Co je hemoglobinová elektroforéza?

Hemoglobinová elektroforéza je krevní test běžně používaný k diagnostice a charakterizaci poruch hemoglobinu, nazývaných hemoglobinopatie. Hemoglobin je komplexní protein obsažený v červených krvinkách, jehož úkolem je přenášet a dodávat kyslík do celého těla. Hemoglobin pohlcuje kyslík z vašich plic, transportuje kyslík krví a uvolňuje jej ve správný čas, aby jej mohly využívat všechny tkáně těla. Existuje několik zděděných hemoglobinopatií, které mohou ovlivnit schopnost hemoglobinu normálně vykonávat svou práci.

Účel zkoušky

Test elektroforézy hemoglobinu je navržen tak, aby detekoval genetické abnormality ve struktuře hemoglobinu člověka. Hemoglobinová elektroforéza se obvykle provádí, když má člověk známky nebo příznaky hemolytické anémie, rodinnou anamnézu hemoglobinopatie, abnormální test úplného krevního obrazu (CBC) nebo pozitivní screeningový test pro novorozence.

V současné době v USA doporučuje American College of Obstetricians and Gynecologists screening na hemoglobinopatii pro všechny těhotné ženy prováděním testů CBC, následovaných elektroforézou hemoglobinu, pokud je CBC abnormální; nebo pokud je u ženy vyšší riziko hemoglobinopatie založené na etnickém původu. Ženy afrického, středomořského, jihovýchodní Asie, západoindického původu nebo původu ze Středního východu jsou vystaveny vyššímu riziku hemoglobinopatií. Mužští partneři žen, u nichž se zjistí, že mají hemoglobinopatie, by také měli podstoupit screening, pokud uvažují o narození dítěte.

Test elektroforézy hemoglobinu je krevní test, který dokáže detekovat normální a abnormální hemoglobiny a může začít charakterizovat typ hemoglobinopatie, pokud existuje. Elektroforéza hemoglobinu je však pouze jedním z několika testů, které dokážou detekovat a charakterizovat abnormální hemoglobiny. Pokud se pomocí elektroforetického testu získá abnormální výsledek, lze často provést sofistikované testování k přesnější charakterizaci hemoglobinopatií.

Elektroforéza hemoglobinu se provádí umístěním malého množství krve na speciální papír nebo speciální gel a vystavením elektrickému proudu. Různé globiny mají různé elektrické náboje a lze je navzájem odlišit na základě jejich chování při vystavení elektrickému proudu. Různé typy globinu se budou pohybovat napříč papírem (nebo gelem) při různých rychlostech, a tak se oddělí do charakteristických pásů. Zkoumáním pásů, které se tvoří během aplikace proudu, lze rozlišit typy hemoglobinu přítomného ve vzorku krve.

Rizika a kontraindikace

Test hemoglobinové elektroforézy je krevní test. V důsledku toho neexistuje téměř žádné riziko, kromě malého rizika modřin, krvácení nebo infekce, které je přítomno u jakéhokoli testu vyžadujícího odběr krve.

Obecně je nejlepší nechat si provést hemoglobinový elektroforetický test do 12 týdnů po transfuzi krve, protože je možné, že výsledky budou zkresleny hemoglobiny z transfuzovaných červených krvinek.

Před zkouškou

Typ hemoglobinu v krvi nesouvisí s denní dobou nebo s tím, co jste v poslední době jedli nebo pili, takže před elektroforézou hemoglobinu nebudete muset dodržovat žádné zvláštní pokyny ani omezení, která byste měli dodržovat. Vzorek lze odebrat v jakémkoli zařízení, které provádí standardní odběr krve, kdykoli během dne. Obvykle se to děje v ordinaci lékaře, laboratoři nebo v nemocnici. Jako při každém krevním testu byste měli nosit pohodlné oblečení s volnými rukávy, které lze snadno stáhnout a odhalit tak paži.

Test na hemoglobinovou elektroforézu je obvykle hrazen zdravotním pojištěním, pokud lékař poskytne pojistiteli přiměřené vysvětlení, proč je test indikován. Před provedením testu je však vždy nejlepší se poradit se svým pojišťovacím přepravcem, abyste se ujistili. Až si necháte udělat krevní test, měli byste si s sebou vzít kartu pojištěnce.

Během zkoušky

Test elektroforézy hemoglobinu se provádí standardním odběrem krve. Na paži se umístí škrtidlo a technik ucítí vhodnou žílu. Kůže bude očištěna alkoholovým tamponem, do žíly bude vložena jehla a odebrán vzorek krve. Po odebrání krve bude aplikován malý obvaz nebo gázová náplast. Poté vám bude umožněno jít domů.

