ELETTROFORESI delle PROTEINE o PROTIDOGRAMMA ELETTROFORETICO: valori normali e indicazioni.

Cos’è il protidogramma?

L’elettroforesi proteica, definita anche com elettroforesi delle proteine o protidogramma, è una particolare tecnica analitica basata sulla diversa velocità di migrazione di particelle cariche elettricamente disperse in una soluzione gelificata di agarosio, sotto l’effetto di un campo elettrico applicato al sistema mediante una coppia di elettrodi.

In medicina, tale esame viene utilizzato per analizzare le proteine presenti in un mezzo liquido, come per esempio sangue, siero del sangue o urina, permettendo di quantificare la loro presenza anche in relazione alle altre componenti proteiche. Per questa ragione, viene chiamato “elettroforesi delle proteine” o “protidogramma”.

A cosa serve il protidogramma?

Possiamo quindi definire l’elettroforesi proteica come un “setaccio” che permette di suddividere tutte le proteine sieriche o nel sangue sulla base della loro velocità di migrazione all’interno del campo elettrico. Tale velocità dipende da diversi fattori, tra cui la natura del campo elettrico applicato, la massa, le dimensioni, le cariche e le forme delle differenti molecole proteiche. Un protidogramma alterato rifletterà alterazioni delle proteine sia in senso quantitativo, sia in senso qualitativo.

Tracciato elettroforetico o protidogramma

Elettroforesi delle varie proteine del siero, in ordine di peso molecolare

Analisi del protidogramma

Il protidogramma elettroforetico permette sia di quantificare le proteine totali presenti all’interno del sangue, sia di discriminarle in base alla loro velocità di migrazione. Per tale motivo, le sieroproteine possono essere suddivise in due classi principali: albumina e globuline, quest’ultime suddivise in alfa globuline, suddivise in alfa 1 e alfa 2, beta globuline, suddivise in beta 1 e beta 2, e gammaglobuline.

Proteine totali nel sangue

Questo parametro indica la frazione proteica all’interno del campione ematico analizzato (protidemia). I valori normali di proteine circolanti sono compresi tra 6,4 e 8,3 grammi per decilitro (g/dl) di sangue.

Bassi valori di proteine possono essere spia di problemi a livello renale, epatico o di alterato metabolismo a livello dell’apparato gastrointestinale (malnutrizione, celiachia, morbo di Crohn e rettocolite ulcerosa ecc…), ma è possibile riscontrare alterazioni in caso di alterazioni importanti dell’emodinamica dell’organismo, come in caso di emorragia importante, ustioni coprenti più del 5% della superficie dell’organismo, uno stato di disidratazione importante ecc… Alti valori, invece, si riscontrano in stati infiammatori, acuti e cronici, dovuti ad infezioni (virus delle epatiti, HIV…) oppure a processi neoplastici (mieloma multiplo in primis).

Albumina

Fisiologicamente rappresenta la quantità di proteine più elevata presente nel siero, viene prodotta dal fegato e ha numerosissime funzioni, tra cui quella di trasporto di parecchie sostanze, endogene ed esogene. La concentrazione fisiologica di albumina deve essere tra 3,6 e 5,3 g/dl di sangue. Tale concentrazione rappresenta il 59.1-69.3% delle proteine totali.

Valori di albumina alta indicano una buona salute del fegato, che riesce a produrre questa proteina in quantità maggiori, anche se ha poca rilevanza sul piano clinico per il medico; se la percentuale diminuisce, ma non la sua quantità, significa che l’organismo sta producendo una o più proteine, ma non l’albumina (che è la principale). Questo dovrebbe orientare il medico verso l’approfondimento diagnostico di alcune malattie infiammatorie o produttrici di proteine come il mieloma multiplo; se si riscontrano diminuite sia la concentrazione, sia la percentuale, significa che il fegato non lavora come dovrebbe nella sua produzione proteica. La malattia associata più frequentemente a questo tipo di quadro è la cirrosi.

