Badanie jest pomocne w rozpoznawaniu lub monitorowaniu zaburzeń, które powodują wytwarzanie białek nieprawidłowych lub utratę białka.

W przypadku nieprawidłowego stężenia białka całkowitego lub albuminy we krwi lub w przypadku występowania objawów chorób, w których dochodzi do wytwarzania nieprawidłowych białek, takich jak chłoniak plazmatycznokomórkowy (szpiczak mnogi) lub stwardnienie rozsiane.

Pobranie próbki wymaga nakłucia igłą żyły łokciowej. Czasami wymagana jest próbka moczu przygodnego lub ze zbiórki dobowej. Płyn mózgowo-rdzeniowy pobierany jest poprzez nakłucie igłą kanału rdzenia kręgowego (najczęściej punkcja lędźwiowa).

‍

Nie.

Płyny ustrojowe zawierają wiele białek, które pełnią różne funkcje, takie jak transport składników odżywczych, usuwanie toksyn, regulacja procesów metabolicznych i obrona przed drobnoustrojami. Elektroforeza białek jest metodą rozdziału białek krwi (surowicy) lub moczu. Badanie polega na przesuwaniu się białek w cienkim żelu agarozowym pod wpływem prądu elektrycznego. Odległość, jaką przebywają białka zależy od ich wielkości, kształtu i ładunku elektrycznego. Obecność rozdzielonych białek można wykazać poprzez ich wybarwienie przy pomocy wiążącego się z nimi barwnika. Po wybarwieniu tworzy się charakterystyczny obraz białek w postaci rozdzielonych pasm (prążków). Każde pasmo odpowiada pewnej frakcji białek, a jego szerokość jest przybliżonym wskaźnikiem ich ilości. Prążki zostają następnie zapisane w postaci wykresu, na którym są widoczne szczyty (piki), proporcjonalne do ilości białka. Nowsza metoda zwana elektroforezą kapilarną oparta jest na rozdziale białek w długiej wąskiej kolumnie, a uzyskany obraz graficzny jest podobny do otrzymanego w przypadku elektroforezy na agarozie.

Metodą elektroforezy, białka w surowicy są rozdzielane na pięć lub sześć głównych frakcji. Nazwy tych frakcji to:

• albumina
• alfa 1 globuliny
• alfa 2 globuliny
• beta globuliny (frakcja beta czasami dzieli się na beta 1 i beta 2)
• gamma globuliny.

Albumina, produkowana w wątrobie, stanowi około 60% białek krwi. "Globuliny" to wspólna nazwa, którą określa się białka inne niż albumina. Większość globulin, za wyjątkiem immunoglobulin i niektórych białek dopełniacza, wytwarzana jest wątrobie.

Immunofiksacja (IFE) to metoda, która pozwala powiedzieć, czy nieprawidłowe prążki, które zostały ujawnione w czasie elektroforezy surowicy, moczu lub płynu mózgowo-rdzeniowego są immunoglobulinami oraz określić bliżej typ immunoglobulin.

Najważniejsze grupy białek i ich funkcje wraz z przynależnością do frakcji elektroforetycznych umieszczono w tabeli Grupy białek.

Elektroforeza stosowana jest w celu wykrycia nieprawidłowych białek, wykrycia braku określonego białka oraz sprawdzenia, czy któraś z grup białek nie występuje w zbyt dużej lub zbyt małej ilości.

Zmiany w obrazie rozdziału białek mogą pomóc w rozpoznaniu niektórych chorób. Obecność nieprawidłowego białka (paraproteina, białko monoklonalne) ma istotną wartość diagnostyczną i stanowi dowód na obecność choroby. W celu ustalenia rozpoznania tej choroby wykonywane są kolejne badania.

Lekarz może zlecić wykonanie elektroforezy białek w celach diagnostycznych lub w ramach monitorowania skuteczności leczenia. W celach diagnostycznych może zostać zlecona po uzyskaniu nieprawidłowych wyników innych badań lub też jako jedno z pierwszych badań u osoby z określonymi objawami chorobowymi.

