Was ist Hämoglobinelektrophorese?

Die Hämoglobinelektrophorese ist eine Blutuntersuchung, die üblicherweise zur Diagnose und Charakterisierung von Hämoglobinstörungen, sogenannten Hämoglobinopathien, verwendet wird. Hämoglobin ist ein komplexes Protein, das in den roten Blutkörperchen enthalten ist und dessen Aufgabe es ist, Sauerstoff durch den Körper zu transportieren und zu liefern. Hämoglobin nimmt Sauerstoff aus Ihrer Lunge auf, transportiert ihn durch Ihren Blutkreislauf und setzt ihn zum richtigen Zeitpunkt frei, damit er von allen Geweben des Körpers verwendet werden kann. Es gibt mehrere vererbte Hämoglobinopathien, die die Fähigkeit von Hämoglobin beeinträchtigen können, seine Arbeit normal auszuführen.

Zweck des Tests

Der Hämoglobin-Elektrophoresetest dient zum Nachweis genetischer Anomalien in der Struktur des Hämoglobins einer Person. Die Hämoglobinelektrophorese wird typischerweise durchgeführt, wenn eine Person Anzeichen oder Symptome einer hämolytischen Anämie, einer Familienanamnese einer Hämoglobinopathie, eines CBC-Tests (abnormales vollständiges Blutbild) oder eines positiven Neugeborenen-Screening-Tests aufweist.

Derzeit empfiehlt das American College of Geburtshelfer und Gynäkologen in den USA, bei allen schwangeren Frauen ein Screening auf Hämoglobinopathie durchzuführen, indem CBC-Tests durchgeführt werden, gefolgt von einer Hämoglobin-Elektrophorese, wenn das CBC abnormal ist. oder wenn die Frau ein höheres Risiko für eine Hämoglobinopathie aufgrund ihrer ethnischen Zugehörigkeit hat. Frauen afrikanischer, mediterraner, südostasiatischer, westindischer oder nahöstlicher Abstammung haben ein höheres Risiko für Hämoglobinopathien. Die männlichen Partner von Frauen, bei denen Hämoglobinopathien festgestellt wurden, sollten ebenfalls untersucht werden, wenn sie ein Kind in Betracht ziehen.

Der Hämoglobin-Elektrophorese-Test ist ein Bluttest, der normale und abnormale Hämoglobine nachweisen und beginnen kann, die Art der Hämoglobinopathie zu charakterisieren, falls vorhanden. Die Hämoglobinelektrophorese ist jedoch nur einer von mehreren Tests, mit denen abnormale Hämoglobine nachgewiesen und charakterisiert werden können. Wenn mit dem Elektrophoresetest ein abnormales Ergebnis erzielt wird, können häufig anspruchsvolle Tests durchgeführt werden, um Hämoglobinopathien genauer zu charakterisieren.

Die Hämoglobin-Elektrophorese wird durchgeführt, indem eine kleine Menge Blut auf Spezialpapier oder ein Spezialgel gegeben und einem elektrischen Strom ausgesetzt wird. Verschiedene Globine haben unterschiedliche elektrische Ladungen und können aufgrund ihres Verhaltens bei Kontakt mit elektrischem Strom voneinander unterschieden werden. Verschiedene Arten von Globin bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten über das Papier (oder Gel) und trennen sich so in charakteristische Bänder. Durch Untersuchung der Banden, die sich während des Anlegens des Stroms bilden, können die in der Blutprobe vorhandenen Hämoglobinarten unterschieden werden.

Risiken und Gegenanzeigen

Der Hämoglobin-Elektrophoresetest ist ein Bluttest. Folglich besteht fast kein Risiko, abgesehen von dem geringen Risiko von Blutergüssen, Blutungen oder Infektionen, das bei jedem Test besteht, bei dem Blut abgenommen werden muss.

Im Allgemeinen ist es am besten, den Hämoglobin-Elektrophoresetest nicht innerhalb von 12 Wochen nach einer Bluttransfusion durchzuführen, da die Ergebnisse möglicherweise durch Hämoglobine aus den transfundierten roten Blutkörperchen verwechselt werden.

Vor dem Test

Die Art des Hämoglobins in Ihrem Blut hängt nicht von der Tageszeit oder dem ab, was Sie in letzter Zeit gegessen oder getrunken haben. Daher gibt es keine besonderen Anweisungen oder Einschränkungen, die Sie befolgen müssen, bevor Sie eine Hämoglobin-Elektrophorese durchführen. Die Probe kann zu jeder Tageszeit in jeder Einrichtung entnommen werden, in der eine Standard-Blutentnahme durchgeführt wird. Normalerweise wird es in einer Arztpraxis, einem Labor oder einem Krankenhaus durchgeführt. Wie bei jeder Blutuntersuchung sollten Sie bequeme Kleidung mit losen Ärmeln tragen, die leicht hochgezogen werden kann, um Ihren Arm freizulegen.