V’è un secondo parametro che può essere valutato: il rapporto albumina globuline. Di norma, tale rapporto risulta essere compreso tra 1.2 e 1.7. Se tale rapporto risulta essere basso, indicherà una sottostante iperproduzione di globuline, come avviene nel mieloma multiplo (che farà aumentare la produzione di gammaglobuline) o una sottoproduzione di albumina, come nel caso dei pazienti epatopatici o cirrotici. Per conoscere quale sia il problema primario, bisognerà valutare le concentrazioni relative delle varie globuline e dell’albumina stessa per capire cosa ci sia alla base dell’alterazione.

Alfa 1 globuline

Al gruppo delle alfa1-globuline appartengono numerose proteine, tra cui le principali sono: alfa1-antitripsina, alfa1-antichimotripsina, alfa1-acido glicoproteina, siero amiloide A (SAA) e alfa1-lipoproteina.

Le analisi per questo gruppo di proteine vengono definite normali se la loro quantità è compresa tra 0,2 e 0,4 g/dl di sangue e se la loro concentrazione risulta essere tra il 2 e il 3,5%.

Se si presenta un quadro con diminuzione della sua percentuale o della sua quantità, il significato clinico è pressappoco nullo, se non che il fegato, per qualche ragione, non produce più questa categoria di proteine; se invece uno dei due parametri risulta essere aumentato rispetto ai valori fisiologici, significa che all’interno dell’organismo è in corso un processo infiammatorio, come per esempio malattie infiammatorie croniche o tumori, o infettivo.

Alfa 2 globuline

Al gruppo delle alfa 2 globuline appartengono proteine quali l’aptoglobina, le proteine urinarie maggiori, alfa2-macroglobulina, ceruloplasmina, globulina legante gli ormoni tiroidei (TBG), alfa2-antiplasmina, proteina C, alfa2-lipoproteina e l’angiotensinogeno

I livelli fisiologici di questo gruppo di proteine sono definiti normali se la loro concentrazione è compresa tra 0,41-0,90 g/dl di sangue e se la percentuale è nell’intervallo 6.1-11.2%.

Anche in questo caso, il riscontro di uno (o entrambi i valori) dei due parametri inferiori a quelli fisiologici non si correla ad alcuna malattia precisa, ma indica la presenza di emolisi; la comparsa, invece, di un aumento della concentrazione e/o della percentuale relativa della proteina, indica la presenza di un quadro infiammatorio-infettivo acuto o cronico in atto all’interno dell’organismo.

Beta-globuline

Al gruppo delle beta globuline appartengono proteine quali la beta-2 microglobulina, il plasminogeno, le angiostatine, la properdina, la globulina legante gli ormoni sessuali e la transferrina. Sul tracciato elettroforetico sono suddivisi in due bande, beta 1 globuline e beta 2 globuline, sulla base della motilità elettroforetica.

Le analisi per questa proteina sono considerate normali se la concentrazione nel siero risulta essere tra 0,56-1 g/dl di sangue e la percentuale relativa è compresa nell’intervallo 6.3-12.1%.

La diminuzione di uno dei parametri non ha alcun significato di tipo patologico, mentre la diminuzione grave di entrambi può essere spia di malnutrizione, di una malattia neoplastica, tra cui ricordiamo i linfomi e le leucemie, o di alcune malattie autoimmuni, come il Lupus Eritematoso Sistemico (LES) e la sclerodermia; l’aumento dei valori può essere spia della presenza di un’anemia in corso, in quanto all’interno di questo gruppo è compresa la transferrina, che tende ad aumentare quando le riserve di ferro nell’organismo risultano basse. Esistono, però, alcuni casi in cui si associano valori alti di questo parametro in caso di colesterolo alto e/o in presenza di mieloma multiplo.

Gammaglobuline

All’interno di questo gruppo riscontriamo tutte le immunoglobuline (IgM, IgG, IgA, IgD, IgE) che vengono prodotte dal nostro organismo per rispondere a processi infiammatori causati da fattori endogeni ed esogeni.

I valori di questo gruppo di proteine sono considerati fisiologici se la concentrazione risulta essere tra 0,68 e 1,5 g/dl di sangue e se la percentuale relativa a questa proteina risulta essere compresa tra 9.8 e il 20%.

