Виды гемоглобина методом электрофореза

Лекарство 2021

Электрофорез гемоглобина — это анализ крови, обычно используемый для диагностики и характеристики нарушений гемоглобина, называемых гемоглобинопатиями. Гемоглобин — это сложный белок, содержащийся в к

Содержание:

• Цель теста
• Риски и противопоказания
• Перед тестом
• Во время теста
• После теста
• Интерпретация результатов

Электрофорез гемоглобина — это анализ крови, обычно используемый для диагностики и характеристики нарушений гемоглобина, называемых гемоглобинопатиями. Гемоглобин — это сложный белок, содержащийся в красных кровяных тельцах, работа которых заключается в переносе и доставке кислорода по всему телу. Гемоглобин забирает кислород из легких, транспортирует кислород через кровоток и высвобождает его в нужное время, чтобы его могли использовать все ткани тела. Есть несколько наследственных гемоглобинопатий, которые могут повлиять на способность гемоглобина нормально выполнять свою работу.

Цель теста

Тест электрофореза гемоглобина предназначен для выявления различных генетических аномалий в структуре гемоглобина человека. Электрофорез гемоглобина обычно проводится, когда у человека есть признаки или симптомы гемолитической анемии, семейная история гемоглобинопатии, аномальный общий анализ крови (CBC) или положительный результат неонатального скринингового теста.

В настоящее время в США Американский колледж акушеров и гинекологов рекомендует проводить скрининг на гемоглобинопатию для всех беременных женщин путем выполнения общего анализа крови и электрофореза гемоглобина, если общий анализ крови отклоняется от нормы или если у женщины повышен риск гемоглобинопатии на основании Этническая принадлежность. Женщины африканского, средиземноморского, юго-восточного азиатского, западно-индийского или ближневосточного происхождения подвержены более высокому риску гемоглобинопатий. Мужчины-партнеры женщин, у которых обнаружена гемоглобинопатия, также должны пройти обследование.

Электрофорез гемоглобина — лишь один из нескольких тестов, которые могут обнаружить и охарактеризовать аномальные гемоглобины. Часто, если с помощью электрофореза получают ненормальный результат, можно провести более сложное тестирование, чтобы точно охарактеризовать гемоглобинопатии. Электрофорез гемоглобина — это анализ крови, который может обнаружить нормальный и аномальный гемоглобин и охарактеризовать тип гемоглобинопатии, если таковая существует.

Различные глобины имеют разные электрические заряды и могут отличаться друг от друга в зависимости от их поведения при воздействии электрического тока.

Электрофорез гемоглобина проводится путем нанесения небольшого количества крови на специальную бумагу или специальный гель и воздействия на него электрического тока. Различные типы глобина будут перемещаться по бумаге (или гелю) с разной скоростью и, таким образом, разделятся на характерные полосы. Изучая полосы, которые образуются во время приложения тока, можно дифференцировать типы гемоглобина, присутствующие в образце крови.

Риски и противопоказания

Электрофорез гемоглобина — это анализ крови. Следовательно, почти нет риска, за исключением небольшого риска синяков, кровотечений или инфекции, которые присутствуют при любом тесте, требующем взятия крови.

Как правило, лучше не проводить анализ электрофореза гемоглобина в течение 12 недель после переливания крови, поскольку результаты могут быть искажены гемоглобинами из перелитых эритроцитов.

Перед тестом

Тип гемоглобина в вашей крови не зависит от времени дня или того, что вы ели или пили в последнее время, поэтому нет никаких специальных инструкций или ограничений, которым вам нужно будет следовать перед электрофорезом гемоглобина. Образец можно взять в любом учреждении, где проводится стандартный забор крови, в любое время суток. Обычно это делается в кабинете врача, лаборатории или больнице. Как и при любом анализе крови, вы должны носить удобную одежду со свободными рукавами, которые можно легко подтянуть, чтобы обнажить руку.

Тест на электрофорез гемоглобина обычно покрывается медицинской страховкой, если врач дает страховщику разумное объяснение того, почему показан этот тест. Тем не менее, всегда лучше проконсультироваться со своей страховой компанией перед тестом, просто чтобы убедиться. При сдаче анализа крови вам следует взять с собой страховую карточку.

Во время теста

Электрофорез на гемоглобин проводится с использованием венозной крови. На руку наложат жгут, и техник нащупает подходящую вену. Кожу протирают спиртовой салфеткой, затем вводят иглу в вену и забирают кровь.

