Blutsenkungsreaktion

Erythrozyten-Sedimentationsrate ⓘ
Westergren-Pipettenanordnung auf dem StaRRsed-ESR-Analysegerät. Die ESR ist die Höhe (in mm) des farblosen Teils an der Spitze der Pipette nach einer Stunde.
Synonyme	Sedimentationsrate, Westergren ESR, ESR, Sedierungsrate
Referenzbereich	Männlich: ≤ Alter/2 ; weiblich: ≤ (Alter + 10)/2. (Einheit: mm/Stunde).
Zweck	Nachweis von Entzündungen im Körper.
Prüfung von	Die Sedimentationsrate der Erythrozyten in einem vertikalen Rohr über eine Stunde.
Basierend auf	Die Millimeter der transparenten Flüssigkeit, die nach einer Stunde am oberen Teil des vertikalen Röhrchens vorhanden sind.
MeSH	D001799
MedlinePlus	003638
LOINC	30341-2

Die Erythrozytensedimentationsrate (ESR oder Sedimentationsrate) ist die Geschwindigkeit, mit der rote Blutkörperchen in antikoaguliertem Vollblut in einem standardisierten Röhrchen über einen Zeitraum von einer Stunde absinken. Es handelt sich dabei um einen gängigen hämatologischen Test, der ein unspezifisches Maß für Entzündungen ist. Zur Durchführung des Tests wird antikoaguliertes Blut traditionell in ein aufrechtes Röhrchen, ein so genanntes Westergren-Röhrchen, gegeben, und die Fallstrecke der roten Blutkörperchen wird gemessen und nach einer Stunde in mm angegeben. ⓘ

Seit der Einführung automatischer Analysegeräte in den klinischen Labors wird der ESR-Test automatisch durchgeführt. ⓘ

Die ESR wird durch das Gleichgewicht zwischen sedimentationsfördernden Faktoren, hauptsächlich Fibrinogen, und sedimentationshemmenden Faktoren, nämlich der negativen Ladung der Erythrozyten (Zetapotenzial), bestimmt. Wenn ein entzündlicher Prozess vorliegt, führt der hohe Anteil an Fibrinogen im Blut dazu, dass die roten Blutkörperchen aneinander kleben. Die Erythrozyten bilden Stapel, sogenannte Rouleaux, die sich aufgrund ihrer erhöhten Dichte schneller absetzen. Die Bildung von Rouleaux kann auch im Zusammenhang mit einigen lymphoproliferativen Erkrankungen auftreten, bei denen ein oder mehrere Paraproteine in großen Mengen sezerniert werden. Während die Rouleaux-Bildung beim Menschen abnormal ist, kann sie bei Pferden, Katzen und Schweinen ein normaler physiologischer Befund sein. ⓘ

Die ESR ist bei Entzündungen, Schwangerschaft, Anämie, Autoimmunerkrankungen (wie rheumatoider Arthritis und Lupus), Infektionen, einigen Nierenerkrankungen und einigen Krebsarten (wie Lymphomen und multiplem Myelom) erhöht. Die ESR ist bei Polyzythämie, Hyperviskosität, Sichelzellenanämie, Leukämie, chronischem Müdigkeitssyndrom, niedrigem Plasmaprotein (aufgrund von Leber- oder Nierenerkrankungen) und kongestiver Herzinsuffizienz vermindert. Obwohl ein Anstieg der Immunglobuline in der Regel zu einem Anstieg der ESR führt, können sehr hohe Werte diese aufgrund der Hyperviskosität des Plasmas wieder senken. Dies ist besonders wahrscheinlich bei Paraproteinen der IgM-Klasse und in geringerem Maße bei der IgA-Klasse. Die basale ESR ist bei Frauen etwas höher. ⓘ