Il riscontro di valori inferiori a quelli fisiologici (ipogammaglobulinemia) indica una riduzione della produzione di anticorpi in quanto assente ogni tipo di stimolo induttore, il che potrebbe essere associato ad uno stato di buona salute, oppure perché la produzione di queste componenti risulta essere ridotta a causa di un processo sottostante, come nel caso di sindrome di Cushing, insufficienza renale, setticemia e AIDS; se riscontriamo valori di gammaglobuline alte, devono essere prese in considerazione numerose cause, tra cui le MGUS; gammapatia monoclonale e/o policlonale; la cirrosi epatica e le epatiti (A,  B, C); alcune malattie autoimmuni (tiroidite di Hashimoto), alcune infezioni virali (mononucleosi, varicella) e le allergie.

Perchè si esegue l’esame

L’elettroforesi delle sieroproteine viene prescritta come esame di routine oppure viene richiesta nel contesto di specifiche analisi cliniche momento in cui v’è la presenza di una sintomatologia che suggerisce la presenza di una malattia epatica (cirrosi, infufficienza epatica) , una patologia renale (inssufficienza renale acuta o cronica), una patologia autoimmune o ematologica (come ad esempio leucemie, linfomi, il mieloma multiplo, la macroglobulinemia di Waldenstrom o l’amiloidosi primaria). Tra gli altri sintomi, ricordiamo i più importanti e più frequenti:

  • Anemia, mal di schiena, dolore alle ossa, affaticamento, debolezza, nausea e/o stitichezza non spiegati da altre malattie;
  • Frattura inspiegabile;
  • Importante e inspiegabile perdita di peso;
  • Ipercalcemia dovuta a possibile malattia neoplastica;
  • Neuropatia periferica inspiegabile;
  • Insufficienza renale;
  • Proteinuria inspiegabile e/o proteinuria di Bence Jones;
  • Ipergammaglobulinemia;
  • Infezioni

Preparazione ed esecuzione dell’esame

Normalmente non è richiesta alcuna preparazione specifica prima dell’esame, se non quella comune a tutte le analisi del sangue (digiuno dalla sera precedente, dieta abituale, nessun tipo di esercizio fisico nelle precedenti 24-48 ore ed evitare, nel limite del possibile, l’assunzione di farmaci). Si preleva un semplice campione di sangue, più frequentemente al mattino, e lo si pone all’interno del campo elettrico, che determinerà la migrazione delle proteine come precedentemente spiegato.

Fattori che influenzano la misurazione

Esistono alcune motivazioni che possono impedire il corretto svolgimento dell’esame o rendere non valutabili i risultati ottenuti:

  • Assunzione di farmaci: è stato riscontrato come l’assunzione in cronico di alcuni farmaci per patologie già presenti possa alterare in maniera importante il risultato del test. Tra gli altri, ricordiamo la clorpromaziona, i cortisonici, l’isoniazide, la neomicina, la fenacemide, i salicilati come l’aspirina, i sulfamidici come il Bactrim e la tolbutamide. Altri farmaci correlati sono gli agonisti degli ormoni endogeni, quali estrogeni, ormoni sessuali maschili (gli androgeni), insulina e ormoni della crescita (Growth Hormone – GH);
  • La presenza concomitante di lesioni o infezioni al momento del prelievo può mascherare eventuali alterazioni dei rapporti proteici nel siero;
  • Il riposo a letto prolungato, come nel caso di una lunga ospedalizzazione o nei pazienti comatosi, può portare ad un’alterazione soprattutto dei rapporti tra le proteine, in particolare v’è un aumentata produzione relativa di gammaglobuline rispetto a quella dell’albumina.
  • Le malattie croniche, soprattutto quelle intestinali, in quanto interferiscono con i processi di assimilazione e di metabolismo soprattutto delle proteine, portando ad uno squilibrio e ad un’alterazione dei valori dell’elettroforesi sieroproteica.
  • La presenza di una gravidanza altera in maniera temporanea sia la concentrazione delle proteine, che inevitabilmente risulteranno diminuite per l’aumento del numero di funzioni da svolgere dovuto alla presenza del feto nel grembo materno e per il cambio dell’assetto ormonale dell’organismo dovuto alla gravidanza, sia i rapporti tra le proteine stesse.
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