Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Электрофорез белков сыворотки
Электрофорез белков сыворотки в норме. PNG
Диаграмма электрофореза нормальных белков сыворотки крови с обозначениями различных зон.
MeSHD001797
Схематическое изображение геля для электрофореза белков

Электрофорез сывороточного белка ( SPEP или SPE ) - это лабораторный тест, который исследует определенные белки в крови, называемые глобулинами . [1] Наиболее частыми показаниями к электрофорезу сывороточного белка являются диагностика или мониторинг множественной миеломы , моноклональной гаммопатии неопределенной значимости (MGUS) или дальнейшее исследование несоответствия между низким содержанием альбумина и относительно высоким общим содержанием белка. Необъяснимая боль в костях, анемия, протеинурия , хроническое заболевание почек и гиперкальциемия также являются признаками множественной миеломы и показаниями для ТПЭ. [2] Сначала необходимо собрать кровь , обычно в герметичный флакон или шприц . Электрофорез - это лабораторный метод, при котором сыворотка крови (жидкая часть крови после свертывания крови) наносится на ацетатную мембрану, пропитанную жидким буфером [3] [4], на матрицу из забуференного агарозного геля или в жидкость в капиллярной трубке и подвергаются воздействию электрического тока для разделения белковых компонентов сыворотки на пять основных фракций по размеру и электрическому заряду: сывороточный альбумин , альфа-1-глобулины , альфа-2-глобулины , бета-1 и 2-глобулины., и гамма-глобулины .

Ацетатный или гель-электрофорез [ править ]

Белки разделяются как электрическими силами, так и электроэндоосмостическими силами. Чистый заряд белка основан на суммарном заряде его аминокислот и pH буфера. Белки наносят на твердую матрицу, такую ​​как агарозный гель, или мембрану из ацетата целлюлозы в жидком буфере, и прикладывают электрический ток. Белки с отрицательным зарядом будут перемещаться к положительно заряженному аноду. Альбумин имеет самый отрицательный заряд и будет мигрировать дальше всего к аноду. Эндоосмотический поток - это движение жидкости к катоду, которое заставляет белки с более слабым зарядом двигаться назад от места нанесения. Гамма-белки в первую очередь разделяются эндоосмотическими силами. [5]

Капиллярный электрофорез [ править ]

В капиллярном электрофорезе твердой матрицы нет. Белки разделяются в первую очередь сильными электроэндоосмотическими силами. Образец вводится в капилляр с отрицательным поверхностным зарядом. Применяется сильный ток, и отрицательно заряженные белки, такие как альбумин, пытаются двигаться к аноду. Жидкий буфер течет к катоду и увлекает белки с более слабым зарядом. [6] [7]

Фракции сывороточного белка [ править ]

Нормальные результаты электрофореза сывороточного протеина

Альбумин [ править ]

Альбумин является основной фракцией нормального SPEP. Необходимо снижение на 30% до того, как уменьшение будет обнаружено при электрофорезе. Обычно видна одна полоса. Гетерозиготные люди могут вызывать бисальбуминемию - две одинаково окрашиваемые полосы, продукт двух генов. Некоторые варианты дают начало широкой полосе или двум полосам разной интенсивности, но ни один из этих вариантов не связан с заболеванием. [8] Повышенная анодная подвижность является результатом связывания билирубина , неэтерифицированных жирных кислот , пенициллина и ацетилсалициловой кислоты , а иногда и триптического переваривания при остром панкреатите .

Отсутствие альбумина, известное как анальбуминемия , встречается редко. Однако пониженный уровень альбумина характерен для многих заболеваний, включая заболевания печени , недоедание , мальабсорбцию, нефропатию с потерей белка и энтеропатию. [9]

Альбумин - альфа-1 интерзон [ править ]

Даже окрашивание в этой зоне связано с липопротеином альфа-1 (липопротеин высокой плотности - ЛПВП). Уменьшение наблюдается при сильном воспалении, остром гепатите и циррозе печени . Также нефротический синдром может привести к снижению уровня альбумина; из-за его потери с мочой через поврежденные дырявые клубочки . Увеличение наблюдается у тяжелых алкоголиков, а также у женщин во время беременности и в период полового созревания.

Высокие уровни AFP, которые могут возникать при гепатоцеллюлярной карциноме, могут привести к резкой полосе между альбумином и зоной альфа-1.