Der Hämoglobin-Elektrophoresetest ist in der Regel krankenversichert, sofern der Arzt dem Versicherer eine angemessene Erklärung dafür gibt, warum der Test angezeigt ist. Es ist jedoch immer am besten, sich vor dem Test bei Ihrem Versicherungsträger zu erkundigen, um sicherzugehen. Sie sollten Ihre Versicherungskarte mitbringen, wenn Sie die Blutuntersuchung durchgeführt haben.

Während des Tests

Der Hämoglobin-Elektrophoresetest wird mit einer Standard-Blutentnahme durchgeführt. Ein Tourniquet wird auf Ihren Arm gelegt und ein Techniker wird nach einer geeigneten Vene suchen. Ihre Haut wird mit einem Alkoholtupfer gereinigt und eine Nadel wird in die Vene eingeführt und die Blutprobe entnommen. Nach der Blutentnahme wird ein kleiner Verband oder ein Mullpflaster angelegt. Sie dürfen dann nach Hause gehen.

Nach dem Test

Komplikationen durch eine Blutabnahme sind äußerst ungewöhnlich. Halten Sie Ausschau nach weiteren Blutungen, Blutergüssen, Entzündungen oder Infektionen. Wenn Blutungen auftreten sollten, üben Sie 5 bis 10 Minuten lang mehr Druck auf die Einstichstelle aus. Wenn das Problem weiterhin besteht, rufen Sie Ihren Arzt an. Sie sollten auch Ihren Arzt anrufen, wenn Sie Anzeichen einer Entzündung oder Infektion sehen (Rötung, Empfindlichkeit, übermäßige Schmerzen oder Schwellung).

Ergebnisse interpretieren

Sie sollten damit rechnen, die Ergebnisse Ihres Hämoglobin-Elektrophoresetests innerhalb weniger Tage bis zu einer Woche zu hören. Wenn Ihr Test normal ist, ist dies möglicherweise alles, was Sie hören werden.

Möglicherweise erhalten Sie jedoch einen detaillierteren Bericht - oder Sie fordern einen detaillierten Bericht an -, selbst wenn der Test normal ist.

Normale Hämoglobinwerte

Bei Erwachsenen werden die Normalwerte für Hämoglobinmoleküle wie folgt als Prozentsätze angegeben:

• Hämoglobin A: 95% –98%
• Hämoglobin A2: 2% –3%
• Hämoglobin F: 0,8% –2%
• Hämoglobine S, C, D, E und andere: 0%

Bei Kindern sind höhere Hämoglobin F-Spiegel typisch, bei entsprechend niedrigeren Hämoglobin A- und A2-Spiegeln:

• Hämoglobin F bei Neugeborenen: 50% –80%
• Hämoglobin F bis zu 6 Monaten: 8%
• Hämoglobin F über 6 Monate: 1% –2%

Abnormale Ergebnisse

Wenn Ihre Hämoglobinelektrophorese eine abnormale Menge an abnormalem Hämoglobin aufweist, müssen Sie weitere Untersuchungen durchführen.

Ihr Arzt muss bei der Interpretation der Bedeutung des abnormalen Hämoglobins viele zusätzliche Faktoren berücksichtigen, einschließlich Ihrer Familienanamnese, der Ergebnisse Ihrer CBC (einschließlich insbesondere des Hämoglobins, des Hämatokrits und des mittleren Korpuskularvolumens) und des Auftretens Ihres Rotes Blutzellen unter dem Mikroskop und die Ergebnisse Ihrer Serumeisenstudien.

Darüber hinaus kann Ihr Arzt ausgefeiltere Techniken anwenden, um das abnormale Hämoglobin in Ihren Blutproben vollständig zu charakterisieren und zu quantifizieren. Solche Tests können Hochdruckflüssigkeitschromatographie, Kapillarzonenelektrophorese, isoelektrische Fokussierung oder gezielte Gentests umfassen.

Hämoglobin und Hämoglobinopathien verstehen

Jedes Hämoglobinmolekül ist eine komplexe Struktur, die aus vier Proteinuntereinheiten besteht, die als Globine bezeichnet werden und von denen jede an eine nicht proteinhaltige, eisenhaltige Struktur gebunden ist, die als Hämgruppe bezeichnet wird. Die vier Globineinheiten in einem Hämoglobinmolekül bestehen aus zwei alpha-ähnlichen und zwei beta-ähnlichen Ketten.