Messung der Blutsenkungsgeschwindigkeit nach der Westergren-Methode ⓘ

Die Blutsenkungsreaktion – abgekürzt BSR, auch als Blutkörperchensenkungsreaktion, Blutkörperchensenkung (BKS), Blutsenkung, Senkungsreaktion (SR), Erythrozytensedimentationsrate (ESR) oder Blutsenkungsgeschwindigkeit bzw. Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG) bezeichnet – ist die Geschwindigkeit, mit der sinkfähige Bestandteile des Blutes sinken. Es handelt sich um ein unspezifisches Suchverfahren bei Verdacht auf entzündliche Erkrankungen oder einen Labortest zu deren Verlaufsbeurteilung. Entzündliche Erkrankungen, bei denen die Blutsenkungsgeschwindigkeit in der Beurteilung eine große Rolle spielt, sind beispielsweise Autoimmunerkrankungen aus dem rheumatischen Formenkreis, Sepsis oder die Chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa. Eine abnorme BSG kann aber auch ein Anzeichen für Erkrankungen ungeklärter Ursache wie zum Beispiel Sarkoidose sein. ⓘ

Stadien

Die Erythrozytensedimentationsrate (ESR) ist das Maß für die Fähigkeit der Erythrozyten (rote Blutkörperchen), innerhalb einer Stunde durch das Blutplasma zu fallen und sich am Boden des Gefäßes anzusammeln. ⓘ

Bei der Erythrozytensedimentation gibt es drei Phasen:

1. Rouleaux-Bildung
2. Sedimentation oder Absetzungsphase
3. Packungsphase - 10 Minuten (die Sedimentation verlangsamt sich und die Zellen beginnen sich am Boden des Röhrchens zu stauen) ⓘ

Unter normalen Bedingungen sind die roten Blutkörperchen negativ geladen und stoßen sich daher gegenseitig ab, anstatt sich zu stapeln. Die ESR wird auch durch die hohe Viskosität des Blutes verringert, was die Fallgeschwindigkeit verlangsamt. ⓘ

Ursachen des Anstiegs

Die Erythrozytensenkungsgeschwindigkeit wird sowohl durch entzündliche als auch durch nicht-entzündliche Zustände beeinflusst. ⓘ

Entzündungen

Bei Entzündungen sind Fibrinogen, andere Gerinnungsproteine und Alphaglobulin positiv geladen, wodurch die ESR steigt. Die ESR beginnt 24 bis 48 Stunden nach Beginn einer akuten, selbstbegrenzten Entzündung anzusteigen, sinkt langsam, wenn die Entzündung abklingt, und kann Wochen bis Monate benötigen, um wieder normale Werte zu erreichen. Bei ESR-Werten von mehr als 100 mm/Stunde besteht eine 90-prozentige Wahrscheinlichkeit, dass bei einer Untersuchung eine zugrunde liegende Ursache gefunden wird. ⓘ

Nicht-entzündliche Zustände

Bei nicht entzündlichen Erkrankungen können die Plasmaalbuminkonzentration, die Größe, Form und Anzahl der roten Blutkörperchen sowie die Immunglobulinkonzentration den ESR-Wert beeinflussen. Zu den nicht-entzündlichen Erkrankungen, die eine erhöhte ESR verursachen können, gehören Anämie, Nierenversagen, Fettleibigkeit, Alterung und weibliches Geschlecht. Die ESR ist bei Frauen auch während der Menstruation und der Schwangerschaft erhöht. Der Wert der ESR ändert sich nicht, ob eine Dialyse durchgeführt wird oder nicht. Daher ist die ESR kein zuverlässiges Maß für Entzündungen bei Menschen mit Nierenschäden, da der ESR-Wert bereits erhöht ist. ⓘ

Ursachen der Senkung

Eine erhöhte Anzahl roter Blutkörperchen (Polyzythämie) verursacht eine verringerte ESR, da die Blutviskosität zunimmt. Bei Hämoglobinopathien wie der Sichelzellkrankheit kann die ESR aufgrund einer falschen Form der roten Blutkörperchen, die die Stapelung beeinträchtigt, niedrig sein. ⓘ

Medizinische Anwendungen

Diagnose

Die ESR kann in manchen Fällen bei der Diagnose von Krankheiten wie dem Multiplen Myelom, der temporalen Arteriitis, der Polymyalgia rheumatica, verschiedenen Autoimmunerkrankungen, dem systemischen Lupus erythematodes, der rheumatoiden Arthritis, entzündlichen Darmerkrankungen und chronischen Nierenerkrankungen hilfreich sein. In vielen dieser Fälle kann die ESR über 100 mm/Stunde liegen. ⓘ

