Hλεκτροφόρηση πρωτεϊνών

Κλινική σημασία

Η εξέταση αυτή χρησιμοποιείται για τη διάγνωση και παρακολούθηση παθήσεων που σχετίζονται με ανώμαλη παραγωγή ή απώλεια πρωτεϊνών. Συνιστάται όταν υπάρχουν μη φυσιολογικά επίπεδα ολικής πρωτεΐνης ή σφαιρινών στο αίμα, ή συμπτώματα που υποδηλώνουν παθήσεις όπως το πολλαπλό μυέλωμα ή η σκλήρυνση κατά πλάκας. Το δείγμα λαμβάνεται συνήθως από φλέβα του χεριού, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί και τυχαίο ή 24ωρο δείγμα ούρων, καθώς και εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Δεν απαιτείται ειδική προετοιμασία πριν την εξέταση.

Τι ελέγχει η εξέταση

Η ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών είναι μια μέθοδος που διαχωρίζει τις πρωτεΐνες των βιολογικών υγρών με βάση το μέγεθος και το ηλεκτρικό τους φορτίο. Αυτό δημιουργεί ένα μοτίβο ζωνών που αντιστοιχεί στο μείγμα των πρωτεϊνών. Το μοτίβο αυτό χωρίζεται σε πέντε κύρια κλάσματα: αλβουμίνη, άλφα 1-σφαιρίνη, άλφα 2-σφαιρίνη, βήτα-σφαιρίνη και γάμμα-σφαιρίνη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το κλάσμα βήτα μπορεί να υποδιαιρεθεί σε βήτα 1-σφαιρίνη και βήτα 2-σφαιρίνη. Η αλβουμίνη, που παράγεται στο ήπαρ, αποτελεί περίπου το 60% της ολικής πρωτεΐνης του αίματος. Οι σφαιρίνες περιλαμβάνουν όλες τις υπόλοιπες πρωτεΐνες, εκτός από τις ανοσοσφαιρίνες και ορισμένες πρωτεΐνες του συμπληρώματος, και παράγονται κυρίως στο ήπαρ. Η ηλεκτροφόρηση ανοσοκαθήλωσης (IFE) χρησιμοποιείται για την ταυτοποίηση παθολογικών ζωνών πρωτεϊνών (μονοκλωνικών ανοσοσφαιρινών) που ανιχνεύονται στην ηλεκτροφόρηση ορού, ούρων ή εγκεφαλονωτιαίου υγρού. Οι κύριες πρωτεΐνες του πλάσματος και οι λειτουργίες τους, ταξινομημένες ανά ηλεκτροφορητική ομάδα, είναι οι εξής: Αλβουμίνη: Κύρια πρωτεΐνη πλάσματος, ρυθμίζει την οσμωτική πίεση και μεταφέρει ουσίες. Άλφα 1-σφαιρίνη: Περιλαμβάνει την α1-αντιθρυψίνη (αναστέλλει πρωτεολυτικά ένζυμα) και την α1-όξινη γλυκοπρωτεΐνη (τροποποιητής ανοσοαπόκρισης, δεσμεύει φάρμακα). Άλφα 2-σφαιρίνη: Περιλαμβάνει την α2-μακροσφαιρίνη (δεσμεύει ένζυμα), την απτοσφαιρίνη (δεσμεύει αιμοσφαιρίνη) και την σερουλοπλασμίνη (ένζυμο μεταβολισμού σιδήρου). Βήτα-σφαιρίνη: Περιλαμβάνει την τρανσφερίνη (μεταφορά σιδήρου), τις LDL (μεταφορά χοληστερόλης) και το συμπλήρωμα 3 (συμμετέχει στη φλεγμονώδη αντίδραση). Γάμμα-σφαιρίνη: Περιλαμβάνει τις ανοσοσφαιρίνες IgA, IgG, IgM (αντιπροσωπεύουν την ανοσολογική απόκριση), την C-αντιδρώσα πρωτεΐνη (δείκτης φλεγμονής) και το ινωδογόνο (παράγοντας πήξης, μόνο στο πλάσμα). Η συλλογή του δείγματος αίματος γίνεται με φλεβοκέντηση. Τα δείγματα ούρων μπορεί να είναι τυχαία ή 24ωρα. Το εγκεφαλονωτιαίο υγρό συλλέγεται με οσφυονωτιαία παρακέντηση. Δεν απαιτείται ειδική προετοιμασία για τη διασφάλιση της ποιότητας του δείγματος.