Po zkoušce

Komplikace z odběru krve jsou mimořádně neobvyklé. Dávejte pozor na další krvácení, podlitiny nebo záněty nebo infekce. Pokud by došlo ke krvácení, tlačte na místo vpichu po dobu 5 až 10 minut více a pokud problém přetrvává, zavolejte svého lékaře. Také byste měli zavolat svému lékaři, pokud zaznamenáte příznaky zánětu nebo infekce (zarudnutí, citlivost, nadměrná bolest nebo otok).

Interpretace výsledků

Očekávejte, že výsledky testu elektroforézy hemoglobinu uslyšíte během několika dní až jednoho týdne. Pokud je váš test normální, je možné, že to je vše, co uslyšíte.

Můžete však získat podrobnější zprávu - nebo si ji můžete vyžádat - i když je test normální.

Normální hodnoty hemoglobinu

U dospělých jsou normální hodnoty molekul hemoglobinu uvedeny v procentech, a to následovně:

• Hemoglobin A: 95% - 98%
• Hemoglobin A2: 2% - 3%
• Hemoglobin F: 0,8% –2%
• Hemoglobiny S, C, D, E a další: 0%

U dětí jsou typické vyšší hladiny hemoglobinu F s odpovídajícími nižšími hladinami hemoglobinu A a A2:

• Hemoglobin F u novorozenců: 50% - 80%
• Hemoglobin F do 6 měsíců: 8%
• Hemoglobin F nad 6 měsíců: 1% –2%

Abnormální výsledky

Pokud máte na hemoglobinové elektroforéze nějaké množství abnormálního hemoglobinu, budete potřebovat další vyhodnocení.

Váš lékař bude muset při interpretaci významu abnormálního hemoglobinu, včetně vaší rodinné anamnézy, výsledků vašich CBC (včetně zejména hemoglobinu, hematokritu a středního objemu krve), vzhledu vašeho červeného vzoru vzít v úvahu mnoho dalších faktorů. krvinky pod mikroskopem a výsledky studií železa v séru.

Váš lékař může navíc použít sofistikovanější techniky, aby plně charakterizoval a kvantifikoval abnormální hemoglobin ve vašich krevních vzorcích. Takové testování může zahrnovat vysokotlakou kapalinovou chromatografii, kapilární zónovou elektroforézu, izoelektrickou fokusaci nebo cílené genetické testování.

Porozumění hemoglobinu a hemoglobinopatií

Každá molekula hemoglobinu je složitá struktura skládající se ze čtyř proteinových podjednotek nazývaných globiny, z nichž každá je vázána na neproteinovou strukturu obsahující železo, která se nazývá skupina hemu. Čtyři globinové jednotky v molekule hemoglobinu se skládají ze dvou řetězců podobných alfa a dvou beta.

Každá globinová jednotka nese hemovou skupinu složenou z porfyrinového kruhu a iontu železa. Úkolem skupiny hem je vázat a přenášet kyslík a ve správný čas jej uvolňovat do periferních tkání. Každá molekula hemoglobinu může vázat čtyři molekuly kyslíku.

Schopnost hemoglobinu vázat se na kyslík - což se označuje jako afinita hemoglobinu ke kyslíku - je do značné míry určena globinovými podjednotkami komplexu hemoglobinu. Na základě místních faktorů prostředí (zejména kyselosti krve a lokální koncentrace kyslíku) mění podjednotky globinu podle potřeby své tvary, aby změnily afinitu svých příslušných skupin hemu ke kyslíku. Tato kalibrovaná afinita kyslíku k hemoglobinu umožňuje, aby molekuly kyslíku byly zachyceny a poté uvolněny ve správný čas.

Jak krev cirkuluje v plicích, kyslík difunduje do červených krvinek. V místním prostředí plic je kyslík dychtivě přijímán a vázán molekulami hemoglobinu. Hemoglobin nesoucí kyslík se poté provádí do tkání. Protože je hemoglobin vystaven stále více kyselému prostředí v periferních tkáních (způsobenému odpadem oxidu uhličitého produkovaným buněčným metabolismem), ztrácí část své afinity ke kyslíku. Kyslík se tak uvolňuje do tkání.

Nově odkysličený hemoglobin v periferních tkáních zachycuje část přebytečného oxidu uhličitého, který tam nachází, a přenáší jej zpět do plic. (Většina odpadního oxidu uhličitého se však po jeho rozpuštění v krvi dostane do plic.)

Hemoglobin odpovídá barvě krve. Hemoglobin v tepnách, který nese dostatek kyslíku, má jasně červenou barvu (což je název červených krvinek). Hemoglobin v žilách poté, co dodal kyslík do tkání, má modravější barvu.

