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  EIWEISS-ELEKTROPHORESE

 

Eiweiß-Elektrophorese (des Serums) - Übersicht
Univ.Doz.Dr.med. Wolfgang Hübl
 
Kurzinfo - Albumin - Alpha-1-Globulin - Alpha-2-Globulin

Beta-Globulin - Gamma-Globulin

 

IN VIER SÄTZEN:
Bei der Eiweiß-Elektrophorese wird das Eiweiß des Serums (Blutflüssigkeit) durch Auftrennung in verschiedene Gruppen genauer untersucht. Dadurch können Hinweise auf bestimmte Krankheiten gewonnen werden. Viele Eiweißstoffe kann man heute schon gezielt mit einfacheren Techniken untersuchen. Zur Erkennung der abnormen Eiweißproduktion mancher Tumoren (Plasmozytom, Immunozytom) bleibt die Elektrophorese aber die wichtigste Methode.

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Buchempfehlungen

   
NAME:
Der Wortteil -phor kommt aus dem Griechischen und bedeutet tragen. Der Wortteil Elektro- rührt daher, dass die Methode durch Anlegen einer elektrischen Spannung funktioniert.
   
KURZINFO:
Wozu eine Eiweiß-Elektrophorese?
In unserer Blutflüssigkeit (dem Serum) sind in einem Liter etwa 60 Gramm Eiweiß (Protein). Dieses "Gesamt"-Eiweiß besteht aber aus sehr vielen verschiedenen Eiweißstoffen. Zur Erkennung bestimmter Krankheiten ist es wichtig zu wissen, welcher Eiweißstoff vermehrt oder vermindert ist. Dazu braucht man Methoden, die nicht das Gesamteiweiß sondern die einzelnen Eiweißstoffe bestimmen, oder das Gesamteiweiß zumindest in einzelne Gruppen auftrennen. Eine der ältesten Methoden hierzu ist die Eiweiß-Elektrophorese.

 

Prinzip der Eiweiß-Elektrophorese
Man bringt auf eine Flüssigkeits-getränkte Papier-ähnliche Folie eine kleine Menge Blutflüssigkeit auf. Dann wird an das Papier eine Spannung angelegt. Die Eiweißstoffe wandern daraufhin zu einem Pol. Aber die verschiedenen Eiweißstoffe wandern nicht gleich schnell. Nach einer bestimmten Zeit hört man auf und hat auf dem Papier eine Auftrennung der Eiweiße des Blutes nach ihrer Wanderungsgeschwindigkeit. Man färbt die Eiweiße auf dem Papier.

Eiweißelektrophorese nach Auftrennung und Färbung Abbildung einer gefärbten Eiweiß-Elektrophorese
Die Auftragsstelle des Serums war auf dem rechten Rand. Die Eiweiße wandern zum + Pol. Albumin wandert am schnellsten, die gamma-Globuline fast gar nicht.

Man erkennt die 5 Banden, wobei die gamma-Globulin Bande sehr breit ist.

 

Welche Untergruppen werden unterschieden?
Wie in der Abbildung erkennbar und beschrieben, findet man meist 5 Bereiche bandförmiger Anfärbung. Die im Normalfall deutlichste Anfärbung besteht praktisch nur aus dem Albumin des Blutes, sie entspricht daher dem Albumin. Die anderen Banden bestehen aus verschiedenen Globulin-Proteinen. Man hat die Banden nach dem griechischen Alphabet alpha-1-, alpha-2-, beta- und gamma-Globuline genannt.

 

Wie kommt man zu Ergebnissen?
Wenn man bei ein wenig Erfahrung den gefärbten Streifen ansieht, kann man die wichtigsten Dinge bereits erkennen. Um das aber alles in Zahlen auszudrücken, wird der gefärbte Streifen auf einen Scanner gelegt. Dann lässt man daraus von einem entsprechenden Computerprogramm eine Kurve machen und die Flächen unter der Kurve berechnen. Die Flächen unter der Kurve entsprechen den Konzentrationen der Eiweißuntergruppen.

Elektrophoresekurve Elektrophoresekurve
Mit einem Scanner kommt die Elektrophorese in den Computer. Dieser zeichnet die Kurve und berechnet die Flächen der einzelnen Eiweißgruppen.

Anmerkung: Ausgegeben wird nur die Kurve und die Ergebnisse in Zahlen, die gefärbte Auftrennung unter der Kurve dient nur zur Demonstration.