Sie wird häufig zur Differenzialdiagnose der Kawasaki-Krankheit (im Gegensatz zur Takayasu-Arteriitis, bei der die ESR deutlich erhöht ist) verwendet und kann bei einigen chronischen Infektionskrankheiten wie Tuberkulose und infektiöser Endokarditis erhöht sein. Sie ist auch bei subakuter Thyreoiditis, auch bekannt als DeQuervain-Krankheit, erhöht. ⓘ

Bei einem deutlich erhöhten ESR-Wert von über 100 mm/h ist eine Infektion die häufigste Ursache (33 % der Fälle in einer amerikanischen Studie), gefolgt von Krebs (17 %), Nierenerkrankungen (17 %) und nicht-infektiösen entzündlichen Erkrankungen (14 %). Bei einer Lungenentzündung bleibt der ESR-Wert jedoch unter 100. ⓘ

Die Nützlichkeit des ESR-Wertes in der gegenwärtigen Praxis wurde von einigen in Frage gestellt, da es sich um einen relativ ungenauen und unspezifischen Test im Vergleich zu anderen verfügbaren diagnostischen Tests handelt. In der aktuellen Literatur wird empfohlen, bei allen Patienten über 50 Jahren, die unter starken Kopfschmerzen leiden, einen ESR-Wert zu ermitteln. ⓘ

Schweregrad der Erkrankung

Er ist Bestandteil des PCDAI (pädiatrischer Morbus-Crohn-Aktivitäts-Index), eines Index zur Bewertung des Schweregrads der entzündlichen Darmerkrankung bei Kindern. ⓘ

Überwachung des Ansprechens auf die Therapie

Der klinische Nutzen der ESR beschränkt sich auf die Überwachung des Ansprechens auf eine Therapie bei bestimmten entzündlichen Erkrankungen wie Arteriitis temporalis, Polymyalgia rheumatica und rheumatoide Arthritis. Sie kann auch als grobes Maß für das Ansprechen beim Hodgkin-Lymphom verwendet werden. Darüber hinaus werden die ESR-Werte verwendet, um einen der verschiedenen möglichen ungünstigen prognostischen Faktoren beim Staging des Hodgkin-Lymphoms zu definieren. ⓘ

Normale Werte

Anmerkung: mm/h. = Millimeter pro Stunde. ⓘ

Die ursprünglichen Normalwerte von Westergren (Männer 3 mm/h und Frauen 7 mm/h) berücksichtigten nicht das Alter einer Person. Spätere Studien aus dem Jahr 1967 bestätigten, dass die ESR-Werte mit dem Alter tendenziell ansteigen und bei Frauen generell höher sind. Die ESR-Werte scheinen auch in normalen Populationen von Afroamerikanern etwas höher zu sein als bei Kaukasiern beiderlei Geschlechts. Die Werte scheinen auch bei anämischen Personen höher zu sein als bei nicht anämischen Personen. ⓘ

Erwachsene

Die weit verbreitete Regel zur Berechnung normaler maximaler ESR-Werte bei Erwachsenen (98 % Konfidenzgrenze) ergibt sich aus einer Formel, die 1983 auf der Grundlage einer Studie mit ≈1000 Personen im Alter von über 20 Jahren entwickelt wurde: Der normale ESR-Wert bei Männern ist das Alter (in Jahren) geteilt durch 2; bei Frauen ist der normale Wert das Alter (in Jahren) plus 10, geteilt durch 2.