Typy normálního hemoglobinu

Existuje několik typů hemoglobinu, které se vyznačují specifickými typy globinů, které obsahují. Normální hemoglobin pro dospělé se skládá ze dvou alfa a dvou beta globinů. Jiné typy hemoglobinů obsahují podobné globiny, často označované jako alfa-podobné a beta-podobné globiny.

Červené krvinky obvykle přenášejí tři různé druhy hemoglobinu během různých fází lidského vývoje. Tyto tři normální hemoglobiny jsou optimalizovány pro jejich prostředí.

Ve velmi rané fázi těhotenství, kdy lidské embryo obdrží kyslík ze žloutkového vaku, se vytvoří embryonální hemoglobiny. Unikátní globinové struktury embryonálního hemoglobinu umožňují adekvátní výměnu kyslíku v prostředí s relativně nízkým obsahem kyslíku v raném věku plodu.

Jak se fetální oběh vyvíjí a kyslík se získává z placenty (která poskytuje vyšší koncentrace kyslíku než žloutkový váček, ale stále nižší, než jaká nakonec zajistí plíce), objevuje se další forma hemoglobinu, nazývaná fetální hemoglobin. Fetální hemoglobin přetrvává po zbytek těhotenství a během prvních několika měsíců po narození je postupně nahrazován hemoglobinem dospělých.

Nakonec je dospělý hemoglobin, který převládá šest měsíců po narození, optimalizován pro výměnu kyslíku mezi prostředím s vysokým obsahem kyslíku v plicích a prostředím s nízkým obsahem kyslíku v periferních tkáních.

Tyto tři normální lidské hemoglobiny se vyznačují různými globiny. Normální hemoglobin pro dospělé (nazývaný hemoglobin A) se skládá ze dvou alfa a dvou beta globinů. Hemoglobin A2 se skládá ze dvou alfa a dvou delta globinů. Fetální hemoglobin (hemoglobin F) obsahuje dva alfa a dva gama (beta podobné) globiny. Existují různé typy embryonálního hemoglobinu, které obsahují několik kombinací globinů alfa, gama, zeta a epsilon.

Hemoglobinopatie

Bylo objeveno mnoho genetických mutací, které vedou k abnormalitám alfa-podobných nebo beta-podobných globinů molekuly hemoglobinu. Abnormální hemoglobiny vznikající z těchto mutací se nazývají hemoglobinopatie.

Dosud bylo charakterizováno více než 1 000 druhů hemoglobinopatií. Většina z nich má menší význam a nezdá se, že by způsobovaly klinické problémy. Byly objeveny, většinou mimochodem, u zjevně normálních lidí s příchodem screeningu hemoglobinových elektroforézových testů.

Několik hemoglobinopatií však produkuje onemocnění. Závažnost hemoglobinopatie obvykle závisí na tom, zda je mutace homozygotní (zděděná od obou rodičů), nebo heterozygotní (zděděná pouze od jednoho rodiče, s normálními geny pro hemoglobin od druhého rodiče). Obecně platí, že u heterozygotních hemoglobinopatií se vytváří dostatek „normálního“ hemoglobinu, aby se alespoň do určité míry zmírnily jakékoli celkové klinické projevy. Lidé s homozygotními formami hemoglobinopatie mají obvykle závažnější klinické onemocnění.

Hemoglobinopatie jsou obecně rozděleny do dvou kategorií:

• Hemoglobinopatie, které se projevují strukturálními nebo funkčními změnami v molekule hemoglobinu. Obvykle se označují jako strukturní hemoglobinopatie.
• Hemoglobinopatie, které se projevují sníženou produkcí jednoho z řetězců globinu. Hemoglobinopatie v této druhé kategorii se nazývají thalassemie.

Strukturální hemoglobinopatie

Bylo identifikováno několik strukturálních hemoglobinopatií, které způsobují klinické onemocnění. Strukturální změny v molekule hemoglobinu mohou způsobit změny tvaru a pružnosti červených krvinek. Znetvořené červené krvinky mohou způsobit okluzi krevních cév. Jiné druhy strukturálních hemoglobinopatií mohou způsobit hemolytickou anémii. Další strukturální abnormality mohou změnit afinitu hemoglobinu ke kyslíku. Nízkoafinitní hemoglobinopatie mohou způsobit polycytemii (příliš mnoho červených krvinek). Vysoce afinitní hemoglobinopatie mohou způsobit cyanózu (nedostatek kyslíku v tkáních).

