Co to jest elektroforeza hemoglobiny?

Elektroforeza hemoglobiny to badanie krwi powszechnie stosowane do diagnozowania i charakteryzowania zaburzeń hemoglobiny, zwanych hemoglobinopatiami. Hemoglobina to złożone białko zawarte w krwinkach czerwonych, którego zadaniem jest przenoszenie i dostarczanie tlenu w całym organizmie. Hemoglobina pobiera tlen z płuc, transportuje go do krwiobiegu i uwalnia go we właściwym czasie, dzięki czemu może być wykorzystany przez wszystkie tkanki organizmu. Istnieje kilka dziedzicznych hemoglobinopatii, które mogą wpływać na zdolność hemoglobiny do normalnego wykonywania pracy.

Cel testu

Test elektroforezy hemoglobiny ma na celu wykrycie nieprawidłowości genetycznych w strukturze hemoglobiny człowieka. Elektroforeza hemoglobiny jest zwykle wykonywana, gdy dana osoba ma oznaki lub objawy niedokrwistości hemolitycznej, hemoglobinopatię w wywiadzie rodzinnym, nieprawidłową morfologię krwi (CBC) lub dodatni wynik badania przesiewowego noworodków.

Obecnie w USA American College of Obstetricians and Gynecologists zaleca badanie przesiewowe w kierunku hemoglobinopatii u wszystkich kobiet w ciąży poprzez wykonanie testu CBC, a następnie elektroforezę hemoglobiny, jeśli CBC jest nieprawidłowe; lub jeśli kobieta jest bardziej narażona na hemoglobinopatię ze względu na pochodzenie etniczne. Kobiety pochodzenia afrykańskiego, śródziemnomorskiego, południowo-wschodniego, zachodnioindyjskiego lub bliskowschodniego są bardziej narażone na hemoglobinopatie. Partnerzy kobiet, u których wykryto hemoglobinopatie, również powinni przejść badanie przesiewowe, jeśli rozważają posiadanie dziecka.

Test elektroforezy hemoglobiny to badanie krwi, które może wykryć normalne i nieprawidłowe hemoglobiny i rozpocząć charakteryzowanie rodzaju hemoglobinopatii, jeśli taka występuje. Jednak elektroforeza hemoglobiny jest tylko jednym z kilku testów, które mogą wykryć i scharakteryzować nieprawidłowe hemoglobiny. Często, jeśli uzyskany zostanie nieprawidłowy wynik w teście elektroforezy, można przeprowadzić zaawansowane testy w celu dokładniejszego scharakteryzowania hemoglobinopatii.

Elektroforezę hemoglobiny wykonuje się poprzez umieszczenie niewielkiej ilości krwi na specjalnym papierze lub specjalnym żelu i poddanie jej działaniu prądu elektrycznego. Różne globiny mają różne ładunki elektryczne i można je odróżnić od siebie na podstawie ich zachowania pod wpływem prądu elektrycznego. Różne rodzaje globiny będą poruszać się po papierze (lub żelu) z różnymi prędkościami, a tym samym rozdzielają się na charakterystyczne pasma. Badając prążki, które tworzą się podczas podawania prądu, można rozróżnić rodzaje hemoglobiny obecne w próbce krwi.

Ryzyka i przeciwwskazania

Test elektroforezy hemoglobiny to badanie krwi. W rezultacie nie ma prawie żadnego ryzyka, poza niewielkim ryzykiem siniaków, krwawienia lub infekcji, które występuje w przypadku każdego testu wymagającego pobrania krwi.

Ogólnie rzecz biorąc, najlepiej nie wykonywać testu elektroforezy hemoglobiny w ciągu 12 tygodni od transfuzji krwi, ponieważ możliwe jest, że wyniki zostaną pomylone przez hemoglobiny z przetoczonych krwinek czerwonych.

Przed testem

Rodzaj hemoglobiny we krwi nie jest związany z porą dnia ani tym, co ostatnio jadłeś lub piłeś, więc nie ma specjalnych instrukcji ani ograniczeń, których będziesz musiał przestrzegać przed wykonaniem elektroforezy hemoglobiny. Próbkę można pobrać w dowolnej placówce, która wykonuje standardowe pobieranie krwi, o dowolnej porze dnia. Zwykle odbywa się to w gabinecie lekarskim, laboratorium lub szpitalu. Jak w przypadku każdego badania krwi, powinieneś nosić wygodne ubranie z luźnymi rękawami, które można łatwo podciągnąć, aby odsłonić ramię.