 

Ergebnis relativ und absolut
Das Ergebnis gibt man zuerst einmal "relativ", d.h. in % an. Albumin 60% heißt also, dass 60% der Eiweiße der Blutflüssigkeit Albumin sind. Da auch die Absolutkonzentration des Eiweiß interessant ist, gibt man das Ergebnis auch "absolut" an. Um bei dem Beispiel zu bleiben: ist das Gesamt-Eiweiß bei dem Patienten 70 g/l, dann ist der Albumin Absolutwert 42 g/l (denn 60% von 70 ergibt 42).

 

Wann wird eine Eiweiß-Elektrophorese durchgeführt?
Eine Eiweißelektrophorese wird meist routinemäßig durchgeführt, als eine Art Suchmethode (=Screeningmethode) bei Aufnahme im Spital oder bei einer Durchuntersuchung. Auch bei Verdacht auf bestimmte Arten von Krebs der weißen Blutkörperchen (Plasmozytom/Multiples Myelom, Immunozytom und andere Lymphome) oder zur Abklärung eines erhöhten oder erniedrigten Gesamteiweißwertes kann die Elektrophorese helfen. Bei vielen anderen Erkrankungen, bei denen man früher eine Elektrophorese durchgeführt hat, gibt es inzwischen geeignetere Laboruntersuchungen.

 

Worin liegt heute noch die größte Bedeutung der Eiweiß-Elektrophorese?
Am wichtigsten ist die Erkennung einer abnormen Produktion von Eiweißstoffen. Mann nennt diese Eiweißstoffe Paraproteine.  Ihr Vorkommen wird monoklonale Gammopathie oder auch M-Gradient genannt. Sie fallen als schmale, abnorme Zacken in der Elektrophorese-Kurve auf. Diese Paraproteine können Zeichen eines Blutkrebses sein (z.B. Plasmozytom bzw. Multiples Myelom oder Immunozytom). Müssen aber nicht. Viele vorwiegend ältere Personen haben solche Paraproteine ohne einen Blutkrebs zu haben und ohne dass sie in nächster Zeit eine solchen entwickeln werden. Eine neuere Studie sagt, dass nur jeder Hundertste, der ein solches Paraprotein hat, innerhalb eines Jahres einen Blutkrebs entwickelt. Das ist die Statistik. Im Einzelfall, in dem ein Paraprotein gefunden wird, kann man nicht sagen, ob der Patient je einen Blutkrebs bekommen wird, und schon gar nicht, wann. Diesen Befund nennt man daher auch monoklonale Gammopathie mit undeterminierter Signifikanz (MGUS), was soviel heißt wie: was es für den Patienten bedeutet, lässt sich noch nicht abschätzen.

Beispiel eine Paraproteins in der Elektrophoresekurve Beispiel einer Paraproteinämie (monoklonale Gammopathie)
In dieser Elektrophorese findet man eine abnorme Zacke (rot) im Bereich der gamma-Globuline (lila). Obwohl man das nicht eindeutig sagen kann, lässt die Höhe der Zacke (sie ist ja genau so hoch wie das Albumin) vermuten, dass dies kein MGUS mehr ist, sondern dass wirklich ein Blutkrebs dahinter steckt.


Was macht man, wenn man so etwas entdeckt? Man muss den Patienten dann durchuntersuchen und, wenn man dabei nichts findet, in bestimmten Abständen die Elektrophorese wiederholen. Steigt das Paraprotein nicht an, ist das ein gutes Zeichen.

 

Wer produziert die Eiweißstoffe des Blutes?
Die in der Elektrophorese auffälligen Eiweißuntergruppen werden bis auf die gamma-Globuline alle von der Leber hergestellt. Die gamma-Globuline bestehen vorwiegend aus unseren Abwehr-Antikörpern. Diese kommen aus den sog. Plasmazellen. Plasmazellen findet man in den Lymphknoten und im Knochenmark.

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REFERENZ-
BEREICHE:

Im Serum

Bereich Einheit Bereich Einheit
Albumin rel. 59 - 70 %    
alpha-1-Globulin rel. 2.0 - 3.5 %    
alpha-2-Globulin rel. 5.3 - 9.3 %    
beta-Globulin rel. 7.6 - 13.0 %    
gamma-Globulin rel. 10.5 - 19.0 %    
Albumin abs. 3.8 - 5.2 g/dl 38 - 52 g/l
alpha-1-Globulin abs. 0.14 - 0.25 g/dl 1.4 - 2.5 g/l
alpha-2-Globulin abs. 0.25 - 0.69 g/dl 2.5 - 6.9 g/l
beta-Globulin abs. 0.50 - 0.90 g/dl 5.0 - 9.0 g/l
gamma-Globulin abs. 0.70 - 1.50 g/dl 7.0 - 15.0 g/l
  Hinweis: aus isolierten, leichten Erhöhungen oder Erniedrigungen von Laborwerten kann man in den allermeisten Fällen keine Schlussfolgerungen auf irgendeine Erkrankung ziehen. Liegen also nur leichte Veränderungen vor, muss keineswegs irgendeine der nachfolgend genannten Erkrankungen oder Veränderungen vorliegen!
  Vermehrung oder Verminderung:
Albumin
Alpha-1-Globulin
Alpha-2-Globulin
Beta-Globulin
Gamma-Globulin
Albumin-Erhöhung
Absolute Erhöhung
(Albumin größer als 5.2 g/dl):