${\rm {ESR}}\ (mm/h)\leq {\frac {{\rm {Age}}\ ({\it {in\ years}})+10\ ({\it {if\ female}})}{2}}$ ⓘ

Andere Studien bestätigen eine Abhängigkeit der ESR von Alter und Geschlecht, wie im Folgenden dargestellt: ESR-Referenzbereiche aus einer großen Studie aus dem Jahr 1996 mit 3.910 gesunden Erwachsenen (Anmerkung: Diese Werte verwenden 95 %-Konfidenzintervalle und nicht die 98 %-Intervalle, die in der Studie verwendet wurden, die zur Ableitung der obigen Formel herangezogen wurde, und aufgrund der Schiefe der Daten scheinen diese Werte geringer zu sein als nach der obigen Formel erwartet):

Alter	20	55	90 ⓘ
Männer-5% überschreiten	12	14	19
Frauen - 5 % mehr	18	21	23

Kinder

Als Normalwerte für die ESR werden 1 bis 2 mm/h bei der Geburt, ein Anstieg auf 4 mm/h 8 Tage nach der Entbindung und dann auf 17 mm/h bis zum 14. ⓘ

Typische Normalbereiche sind:

• Neugeborenes: 0 bis 2 mm/h
• Neugeborenes bis zur Pubertät: 3 bis 13 mm/h, wobei andere Labors eine Obergrenze von 20 mm/h angeben. ⓘ

Beziehung zum C-reaktiven Protein

C-reaktives Protein (CRP) ist ein Akute-Phase-Protein. Daher ist es ein besserer Marker für die Akute-Phase-Reaktion als die ESR. Obwohl ESR und CRP im Allgemeinen gemeinsam mit dem Grad der Entzündung korrelieren, ist dies nicht immer der Fall, und in 12,5 % der Fälle können die Ergebnisse voneinander abweichen. Fälle mit erhöhtem CRP, aber normaler ESR können eine Kombination aus einer Infektion und einer anderen Gewebeschädigung wie Herzinfarkt und venöse Thromboembolie aufweisen. Eine solche Entzündung reicht möglicherweise nicht aus, um den ESR-Wert zu erhöhen. Bei Personen mit hohen ESR-Werten liegt in der Regel keine nachweisbare Entzündung vor. Bei geringgradigen bakteriellen Infektionen von Knochen und Gelenken wie Koagulase-negativen Staphylokokken (CoNS) und systemischem Lupus erythematodes (SLE) kann die ESR jedoch ein guter Marker für den Entzündungsprozess sein. Dies könnte auf die Produktion von Interferon Typ I zurückzuführen sein, das bei SLE die CRP-Produktion in den Leberzellen hemmt. CRP ist ein besserer Marker für andere Autoimmunerkrankungen wie Polymyalgia rheumatica, Riesenzellarteriitis, postoperative Sepsis und neonatale Sepsis. Die ESR kann bei Personen, die Statine und nicht-steroidale Antirheumatika (NSAIDs) einnehmen, reduziert sein. ⓘ

Hohe ESR/niedriges CRP	Niedrige ESR/hoher CRP ⓘ
Systemischer Lupus erythematodes Knochen- und Gelenkinfektionen Ischämischer Schlaganfall Waldenström-Makroglobulinämie Multiples Myelom IgG4-bedingte Krankheiten Chronische Nierenerkrankung Niedriges Serumalbumin	Harnwegs-, Magen-Darm-, Lungen- und Blutbahninfektionen Myokardinfarkt Venöse thromboembolische Erkrankung Rheumatoide Arthritis Niedriges Serumalbumin

Geschichte

Der Test wurde 1897 von dem polnischen Pathologen Edmund Biernacki erfunden. In einigen Teilen der Welt wird der Test weiterhin als Biernacki-Reaktion (polnisch: odczyn Biernackiego, OB) bezeichnet. Im Jahr 1918 stellte Dr. Robert Fåhræus fest, dass sich der ESR-Wert nur während der Schwangerschaft unterschied. Daher schlug er vor, dass die ESR als Indikator für eine Schwangerschaft verwendet werden könnte. 1921 verwendete Dr. Alf Vilhelm Albertsson Westergren die ESR zur Messung des Krankheitsverlaufs der Tuberkulose. Er definierte die Messstandards für die ESR, die auch heute noch verwendet werden. Robert Fåhræus und Alf Vilhelm Albertsson Westergren sind Namensgeber des "Fahraeus-Westergren-Tests" (abgekürzt als FW-Test; im Vereinigten Königreich üblicherweise als Westergren-Test bezeichnet), der mit Natriumcitrat-antikoagulierten Proben durchgeführt wird. ⓘ