Badanie elektroforezy hemoglobiny jest zwykle objęte ubezpieczeniem zdrowotnym, o ile lekarz przedstawi ubezpieczycielowi rozsądne wyjaśnienie, dlaczego jest to wskazane. Jednak zawsze najlepiej jest skonsultować się z ubezpieczycielem przed wykonaniem testu, aby się upewnić. Podczas wykonywania badania krwi należy zabrać ze sobą swoją kartę ubezpieczeniową.

Podczas testu

Test elektroforezy hemoglobiny przeprowadza się przy standardowym pobraniu krwi. Na ramię zostanie założona opaska uciskowa, a technik znajdzie odpowiednią żyłę. Twoja skóra zostanie oczyszczona wacikiem nasączonym alkoholem, a do żyły zostanie wprowadzona igła i pobrana zostanie próbka krwi. Po pobraniu krwi zostanie nałożony mały bandaż lub opatrunek z gazy. Będziesz wtedy mógł wrócić do domu.

Po teście

Powikłania po pobraniu krwi są niezwykle nietypowe. Miej oko na dalsze krwawienia, siniaki, stan zapalny lub infekcję. Jeśli wystąpi krwawienie, uciskaj miejsce nakłucia przez 5 do 10 minut, a jeśli problem nie ustąpi, skontaktuj się z lekarzem. Powinieneś również skontaktować się z lekarzem, jeśli zauważysz oznaki zapalenia lub infekcji (zaczerwienienie, tkliwość, nadmierny ból lub obrzęk).

Interpretacja wyników

Powinieneś spodziewać się wyników testu elektroforezy hemoglobiny w ciągu kilku dni do tygodnia. Jeśli twój test jest normalny, być może to wszystko, co usłyszysz.

Możesz jednak otrzymać bardziej szczegółowy raport - lub poprosić o szczegółowy raport - nawet jeśli test jest normalny.

Normalne wartości hemoglobiny

U dorosłych prawidłowe wartości cząsteczek hemoglobiny podano w procentach, jak poniżej:

• Hemoglobina A: 95% –98%
• Hemoglobina A2: 2% –3%
• Hemoglobina F: 0,8% –2%
• Hemoglobiny S, C, D, E i inne: 0%

U dzieci typowe są wyższe poziomy hemoglobiny F, przy odpowiednio niższych poziomach hemoglobiny A i A2:

• Hemoglobina F u noworodków: 50–80%
• Hemoglobina F do 6 miesięcy: 8%
• Hemoglobina F w ciągu 6 miesięcy: 1–2%

Nieprawidłowe wyniki

Jeśli podczas elektroforezy hemoglobiny wystąpią jakiekolwiek nieprawidłowości w hemoglobinie, konieczna będzie dalsza ocena.

Twój lekarz będzie musiał wziąć pod uwagę wiele dodatkowych czynników podczas interpretacji znaczenia nieprawidłowej hemoglobiny, w tym historię twojej rodziny, wyniki twojej CBC (w tym szczególnie hemoglobinę, hematokryt i średnią objętość krwinek), wygląd twojego czerwonego krwinki pod mikroskopem i wyniki badań żelaza w surowicy.

Ponadto lekarz może zastosować bardziej wyrafinowane techniki, aby w pełni scharakteryzować i określić ilościowo nieprawidłową hemoglobinę w próbkach krwi. Takie testy mogą obejmować wysokociśnieniową chromatografię cieczową, elektroforezę w strefie kapilarnej, ogniskowanie izoelektryczne lub ukierunkowane testy genetyczne.

Zrozumienie hemoglobiny i hemoglobinopatii

Każda cząsteczka hemoglobiny jest złożoną strukturą składającą się z czterech podjednostek białek zwanych globinami, z których każda jest związana z niebiałkową strukturą zawierającą żelazo, zwaną grupą hemu. Cztery jednostki globiny w cząsteczce hemoglobiny składają się z dwóch łańcuchów typu alfa i dwóch łańcuchów typu beta.

