electroforesis de proteinas - Laboratorio Clínico y Patología

ELECTROFORESIS DE PROTEINAS
La electroforesis de proteínas es una metodología que permite separar las proteínas presentes en
sangre (suero) o en orina. En esta técnica se aplica una corriente eléctrica para desplazar las
proteínas sobre una capa fina de agar similar a un gel. La distancia que recorre cada tipo de
proteína depende de su tamaño, su forma, y su carga eléctrica. Las proteínas así separadas
pueden detectarse mediante un colorante que se fija y tiñe las distintas proteínas y pone de
manifiesto un patrón de bandas característico. Cada banda indica la presencia de una proteína,
mientras que el tamaño de la banda aporta una aproximación de la cantidad de proteína. Este
patrón de bandas se convierte posteriormente en un gráfico, que muestra picos verticales allí
donde existe mucha cantidad de una determinada proteína, y unos picos más pequeños o valles
donde existe menos. Un nuevo método conocido como electroforesis capilar separa las proteínas
haciéndolas pasar a través de una columna fina y larga, dibujando un gráfico muy similar al que se
obtiene con la electroforesis en gel de agarosa.
Proteínas específicas que sean de interés pueden identificarse fijándolas en el gel mediante el uso
de anticuerpos, procediendo después a la tinción, previa eliminación por lavado del resto de
proteínas. Este procedimiento es conocido como inmunofijación (IF). Anteriormente se había
utilizado un método ligeramente diferente, la inmunoelectroforesis, para identificar proteínas
específicas. Sin embargo, esta última técnica ha quedado ampliamente desplazada por la IF, dado
que la IF resulta más fácil de realizar y de interpretar.
Con una electroforesis, las proteínas séricas quedan separadas en cinco o seis bandas principales.
Estas fracciones son conocidas como albúmina, alfa-1, alfa-2, beta, y gamma (la fracción beta se
encuentra a veces dividida en beta-1 y beta-2). La albúmina, producida en el hígado, se
corresponde con una única banda y representa aproximadamente el 60% de las proteínas séricas.
Con el término “globulinas” se está aludiendo al resto de proteínas diferentes de la albúmina. A
excepción de las inmunoglobulinas y de algunas proteínas del complemento, la mayor parte de
proteínas son también de síntesis hepática. Una descripción más amplia de todos estos grupos de
proteínas puede encontrarse en la tabla Grupos de Proteínas. Las bandas que se visualizan en la
electroforesis de proteínas definen unos patrones característicos. Alteraciones de estos patrones
se asocian a toda una serie de condiciones y enfermedades diferentes. Por ejemplo, en el mieloma
múltiple (un tipo de cáncer de las células plasmáticas sanguíneas) el crecimiento y la división
descontrolados de las células plasmáticas malignas conducen a la producción de grandes
cantidades de un único tipo de inmunoglobulina monoclonal. Los anticuerpos (inmunoglobulinas)
deben ser distintos entre ellos para asegurar así el reconocimiento de bacterias, virus y otras
sustancias extrañas para el organismo. Cada vez que el organismo está expuesto por ejemplo a un
virus, una célula plasmática se divide y da lugar a un grupo o clon de células plasmáticas con
capacidad para producir anticuerpos dirigidos a eliminar el virus. Dado que el conjunto de
inmunoglobulinas de nuestro organismo es el resultado de los anticuerpos fabricados por gran
cantidad de distintos clones, se suele hablar de patrón policlonal. Cuando existe un cáncer de
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células plasmáticas, sólo se produce un tipo de anticuerpo por estas células cancerosas, conocido
como proteína monoclonal. Esta proteína anómala puede visualizarse como una banda
característica en el patrón electroforético.
ALBUMINA: Su principal función es la estabilización del volumen sanguíneo y la regulación del
intercambio de fluidos vasculares. Es responsable del 75% de la presión osmótica, transporta
pigmentos, colorantes y drogas, contribuyendo a su excreción solubilidad y difusión a los tejidos.
Casi todas las enfermedades muestran cierto grado de depresión de albúmina. Valores
marcadamente bajos indican enfermedad hepática, renal o sistémica significativa.
ALFA 1 ANTITRIPSINA: Normalmente responsable por 70% de la fracción Alfa-1 Inhibe a la
tripsina; cuando está deprimida, los pacientes sufren enfisema pulmonar y cirrosis juvenil
ALFA – 1 GLICOPROTEINA ACIDA. Normalmente es responsable por menos del 30% de la
fracción Alfa 1pero generalmente es responsable de la elevación de esta fracción. Se encuentra
elevada en enfermedades inflamatorias crónicas y degenerativas y muy elevadas en varias
enfermedades malignas.
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ALFA – MACROGLOBULINA (α 2 M): Responsable del 25% del valor de la fracción alfa-2 elevada
en síndrome nefrótico, gastroenteropatías con pérdida de proteínas, cirrosis hepática y diabetes
mellitus.
HAPTOGLOBINA: Normalmente responsable por 25% del valor de alfa -2. La anormalidad
observada más comúnmente es una elevación de su valor. Es una proteína de fase aguda, y se
eleva inespecíficamente en presencia de inflamación, necrosis o destrucción tisular. Sin embargo
por evaluación del grado de elevación, cambios en otras fracciones e historia clínica, se pueden
inteligentemente considerar un diagnóstico diferencial. Valores bajos se observan en anemias
hemolíticas.
TRANSFERRINA: Normalmente un 60% de beta-1 importante en el transporte de hierro y en la
regulación y control de su absorción
BETA LIPOPROTEINA: Normalmente responsable por 60% de beta -2 Transporta la mayor parte
de lípidos séricos. Debido al bajo contenido proteico (25%), marcados cambios reflejan poca
alteración en el valor de Beta- 2
IgA: Normalmente responsable del 12% del valor de gamma. Esta fracción puede estimarse
observando el grado de depresión entre beta-2 y gamma. Sus componentes mejor conocidos son
antitoxina, aglutininas, antibacterianas, isoaglutininas y crioaglutininas. Se observa marcadamente
elevada en cirrosis hepática y moderadamente elevada en endocarditis bacteriana sub-aguda,
tiroiditis autoinmune, linfogranuloma venéreo y varias enfermedades del colágeno.
IgG: Normalmente responsable del 85% del valor de gamma. Una buena forma de estimarla es
observando la altura del pico gamma. Un poco a la derecha del centro. Contiene anticuerpos
contra bacterias, virus y toxinas. Elevación se observa en numerosas enfermedades sub-agudas
crónicas inflamatorias y proliferativas, incluyendo neumonías, tuberculosis, cistitis, pielitis,
colecistitis, endocarditis, procesos poli artríticos, enfermedades del colágeno, triquinosis,
mononucleosis infecciosa, psitacosis, tifus, sífilis y hepatitis viral. Estas elevaciones se observan en
todas las curvas y no deben confundirse con aquellas que se muestran en una sola zona estrecha
y que representa gamopatías monoclonales.
HEMOPEXINA, C´3, IgM: Muchas otras proteínas afectan la apariencia de la pendiente de los
picos, algunas de ellas son hemopexina, C´3 eIgM, estás lo afectarán en los sitios indicados de la
figura.
Valores normales