Зона Альфа-1 [ править ]

Орозомукоид и антитрипсин мигрируют вместе, но орозомукоид плохо окрашивает, поэтому альфа-1-антитрипсин (ААТ) составляет большую часть альфа-1-диапазона. Альфа-1-антитрипсин имеет группу SG, и тиоловые соединения могут связываться с белком, изменяя их подвижность. Уменьшенная полоса видна в состоянии дефицита. Он снижен при нефротическом синдроме [10], и его отсутствие может указывать на возможный дефицит альфа-1-антитрипсина. Это в конечном итоге приводит к эмфиземе из-за нерегулируемой активности эластазы нейтрофилов в ткани легких. Однако фракция альфа-1 не исчезает при дефиците альфа-1-антитрипсина, потому что другие белки, включая альфа- липопротеини оросомукоид также мигрируют туда. В качестве положительного реагента острой фазы ААТ увеличивается при остром воспалении.

Белок Бенс-Джонса может связываться с альфа-1-диапазоном и задерживать его. [ необходима цитата ]

Альфа-1 - интерзона альфа-2 [ править ]

Можно увидеть две слабые полосы, представляющие альфа-1-антихимотрипсин и белок, связывающий витамин D. Эти полосы сливаются и усиливаются в начале воспаления из-за увеличения альфа-1-антихимотрипсина, белка острой фазы .

Зона Альфа-2 [ править ]

Эта зона состоит в основном из альфа-2-макроглобулина (AMG или A2M) и гаптоглобина . При гемолитической анемии, как правило, низкие уровни (гаптоглобин - это самоубийственная молекула, которая связывается со свободным гемоглобином, высвобождаемым из красных кровяных телец, и эти комплексы быстро удаляются фагоцитами ). Гаптоглобин повышается как часть реакции острой фазы, что приводит к типичному повышению зоны альфа-2 во время воспаления. Нормальная зона альфа-2 и повышенная зона альфа-1 - типичный образец метастазов в печени и цирроза.

Комплексы гаптоглобин / гемаглобин мигрируют более катодно, чем гаптоглобин, как видно в интерзоне альфа-2 - бета. Обычно это рассматривается как расширение зоны альфа-2.

Уровень альфа-2 макроглобулина может быть повышен у детей и пожилых людей. Это видно как резкий фронт альфа-2 диапазона. Уровень AMG заметно повышается (в 10 раз или больше) в связи с потерей клубочкового белка, как при нефротическом синдроме . Из-за своего большого размера AMG не может проходить через клубочки, в то время как другие белки с более низкой молекулярной массой теряются. Повышенный синтез AMG объясняет его абсолютное увеличение при нефротическом синдроме. Повышенный уровень АМГ также отмечается у крыс без альбумина, что указывает на то, что это реакция на низкий уровень альбумина, а не сам нефротический синдром [11]

АМГ слегка повышен на ранних стадиях диабетической нефропатии .

Альфа-2 - бета интерзона [ править ]

Холодный нерастворимый глобулин здесь образует полосу, которую не видно в плазме, потому что он осаждается гепарином . При воспалении наблюдается низкий уровень, а при беременности - высокий.

Бета-липопротеин образует в этой зоне нерегулярную зубчатую полосу. Высокие уровни наблюдаются при гиперхолестеринемии II типа , гипертриглицеридемии и нефротическом синдроме.

Бета-зона [ править ]

Трансферрин и бета-липопротеин ( ЛПНП ) составляют бета-1. Повышенный уровень белка бета-1 из-за повышенного уровня свободного трансферрина типичен для железодефицитной анемии , беременности и терапии эстрогенами . Повышение уровня белка бета-1 из-за повышения уровня ЛПНП возникает при гиперхолестеринемии . Снижение уровня белка бета-1 возникает при остром или хроническом воспалении.

Бета-2 включает C3 ( белок комплемента 3). Он повышается в острой фазе ответа. Депрессия C3 возникает при аутоиммунных заболеваниях, когда активируется система комплемента, и C3 связывается с иммунными комплексами и удаляется из сыворотки. Фибриноген, белок бета-2, обнаруживается в нормальной плазме, но отсутствует в нормальной сыворотке. Иногда кровь, взятая у гепаринизированных пациентов, не полностью свертывается, что приводит к появлению видимой полосы фибриногена между бета- и гамма-глобулинами.