Każda jednostka globiny zawiera grupę hemu złożoną z pierścienia porfirynowego i jonu żelaza. Zadaniem grupy hemu jest wiązanie i przenoszenie tlenu oraz uwalnianie go we właściwym czasie do tkanek obwodowych. Każda cząsteczka hemoglobiny może wiązać cztery cząsteczki tlenu.

Zdolność hemoglobiny do wiązania się z tlenem - określana jako powinowactwo hemoglobiny do tlenu - jest w dużej mierze zdeterminowana przez podjednostki globiny kompleksu hemoglobiny. W oparciu o lokalne czynniki środowiskowe (zwłaszcza kwasowość krwi i lokalne stężenie tlenu), podjednostki globiny zmieniają w razie potrzeby swój kształt, aby zmienić powinowactwo odpowiednich grup hemowych do tlenu. To skalibrowane powinowactwo hemoglobiny do tlenu umożliwia pobieranie, a następnie uwalnianie cząsteczek tlenu we właściwym czasie.

Gdy krew krąży w płucach, tlen przenika do czerwonych krwinek. W lokalnym środowisku płuc tlen jest chętnie pobierany i wiązany przez cząsteczki hemoglobiny. Następnie hemoglobina zawierająca tlen jest przenoszona do tkanek. Ponieważ hemoglobina jest narażona na coraz bardziej kwaśne środowisko w tkankach obwodowych (spowodowane odpadami dwutlenku węgla wytwarzanymi przez metabolizm komórkowy), traci część powinowactwa do tlenu. W ten sposób tlen jest uwalniany do tkanek.

Nowo odtleniona hemoglobina w tkankach obwodowych zbiera część znajdującego się tam nadmiaru dwutlenku węgla i przenosi go z powrotem do płuc. (Jednak większość odpadowego dwutlenku węgla dociera do płuc po rozpuszczeniu się we krwi).

Hemoglobina odpowiada za kolor krwi. Hemoglobina w tętnicach, niosąca dużo tlenu, ma jasnoczerwony kolor (stąd nazwa czerwonych krwinek). Hemoglobina w żyłach, po dostarczeniu tlenu do tkanek, przybiera bardziej niebieskawy kolor.

Rodzaje normalnej hemoglobiny

Istnieje kilka rodzajów hemoglobiny, które charakteryzują się określonymi typami globin, które zawierają. Normalna hemoglobina dorosłych składa się z dwóch alfa i dwóch beta globin. Inne typy hemoglobin zawierają podobne globiny, często określane jako globiny alfa-podobne i beta-podobne.

Trzy różne rodzaje hemoglobiny są zwykle przenoszone przez czerwone krwinki na różnych etapach rozwoju człowieka. Te trzy normalne hemoglobiny są zoptymalizowane pod kątem ich środowiska.

W bardzo wczesnym okresie ciąży, kiedy zarodek ludzki otrzymuje tlen z woreczka żółtkowego, wytwarzana jest hemoglobina embrionalna. Unikalne struktury globinowe hemoglobiny embrionalnej pozwalają na odpowiednią wymianę tlenu w stosunkowo ubogim w tlen środowisku wczesnego życia płodowego.

Wraz z rozwojem krążenia płodowego i pozyskiwaniem tlenu z łożyska (które zapewnia większe stężenie tlenu niż woreczek żółtkowy, ale wciąż niższe niż w końcu zapewniane przez płuca), pojawia się inna forma hemoglobiny, zwana hemoglobiną płodową. Hemoglobina płodowa utrzymuje się przez resztę ciąży i jest stopniowo zastępowana przez hemoglobinę dorosłych w ciągu pierwszych kilku miesięcy po urodzeniu.

Wreszcie, hemoglobina u dorosłych, która przeważa do sześciu miesięcy po urodzeniu, jest zoptymalizowana pod kątem wymiany tlenu między wysokotlenowym środowiskiem płuc i niskotlenowym środowiskiem tkanek obwodowych.

Te trzy normalne ludzkie hemoglobiny charakteryzują się różnymi globinami. Normalna hemoglobina dorosłych (nazywana hemoglobiną A) składa się z dwóch alfa i dwóch beta globin. Hemoglobina A2 składa się z dwóch alfa i dwóch delta globin. Hemoglobina płodowa (hemoglobina F) zawiera dwie globiny alfa i dwie globiny gamma (podobne do beta). Istnieją różne typy hemoglobiny embrionalnej, które zawierają kilka kombinacji globin alfa, gamma, zeta i epsilon.

