L'elettroforesi è una tecnica utilizzata nell'ambito delle analisi di laboratorio che sfrutta la massa molecolare e la carica elettrica delle proteine, per valutarne la quantità e la qualità. In laboratorio, l'elettroforesi è una delle tecniche più utilizzate per analizzare la composizione qualitativa e quantitativa delle proteine.
Premessa: in generale, l'elettroforesi è un metodo di separazione basato sulla diversa velocità di migrazione di particelle elettricamente cariche, attraverso una soluzione ed un mezzo di supporto poroso e inerte (come carta, gel di agarosio o foglio di acetato di cellulosa), sotto l'impulso di un campo elettrico. Molte molecole di interesse biologico (aminoacidi, peptidi, proteine, DNA e RNA) possiedono gruppi ionizzabili nella loro struttura, quindi, ad un opportuno valore di pH, queste sono presenti in soluzione come specie elettricamente cariche.
In particolare, quest'esame consente di separare le proteine in cinque frazioni: albumina, alfa 1 globuline, alfa 2 globuline, beta globuline e gamma globuline. L'alterazione del rapporto tra questi tipi di proteine è indicativa di alcune condizioni patologiche. Chiamata anche elettroforesi proteica o protidogramma, quest'esame è realizzato adottando un metodo molto particolare: al campione è applicato un campo elettrico, grazie al quale le proteine si "raggruppano" per tipologia. Ciascuna delle proteine che permette di analizzare l'elettroforesi, infatti, ha una propria massa molecolare e una carica elettrica, che consente loro di rispondere alla sollecitazione, fornita dalla corrente continua, in un modo caratteristico.
L'elettroforesi è un'analisi di laboratorio che fornisce importanti informazioni circa la quantità di proteine presenti nel siero sanguigno o in altri campioni biologici e, per ogni frazione, rivela se siano presenti delle anomalie in termini di qualità. Il risultato dell'elettroforesi permette di esaminare la concentrazione di questi parametri: l'eventuale alterazione del rapporto tra questi gruppi di proteine si osserva durante alcuni stati patologici.
Le proteine plasmatiche sono indicatori molto importanti: eventuali alterazioni delle loro concentrazioni possono segnalare la presenza di numerose malattie. PREMESSA: il dosaggio delle proteine totali nel sangue - proteinemia - e dell'albumina - albuminemia - è di norma inclusa nei pannelli di controllo, quindi è frequentemente usata nella valutazione dello stato di salute di una persona.
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Frazioni Proteiche e Loro Significato
Le proteine plasmatiche sono indicatori molto importanti: eventuali alterazioni delle loro concentrazioni possono segnalare la presenza di numerose malattie. E’ estremamente difficile tentare di classificare le proteine per la loro estrema eterogeneità, schematicamente possiamo parlare di due principali tipologie, le albumine da un lato e le globuline dall’altro.
Albumina
L'albumina è la più abbondante proteina nel siero, nonché una delle più importanti dell'organismo. L’albumina è presente sia a livello vascolare che a livello intercellulare (circa il 65%) ciò spiega perché in caso di ustione sia abbia una netta riduzione dei valori ematici. Questa viene sintetizzata dal fegato ed è contenuta soprattutto nei liquidi interstiziali e nel plasma, dove rappresenta, da sola, circa la metà delle proteine circolanti. Le sue azioni sono molteplici, regola la pressione colloido osmotica, lega e trasporta ormoni (tiroidei e steroidei), grassi (fosfolipidi), elettroliti (calcio), bilirubina indiretta e aminoacidi ed infine presenta azione tampone del pH. Insieme all’albumina migra anche la prealbumina che è composta dalla transtiretina (trasporto degli ormoni tiroidei) e dalla RBP (trasporto del retinolo). Le variazioni della prealbumina sono sovrapponibili a quelle dell’albumina. Un reale aumento dell’albumina non è descritto anche se è possibile un incremento relativo in caso di disidratazione e bassa volemia. Da segnalare come quadro peculiare la bisalbuminemia con doppio picco delle albumine a causa di una differente migrazione elettroforetica.
Il livello di albumina è ridotto in circostanze in cui si verifichi una riduzione nella produzione, oppure un aumento della perdita o nei processi di smaltimento. Malnutrizione, una sofferenza del fegato, una ridotta capacità di recupero delle proteine a livello renale (ad esempio in caso di sindrome nefrosica), terapie ormonali e gravidanza possono spiegare un basso livello di albumina.
