverse ha un livello di probabilità di 0,05);
  • CV(t)= √CV(a2) + CV(b2);
  • K x CV(t);
  • 2,77 x √CV(a2) + CV(b2)                      p<0,05

Con il fattore 2,77 vi sono 5 probabilità su 100 che la differenza osservata sia dovuta a fluttuazioni casuali dei risultati e 95 su 100 che indichi variazioni significative.

Esempio di calcolo della differenza critica

Bisogna stabilire se la terapia eseguita è stata efficace o meno sapendo che:

  • La variabilità analitica del colesterolo è del 3%
  • La variabilità biologica del colesterolo è del 6%
  • Il valore del colesterolo prima della terapia è di 210 mg/dl
  • Il valore del colesterolo dopo la terapia è di 185 mg/dl

CV(t)= √CV(a2) + CV(b2)
CV(t)= √CV(32) + CV(62)
CV(t)= √CV(9) + CV(36)
CV(t)= √45
CV(t)= 6.7

Differenza critica % = 2.77 x CV(t)
Differenza critica % = 2.77 x 6.7 = 18.6%

Quindi, la differenza critica è stata valutata pari al 18.6 %. La differenza osservata tra i due valori di colesterolo (210 e 185) è del 12%, di conseguenza non possiamo affermare che la terapia è stata EFFICACE, perché la differenza dei valori ottenuti potrebbe dipendere soltanto dalla variabilità analitica e biologica.

Intervalli di riferimento

Quando si effettua una determinazione di laboratorio, per poter interpretare il risultato è necessario seguire due passaggi:

  1. Se il test è già stato effettuato nell’individuo, per verificare se nel risultato è presente una variazione significativa (per esempio dovuta all’effetto di una terapia, oppure di una dieta, o altro) si effettua il calcolo della differenza critica e si vede se la differenza del risultato, rispetto alla precedente determinazione, è superiore alla differenza critica. In tal caso si può affermare che esiste una reale differenza nel valore dell’analita, dipendente dalle diverse condizioni fisiopatologiche dell’individuo.
  2. Se è la prima volta che si esegue il test in un individuo, occorre valutare se il risultato è compreso negli intervalli di riferimento per la popolazione sana, oppure se risulta più elevato o più basso.

Quindi, per ogni determinazione di laboratorio che preveda un risultato quantitativo, è necessario conoscere gli intervalli di riferimento.
Sarebbe opportuno che ogni laboratorio calcolasse gli intervalli di riferimento per ciascun analita. Tuttavia, nel nostro laboratorio può essere sufficiente utilizzare i valori di riferimento calcolati in altri laboratori, purché:

  1. I soggetti impiegati per il calcolo dei valori di riferimento appartengano allo stesso gruppo etnico che afferisce al nostro laboratorio (poiché per alcuni parametri di laboratorio hanno diversi valori di riferimento in base al gruppo etnico: ad esempio, i valori di riferimento per la creatinkinasi sierica, enzima rilasciato dai muscoli, saranno più elevati in individui africani che hanno una massa muscolare più sviluppata).
  2. I valori di riferimento siano stati calcolati con la stessa metodologia analitica impiegata nel nostro laboratorio.

La popolazione di riferimento

Una popolazione di riferimento per calcolare gli “intervalli di riferimento” si sceglie in base a criteri di partizione e criteri di esclusione.

I criteri di partizione sono:

  • Numero di soggetti sufficientemente elevato;
  • In buono stato di salute (almeno per quanto riguarda i metabolismi o gli organi valutati dall’analita in questione);
  • Età, Sesso, Fattori ambientali;
  • Altri fattori biologici: variazioni cronobiologiche.

I criteri di esclusione sono:

  • Malattie sistemiche e disordini fisiopatologici;
  • Assunzione di agenti farmacologicamente attivi, quali la terapia farmacologica, assunzione di contraccettivi, tossicodipendenza, alcolismo e tabagismo;
  • Modificazione dello stato fisiologico, ad esempio la gravidanza, l’esercizio fisico intenso, l’assunzione di cibo prima del prelievo;
  • Esposizione a fattori di rischio.