Hemoglobinopatie

Odkryto liczne mutacje genetyczne, które prowadzą do nieprawidłowości globin alfa-podobnych lub beta-podobnych w cząsteczce hemoglobiny. Nieprawidłowe hemoglobiny wynikające z tych mutacji nazywane są hemoglobinopatiami.

Do tej pory scharakteryzowano ponad 1000 rodzajów hemoglobinopatii. Większość z nich ma niewielkie znaczenie i nie wydaje się powodować problemów klinicznych. Zostały odkryte, w większości przypadkowo, u pozornie normalnych ludzi wraz z pojawieniem się przesiewowych testów elektroforezy hemoglobiny.

Jednak kilka hemoglobinopatii powoduje choroby. Nasilenie hemoglobinopatii zwykle zależy od tego, czy mutacja jest homozygotyczna (odziedziczona po obojgu rodzicach), czy heterozygotyczna (odziedziczona tylko od jednego z rodziców, z prawidłowymi genami hemoglobiny od drugiego rodzica). Ogólnie, w przypadku hemoglobinopatii heterozygotycznych, wytwarzana jest wystarczająca ilość „normalnej” hemoglobiny, aby złagodzić, przynajmniej do pewnego stopnia, wszelkie ogólne objawy kliniczne. Osoby z homozygotycznymi postaciami hemoglobinopatii mają zwykle cięższą chorobę kliniczną.

Hemoglobinopatie są ogólnie podzielone na dwie kategorie:

• Hemoglobinopatie, które objawiają się zmianami strukturalnymi lub funkcjonalnymi w cząsteczce hemoglobiny. Nazywa się je ogólnie hemoglobinopatiami strukturalnymi.
• Hemoglobinopatie objawiające się zmniejszoną produkcją jednego z łańcuchów globiny. Hemoglobinopatie należące do tej drugiej kategorii nazywane są talasemiami.

Strukturalne hemoglobinopatie

Zidentyfikowano kilka strukturalnych hemoglobinopatii, które powodują chorobę kliniczną. Strukturalne zmiany w cząsteczce hemoglobiny mogą powodować zmiany w kształcie i elastyczności czerwonych krwinek. Zniekształcone krwinki czerwone mogą powodować niedrożność naczyń krwionośnych. Inne rodzaje strukturalnych hemoglobinopatii mogą powodować anemię hemolityczną. Jeszcze inne nieprawidłowości strukturalne mogą zmienić powinowactwo hemoglobiny do tlenu. Hemoglobinopatie o niskim powinowactwie mogą powodować czerwienicę (zbyt wiele czerwonych krwinek). Hemoglobinopatie o wysokim powinowactwie mogą powodować sinicę (głód tlenu w tkankach).

Typowe hemoglobinopatie strukturalne obejmują:

• Hemoglobina S (sierpowata) jest spowodowana mutacją w łańcuchu beta globiny. Homozygotyczna postać niedokrwistości sierpowatokrwinkowej może powodować niedrożność naczyń krwionośnych w okresach stresu (przełom sierpowatokrwinkowy), prowadząc do bólu, infekcji, obrzęku, a nawet bardziej tragicznych następstw, takich jak udar. Forma heterozygotyczna nazywana jest cechą sierpowatokrwinkową i zwykle nie powoduje problemów klinicznych.
• Hemoglobina C, hemoglobina D i hemoglobina E są spowodowane mutacjami w łańcuchu beta globiny. Homozygotyczne postacie tych zaburzeń powodują niedokrwistość hemolityczną i powiększenie śledziony. Formy heterozygotyczne zwykle nie powodują znaczącej choroby.

Zmniejszona produkcja hemoglobiny

Talasemie to hemoglobinopatie spowodowane nieprawidłowościami w genach kontrolujących produkcję globin. Powoduje to zmniejszoną produkcję jednego z łańcuchów globiny, co skutkuje zmniejszoną produkcją hemoglobiny, a tym samym anemią. Osoby z talasemią mogą również cierpieć na przeciążenie żelazem i zwiększone ryzyko infekcji.