Elektroforeza białek surowicy może zostać zlecona na przykład w przypadkach:

• nieprawidłowego poziomu białka całkowitego i/lub albuminy, zwiększonego wydalania białka wraz z moczem, podwyższonego stężenia wapnia oraz obniżonej liczby krwinek białych lub czerwonych
• kiedy objawy sugerują występowanie stanu zapalnego, chorób autoimmunologicznych, ostrych lub przewlekłych zakażeń, chorób nerek niektórych chorób wątroby lub utratę białka
• występowania objawów charakterystycznych dla szpiczaka mnogiego, takich jak: ból kości, niewyjaśnione złamania kości, niedokrwistość, przemęczenie oraz nawracające zakażenia w celu wykrycia nieprawidłowego prążka (białka monoklonalnego) w obrębie frakcji beta lub gamma globulin; dla potwierdzenia obecności i w celu identyfikacji nieprawidłowej immunoglobuliny przeprowadza się dodatkowo immunofiksację
• monitorowania przebiegu oraz skuteczności leczenia szpiczaka mnogiego aby sprawdzić, czy zmniejsza się ilość białka monoklonalnego.

Elektroforezę białek moczu zleca się w przypadku:

• zwiększonego wydalania białek z moczem w celu oceny ich źródła; elektroforeza może pomóc w określeniu czy białka pochodzą z krwi (prawdopodobne uszkodzenie nerek), czy też są wytwarzane przez nowotworowe komórki plazmatyczne (jak w szpiczaku mnogim)
• podejrzenia szpiczaka mnogiego w celu sprawdzenia czy monoklonalne immunoglobuliny lub ich fragmenty są wydalane z moczem; identyfikacja immunoglobuliny w moczu wymaga wykonania immunofiksacji.

Elektroforezę białek płynu mózgowo-rdzeniowego zleca się w przypadku:

• poszukiwania prążków charakterystycznych dla stwardnienia rozsianego; tzw. prążki oligoklonalne to frakcje białek obecne w rozdziale elektroforetycznym płynu mózgowo-rdzeniowego, ale niewidoczne w rozdziale surowicy; występują u większości chorych na stwardnienie rozsiane, a także u osób z innymi stanami zapalnymi mózgu
• badania osób z silnymi i długotrwałymi bólami głowy lub innymi objawami neurologicznymi, które mogą wskazywać na stan zapalny w ośrodkowym układzie nerwowym.

Immunofiksację zleca się w przypadku wykrycia nieprawidłowego prążka w rozdziale elektroforetycznym surowicy, moczu lub płynu mózgowo-rdzeniowego w celu potwierdzenia obecności oraz identyfikacji białka monoklonalnego.

Elektroforeza białek pozwala w przybliżeniu ocenić ilość każdej z frakcji białkowych oraz wykryć obecność białek nieprawidłowych. Wartość badania elektroforetycznego białek polega na możliwości oceny proporcji pomiędzy nimi, co uwidocznione jest na wykresie graficznym. Immunofiksacja natomiast pozwala na potwierdzenie obecności nieprawidłowej immunoglobuliny i identyfikację białka monoklonalnego (określenie klasy przeciwciał i typu łańcucha lekkiego).
Określone stany lub jednostki chorobowe mogą charakteryzować się obniżeniem lub wzrostem poziomu różnych białek w surowicy.

Elektroforeza moczu

W warunkach prawidłowych z moczem wydalana jest bardzo mała ilość białka. U zdrowych osób, przy użyciu rutynowych testów, białko nie jest wykrywalne. Są 3 główne przyczyny zwiększonego wydalania białka z moczem.

• Uszkodzenie kłębuszków nerkowych; prawidłowo w kłębuszkach nerkowych filtrowana jest płynna część krwi i białka drobnocząsteczkowe, a komórki i białka o odpowiednio dużej masie cząsteczkowej zostają we krwi; uszkodzenie bariery filtracyjnej powoduje przedostawanie się do moczu albuminy i innych białek krwi.
• Uszkodzenie cewek nerkowych; prawidłowo w cewkach dochodzi do wchłaniania zwrotnego i degradacji białek drobnocząsteczkowych, które dostały się do moczu w kłębuszkach; uszkodzenie cewek nerkowych powoduje pozostawanie tych białek w moczu.
• Przechodzenie do moczu białek drobnocząteczkowych z krwi przy ich nieprawidłowo wysokim stężeniu we krwi krążącej; na przykład wolne łańcuchy lekkie immunoglobulin, mioglobina lub hemoglobina są filtrowane do moczu w kłębuszkach nerkowych. Przy dużym stężeniu tych białek w filtracie przekroczone zostają możliwości cewek do ich eliminacji z moczu.