Вы почувствуете мгновенный резкий укол при введении иглы и можете почувствовать небольшое давление во время забора крови. Через несколько секунд игла будет извлечена, и на рану иглы будет оказываться давление в течение нескольких минут, пока не перестанет сочиться кровь. Обычно накладывают небольшую повязку или марлевую повязку. Затем вас отпустят домой.

После теста

Серьезные осложнения после анализа крови очень редки. Следите за возможным кровотечением, синяками, воспалением или инфекцией. Если возникнет кровотечение или синяк, сильнее надавите на место прокола на 10–15 минут, а если проблема не исчезнет, ​​вам следует позвонить своему врачу. Вам также следует позвонить своему врачу, если вы заметили признаки воспаления или инфекции (покраснение, болезненность, сильную боль или отек).

Интерпретация результатов

Ожидайте, что результаты электрофореза гемоглобина вы получите в течение нескольких дней или недель. Если ваш тест в порядке, возможно, это все, что вы услышите.

Однако вы можете получить более подробный отчет (или вы можете запросить подробный отчет), даже если тест проходит нормально.

Нормальные значения гемоглобина

У взрослых нормальные значения молекул гемоглобина выражены в процентах следующим образом:

• Гемоглобин А: 95% — 98%
• Гемоглобин А2: 2% — 3%
• Гемоглобин F: 0,8% — 2%
• Гемоглобины S, C, D, E и другие: 0%

У детей типичны более высокие уровни гемоглобина F и соответственно более низкие уровни гемоглобина A и A2:

• Гемоглобин F у новорожденных: 50% — 80%
• Гемоглобин F до 6 месяцев: 8%
• Гемоглобин F старше 6 месяцев: 1% — 2%

Аномальные результаты

Если при электрофорезе гемоглобина у вас обнаружен аномальный гемоглобин, вам потребуется дополнительное обследование.

Ваш врач должен будет принять во внимание множество дополнительных факторов при интерпретации значимости аномального гемоглобина, включая вашу семейную историю, результаты вашего общего анализа крови (включая, в частности, гемоглобин, гематокрит и средний корпускулярный объем), появление ваши эритроциты под микроскопом и результаты исследований сывороточного железа.

Кроме того, ваш врач может использовать более сложные методы анализа образцов крови, чтобы полностью охарактеризовать и количественно определить аномальный гемоглобин. Такое тестирование может включать жидкостную хроматографию высокого давления, электрофорез капиллярной зоны, изоэлектрическое фокусирование или целевое генетическое тестирование.

Понимание гемоглобина и гемоглобинопатий

Каждая молекула гемоглобина представляет собой сложную структуру, состоящую из четырех белковых субъединиц, называемых глобинами, каждая из которых связана с небелковой железосодержащей структурой, называемой гемовой группой. Четыре единицы глобина в молекуле гемоглобина состоят из двух альфа-подобных и двух бета-подобных цепей.

Каждая единица глобина несет группу гема, состоящую из порфиринового кольца и иона железа. Задача группы гема — связывать и переносить кислород, а также высвобождать его в периферические ткани в нужное время. Каждая молекула гемоглобина может связывать четыре молекулы кислорода.

Способность гемоглобина связываться с кислородом, которая называется сродством гемоглобина к кислороду, в значительной степени определяется глобиновыми субъединицами гемоглобинового комплекса. В зависимости от местных факторов окружающей среды (особенно кислотности крови и локальной концентрации кислорода) субъединицы глобина меняют свою форму по мере необходимости, чтобы изменить сродство своих соответствующих гемовых групп к кислороду. Это откалиброванное сродство гемоглобина к кислороду позволяет молекулам кислорода собираться, а затем высвобождаться в нужное время.

Когда кровь циркулирует в легких, кислород проникает в эритроциты. В окружающей среде легких кислород интенсивно поглощается и связывается молекулами гемоглобина. Затем кислородсодержащий гемоглобин переносится в ткани. Поскольку гемоглобин подвергается воздействию все более кислой среды в периферических тканях (вызванной отходами углекислого газа, образующимися в результате клеточного метаболизма), он теряет часть своего сродства к кислороду. Таким образом, кислород поступает в ткани.

Вновь дезоксигенированный гемоглобин в периферических тканях улавливает часть избытка углекислого газа, который там находит, и переносит его обратно в легкие. (Однако большая часть отработанного углекислого газа попадает в легкие после растворения в крови.)

