Kiedy wykonuje się proteinogram? Elektroforeza białek surowicy i ich przydatność w diagnostyce

Całkowite stężenie białek w osoczu jest wartością względnie stałą, wynoszącą 64-83 g/l. W skład osoczowych białek wchodzą substancje różniące się strukturą, funkcją i stężeniem, a ocena ich zawartości stanowi jeden z kluczowych elementów diagnostycznych. Synteza większości białek osocza odbywa się w wątrobie i komórkach układu limfatycznego - plazmocytach. Całkowite stężenie białek osocza zależy prawie w 100 proc. od równowagi między dwoma głównymi frakcjami: albumin i gamma-globulin oraz procesów ich degradacji i syntezy. 

Białka osocza dzielimy na frakcje, z których każda ma inną funkcję i znaczenie kliniczne. Ocena zawartości białek osocza ma kluczowe znaczenie w następujących stanach:

• choroby wątroby (spadek frakcji albumin, fibrynogenu, alfa- i beta-globulin, wzrost frakcji gamma-globulin);
• choroby rozrostowe - procesy nowotworzenia (wzrost ogólnej frakcji białek, wzrost immunoglobulin);
• choroby autoimmunologiczne (wzrost immunoglobulin);
• odwodnienie lub przewodnienie (wzrost lub spadek albumin i białka całkowitego);
• choroby nerek (spadek stężenia białka całkowitego);
• krwotoki i oparzenia (zmniejszenie stężenia białka całkowitego);
• choroby przewodu pokarmowego (spadek stężenia antyproteaz).

Metodą oznaczenia białka całkowitego jest metoda biuretowa, w której kompleksy białkowo-miedziowe dają barwną reakcję. Stężenie białka całkowitego u dorosłych powinno wynosić 64-83 g/l, jednakże nawet prawidłowe stężenie białka całkowitego nie wyklucza zaburzeń składu białek osocza. Skład białek osocza ocenia się w oparciu o frakcje, które uwidaczniają się metodą rozdziału elektroforetycznego nazywaną elektroforezą białek surowicy lub inaczej - proteinogramem. 

Wyróżnia się następujące frakcje białek osocza:

• albumina,
• alfa1- globuliny,
• alfa2-globuliny,
• beta-globuliny,
• gamma-globuliny.

Metoda rozdziału elektroforetycznego opiera się na opisanym w 1937 roku zjawisku wędrowania białek pod wpływem pola elektrycznego w żelu agarozowym. Białka wędrują w żelu z różną prędkością, zależną od ładunku elektrycznego: każda z pięciu opisanych powyżej frakcji uwidacznia się wyraźnie w innym miejscu na żelu/membranie. Wśród wszystkich frakcji tylko albumina jest jednorodnym białkiem, pozostałe cztery frakcje składają się z białek o różnym znaczeniu klinicznym, lecz podobnej budowie, czyli podobnej prędkości migracji w żelu. 

Albumina stanowi jednorodną frakcję białek surowicy: jest pojedynczym białkiem, stanowiącym aż 60 proc. całej masy białek osocza. Syntezowana jest w ilości ok. 15 g/dobę w wątrobie, a jej czas półtrwania wynosi 15-20 dni, co jest stosunkowo długim czasem jak na białko. Prawidłowe stężenie albuminy wynosi 35-52 g/l. Od stężenia albuminy zależy lepkość osocza oraz zdolność do utrzymywania wody w łożysku naczyniowym krwi. Jest to jej kluczowa właściwość. Albumina pełni także funkcje transportowe dla substratów i produktów reakcji komórkowych. Oprócz tego albumina pełni funkcję przeciwzapalną, buforową i antyoksydacyjną, odpowiednio przez: hamowanie stanu zapalnego, wiązanie jonów wodoru, kationów sodu i potasu oraz wiązanie jonów metali przejściowych i hamowanie tworzenia rodnika -OH. Znaczącą hipoalbuminemię obserwuje się w niedożywieniu, zespołach wyniszczenia nowotworowego, stanach krytycznych i przy dużej utracie w krwotokach i oparzeniach. Niskie stężenie albuminy jest silnym czynnikiem złego rokowania u pacjentów w stanie krytycznym.