Jede Globineinheit trägt eine Hämgruppe, die aus einem Porphyrinring und einem Eisenion besteht. Es ist die Aufgabe der Hämgruppe, Sauerstoff zu binden, zu transportieren und zum richtigen Zeitpunkt an das periphere Gewebe abzugeben. Jedes Hämoglobinmolekül kann vier Sauerstoffmoleküle binden.

Die Fähigkeit von Hämoglobin, an Sauerstoff zu binden - was als Sauerstoffaffinität von Hämoglobin bezeichnet wird - wird weitgehend von den Globin-Untereinheiten des Hämoglobin-Komplexes bestimmt. Basierend auf lokalen Umweltfaktoren (insbesondere dem Säuregehalt des Blutes und der lokalen Sauerstoffkonzentration) ändern die Globin-Untereinheiten nach Bedarf ihre Form, um die Affinität ihrer jeweiligen Hämgruppen zu Sauerstoff zu verändern. Diese kalibrierte Sauerstoffaffinität von Hämoglobin ermöglicht es, Sauerstoffmoleküle genau zum richtigen Zeitpunkt aufzunehmen und dann wieder freizusetzen.

Während das Blut durch die Lunge zirkuliert, diffundiert Sauerstoff in die roten Blutkörperchen. In der lokalen Umgebung der Lunge wird der Sauerstoff eifrig von Hämoglobinmolekülen aufgenommen und gebunden. Das sauerstofftragende Hämoglobin wird dann zu den Geweben transportiert. Da das Hämoglobin in den peripheren Geweben einer zunehmend sauren Umgebung ausgesetzt ist (verursacht durch Kohlendioxidabfälle, die durch den Zellstoffwechsel entstehen), verliert es einen Teil seiner Affinität für Sauerstoff. Der Sauerstoff wird somit an das Gewebe abgegeben.

Das neu desoxygenierte Hämoglobin in den peripheren Geweben nimmt einen Teil des überschüssigen Kohlendioxids auf, das es dort findet, und transportiert es zurück in die Lunge. (Der größte Teil des Kohlendioxidabfalls gelangt jedoch in die Lunge, nachdem es sich im Blut aufgelöst hat.)

Hämoglobin ist für die Farbe des Blutes verantwortlich. Hämoglobin in den Arterien, das viel Sauerstoff enthält, hat eine leuchtend rote Farbe (so haben rote Blutkörperchen ihren Namen erhalten). Hämoglobin in den Venen, das seinen Sauerstoff an das Gewebe abgegeben hat, färbt sich bläulicher.

Arten von normalem Hämoglobin

Es gibt verschiedene Arten von Hämoglobin, die durch die spezifischen Arten von Globinen gekennzeichnet sind, die sie enthalten. Normales adultes Hämoglobin besteht aus zwei Alpha- und zwei Beta-Globinen. Andere Arten von Hämoglobinen enthalten ähnliche Globine, die oft als alpha-ähnliche und beta-ähnliche Globine bezeichnet werden.

Drei verschiedene Arten von Hämoglobin werden normalerweise von roten Blutkörperchen in verschiedenen Stadien der menschlichen Entwicklung getragen. Diese drei normalen Hämoglobine sind für ihre Umgebung optimiert.

In einer sehr frühen Schwangerschaft, wenn der menschliche Embryo seinen Sauerstoff aus dem Dottersack erhält, werden embryonale Hämoglobine produziert. Die einzigartigen Globinstrukturen des embryonalen Hämoglobins ermöglichen einen angemessenen Sauerstoffaustausch in der relativ sauerstoffarmen Umgebung des frühen fetalen Lebens.

Während sich die fetale Zirkulation entwickelt und Sauerstoff aus der Plazenta gewonnen wird (die höhere Sauerstoffkonzentrationen als der Dottersack liefert, aber immer noch niedriger ist als letztendlich von der Lunge bereitgestellt wird), tritt eine andere Form von Hämoglobin auf, die als fetales Hämoglobin bezeichnet wird. Fötales Hämoglobin bleibt während der restlichen Schwangerschaft bestehen und wird in den ersten Monaten nach der Geburt allmählich durch adultes Hämoglobin ersetzt.

Schließlich wird adultes Hämoglobin, das sechs Monate nach der Geburt vorherrscht, für den Sauerstoffaustausch zwischen der sauerstoffreichen Umgebung der Lunge und der sauerstoffarmen Umgebung des peripheren Gewebes optimiert.