Talasemie alfa, najczęściej spotykane u ludzi pochodzenia azjatyckiego lub afrykańskiego, powodują zmniejszenie produkcji alfa globiny. Talasemie beta, najczęściej spotykane u ludzi pochodzenia śródziemnomorskiego, powodują zmniejszoną produkcję beta globiny.

Talasemie są genetycznie złożonymi zaburzeniami, ponieważ kilka mutacji genetycznych (samych lub w połączeniu) może powodować talasemię. Nasilenie talasemii zależy od tego, który łańcuch globiny jest zaangażowany oraz ile i jakie konkretne geny powodują problem.

Hemoglobinopatie złożone

Czasami ludzie dziedziczą różne geny hemoglobinopatii od każdego z rodziców, co prowadzi do tak zwanej heterozygotycznej hemoglobinopatii złożonej lub hemoglobinopatii złożonej. Bardziej powszechne hemoglobinopatie złożone obejmują:

• Choroba hemoglobiny SC, w której hemoglobina S pochodzi od jednego z rodziców, a hemoglobina C od drugiego. Klinicznie, ludzie z hemoglobiną SC mają zwykle łagodniejszą postać anemii sierpowatokrwinkowej, ale objawy mogą się znacznie różnić.
• Sierp / beta-talasemia, w której hemoglobina S pochodzi od jednego z rodziców, a beta-talasemia od drugiego. Osoby te mogą mieć typowe objawy anemii sierpowatokrwinkowej i anemii.

Kontynuacja

Gdy hemoglobinopatia zostanie w pełni scharakteryzowana, należy spodziewać się, że lekarz przeprowadzi z Tobą szczegółową dyskusję na dwa tematy: leczenie, którego możesz potrzebować (jeśli w ogóle) oraz poradnictwo genetyczne.

Jeśli twoja hemoglobinopatia jest postacią heterozygotyczną (tak zwana „cecha” hemoglobiny, w której odziedziczyłeś nieprawidłową hemoglobinę tylko od jednego z rodziców), od 45% do 65% hemoglobiny będzie najprawdopodobniej prawidłową hemoglobiną u dorosłych, a objawy jeśli w ogóle, prawdopodobnie będą łagodne. Większość osób z cechami hemoglobiny nie wymaga żadnego specjalnego leczenia.

Jeśli masz homozygotyczną hemoglobinopatię lub hemoglobinopatię złożoną (to znaczy dwie różne nieprawidłowe hemoglobiny), możesz potrzebować leczenia.

Obecnie osoby z niedokrwistością sierpowatokrwinkową są prawie zawsze diagnozowane w okresie niemowlęcym za pomocą rutynowych testów przesiewowych hemoglobiny. Te dzieci są leczone profilaktyką antybiotykową, suplementacją witamin, pełnymi szczepieniami i agresywnym leczeniem przełomu sierpowatokrwinkowego, gdy tylko wystąpi.

Talasemie to grupa zaburzeń, których skutki są bardzo zróżnicowane w zależności od konkretnej mutacji genetycznej, która je powoduje. Najczęstszym problemem, jaki powodują, jest anemia, ale talasemia może również powodować nieprawidłowości szkieletu i przeciążenie żelazem, a także upośledzenie wzrostu i inne zaburzenia. Osoby z ciężką talasemią mogą wymagać częstych transfuzji krwi i splenektomii. Przeładowanie żelazem może stać się poważnym problemem u osób z talasemią.

Kilka rzadkich hemoglobinopatii prowadzi do „niestabilnych hemoglobin”, w których struktura cząsteczek hemoglobiny zmienia się w taki sposób, aby skrócić żywotność czerwonych krwinek. Osoby z tymi schorzeniami mogą doświadczać anemii, powiększonej śledziony i częstych infekcji. Leczenie ma na celu zapobieganie powikłaniom i może obejmować transfuzję krwi, splenektomię i unikanie leków utleniających, w tym niektórych antybiotyków i NLPZ. Przeszczep szpiku kostnego jest również częściej stosowany u osób z ciężkimi, zagrażającymi życiu hemoglobinopatiami.

Poradnictwo genetyczne

Jeśli ryzyko urodzenia dziecka z ciężką hemoglobinopatią jest podwyższone, po zajściu w ciążę może być wskazana ocena płodu.