Forschung

In einer 2015 veröffentlichten Studie wurde gezeigt, dass eine Stop-Gain-Mutation im HBB-Gen (p. Gln40stop) mit den ESR-Werten in der sardischen Bevölkerung in Verbindung steht. Die Anzahl der roten Blutkörperchen, deren Werte in umgekehrtem Verhältnis zur ESR stehen, ist bei Trägern dieses SNP beeinträchtigt. Diese Mutation kommt fast ausschließlich bei den Bewohnern Sardiniens vor und ist eine häufige Ursache der Beta-Thalassämie. ⓘ

Einer Studie aus dem Jahr 2010 zufolge besteht bei schwedischen Männern im Alter von 18 bis 20 Jahren eine umgekehrte Korrelation zwischen ESR und allgemeiner Intelligenz (IQ). ⓘ

Bestimmungsmethode

Die Bestimmung erfolgt meist nach der Westergren-Methode: 1,6 ml Vollblut werden mit 0,4 ml 3,8-prozentiger Natriumcitratlösung ungerinnbar gemacht (die Zugabe von Natriumcitrat führt zur Bindung der für den Gerinnungsprozess notwendigen Calciumionen, → Citratblut) und in ein senkrecht stehendes Glas- oder Kunststoffröhrchen mit Millimetergraduierung bis zu einer Höhe von 200 mm aufgezogen. Die zellulären Bestandteile des Blutes sinken dabei („sedimentieren“) nach unten und deren „Senkung“ – also die Länge der zellfreien Säule von Blutplasma – wird nach einer Stunde, manchmal zusätzlich auch nach zwei Stunden abgelesen, mitunter sogar ein dritter Wert nach 24 Stunden bestimmt. Im Falle eines bestimmten Wertes von 5 mm in der ersten Stunde und 12 mm in der zweiten spricht man von „5 zu 12“. Die BSR sollte spätestens zwei Stunden nach der Blutentnahme bei Zimmertemperatur durchgeführt werden. ⓘ

Das spezifische Gewicht der Erythrozyten (1,096 g/cm³) ist höher als das des Plasmas (1,027 g/cm³). Dies ist der Grund, warum sie im ungerinnbar gemachten, stehenden Blut langsam absinken. Eine Erhöhung dieser Senkung entsteht vor allem bei Entzündungen und vermehrtem Gewebszerfall. Die Ursache hierfür ist die verstärkte Neigung der Erythrozyten, sich zu größeren Aggregaten zusammenzuballen. Die Erythrozyten sind im Vollblut negativ geladen, wodurch sie sich eher abstoßen und die Sedimentierung relativ langsam abläuft. Liegt jedoch eine Entzündung vor, so heben z. B. die Akute-Phase-Proteine die negative Ladung der Erythrozyten teilweise auf und sie sedimentieren schneller. Da diese Agglomerate eine insgesamt kleinere Oberfläche besitzen als die jeweiligen Einzelzellen gleichen Volumens, sinkt deren Strömungswiderstand, was zu einem schnelleren Absinken führt und damit zu einer Erhöhung der BSG. ⓘ

Beeinflusst wird die BSG vor allem durch die Zusammensetzung der Plasmaproteine. Ein Anstieg von Albumin vermindert die Senkung, die Zunahme von Fibrinogen, Immunglobulinen und Akute-Phase-Proteinen beschleunigt sie. Die Einzelwirkung jener Plasmabestandteile auf die BSG sind dabei additiv. Plasmaproteine, welche die BSG beschleunigen, werden auch als Agglomerine bezeichnet. Es besteht also eine entgegengesetzte Wirkung von Albumin und Globulin auf die BSG. Eine Erhöhung der BSG geht also oft mit einer Verschiebung des Albumin/Globulin-Quotienten in Richtung des Globulins einher. ⓘ