Calcolo degli intervalli di riferimento

Per intervallo di riferimento si intende un intervallo che includa una FRAZIONE PREFISSATA della popolazione di riferimento.

Tra gli individui “normali” ci si aspetta che i valori dei singoli analiti abbiano variazioni compatibili con la normale variabilità tra un soggetto ed un altro.

Se questa variabilità è veramente casuale questi valori seguiranno una distribuzione NORMALE o GAUSSIANA.

Considereremo come intervalli di riferimento quelli compresi nell’intervallo tra la media e due deviazioni standard a destra o a sinistra della media; in questo modo avremo considerato i valori presenti nel 95% della popolazione di riferimento.

Distribuzione gaussiana.

Distribuzione gaussiana.


Utilizzo degli intervalli di riferimento

Nell’uso degli intervalli di riferimento occorre ricordare alcuni punti fondamentali:

  1. Per molti analiti, gli intervalli di riferimento possono variare in base all’età. Se ci accorgiamo di un evento del genere durante la valutazione dei valori ottenuti nella nostra popolazione, dovremo ricalcolare gli intervalli di riferimento in un congruo numero di soggetti appartenenti alle diverse fasce d’età.
  2. Per molti analiti, gli intervalli di riferimento possono variare in base al sesso. Se ci accorgiamo di un evento del genere durante la valutazione dei valori ottenuti nella nostra popolazione, dovremo ricalcolare gli intervalli di riferimento in un congruo numero di soggetti appartenenti ai due sessi.

Ovviamente per gli analiti i cui intervalli di riferimento variano in base all’età e al sesso, il laboratorio dovrà riportare sul referto, di volta in volta, gli intervalli di riferimento corrispondenti all’età e al sesso del soggetto in esame.

Il CONFRONTO DEL RISULTATO ottenuto CON I VALORI DI RIFERIMENTO permette di discriminare subito una condizione (normale o patologica), tuttavia esistono dei limiti dei valori di riferimento:

  • Variazioni significative si possono verificare anche nell’ambito di valori di riferimento considerati normali. Ad esempio, se in un individuo si verifica un aumento di creatinina in 10 gg da 54 a 108 (Val. Rif: 45-110 mmol/L), pur essendo sempre valori compresi negli intervalli di riferimento, è probabile che si sia verificato un danno renale che ha causato un aumento dei valori di creatinina.

Utilizzo degli intervalli di riferimento (segue)

Alcuni analiti hanno una distribuzione asimmetrica (es. la bilirubina sierica), e quindi non è corretto calcolare gli intervalli di riferimento con la procedura dell’analisi statistica parametrica (o gaussiana).

Poiché gli intervalli di riferimento sono pari alla media ottenuta nella popolazione di riferimento più o meno 2 DS. il 5% dei soggetti normali presenterà valori dell’analita al di fuori delle 2 DS (cioè al di fuori degli intervalli di riferimento) pur non avendo nessuna patologia in atto. In questo caso ricordiamo la regola che l’esame di laboratorio da solo non serve mai a formulare o escludere una diagnosi, ma va valutato nel contesto clinico di ogni paziente.

Per alcuni parametri non è corretto parlare di intervalli di riferimento, ma si parla di valori decisionali, valori desiderabili o altro. Nella lezione sul metabolismo lipidico mostreremo come, per il colesterolo e per i trigliceridi sierici invece di utilizzare gli intervalli di riferimento si utilizzino i valori desiderabili.

I materiali di supporto della lezione

Gaw. A. Biochimica Clinica, Milano, Elsevier Masson, 2007

L. Spandrio, Biochimica Clinica, Sorbona, 2000

L. Sacchetti, Medicina di laboratorio e diagnostica genetica, Sorbona, 2007

G. Federici, Medicina di laboratorio, Milano, Mc Graw Hill, 2008

Zatti, Medicina di laboratorio, Napoli, Idelson-Gnocchi, 2006

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