Η εξέταση

Η ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών χρησιμοποιείται για την ανίχνευση μη φυσιολογικών πρωτεϊνών, την απουσία φυσιολογικών πρωτεϊνών ή την παρουσία τους σε ασυνήθιστα υψηλές ή χαμηλές συγκεντρώσεις. Οι μεταβολές στα πρότυπα ηλεκτροφόρησης μπορούν να υποδείξουν διάφορες παθήσεις, αν και σπάνια είναι διαγνωστικές από μόνες τους, απαιτώντας περαιτέρω εξετάσεις. Η εξέταση μπορεί να ζητηθεί για διαγνωστικούς σκοπούς, ως συνέχεια σε μη φυσιολογικά ευρήματα άλλων εξετάσεων (π.χ., ολική πρωτεΐνη, αλβουμίνη, πρωτεΐνη ούρων, ασβέστιο, λευκά/ερυθρά αιμοσφαίρια) ή για την αξιολόγηση συμπτωμάτων που υποδηλώνουν φλεγμονή, αυτοάνοσα νοσήματα, λοιμώξεις, νεφρικές/ηπατικές διαταραχές ή απώλεια πρωτεϊνών. Επίσης, είναι χρήσιμη στην διερεύνηση συμπτωμάτων πολλαπλού μυελώματος (πόνος στα οστά, αναιμία, κόπωση, κατάγματα, λοιμώξεις), όπου αναζητείται μια μονοκλωνική ανοσοσφαιρίνη (M-spike) στην περιοχή βήτα ή γάμμα, η οποία επιβεβαιώνεται με ηλεκτροφόρηση ανοσοκαθήλωσης. Χρησιμοποιείται επίσης για την παρακολούθηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία του πολλαπλού μυελώματος. Η ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών ούρων ενδείκνυται όταν υπάρχει αυξημένη πρωτεϊνουρία, για να προσδιοριστεί η προέλευση της πρωτεΐνης (π.χ., διαφυγή από το πλάσμα λόγω νεφρικής δυσλειτουργίας ή παθολογική πρωτεΐνη από καρκινικά κύτταρα). Επίσης, αναζητούνται μονοκλωνικές ανοσοσφαιρίνες ή θραύσματά τους στα ούρα σε υποψία πολλαπλού μυελώματος, με επιβεβαίωση μέσω ηλεκτροφόρησης ανοσοκαθήλωσης. Η ηλεκτροφόρηση εγκεφαλονωτιαίου υγρού (ΕΝΥ) χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ολιγοκλωνικών ζωνών (πολλαπλές διακριτές ζώνες στην περιοχή γάμμα που δεν υπάρχουν στον ορό), οι οποίες είναι χαρακτηριστικές της σκλήρυνσης κατά πλάκας και άλλων φλεγμονωδών καταστάσεων του εγκεφάλου. Επίσης, αξιολογεί αυξημένα επίπεδα πολυκλωνικών ανοσοσφαιρινών που υποδηλώνουν μόλυνση σε ασθενείς με πονοκεφάλους ή νευρολογικά συμπτώματα. Η ηλεκτροφόρηση ανοσοκαθήλωσης προσδιορίζει τον τύπο των ανοσοσφαιρινών (βαριά αλυσίδα IgG, IgM, IgA και ελαφριά αλυσίδα κάππα ή λάμδα) που συνιστούν τις μονοκλωνικές ζώνες. Τα αποτελέσματα της ηλεκτροφόρησης παρέχουν μια εκτίμηση της ποσότητας κάθε κλάσματος πρωτεΐνης και την παρουσία μη φυσιολογικών πρωτεϊνών. Η ηλεκτροφόρηση ανοσοκαθήλωσης επιβεβαιώνει την παρουσία συγκεκριμένων τύπων ανοσοσφαιρινών. Μειωμένη αλβουμίνη μπορεί να υποδηλώνει υποσιτισμό, εγκυμοσύνη, νεφρική/ηπατική νόσο, φλεγμονές ή σύνδρομα απώλειας πρωτεϊνών, ενώ αυξημένη παρατηρείται σε αφυδάτωση. Μειωμένη άλφα1-σφαιρίνη σχετίζεται με συγγενές εμφύσημα (ανεπάρκεια α1-αντιθρυψίνης) ή σοβαρή ηπατική νόσο, ενώ αυξημένη σε οξείες/χρόνιες φλεγμονώδεις νόσους. Μειωμένη άλφα2-σφαιρίνη μπορεί να υποδηλώνει υποσιτισμό, σοβαρή ηπατική νόσο ή αιμόλυση, ενώ αυξημένη σε νεφρική νόσο (νεφρωσικό σύνδρομο) ή οξείες/χρόνιες φλεγμονώδεις νόσους. Μειωμένη βήτα-σφαιρίνη παρατηρείται σε υποσιτισμό ή κίρρωση, ενώ αυξημένη σε υπερχοληστερολαιμία, σιδηροπενική αναιμία και ορισμένες περιπτώσεις πολλαπλού μυελώματος ή MGUS. Μειωμένη γάμμα-σφαιρίνη σχετίζεται με γενετικές διαταραχές του ανοσοποιητικού ή δευτεροπαθή ανοσολογική ανεπάρκεια. Αυξημένη γάμμα-σφαιρίνη μπορεί να είναι πολυκλωνική (χρόνιες φλεγμονώδεις νόσοι, ρευματοειδής αρθρίτιδα, ΣΕΛ, κίρρωση, λοιμώξεις, πρόσφατος εμβολιασμός) ή μονοκλωνική (κακοήθειες, πολλαπλό μυέλωμα, λέμφωμα, μακροσφαιριναιμία Waldenstrom). Στα ούρα, η παρουσία πρωτεΐνης σε μεγάλες ποσότητες υποδηλώνει νεφρική βλάβη (σπειραματική ή σωληναριακή) ή την παρουσία μικρών πρωτεϊνών (π.χ., ελεύθερες ελαφριές αλυσίδες) που δεν υπάρχουν φυσιολογικά σε υψηλές συγκεντρώσεις στον ορό. Στο ΕΝΥ, οι ολιγοκλωνικές ζώνες υποδηλώνουν σκλήρυνση κατά πλάκας, ενώ αυξημένα επίπεδα πολυκλωνικών ανοσοσφαιρινών υποδηλώνουν μόλυνση. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι εμβολιασμοί εντός των τελευταίων έξι μηνών, καθώς και ορισμένα φάρμακα (π.χ., φαινυτοΐνη, προκαϊναμίδη, από του στόματος αντισυλληπτικά, μεθαδόνη, θεραπευτική γ-σφαιρίνη, ασπιρίνη, διττανθρακικά, χλωροπρομαζίνη, κορτικοστεροειδή, νεομυκίνη) μπορούν να επηρεάσουν τα αποτελέσματα της ηλεκτροφόρησης πρωτεϊνών.