Diese drei normalen menschlichen Hämoglobine sind durch unterschiedliche Globine gekennzeichnet. Normales adultes Hämoglobin (Hämoglobin A genannt) besteht aus zwei Alpha- und zwei Beta-Globinen. Hämoglobin A2 besteht aus zwei Alpha- und zwei Delta-Globinen. Fötales Hämoglobin (Hämoglobin F) enthält zwei Alpha- und zwei Gammaglobine (Beta-ähnliche Globine). Es gibt verschiedene Arten von embryonalen Hämoglobinen, die verschiedene Kombinationen von Alpha-, Gamma-, Zeta- und Epsilon-Globinen enthalten.

Hämoglobinopathien

Es wurden zahlreiche genetische Mutationen entdeckt, die zu Anomalien entweder der alpha-ähnlichen oder der beta-ähnlichen Globine des Hämoglobinmoleküls führen. Die aus diesen Mutationen resultierenden abnormalen Hämoglobine werden Hämoglobinopathien genannt.

Bisher wurden über 1.000 Arten von Hämoglobinopathien charakterisiert. Die meisten davon sind von untergeordneter Bedeutung und scheinen keine klinischen Probleme zu verursachen. Sie wurden größtenteils zufällig bei scheinbar normalen Menschen mit dem Aufkommen von Screening-Hämoglobin-Elektrophoresetests entdeckt.

Mehrere Hämoglobinopathien führen jedoch zu Krankheiten. Der Schweregrad einer Hämoglobinopathie hängt normalerweise davon ab, ob die Mutation homozygot (von beiden Elternteilen geerbt) oder heterozygot (von nur einem Elternteil geerbt, mit normalen Hämoglobin-Genen vom zweiten Elternteil) ist. Im Allgemeinen wird bei heterozygoten Hämoglobinopathien genug "normales" Hämoglobin produziert, um alle klinischen Manifestationen zumindest bis zu einem gewissen Grad zu mildern. Menschen mit homozygoten Formen der Hämoglobinopathie neigen dazu, eine schwerere klinische Erkrankung zu haben.

Die Hämoglobinopathien werden im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt:

• Hämoglobinopathien, die sich in strukturellen oder funktionellen Veränderungen des Hämoglobinmoleküls manifestieren. Diese werden allgemein als strukturelle Hämoglobinopathien bezeichnet.
• Hämoglobinopathien, die sich in einer verringerten Produktion einer der Globinketten manifestieren. Hämoglobinopathien in dieser zweiten Kategorie werden als Thalassämien bezeichnet.

Strukturelle Hämoglobinopathien

Es wurden mehrere strukturelle Hämoglobinopathien identifiziert, die eine klinische Erkrankung hervorrufen. Strukturelle Veränderungen im Hämoglobinmolekül können Veränderungen in der Form und der Flexibilität der roten Blutkörperchen verursachen. Die unförmigen roten Blutkörperchen können zum Verschluss von Blutgefäßen führen. Andere Arten von strukturellen Hämoglobinopathien können eine hämolytische Anämie verursachen. Wieder andere strukturelle Anomalien können die Affinität von Hämoglobin zu Sauerstoff verändern. Hämoglobinopathien mit niedriger Affinität können Polyzythämie verursachen (zu viele rote Blutkörperchen). Hochaffine Hämoglobinopathien können Zyanose (Sauerstoffmangel im Gewebe) verursachen.

Häufige strukturelle Hämoglobinopathien umfassen:

• Hämoglobin S (Sichelzelle) wird durch eine Mutation in der Beta-Globin-Kette verursacht. Die homozygote Form der Sichelzellenkrankheit kann in Stressphasen (Sichelzellenkrise) zum Verschluss von Blutgefäßen führen und zu Schmerzen, Infektionen, Schwellungen und noch schlimmeren Folgen wie Schlaganfall führen. Die heterozygote Form wird Sichelzellenmerkmal genannt und verursacht normalerweise keine klinischen Probleme.
• Hämoglobin C, Hämoglobin D und Hämoglobin E werden alle durch Mutationen in der Beta-Globinkette verursacht. Die homozygoten Formen dieser Störungen führen zu hämolytischer Anämie und Milzvergrößerung. Die heterozygoten Formen erzeugen normalerweise keine signifikante Krankheit.

Reduzierte Hämoglobinproduktion

Die Thalassämien sind Hämoglobinopathien, die durch Anomalien in den Genen verursacht werden, die die Produktion von Globinen steuern. Dies führt zu einer verringerten Produktion einer der Globinketten, was zu einer verringerten Produktion von Hämoglobin und damit zu Anämie führt. Menschen mit Thalassämie können auch unter Eisenüberladung und einem erhöhten Infektionsrisiko leiden.