Бета-гамма интерзона [ править ]

С-реактивный белок находится между бета- и гамма-зонами, производя бета / гамма-слияние. IgA имеет наибольшую анодную подвижность и обычно мигрирует в области между бета- и гамма-зонами, также вызывая слияние бета / гамма у пациентов с циррозом, респираторной инфекцией, кожным заболеванием или ревматоидным артритом (повышенный уровень IgA). Фибриноген из образцов плазмы будет виден в бета-гамма-области. Фибриноген, белок бета-2, обнаруживается в нормальной плазме, но отсутствует в нормальной сыворотке. Иногда кровь, взятая у гепаринизированных пациентов, не полностью свертывается, что приводит к появлению видимой полосы фибриногена между бета- и гамма-глобулинами.

Гамма-зона [ править ]

Эти иммуноглобулины или антитела , как правило , только белки , присутствующие в нормальной гамме - области. Следует отметить, что любой белок, мигрирующий в гамма-области, будет окрашен и появится на геле, что может включать примеси белка, артефакты или определенные лекарства. В зависимости от того, используется ли агарозный или капиллярный метод, помехи различаются. Иммуноглобулины состоят из тяжелых цепей (IgA, IgM, IgG, IgE и IgD) и легких цепей (каппа и лямбда). Нормальная гамма-зона должна выглядеть как гладкий «румянец» или мазок без асимметрии или резких пиков. [12] Гамма-глобулины могут быть повышены ( гипергаммаглобулинемия ), уменьшены ( гипогаммаглобулинемия).) или имеют аномальный пик или пики. Обратите внимание, что иммуноглобулины также могут быть найдены в других зонах; IgA обычно мигрирует в бета-гамма-зону, и, в частности, патогенные иммуноглобулины могут мигрировать куда угодно, включая альфа-области.

Гипогаммаглобулинемию легко определить как «спад» или уменьшение гамма-зоны. Это нормально для младенцев. Он обнаруживается у пациентов с Х-сцепленной агаммаглобулинемией . Дефицит IgA встречается у 1: 500 населения, о чем свидетельствует бледность в гамма-зоне. Следует отметить, что гипогаммаглобулинем может наблюдаться в контексте MGUS или множественной миеломы.

Если гамма-зона показывает увеличение, первым шагом в интерпретации является определение, является ли область узкой или широкой. Широкий «набухший» образ (широкий) указывает на продукцию поликлонального иммуноглобулина. Если он повышен асимметрично или с одним или несколькими пиками или узкими «пиками», это может указывать на клональную продукцию одного или нескольких иммуноглобулинов [13].

На поликлональную гаммапатию указывает «набухшее» возвышение в гамма-зоне, которое обычно указывает на неопухолевое состояние (хотя и не исключительно для неопухолевых состояний). Наиболее частыми причинами поликлональной гипергаммаглобулинемии, обнаруживаемой с помощью электрофореза, являются тяжелая инфекция , хроническое заболевание печени, ревматоидный артрит, системная красная волчанка и другие заболевания соединительной ткани.

Узкий спайк указывает на моноклональную гаммопатию, также известную как ограниченная полоса или «М-спайк». Чтобы подтвердить, что ограниченная полоса представляет собой иммуноглобулин, проводят последующее тестирование с иммунофиксацией или иммунодезамещением / иммуносубтракцией (капиллярные методы). Терапевтические моноклональные антитела (mAb) также мигрируют в эту область и могут быть ошибочно интерпретированы как моноклональная гаммапатия, а также могут быть идентифицированы иммунофиксацией или иммунодезамещением / иммуносубтракцией, поскольку они структурно сопоставимы с иммуноглобулинами человека. [14] Наиболее частой причиной ограниченной полосы является MGUS (моноклональная гаммопатия с неопределенным значением), которая, хотя и является необходимым предшественником, лишь в редких случаях прогрессирует до множественной миеломы. (В среднем 1% / год.)[15] Как правило, моноклональная гаммопатия является злокачественной или клональной по происхождению, причем миелома является наиболее частой причинойвсплесков IgA и IgG . хронический лимфолейкоз и лимфосаркома не редкость и обычно вызывают образование парапротеинов IgM . Обратите внимание, что до 8% здоровых гериатрических пациентов могут иметь моноклональный спайк. [16] Макроглобулинемия Вальденстрема (IgM), моноклональная гаммопатия неопределенного значения (MGUS), амилоидоз, лейкоз плазматических клеток и одиночные плазмоцитомы также вызывают М-спайк.