Elektroforeza płynu mózgowo-rdzeniowego

• Obecność wielu prążków we frakcji immunoglobulin IgG, które nie są wykrywalne w surowicy (prążki oligoklonalne) jest markerem stwardnienia rozsianego.
• Zwiększenie frakcji immunoglobulin poliklonalnych może wskazywać na zakażenie.

Immunofiksacja

Identyfikuje się typ nieprawidłowej immunoglobuliny, która została uprzednio wykryta w postaci prążka monoklonalnego w elektroforezie białek surowicy. Określa się typ łańcucha ciężkiego (IgG, IgM lub IgA) oraz typ łańcucha lekkiego (kappa lub lambda).

‍

Przyjęcie szczepionek w ciągu ostatnich sześciu miesięcy lub takie leki, jak fenytoina, prokainamid, doustne środki antykoncepcyjne, metadon oraz podawana ze wskazań lekarskich gamma-globulina mogą spowodować wzrost poziomu immunoglobulin.

Kwas acetylosalicylowy, dwuwęglany, chlorpromazyna, kortykosteroidy i neomycyna mogą mieć również wpływ na wynik elektroforezy białek.

1. Czy elektroforeza jest stosowana w jeszcze innych celach?

Tak, zawsze kiedy wymagany jest rozdział białek. Może być również stosowana do rozdziału kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) w celu badania układu genów u roślin, zwierząt i ludzi.

2. Czy obecność białka monoklonalnego jest równoznaczna z rozpoznaniem szpiczaka mnogiego lub innego nowotworu?

Nie zawsze. Najczęstszą przyczyną wytwarzania immunoglobulin monoklonalnych jest gammapatia monoklonalna o nieustalonym znaczeniu (MGUS). Przebieg MGUS jest zwykle jest łagodny, ale pacjenci powinni być poddawani regularnym badaniom kontrolnym, polegającym np. na oznaczeniu wolnych łańcuchów lekkich immunoglobulin w surowicy lub elektroforezie krwi i/lub moczu. U części osób z MGUS po latach rozwija się szpiczak mnogi.

3. Co to są łańcuchy lekkie?

Cząsteczka immunoglobuliny jest zbudowana z 4 łańcuchów białkowych: dwóch jednakowych łańcuchów lekkich (albo kappa albo lambda) i dwóch identycznych łańcuchów ciężkich (jeden z kilku typów). Immunoglobuliny wytwarzane są przez komórki plazmatyczne w szpiku kostnym. Jeden plazmocyt produkuje jeden rodzaj immunoglobulin, co odbywa się przez łączenie łańcuchów ciężkich i lekkich. Oprócz kompletnych cząsteczek przeciwciał powstają także wolne łańcuchy lekkie, gdyż produkowane są w niewielkim nadmiarze w stosunku do łańcuchów ciężkich. U zdrowych osób wolne łańcuchy lekkie znajdują się we krwi i moczu w niewielkich ilościach, a stosunek łańcuchów kappa i lambda jest względnie stały.

4. Co to są białka Bence-Jonesa?

Są to wolne łańcuchy lekkie immunoglobulin wydalane z moczem.

5. Co to jest białko Tamm-Horsfella?

Jest to glikoproteina, która powstaje w nerkach i stanowi prawidłowy składnik moczu. Nazywana jest też uromoduliną. U zdrowych osób jest głównym białkiem moczu.

‍

Linki do stron obcojęzycznych:

American Cancer Society: How is multiple myeloma diagnosed?
National Cancer Institute: Multiple myeloma/Other plasma cell neoplasms
Multiple Myeloma Research Foundation: What is multiple myeloma?
Mayo Clinic: Amyloidosis
National Kidney and Urologic Diseases: Amyloidosis and Kidney Disease
National Human Genome Institute: Electrophoresis