Alfa-globuliny występują w dwóch wyraźnie osobnych "pikach" elektroforezy, dlatego zostały podzielone na frakcje alfa1- i alfa2-globulin. Są to białka globularne, inaczej sferyczne. Większość frakcji alfa-globulin stanowią inhibitory proteaz - enzymów przyspieszających rozpad białek. W skład tych frakcji wchodzą m.in. niektóre hormony, białka transportujące hormony, ceruroplazmina wiążąca wolne jony miedzi, haptoglobina, orozomukoid, alfa-lipoproteiny i inne. Białka z tej grupy to specyficzne substancje, których stężenia ocenia się w podejrzeniu konkretnych chorób i w obecności konkretnych objawów.

Kolejna z frakcji elektroforetycznych, beta-globuliny, podobnie jak wyżej wspomniane alfa-globuliny, to także białka sferyczne. W ich skład także wchodzą specyficzne substancje, których ocena ilościowa związana jest z podejrzeniem konkretnych chorób i stanów. Należą tutaj m.in. transferryna, SHBG czy plazminogen. Ich funkcje są różne i poza przynależnością do jednej frakcji białek nie są ze sobą związane, podobnie jak frakcja alfa-globulin.

Kluczowa dla ludzi frakcja białek osocza, druga w hierarchii "ważności" i ostatnia w elektroforetycznym rozdziale białek. Gamma-globuliny powinny występować w stężeniu 6,4-16,2 g/l. Tę grupę białek tworzą głównie przeciwciała - immunoglobuliny, produkowane przez komórki plazmatyczne układu odpornościowego. Wśród przeciwciał wyróżnia się kilka frakcji, których obecność świadczy o procesach zapalnych, alergicznych oraz autoimmunologicznych, a także o nabywaniu odporności i o kontaktach z patogenami. 

Wyróżnia się przeciwciała klas:

• IgA - składniki śliny i łez, odgrywają rolę w odporności w obrębie błon śluzowych, dróg oddechowych i układu moczowo-płciowego, zapobiegają kolonizacji patogenów;
• IgD - przeciwciała, nad funkcją których prowadzone są badania;
• IgE - przeciwciała reakcji alergicznych i reakcji na pasożyty;
• IgG - podstawowe przeciwciała, świadczące o nabytej odporności;
• IgM - przeciwciała pierwszego rzutu, świadczące o rozpoczęciu procesów odpornościowych i niedawnym kontakcie z patogenem.

Przeciwciała różnych klas różnią się od siebie nie tylko funkcją, ale przede wszystkim budową chemiczną.

Elektroforeza białek surowicy krwi, czasem nazywana proteinogramem, informuje o zaburzeniach w stosunkach ilościowych i składowych białek osocza. Szczególnie istotna jest, kiedy wynik oznaczenia białka całkowitego wykracza poza zakres wartości referencyjnych. Przydatna jest w całościowej ocenie stanu zdrowia u osób w trakcie diagnostyki różnych chorób o niespecyficznych objawach i w ocenie rokowania pacjentów w stanie krytycznym. Nie jest to rutynowe badanie, ponieważ na co dzień poszukujemy chorób, które charakteryzują się odbiegającymi od wartości normalnych rutynowymi wskaźnikami: poziomem glukozy we krwi, nieprawidłowościami w morfologii, zaburzonymi wskaźnikami wątrobowymi itp.

Źródła:

Praca zbiorowa, Interna Szczeklika 2023, Medycyna Praktyczna, Kraków 2023.

Dembińska - Kieć A., Naskalski J. W., Solnica B. (red.), Diagnostyka laboratoryjna z elementami biochemii klinicznej, Edra Urban & Partner, Wrocław 2022.

CZYTAJ TAKŻE: 

Zbadaj, jeśli masz objawy anemii. Sam poziom żelaza nie wystarczy

Ujawni, jak funkcjonują nerki, ale nie tylko one. Co należy wiedzieć o badania moczu?

Taki wynik oznacza, że w organizmie rozwija się stan zapalny. 100 proc. pewności