Гемоглобин определяет цвет крови. Гемоглобин в артериях, несущих много кислорода, имеет ярко-красный цвет (отсюда и название красных кровяных телец). Гемоглобин в венах, доставив кислород тканям, становится более синеватого цвета.

Типы нормального гемоглобина

Есть несколько типов гемоглобина, которые характеризуются конкретными типами глобинов, которые они содержат. Нормальный гемоглобин взрослого человека состоит из двух альфа и двух бета глобинов. Другие типы гемоглобинов содержат аналогичные глобины, часто называемые альфа-подобными и бета-подобными глобинами.

Три различных вида гемоглобина обычно переносятся эритроцитами на разных этапах развития человека. Эти три нормальных гемоглобина оптимизированы для окружающей среды.

На очень ранних сроках беременности, когда человеческий эмбрион получает кислород из желточного мешка, вырабатываются эмбриональные гемоглобины. Уникальные глобиновые структуры эмбрионального гемоглобина обеспечивают адекватный кислородный обмен в среде с относительно низким содержанием кислорода на ранних этапах жизни плода.

По мере развития кровообращения плода и получения кислорода из плаценты (которая обеспечивает более высокую концентрацию кислорода, чем желточный мешок, но все же ниже, чем в конечном итоге будет обеспечиваться легкими), появляется другая форма гемоглобина, называемая гемоглобином плода. Гемоглобин плода сохраняется на протяжении остальной части беременности и постепенно замещается гемоглобином взрослого человека в течение первых нескольких месяцев после рождения.

Наконец, взрослый гемоглобин, который преобладает к шести месяцам после рождения, оптимизирован для кислородного обмена между высококислородной средой легких и низкокислородной средой периферических тканей.

Эти три нормальных гемоглобина человека характеризуются разными глобинами. Нормальный взрослый гемоглобин (называемый гемоглобином А и А2) состоит из двух альфа и двух бета глобинов. Гемоглобин плода (гемоглобин F) содержит два альфа и два гамма (бета-подобных) глобина. Существуют различные типы эмбрионального гемоглобина, которые содержат несколько комбинаций альфа-, гамма-, дзета- и эпсилон-глобинов.

Гемоглобинопатии

Были обнаружены многочисленные генетические мутации, которые приводят к аномалиям альфа-подобных или бета-подобных глобинов молекулы гемоглобина. Аномальные гемоглобины, возникающие в результате этих мутаций, называются гемоглобинопатиями.

К настоящему времени охарактеризовано более 1000 видов гемоглобинопатий. Большинство из них имеют второстепенное значение и не вызывают клинических проблем. Они были обнаружены в основном случайно у внешне нормальных людей, с появлением скрининговых тестов электрофореза гемоглобина.

Однако некоторые гемоглобинопатии вызывают заболевание.

Тяжесть гемоглобинопатии обычно зависит от того, является ли мутация гомозиготной (наследуется от обоих родителей) или гетерозиготной (наследуется только одним родителем с нормальными генами гемоглобина от второго родителя). В общем, при гетерозиготных гемоглобинопатиях вырабатывается достаточно «нормального» гемоглобина для смягчения, по крайней мере, до некоторой степени любых общих клинических проявлений. Люди с гомозиготными формами гемоглобинопатии, как правило, имеют более тяжелое клиническое заболевание.

Гемоглобинопатии обычно делятся на две категории:

• Гемоглобинопатии, которые проявляются структурными или функциональными изменениями молекулы гемоглобина. Их обычно называют структурными гемоглобинопатиями.
• Гемоглобинопатии, проявляющиеся снижением продукции одной из цепей глобина. Гемоглобинопатии этой второй категории называются талассемией.

Структурные гемоглобинопатии

Выявлено несколько структурных гемоглобинопатий, которые вызывают клиническое заболевание. Структурные изменения в молекуле гемоглобина могут вызывать изменения формы и гибкости красных кровяных телец. Деформированные эритроциты могут вызвать закупорку кровеносных сосудов. Другие виды структурных гемоглобинопатий могут вызывать гемолитическую анемию. Однако другие структурные аномалии могут изменить сродство гемоглобина к кислороду. Гемоглобинопатии с низким сродством могут вызывать полицитемию (слишком много красных кровяных телец). Гемоглобинопатии с высоким сродством могут вызывать цианоз (кислородное голодание тканей).