Proteína total: 6.4 a 8.3 g/dL
Albúmina: 3.5 a 5.0 g/dL
Alfa-1 globulina: 0.1 a 0.3 g/dL
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


Alfa-2 globulina: 0.6 a 1.0 g/dL
Beta globulina: 0.7 a 1.2 g/dL
Gammaglobulina: 0.7 a 1.6 g/dL
Nota: g/dL= gramos por decilitro
El principal uso de este test es para la detección de estados fisiopatológicos tales como
inflamación, pérdida de proteínas, gamapatías monoclonales, que usualmente se encuentran
asociadas con neoplasmas hematopoyéticos, especialmente el mieloma múltiple y la
macroglobulinemia de Waldenstrôm. Esto también ocurre en otras condiciones malignas y
benignas.
Cualquier proteína detectada deberá ser identificada por una técnica alternativa, tales como
inmunofijación o inmunoelectroforésis.
Otras aplicaciones de la electroforésis en suero incluyen lo siguiente:


Evaluación de proteínas séricas, estado nutricional.
Estudio de enfermedades hepáticas, incluyendo cirrosis y hepatitis crónica activa.
En las enfermedades del hígado la albúmina se disminuye. La alfa2 puede estar baja. Las gama
son a menudo policlonales en muchos casos de cirrosis. La depresión normal entre el área beta y
gama puede estar ausente en la cirrosis hepática; esto es llamado puente beta-gama y son
raramente encontrados juntos, aún en pacientes quienes tienen una cirrosis hepática obvia.
Las gamapatías policlonales ocurren en un amplio rango de entidades las cuales tienen en común
una estimulación inmunológica crónica (ejemplo: sarcoidosis, leishmaniásis visceral y otras
entidades).
Las gama globulinas pueden estar elevadas aisladas. Las fracciones incluyen Ig.G, Ig.A, Ig.M, Ig.D
e Ig.E
El aumento policlonal difuso indica un proceso inmunológico crónico tal como aquel encontrado en
las enfermedades del hígado (cirrosis, hepatitis crónica activa), enfermedades del colágeno (lupus,
artritis reumatoidea), enfermedades infecciosas (osteomielitis, bronquiectasis, leishmaniasis
visceral, lepra), otros estados inflamatorios (sarcoidosis), neoplasmas (algunos estadíos de la
enfermedad de Hodgkin), y leucemia mielomonocítica crónica. Muchas pequeñas bandas
(oligoclonales) son observadas en pacientes con hepatitis, enfermedades del complejo inmune,
síndrome de inmunodeficiencia adquirida y linfoadenopatía angioinmunoblástica.
Gamapatía Monoclonal (Proteina M) los patrones pueden ser benignos, especialmente cuando son
pequeños y aumentan, pero las gamapatías monoclonales, relatan, especialmente en el mieloma,
amiloidosis primaria, macroglobulinemia de Waldenstrôm y linfomas malignos ocasionales. Estos
picos son altos, oscuros, con forma de agujas.
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También pequeñas gamapatías pueden encontrarse en enfermedades benignas, que pueden ser
también detectadas tempranamente o desarrollar enfermedades linfoproliferativas malignas.
Además, tales gamapatías son consideradas como "gamapatías monoclonales de significado
indeterminado".
Todos los pacientes con gamapatía monoclonal deberán tener un seguimiento con determinación
periódica de electroforésis de proteínas para diferenciar el aumento de picos M.
El aumento de proteínas M requiere además evaluación de aspirado de medula, estudios de rayos
X, electroforesis de proteínas, estudios de inmunofijación e inmunoelectroforéticos.
Gamaglobulinas bajas: También las gama globulinas pueden disminuir ligeramente con el aumento
de la edad, cualquier disminución mayor del rango normal sin explicaciones por causas obvias de
pérdida de proteínas (tales como enfermedad renal conocida), además se debe determinar
inmunofijación en orina para detectar posibles cadenas libres monoclonales (proteínas de Bence
Jones).
La hipogamaglobulinemia es también observada en muchos pacientes con desordenes
linfoproliferativos con células B tales como leucemia linfocítica crónica.
Estas pueden disminuirse terapia citotóxica o inmunosupresora (utilizando esteroides por tiempo
prolongado, quimioterapia antineoplásica), enfermedades linfoproliferativas malignas, mieloma
múltiple y síndrome de inmunodeficiencia variable en adultos.
Si existe historia clínica familiar o en pacientes, de susceptibilidad a infección, la determinación de
cuantitativa de Ig.G, Ig.A e Ig.M por inmunodifusión o por nefelometría pueden ser de gran ayuda.
Especial cuidado en los linfocitos en sangre periférica, presencia o ausencia de
