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YiggSerumelektrophorese
Zusammenfassung:
Die verschiedenen Eiweiß-Substanzen im Blut kommen in extrem unterschiedlichen Konzentrationen vor: Albumin als das wichtigste Eiweiß (Protein) des Blutes liegt in Konzentrationen von ca. 60 Gramm pro Liter Serum vor; andere relevante Serumproteine (z.B. Immunglobuline ) im Konzentrationsbereich von etwa 1-10 Gramm pro Liter Serum. Am anderen Ende der Konzentrations-Skala rangieren wieder andere Proteine wie Enzyme oder Tumormarker in Konzentrationen von wenigen Millionstel Gramm pro Liter.
Eine quantitative Messung sämtlicher relevanten Serumproteine wäre extrem aufwändig und teuer. Seit über 50 Jahren benutzt man daher eine relativ einfache Übersichts-Methode für die Beurteilung der wichtigsten Serumproteine: die Serumelektrophorese.
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Das Prinzip der Serumelektrophorese | ||||||||||||
| Alle Proteine besitzen eine definierte elektrische Ladung. Diese wird durch ihren Aufbau aus den verschiedenen Aminosäuren bestimmt. Setzt man nun Proteine unter geeigneten Bedingungen in einer salzhaltigen Flüssigkeit einem elektrischen Gleichstrom aus, so wird jedes Protein-Molekül - je nach seiner elektrischen Ladung - zum positiven oder negativen Pol des Gleichstromes wandern. Wanderungsrichtung und Wanderungsgeschwindigkeit sind für jedes Protein eine charakteristische Messgröße. Unterwirft man das Serum diesen elektrophoretischen Trennbedingungen, so erhält man typischerweise 5 Bereiche ("Banden"), in denen die Proteinkonzentration deutlich höher ist als davor oder danach. Mit relativ einfachen Färbemethoden lassen sich diese 5 Proteinbanden darstellen (Abb. 1, untere Darstellung). Die Intensität der Färbung ist im großen und ganzen der Proteinkonzentration in den Banden proportional. Mit geeigneten Geräten kann man die Farbintensität der Banden bestimmen und bekommt somit eine Protein-Konzentrationsbestimmung der einzelnen Banden. Ein typisches derartiges Kurvenbild ist in Abb. 1, obere Darstellung, gezeigt. Je höher der einzelne Gipfel in der Kurve ist, desto höher ist die Proteinkonzentration in der zugehörigen Bande. Bei dem Vergleich von Bandenmuster und Verteilungskurve ist das Prinzip gut nachvollziehbar. | ||||||||||||
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| Abb. Elektrophorese 1 zeigt die Elektrophorese einer normalen Erwachsenen. | ||||||||||||
Wichtige Referenzbereiche | ||||||||||||
Die Referenzbereiche der einzelnen Elektrophorese-Banden werden angegeben in Prozent (%) der gesamten Eiweiß-Konzentration im Serum oder in Gramm Eiweiß pro Liter Serum (g/l).
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Bei verschiedenen Erkrankungen gibt es typische Abweichungen vom normalen Muster (Abb. Elektrophorese 1). Schwere Leber- und Nierenerkrankungen ergeben charakteristische Veränderungen. Allerdings können diese Erkrankungen mit anderen Verfahren (medizinisch-chemische Spezial-Analysen, Ultraschalluntersuchung , Computertomografie , nuklearmedizinische bildgebende Verfahren) weitaus früher und besser diagnostiziert werden, so dass die Veränderungen in der Elektrophorese für die Frühdiagnostik dieser Erkrankungen keine Rolle mehr spielen. | ||||||||||||
Diagnose einer Plasmazell-Wucherung (Myelom) | ||||||||||||
| Gänzlich anders ist die Situation bei der Diagnose von Wucherungen der Immunglobulin-produzierenden Zellen. Die Immunglobuline wandern in der Elektrophorese am langsamsten, überwiegend in den gamma-Globulinen (siehe Abb. 1). Die Immunglobuline werden von den sogenannten "Plasmazellen" im Knochenmark produziert. Jeder Mensch besitzt etwa eine Milliarde verschiedener Sorten von Plasmazellen, deren jede nur einen bestimmten Typ von Immunglobulin erzeugen kann; so kann der Körper etwa eine Milliarde verschiedene "Fremdstoffe" erkennen und unschädlich machen. Die g-Globuline bestehen daher aus etwa einer Milliarde verschiedener Immunglobulin-Typen, von denen jede eine etwas andere Wanderungsgeschwindigkeit aufweist. Die Gesamtheit all dieser Immunglobulin-Typen ergibt die charakteristische breite g-Globulin-Bande, wie in Abb. 1 gezeigt wird. So wie in verschiedenen Organen des Körpers im Laufe des Lebens gutartige und bösartige Neubildungen auftreten können, so können auch einzelne Plasmazellen selbständig zu wuchern beginnen. Dabei wird typischerweise