Общие структурные гемоглобинопатии включают:

• Гемоглобин S (серповидноклеточный) вызывается мутацией в цепи бета-глобина. Гомозиготная форма серповидно-клеточной анемии может вызывать закупорку кровеносных сосудов в периоды стресса (серповидноклеточный кризис), что приводит к боли, инфекциям, отеку и даже более тяжелые последствия, такие как инсульт. Гетерозиготная форма называется серповидно-клеточным признаком и обычно не вызывает клинических проблем.
• Гемоглобин C, гемоглобин D и гемоглобин E вызваны мутациями в цепи бета-глобина. Гомозиготные формы этих расстройств вызывают гемолитическую анемию и увеличение селезенки. Гетерозиготные формы обычно не вызывают серьезных заболеваний.

Снижение производства гемоглобина

Талассемии — это гемоглобинопатии, вызываемые аномалиями в генах, контролирующих выработку глобинов. Это вызывает снижение производства одной из цепей глобина, что приводит к снижению выработки гемоглобина и, следовательно, к анемии. Люди с талассемией также могут страдать от перегрузки железом и повышенного риска инфекций.

Альфа-талассемия, которая чаще всего встречается у людей азиатского или африканского происхождения, приводит к снижению выработки альфа-глобина. Бета-талассемии, чаще всего наблюдаемые у людей средиземноморского происхождения, вызывают снижение выработки бета-глобина.

Талассемия — это генетически сложное заболевание, поскольку несколько генетических мутаций (по отдельности или в комбинации) могут вызывать талассемию. Тяжесть талассемии зависит от того, какая глобиновая цепь задействована, сколько и какие конкретные гены вызывают проблему.

Комбинированные гемоглобинопатии

Иногда люди наследуют разные гены гемоглобинопатии от каждого из родителей, что приводит к так называемой сложной гетерозиготной гемоглобинопатии или комбинированной гемоглобинопатии. Наиболее распространенные комбинированные гемоглобинопатии включают:

• Гемоглобин SC заболевание, при котором гемоглобин S исходит от одного родителя, а гемоглобин С — от другого. Клинически люди с СК гемоглобина, как правило, имеют более легкую форму серповидно-клеточной анемии, но проявления могут широко варьироваться.
• Серп / бета-талассемия, при которой гемоглобин S исходит от одного родителя, а бета-талассемия — от другого. У этих людей могут быть типичные проявления серповидно-клеточной анемии и анемии.

Следовать за

После того, как гемоглобинопатия будет полностью охарактеризована, вы должны ожидать, что ваш врач подробно обсудит с вами две конкретные темы: лечение, которое вам может понадобиться (если таковое имеется), и генетическое консультирование.

Если ваша гемоглобинопатия является гетерозиготной (так называемая «черта» гемоглобина, при которой вы унаследовали аномальный гемоглобин только от одного родителя), от 45% до 65% вашего гемоглобина, скорее всего, будет нормальным взрослым гемоглобином, и ваши симптомы , если таковые имеются, скорее всего, будут легкими. Большинство людей с особенностями гемоглобина не требуют какого-либо специального лечения.

Если у вас гомозиготная гемоглобинопатия или комбинированная гемоглобинопатия (то есть два разных аномальных гемоглобина), вам может потребоваться лечение.

Люди с серповидно-клеточной анемией сегодня почти всегда диагностируются в младенчестве с помощью обычных тестов на гемоглобин. Этих младенцев лечат антибиотиками, добавками витаминов, полной вакцинацией и агрессивным лечением серповидно-клеточного кризиса, когда бы он ни происходил.

Талассемии — это группа заболеваний, последствия которых сильно различаются в зависимости от конкретной генетической мутации, которая их вызывает. Наиболее частой проблемой, которую они вызывают, является анемия, но талассемия также может вызывать аномалии скелета и перегрузку железом, а также нарушение роста и другие расстройства. Людям с тяжелой формой талассемии могут потребоваться частые переливания крови и спленэктомия. Перегрузка железом может стать серьезной проблемой у людей с талассемией.

Несколько необычных гемоглобинопатий приводят к «нестабильным гемоглобинам», когда структура молекул гемоглобина изменяется таким образом, чтобы сократить продолжительность жизни красных кровяных телец. Люди с этими состояниями могут испытывать анемию, увеличение селезенки и частые инфекции. Лечение направлено на предотвращение осложнений и может включать переливание крови, спленэктомию и отказ от оксидантных препаратов, включая некоторые антибиотики и НПВП.

Трансплантация костного мозга все чаще применяется людям с тяжелыми, опасными для жизни гемоглобинопатиями.

Генетическая консультация

Если риск рождения ребенка с серьезной гемоглобинопатией считается повышенным, при наступлении беременности может быть показано обследование плода.