Globuline Alfa 1 e Alfa 2
Le globuline alfa 1 e 2 svolgono principalmente una funzione di trasporto dei lipidi, dei grassi del sangue e degli ormoni. Le alfa 1 e alfa 2 globuline sono le frazioni globuliniche quantitativamente meno rappresentate e con una composizione più eterogenea. L’elemento principale costituente le alfa 1 è sicuramente l’alfa 1 antitripsina le cui variazioni determinano le modifiche di tutta la banda di migrazione. Altre importanti proteine che costituiscono questa banda sono l’alfa 1 glicoproteina acida, l’alfa 1 lipoproteina e l’alfa 1 antitrombina. Le alfa 2 globuline aumentano per eventi di tipo infiammatorio, infezioni, neoplasie, necrosi ischemiche, ustioni, traumi malattie de collagene. Ciò in quanto le proteine che migrano al suo interno sono quasi tutte proteine della fase acuta. Con il termine di proteine della fase acuta si indicano molte differenti proteine che presentano un aumento di concentrazione in qualunque condizione infiammatoria. Le principali proteine delle alfa 2 sono: l’alfa-2-macroglobulina, l’aptoglobina, la protrombina, la ceruloplasmina e la Prebeta lipoproteina
Globuline Beta
Anche le beta globuline trasportano le sostanze presenti nel sangue; tra le più note proteine di questo gruppo vi sono la transferrina (deputata al trasporto del ferro) e la beta-2 microglobulina. Le beta globuline manifestano un aumento in patologie quali la sindrome nefrosica, il diabete, l’ipotiroidismo, le displipidemie (aumento delle lipoproteine), l’anemia sideropenica e le malattie epatiche e delle vie biliari. Difficilmente costituiscono un indice specifico di una patologia. In questa banda migrano Transferrina, Ferritina, Complemento (frazione C3), Plasminogeno, Beta lipoproteine e Proteina C reattiva.
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beta-1 è composto principalmente da transferrina, la principale proteina di trasporto nel sangue del ferro, ma contiene anche le LDL (colesterolo cattivo) ed altro.
Globuline Gamma
Frazione gamma: Gran parte dell’interesse clinico dell’elettroforesi è focalizzato sulla regione gamma dello spettro delle proteine sieriche, perché rappresenta la quantità di anticorpi in circolo (proteine del sistema immunitario). Le gamma globuline presentano un tratto di migrazione alquanto ampio in cui sono rappresentate le immunoglobuline ed in particolare le IgG. Gli aumenti possono verificarsi in caso di infezioni, malattie autoimmuni, epatopatie croniche, malattie del collagene, linfomi, LES, artrite reumatoide. In questi casi si ha un aumento globale delle gamma globuline con quadro policlonale. Viceversa gammopatie monoclonali danno vita a picchi molto ben individuabili che è possibile evidenziare a causa della notevole produzione di una singola proteina; questa condizione è associata a mieloma multiplo, macroblobulinemia di Waldenstrom o a gammopatie monoclonali da causa ignota.
Esecuzione dell'Esame
Elettroforesi Sieroproteica (esame del sangue)
Per ottenere il tracciato elettroforetico sul siero è necessario sottoporsi ad un semplice prelievo di sangue dalla vena di un braccio. Prima del prelievo ematico, alcuni laboratori potrebbero richiedere di osservare un digiuno di almeno 10-12 ore. Alcuni medicinali possono influenzare l'esito dell'elettroforesi, pertanto è consigliabile segnalare al medico eventuali terapie in corso. Bisogna sempre ricordare che i valori di riferimento possono cambiare da un laboratorio ad un altro.
Elettroforesi delle proteine urinarie (analisi delle urine)
È necessario raccogliere una piccola quantità di urine in un apposito contenitore sterile. Quando nelle urine è presente un'alta concentrazione di proteine, invece, il medico può richiedere l'esecuzione dell'elettroforesi delle PROTEINE URINARIE.
Elettroforesi delle proteine del liquor
L'elettroforesi delle PROTEINE DEL LIQUOR può essere prescritta quando si sospetta la diagnosi di sclerosi multipla. In condizioni normali, la concentrazione delle proteine totali nel liquor è molto bassa.
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Nota bene: l'intervallo di riferimento dell'esame può variare leggermente in funzione di età, sesso e strumentazione in uso nel laboratorio analisi. Per questo motivo, è preferibile consultare i range riportati direttamente sul referto. Normalmente, con l'elettroforesi è riscontrabile una piccola concentrazione di proteine nell'urina.
Interpretazione dei Risultati
Il dosaggio delle proteine totali valuta l’insieme di tutte le proteine ematiche dell’organismo; data la loro eterogenea natura non è infrequente che all’aumento di una classe di proteine corrisponda la diminuzione di un’altra. Pertanto mentre le variazioni della concentrazione delle singole proteine sono alquanto comuni, le modifiche del quantitativo globale delle proteine è relativamente rara. L’aumento eccessivo di una particolare proteina può essere compensato dalla riduzione di un’altra tipologia con apparente assenza di modifica del totale; inoltre una riduzione della concentrazione totale delle proteine può essere mascherata da quadri di disidratazione che riducendo la volemia (nota: la volemia è il volume totale di sangue nell’organismo) tendono ad aumentare in modo relativo la concentrazione proteica. L’interpretazione di questo risultato non è quindi immediata né semplice; l’albumina rappresenta la principale componente proteica del siero, è prodotta dal fegato in condizioni fisiologiche normali.
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