Eine starke Verminderung des Hämatokrits führt durch die Verringerung der Blutviskosität ebenfalls zu einem Anstieg der BSG. Eine Vergrößerung der Zelldichte dagegen zu einer Abnahme. Formveränderungen der Erythrozyten, zum Beispiel bei der Sichelzellenanämie oder starke Variationen der Erythrozytengröße durch unterschiedliche Reifestufen, zum Beispiel bei perniziöser Anämie, erschweren die Agglomeration und vermindern so die BSG. Pharmaka, wie Salizylate sowie Steroidhormone, wie Östrogene oder Glucocorticoide erhöhen die BSG. ⓘ

Normalwerte

Senkungsbeschleunigung (links) auf 76 mm in 2 Stunden bei einem 25-jährigen Patienten mit atypischer Pneumonie. Rechts zum Vergleich eine normale Senkung. ⓘ

Wie bei kaum einem anderen Blutwert schwanken die Literaturangaben über die Referenz- oder Normalwerte, teilweise wird geschlechts- und altersabhängig differenziert. Bei Nichtdifferenzierung finden sich in der Literatur für den Referenzwert nach der ersten Stunde in etwa Angaben bis 10 mm, für den Normalwert nach der zweiten Stunde bis etwa 20 mm. ⓘ

Beispiel einer Differenzierung

Die Normalwerte (aus G. Herold: Innere Medizin 2016) bei unter 50-Jährigen nach einer Stunde betragen

• beim Mann: bis zu 15 mm n. W. (nach Westergren)
• bei der Frau: bis zu 20 mm n. W. ⓘ

Für über 50-Jährige gilt:

• beim Mann: bis zu 20 mm n. W.
• bei der Frau: bis zu 30 mm n. W. ⓘ

Bewertung

Eine erhöhte BSR ist Hinweis auf eine akute Entzündung und kann im Zusammenhang mit anderen Hinweisen als Diagnosekriterium für verschiedene entzündliche Erkrankungen und Infektionen genutzt werden. Eine verlangsamte BSR tritt beispielsweise bei Polyzythämie auf. Bei einer extremen Erhöhung der BSG spricht man von einer Sturzsenkung. ⓘ

Probleme:

1. Die BSR ist nur in seltenen Fällen (unter 0,1 %) der alleinige Hinweis für eine zugrunde liegende Erkrankung.
2. Für etwa 5 % aller erhöhten Blutsenkungswerte findet sich keine Erklärung.
3. Eine nicht erhöhte BSR schließt entzündliche Krankheiten nicht aus.
4. Die Einnahme von Hormonpräparaten kann die BSR beschleunigen.
5. Leistungssportler haben aufgrund eines höheren Hämatokrit-Wertes eine verlangsamte BSR. ⓘ

Im Gegensatz zum CRP – einem Akute-Phase-Protein, das ebenfalls zur Beurteilung entzündlicher Erkrankungen bestimmt wird – erfasst die BSR ein größeres Spektrum an Erkrankungen. Vor allem ein krankhafter Anstieg der Immunglobuline, von Immunkomplexen und anderen Proteinen wird durch die Blutkörperchensenkung besser erfasst. Eine auch nur leicht erhöhte BSR bei jungen Menschen sollte daher abgeklärt werden, sofern noch andere Hinweise auf eine Erkrankung bestehen. ⓘ

Fehlerquellen

In der Literatur sind diverse Fehlerquellen bei der Ermittlung der BSR beschrieben. Unter anderem sind dies zu hohe Temperatur (die Werte sind auf eine Temperatur von 23 °C normiert), schiefe Stellung der Röhrchen oder des Gestells und zu viel Natriumcitrat. Zudem gibt es entgegengesetzte sich neutralisierende Blutwertschwankungen bzw. Faktoren, die dazu beitragen. Lebererkrankungen können beispielsweise trotz Vorliegens entzündlicher Prozesse eine BSG verlangsamen und so einen normalen Blutwert vortäuschen, ein entzündungsabhängiger Anstieg und eine medikamentenabhängige Verlangsamung (zum Beispiel bei Methotrexat) können sich ausgleichen. ⓘ