На олигоклональную гаммопатию указывают один или несколько отдельных клонов.

Лизоцим можно рассматривать как гамма-полосу при миеломоноцитарном лейкозе, при которой он высвобождается из опухолевых клеток.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Дженкинс, Маргарет А. (1999). «Электрофорез белков сыворотки». Клиническое применение капиллярного электрофореза . Методы молекулярной медицины . 27 . С. 11–20. DOI : 10.1385 / 1-59259-689-4: 11 . ISBN 1-59259-689-4. PMID  21374283 .
  2. ^ Харрис, Нил С .; Зима, Уильям Э. (2012). Множественная миелома и связанные с ней нарушения белков сыворотки: Электрофоретическое руководство . Demos Medical. п. 5. ISBN 978-1-933864-75-4.CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  3. ^ Каплан, А; Сэвори, Дж (1965). «Оценка системы электрофореза ацетата целлюлозы для фракционирования сывороточного белка». Клиническая химия . 11 (10): 937–42. DOI : 10.1093 / clinchem / 11.10.937 . PMID 4158264 . 
  4. ^ Химия / «Оценка системы электрофореза ацетата целлюлозы для фракционирования сывороточного белка» Проверить значение ( справка ) . Клиническая химия . Дата обращения 1 мая 2016 .|url=
  5. Перейти ↑ Harris 2012 , pp. 9–16.
  6. ^ Harris, 2012 и страницы 117-123 .
  7. ^ Керен, Дэвид Ф. (2003). Белковый электрофорез в клинической диагностике . Ходдер Арнольд. С. 1–14. ISBN 0340-81213-3.CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  8. ^ Хоанг, Май П; Баскин, Лиланд Б; Wians, Фрэнк Х (1999). «Бисальбуминурия у взрослого с бисальбуминемией и нефротическим синдромом». Clinica Chimica Acta . 284 (1): 101–7. DOI : 10.1016 / S0009-8981 (99) 00054-6 . PMID 10437648 . 
  9. ^ Перальта, Рубен; Рубери, Брэд А. (30 июля 2012 г.). Пинский, Майкл Р; Шарма, сб; Талавера, Франсиско; Мэннинг, Гарольд Л; Райс, Тимоти Д. (ред.). «Гипоальбуминемия» . Medscape . Проверено 2 октября 2013 года .
  10. ^ Лонгсворт, LG; Macinnes, DA (1 января 1940 г.). «Электрофоретическое исследование нефротической сыворотки и мочи» . Журнал экспериментальной медицины . 71 (1): 77–82. DOI : 10,1084 / jem.71.1.77 . PMC 2135007 . PMID 19870946 .  
  11. ^ Стивенсон, FT; Грин, S; Кайсен, Джорджия (январь 1998 г.). «Концентрации альфа-2-макроглобулина и альфа-1-ингибитора 3 в сыворотке крови повышаются при гипоальбуминемии за счет посттранскрипционных механизмов». Kidney International . 53 (1): 67–75. DOI : 10.1046 / j.1523-1755.1998.00734.x . PMID 9453001 . 
  12. Перейти ↑ Keren 2003 , pp. 93–97.
  13. ^ Туазон, Шерилин Alvaran; Скарпачи, Энтони П. (11 мая 2012 г.). Старос, Эрик Б. (ред.). «Электрофорез белков сыворотки» . Medscape . Проверено 2 октября 2013 года .
  14. ^ McCudden, С. (2016). «Мониторинг пациентов с множественной миеломой, получавших даратумумаб: устранение помех от моноклональных антител» . Clin Chem Lab Med . 54 (6): 1095–104. DOI : 10,1515 / КУ-2015-1031 . PMID 27028734 . 
  15. Перейти ↑ Harris 2012 , p. 60.
  16. ^ Wadhera, Риши К .; Раджкумар, С. Винсент (2010). «Распространенность моноклональной гаммопатии неопределенного значения: систематический обзор» . Труды клиники Мэйо . 85 (10): 933–42. DOI : 10.4065 / mcp.2010.0337 . PMC 2947966 . PMID 20713974 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Электрофорез белков в Lab Tests Online