hepatoesplenomegalia y pacientes mayores de 40 años, presencia o ausencia de cadenas livianas
en orina por inmunoelectroforésis o inmunofijación pueden ser relevantes (enfermedad de cadenas
ligeras).
Alfa 2 aumentada: Incluye fracciones reactivas-inflamatorias y pueden estar aumentadas en
neoplasmas (carcinomas de células renales), infecciones agudas, fiebre reumática, artritis,
síndromes nefróticos y otros estados inflamatorios. La macroglobulina alfa2 está aumentada en el
embarazo y con la diabetes mellitus. Niños sanos tienen niveles más altos que los del adulto.
Alfa2 disminuida: Una de las fracciones más importantes es la Haptoglobina y su depresión puede
indicar hemólisis. Además pueden estar disminuidas cuando hay daño hepatocelular. Traumas y
transfusiones pueden causar también su disminución.
Alfa 1 globulinas: están aumentadas en enfermedades inflamatorias activas o neoplasias.
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Alfa 1 bajas o: la alfa-1 antitripsina es responsable en un 90% de la actividad de la serina
antiproteasa en el suero.
Esta deficiencia es debida a una anormalidad genética la cual deberá ser investigada, porque
causa enfisema y cirrosis. Si el paciente tiene enfisema, con historia familiar de enfisema, o
enfermedad hepática desconocida, los ensayos de alfa-1 antitripsina y fenotipo son recomendados.
Albumina: es mejor determinarla por electroforesis que por métodos químicos. La electroforesis
permite diagnosticar entidades raras tales como analbuminemia y bisalbuminemia. La albúmina
está aumentada en pacientes deshidratados y está disminuida en una amplia variedad de
enfermedades subagudas, subcrónicas y crónicas hepáticas, renales y gastrointestinales, además
en pacientes con desnutrición.
Albumina: es mejor determinarla por electroforesis que por métodos químicos. La electroforesis
permite diagnosticar entidades raras tales como analbuminemia y bisalbuminemia. La albúmina
está aumentada en pacientes deshidratados y está disminuida en una amplia variedad de
enfermedades subagudas, subcrónicas y crónicas hepáticas, renales y gastrointestinales, además
en pacientes con desnutrición.
Disminución total de las proteínas con patrón normal esencial: puede indicar deficiencia en la dieta
o hemodilución. *Proteínas totales significativamente elevadas con patrón normal esencial: puede
ser debido a una deshidratación secundaria.
Proteínas totales y albúmina significativamente baja, alfa2 aumentadas y gama disminuidas: es el
prototipo típico de síndrome nefrótico.
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Limitaciones:
La electroforesis de proteínas en suero detecta algunas pero no todas las enfermedades del
hígado. La electroforesis de proteínas y la inmunoelectroforésis o la inmunofijación en orina o en
suero son utilizadas en estudios de pacientes con mieloma o macroglobulinemia de Waldenstrôm.
Los estudios en orina pueden ser útiles aún si la electroforesis de proteínas en suero no es
notable.
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Hay varias formas de interpretar adecuadamente los resultados de una electroforesis. Una de ellas
es por simple comparación de los resultados del paciente con aquellas de patrones patológicos
que muestren los cambios característicos de las 5 proteínas séricas básicas en enfermedades
específicas. Este método ofrece gran ayuda al médico, pero una mejor comprensión de las
proteínas que forman cada fracción así como su función fisiológica aumenta mucho la utilidad de la
electroforesis.
Se ha establecido que cada una de las 5 fracciones esta compuesta de 1-3 proteínas específicas.
Cómo un ejemplo, Alfa-2 está compuesta de α 2 M y haptoglobina. Aumento o disminución de la
pendiente delantera (+) de ella refleja variaciones en contenido de α 2 M mientras que cuando se
altera el centro o la parte posterior (-) de esta curva, refleja variaciones en haptoglobina.
El gráfico muestra la localización de algunas proteínas, alteraciones de forma en estas zonas se
relacionan con cada una de ellas.
Para evaluar los resultados apropiadamente usted debe familiarizarse con estos patrones y
considerar el contenido en gm % que la gráfica representa.
Resumen del Significado de los resultados
anormales
La disminución de la proteína total puede indicar:



Desnutrición
Síndrome nefrótico
Enteropatía por pérdida de proteínas gastrointestinal
El aumento de las proteínas alpha-1 globulina puede indicar:



Enfermedad inflamatoria crónica (por ejemplo artritis reumatoidea, LES)
Enfermedad inflamatoria aguda
Malignidad
La disminución de las proteínas alfa-1 globulinas puede indicar:

Deficiencia de alfa-1 antitripsina
El aumento de las proteínas alfa-2 globulinas puede indicar:


Inflamación aguda
Inflamación crónica
La disminución de las proteínas alfa-2 globulinas puede indicar:

Hemólisis
El aumento de las proteínas beta globulinas puede indicar:
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

Hiperlipoproteinemia (por ejemplo, hipercolesterolemia familiar)
Terapia de estrógenos
La disminución de las proteínas beta globulinas puede indicar:



Trastorno de coagulación congénito
Coagulopatía de consumo
Coagulación intravascular diseminada
El aumento de las proteínas gama globulinas puede indicar:






Mieloma múltiple
Enfermedad inflamatoria crónica (por ejemplo artritis reumatoidea, LES)
Hiperinmunización
Infección aguda
Macroglobulinemia de Waldenstrom
Enfermedad hepática crónica
PTAlbα 1α 2βγ
PTAlbα 1α 2βγ
-
+
-
+
-
+ +
-
- -
- -
- Linfoma y leucemia linfocítica
- Asma y otras alergias+ con
respuesta
pobre a terapias
Carcinomatósis
++Macroglobulinemia
+ -
+Mieloma
-
+Crioglobulinemia
-
+
+Mixedema
+ + Diabetes mellitas
- -
+
- Nefrosis (máxima elevación de α2)
-
+
Fiebre reumática
-
+
+Artritis reumatoidea
+
Glomerolunefritis
+Cirrosis
hepática
(puente entre β γ)
-
- -
+Infección crónica
- -
-
Infección aguda
+
++Hepatitis Viral
+ -
+Miastenia
+ ++Sarcoidis
+Enfermedad de Hodgkin
- Hipogamaglobulina
-
+Leucemia mielocitica
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-
+
+Lupus Eritrematoso
+ = Aumento
- = Descenso
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