nur das eine, für diesen Plasmazell-Typ charakteristische Immunglobulin gebildet und in das Blut abgegeben. Daher treten relativ große Mengen eines einzigen Immunglobulin-Typs im Blut auf. Da es sich dabei um ein abnormales Protein handelt, bezeichnet man diese Immunglobuline in der Fachsprache als "Paraproteine" und ihr Auftreten im Blut als "Paraproteinämie". All diese abnormalen Immunglobuline wandern mit der selben Geschwindigkeit in der Elektrophorese, so dass eine typische "Extrabande" auftritt. Die bösartige Plasmazell-Wucherung wird als "Myelom" bezeichnet. Für die dann im Serum auftretende Extrabande hat sich der Ausdruck "M-Gradient" eingebürgert. Aus großen und lang dauernden Untersuchungen weiß man, dass eine relativ große Zahl von zunächst gutartigen Plasmazell-Wucherungen früher oder später bösartig entartet, daher vermeidet man heute den früher gebräuchlichen Ausdruck "gutartige" oder "benigne" Paraproteinämie. Vielmehr spricht man von einem M-Gradienten Undefinierter Signifikanz = MGUS. Für die Unterscheidung zwischen (zunächst) gutartiger (=MGUS) und bösartiger Paraproteinämie gibt es eine Reihe typischer Merkmale. Für das Vorliegen einer bösartigen Plasmazell-Wucherung sprechen folgende Veränderungen:
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Nachuntersuchungen Sehr häufig ist die Konzentration an Paraprotein im Blut relativ gering, und alle anderen, oben angeführten Symptome fehlen. Es ergibt sich daraus ein typischer MGUS. Um einen eventuellen Übergang in eine bösartige Form rechtzeitig zu erkennen, ist eine regelmäßige Kontrolle der Paraproteinämie ein- bis zweimal jährlich notwendig. Die Erstdiagnose eines MGUS bzw. dessen regelmäßige Nachkontrolle ist die Domäne der Serumelektrophorese; sie ist dafür schlichtweg unverzichtbar. Ein typischer Fall ist in Abb. Elektrophorese 2 dargestellt. Im Vergleich zu Abb. Elektrophorese 1 ist deutlich eine zusätzliche Bande (M-Gradient) im Bereich der gamma-Globuline zu sehen. Die Immunglobuline in dieser Bande bestehen nur aus einem einzigen Typ Immunglobulin. Aus dem elektrophoretischen Bild alleine kann meist keine Aussage getroffen werden, ob es sich dabei um ein MGUS oder eine bösartige Paraproteinämie handelt. Bei der erstmaligen Feststellung eines derartigen Bildes ist unbedingt eine umfassende weiterführende Untersuchung durch einen Internisten durchzuführen! | ||||||||||||
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Immunglobulin-Synthese Der Vorgang der Immunglobulin-Synthese im Körper sei kurz anhand einer Impfung gegen FSME (Frühsommer-Meningo-Enzephalitis-Impfung, "Zeckenimpfung") erklärt: Bei einer Infektion eines ungeschützten Menschen mit dem FSME-Virus durch den Biss einer infizierten Zecke vermehrt sich das Virus rasch im Körper, bevor dieser entsprechende Abwehrmaßnahmen (passende Immunglobuline) produzieren kann. Die Produktion ausreichender Mengen an passendem Immunglobulin dauert bei einer Erstinfektion mindestens 3 Wochen - bis dahin kann das Gehirn vom Virus bereits schwer geschädigt sein. Bei der Impfung werden abgeschwächte oder abgetötete Krankheitserreger (Viren) in den Körper eingebracht. Diese veränderten Erreger können zwar keine Erkrankung auslösen, aber der Körper lernt durch sie, in den entsprechenden Plasmazellen die richtigen Immunglobuline gegen den Erreger herzustellen. Erfolgt nach erfolgreicher Impfung eine Infektion mit dem "wirklichen" Virus, so hat der Körper innerhalb weniger Tage die richtigen Immunglobuline (=Antikörper) in ausreichender Menge zur Verfügung, um die Erkrankung erfolgreich abzuwehren. Anstelle einer lebensbedrohlichen Entzündung des Gehirnes mit teilweise schweren bleibenden Schäden tritt - wenn überhaupt merkbar - lediglich eine leichte Grippe auf, die keinerlei Schäden hinterläßt. | ||||||||||||
| Letzte Aktualisierung: 01.03.2007 (Patricia Herzberger) |
| Autor: Prof. Dr. med. Kurt Bauer |
| Experten für diese Seite: Prof. Dr. med. Kurt Bauer (Labormedizin) Dr. med. Michael Heins (Labormedizin) |
Diese Informationen können den Besuch beim Arzt nicht ersetzen, sondern können Ihnen helfen, sich auf das Gespräch mit dem Arzt vorzubereiten. Eine Diagnose und die individuell richtige Behandlung kann nur im persönlichen Gespräch zwischen Arzt und Patient festgelegt werden.
Quelle: surfmed; 13.09.2005, aktualisiert am 03.03.2010
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