Mezi běžné strukturální hemoglobinopatie patří:

• Hemoglobin S (srpkovitá buňka) je způsoben mutací v řetězci beta globinu. Homozygotní forma srpkovité nemoci může způsobit okluzi krevních cév během období stresu (srpkovitá krize), což vede k bolesti, infekcím, otokům a ještě horším následkům, jako je mrtvice. Heterozygotní forma se nazývá znak srpkovitých buněk a obvykle nezpůsobuje klinické problémy.
• Hemoglobin C, hemoglobin D a hemoglobin E jsou všechny způsobeny mutacemi v řetězci beta globinu. Homozygotní formy těchto poruch způsobují hemolytickou anémii a zvětšení sleziny. Heterozygotní formy obvykle neprodukují významné onemocnění.

Snížená produkce hemoglobinu

Thalassemias jsou hemoglobinopatie, které jsou způsobeny abnormalitami v genech, které řídí produkci globinů. To způsobí sníženou produkci jednoho z globinových řetězců, což má za následek sníženou produkci hemoglobinu, a tím i anémii. Lidé s talasemií mohou také trpět přetížením železem a zvýšeným rizikem infekcí.

Alfa thalassemias, nejčastěji se vyskytující u lidí asijského nebo afrického původu, má za následek sníženou produkci alfa globinu. Beta thalassemias, nejčastěji pozorovaná u lidí středomořského původu, způsobuje sníženou produkci beta globinu.

Thalassemias jsou geneticky složité poruchy, protože několik genetických mutací (samostatně nebo v kombinaci) může způsobit thalassemii. Závažnost talasémie závisí na tom, o jaký globinový řetězec se jedná a kolik a které konkrétní geny způsobují problém.

Kombinované hemoglobinopatie

Lidé občas dědí od každého rodiče různé geny hemoglobinopatie, což vede k tzv. Složené heterozygotní hemoglobinopatii nebo kombinované hemoglobinopatii. Mezi běžnější kombinované hemoglobinopatie patří:

• Hemoglobinové SC onemocnění, při kterém hemoglobin S pochází od jednoho rodiče a hemoglobin C pochází od druhého. Klinicky mají lidé s hemoglobinem SC tendenci mít mírnější formu srpkovité choroby, ale projevy se mohou velmi lišit.
• Srpka / beta-talasémie, při které hemoglobin S pochází od jednoho z rodičů a beta-talasémie pochází od druhého. Tito lidé mohou mít typické projevy srpkovitých onemocnění a anémie.

Následovat

Jakmile bude hemoglobinopatie plně charakterizována, měli byste s lékařem očekávat podrobnou diskusi o dvou tématech: možná léčba, kterou možná budete potřebovat, a genetické poradenství.

Pokud je vaše hemoglobinopatie heterozygotní formou (tzv. „Vlastnost hemoglobinu“, ve které jste zdědili abnormální hemoglobin pouze od jednoho z rodičů), mezi 45% až 65% vašeho hemoglobinu bude pravděpodobně normální hemoglobin pro dospělé a vaše příznaky , pokud existují, budou pravděpodobně mírné. Většina lidí s vlastnostmi hemoglobinu nevyžaduje žádnou zvláštní léčbu.

Pokud máte homozygotní hemoglobinopatii nebo kombinovanou hemoglobinopatii (tj. Dva různé abnormální hemoglobiny), možná budete potřebovat léčbu.

Lidé se srpkovitou nemocí jsou dnes téměř vždy diagnostikováni v kojeneckém věku rutinními screeningovými testy na hemoglobin. Tyto děti jsou léčeny profylaxí antibiotiky, doplňováním vitamínů, úplným očkováním a agresivním zvládáním srpkovité krize, kdykoli k ní dojde.

Thalassemias jsou skupina poruch, jejichž účinky se velmi liší v závislosti na konkrétní genetické mutaci, která je způsobuje. Nejběžnějším problémem, který způsobují, je anémie, ale talasemie může také způsobit abnormality skeletu a přetížení železem, stejně jako narušení růstu a další poruchy. Lidé s těžkou talasemií mohou vyžadovat časté krevní transfuze a splenektomii. Přetížení železem se může stát hlavním problémem u lidí s talasemií.

Několik neobvyklých hemoglobinopatií vede k „nestabilním hemoglobinům“, kde se struktura molekul hemoglobinu mění takovým způsobem, aby se snížila životnost červených krvinek. Lidé s těmito stavy mohou mít anémii, zvětšenou slezinu a časté infekce. Léčba je zaměřena na prevenci komplikací a může zahrnovat transfuze krve, splenektomii a vyhýbání se oxidačním lékům, včetně některých antibiotik a NSAID. Transplantace kostní dřeně se také častěji aplikuje u lidí s těžkými, život ohrožujícími hemoglobinopatiemi.

Genetické poradenství

Pokud je riziko vzniku dítěte se závažnou hemoglobinopatií považováno za zvýšené, může být při těhotenství indikováno hodnocení plodu.