Συχνές ερωτήσεις

1. Η ηλεκτροφόρηση χρησιμοποιείται για κάτι άλλο; Ναι,χρησιμοποιείται κάθε φορά που είναι επιθυμητός ο διαχωρισμός των μορίων. Η ηλεκτροφόρηση του DNA, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στη μελέτη της γενετικής έκφρασης (φαινότυπο) των φυτών, των ζώων και του ανθρώπου.
2. Αν έχω μια μη φυσιολογική τιμή μονοκλωνικών ανοσοσφαιρινών στο αίμα μου, αυτό σημαίνει ότι έχω πολλαπλό μυέλωμα ή κάποιο άλλο είδος καρκίνου; Όχι απαραίτητα. Ημονοκλωνική παραγωγή πρωτεϊνών οφείλεται συχνότερα σε μονοκλωνική γαμμαπάθεια απροσδιόριστης σημασίας (MGUS). Οι περισσότεροι άνθρωποι με MGUS έχουν καλοήθη πορεία, αλλά θα πρέπει να παρακολουθούνται τακτικά με ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών ορού, ή μερικές φορές με προσδιορισμών των ελαφριών αλυσίδων, ανάλογα με το ποια μονοκλωνική πρωτεΐνη παράγεται. Μερικά από αυτά τα άτομα μπορούν να αναπτύξουν πολλαπλό μυέλωμα μετά από αρκετά χρόνια.
3. Τι είναι οι ελεύθερες ελαφριές αλυσίδες και πώς αυτές σχετίζονται με τις ανοσοσφαιρίνες; Οι ανοσοσφαιρίνεςείναι μόρια που αποτελούνται από τέσσερις πρωτεϊνικές αλυσίδες: δύο πανομοιότυπες ελαφριές αλυσίδες, είτε κ είτε λ ελαφριές αλυσίδες και δύο ίδιες βαριές αλυσίδες για τις οποίες υπάρχουν διάφοροι τύποι. Αυτές οι πρωτεΐνες παράγονται από τα πλασματοκύτταραστο μυελό των οστών. Ένα συγκεκριμένο πλασματοκύτταροπαράγειένα μόνο τύπο ανοσοσφαιρίνης. Χρησιμοποιεί τις πρωτεϊνικέςως συστατικά μέρη για να συγκεντρώσει ανοσοσφαιρίνες - αντισώματα που έχουν στόχο συγκεκριμένες απειλές στο σώμα. Οι αλυσίδες που χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν τις ανοσοσφαιρίνες λέγονται ότι είναι «ανοσοσφαιρινικά δεσμευμένες». Κανονικά, υπάρχει μια ελαφρά περίσσεια των παραγόμενων κάπα και λάμδα ελαφριών αλυσίδων. Χαμηλά επίπεδα αυτών των «ελεύθερων» ελαφριών αλυσίδων μπορεί να ανιχνευθούν στο αίμα και στα ούρα με εξέταση ελεύθερων ελαφριών αλυσίδων και να αξιολογηθούν οι αναλογίες μεταξύ των κάπα και λάμδα ελαφριών αλυσίδων.
4. Ποιες είναι οι πρωτεΐνες Bence Jones; Είναιελεύθερες ελαφριές αλυσίδες ανοσοσφαιρινών που βρίσκονται στα ούρα.
5. Τι είναι η πρωτεΐνη Tamm-Horsfell; Ο όροςTamm Horsfell αναφέρεται σε μια γλυκοπρωτεΐνη, η οποία είναι φυσιολογικό συστατικό των ούρων. Συχνά ονομάζεται και ουρομοντουλίνη. Η γλυκοπρωτεΐνη αυτή παράγεται από το νεφρό και είναι άφθονη στα φυσιολογικά ούρα.