Alpha-Thalassämien, die am häufigsten bei Menschen asiatischer oder afrikanischer Abstammung auftreten, führen zu einer verringerten Alpha-Globin-Produktion. Beta-Thalassämien, die am häufigsten bei Menschen mediterraner Abstammung auftreten, führen zu einer verringerten Produktion von Beta-Globin.

Die Thalassämien sind genetisch komplexe Erkrankungen, da mehrere genetische Mutationen (allein oder in Kombination) eine Thalassämie hervorrufen können. Der Schweregrad der Thalassämie hängt davon ab, welche Globinkette betroffen ist und wie viele und welche spezifischen Gene das Problem verursachen.

Kombinierte Hämoglobinopathien

Gelegentlich erben Menschen von jedem Elternteil unterschiedliche Hämoglobinopathie-Gene, was zu einer sogenannten zusammengesetzten heterozygoten Hämoglobinopathie oder kombinierten Hämoglobinopathie führt. Die häufigsten kombinierten Hämoglobinopathien umfassen:

• Hämoglobin-SC-Krankheit, bei der Hämoglobin S von einem Elternteil und Hämoglobin C von dem anderen stammt. Klinisch neigen Menschen mit Hämoglobin-SC dazu, eine mildere Form der Sichelzellenerkrankung zu haben, aber die Manifestationen können stark variieren.
• Sichel- / Beta-Thalassämie, bei der Hämoglobin S von einem Elternteil und Beta-Thalassämie von dem anderen stammt. Diese Menschen können typische Manifestationen von Sichelzellenerkrankungen und Anämie haben.

Nachverfolgen

Sobald die Hämoglobinopathie vollständig charakterisiert ist, sollten Sie von Ihrem Arzt eine ausführliche Diskussion über zwei Themen erwarten: Behandlung, die Sie möglicherweise benötigen (falls vorhanden), und genetische Beratung.

Wenn Ihre Hämoglobinopathie die heterozygote Form ist (sogenanntes Hämoglobin "Merkmal", bei dem Sie das abnormale Hämoglobin nur von einem Elternteil geerbt haben), sind zwischen 45% und 65% Ihres Hämoglobins sehr wahrscheinlich normales erwachsenes Hämoglobin und Ihre Symptome , falls vorhanden, sind wahrscheinlich mild. Die meisten Menschen mit Hämoglobinmerkmalen benötigen keine spezielle Behandlung.

Wenn Sie eine homozygote Hämoglobinopathie oder eine kombinierte Hämoglobinopathie (dh zwei verschiedene abnormale Hämoglobine) haben, müssen Sie möglicherweise behandelt werden.

Menschen mit Sichelzellenerkrankungen werden heute fast immer im Säuglingsalter mit routinemäßigen Hämoglobin-Screening-Tests diagnostiziert. Diese Babys werden mit Antibiotika-Prophylaxe, Vitaminergänzung, vollständiger Impfung und aggressivem Management einer Sichelzellenkrise behandelt, wann immer sie auftritt.

Die Thalassämien sind eine Gruppe von Erkrankungen, deren Auswirkungen in Abhängigkeit von der spezifischen genetischen Mutation, die sie verursacht, stark variieren. Das häufigste Problem, das sie verursachen, ist Anämie, aber Thalassämie kann auch Skelettanomalien und Eisenüberladung sowie Wachstumsstörungen und andere Störungen verursachen. Menschen mit schwerer Thalassämie benötigen möglicherweise häufige Bluttransfusionen und Splenektomie. Eisenüberladung kann bei Menschen mit Thalassämie zu einem Hauptproblem werden.

Mehrere seltene Hämoglobinopathien führen zu "instabilen Hämoglobinen", bei denen die Struktur der Hämoglobinmoleküle so verändert wird, dass die Lebensdauer der roten Blutkörperchen verkürzt wird. Menschen mit diesen Erkrankungen können unter Anämie, vergrößerter Milz und häufigen Infektionen leiden. Die Behandlung zielt auf die Vorbeugung von Komplikationen ab und kann Bluttransfusionen, Splenektomie und die Vermeidung von Oxidationsmitteln, einschließlich bestimmter Antibiotika und NSAIDs, umfassen. Eine Knochenmarktransplantation wird auch häufiger bei Menschen mit schweren, lebensbedrohlichen Hämoglobinopathien angewendet.

Genetische Beratung

Wenn das Risiko, ein Baby mit einer schweren Hämoglobinopathie zu zeugen, als erhöht eingeschätzt wird, kann eine fetale Beurteilung angezeigt sein, wenn eine Schwangerschaft auftritt.