Absolute Erhöhung bedeutet, dass wirklich zu viel Albumin im Serum ist. Nennenswerte absolute Erhöhungen kommen praktisch kaum vor. Austrocknung und damit Eindickung des Blutes kann zu einer Erhöhung des Albumins führen.
(Anmerkung: Albumin ist bei Blutabnahme am liegenden Patienten niedriger als bei Abnahme nach mind. 15 minütigem Stehen oder Sitzen.)

Nur relative ("prozentmäßige") Erhöhung
(Albumin größer als 70% kleiner als 5.2 g/dl):

D.h., dass die Konzentration der anderen Eiweißstoffe vermindert ist.
Aber nur eine Verminderung der größten anderen Eiweißgruppe, der gamma-Globuline, kann zu einer nennenswerten Erhöhung der relativen Albuminkonzentration führen. Vorkommen daher selten bei  Krankheiten, bei denen die gamma-Globuline vermindert sein können.

Theoretisch könnte auch das abnorme Eiweiß eines Antikörper-produzierenden Tumors (Plasmozytom, Multiples Myelom) bei der Elektrophorese "unter" der Albuminzacke liegen und damit scheinbar die Albuminkonzentration erhöhen. Praktisch kommt dies aber kaum vor.

 

Albumin-Verminderung
 
Absolute Verminderung

(Albumin kleiner als 3.8 g/dl und dabei meist auch kleiner als 59%):

Absolute Verminderung bedeutet, dass wirklich zu wenig Albumin im Serum ist.
Ursachen:

1. Es wird zu wenig Albumin (von der Leber) produziert
  • Entzündungen / Infektionskrankheiten
  • Rheumatische Erkrankungen und Kollagenkrankheiten
  • Leberzirrhose (auch andere Ursachen als geringe Produktion) und andere Lebererkrankungen
  • Bei vielen Tumorerkrankungen
  • Mangelernährung, Proteinmangelernährung
  • Seltene Erbkrankheit mit stark vermindertem Albumin

2. Albumin geht nach außen verloren

  • Eiweißverlust über die Nieren - Nephrotisches Syndrom
  • "Undichter" Darm - sog. exsudative Enteropathie. Urs.: verschiedene Darmerkrankungen aber auch Blockierung des Lymphabflusses aus dem Darm
  • Eiweißverluste über ausgedehnte Verbrennungen, seltener bei anderen ausgedehnten, "nässenden" Hauterkrankungen

3. Albumin geht in "andere" Räume im Körper verloren

  • Bauchwassersucht (Aszites)
  • Andere Wassersuchtformen (z.B. Beinödeme)

4. Albumin wird "verdünnt"

  • Schwangerschaft (in der Schwangerschaft ist das Gesamtwasser des Körpers vermehrt)
  • Seltener nach übermäßiger Flüssigkeitszufuhr oder nach Blutungen (dabei strömt eiweißarme Flüssigkeit aus dem Gewebe in die Gefäße)

 

Nur relative ("prozentmäßige") Verminderung
(Albumin  kleiner als 59% aber größer als 3.8 g/dl):

Bei einer nur relativen Verminderung ist die Zunahme einer anderen Eiweißgruppe schuld an der "prozentmäßigen"  Verminderung des Albumins. Da kommen vor allem die gamma-Globuline in Frage, die bei Entzündungen/Infektionen oder bei manchen Blutkrebsarten vermehrt sein können. Da aber bei diesen Erkrankungen das Albumin meist selbst vermindert ist, kommt eine ausschließlich relative Albuminverminderung nicht so häufig vor.

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alpha-1-
Globulin:
Alpha-1-Globulin-Erhöhung
Zu den alpha-1-Globulinen gehören sog. Akutphasen-Proteine, also Proteine, die in der akuten Phase einer Entzündung erhöht sind. Zu einer Erhöhung der alpha-1-Globuline kann es daher bei akuten Entzündungen verschiedener Ursache kommen:
  • akute Infektionen (Beispiele Lungenentzündung, Wundrose)
  • "rheumatische" Erkrankungen / Autoimmunerkrankungen ("Rheuma", Gefäßentzündungen, Systemischer Lupus Erythematodes u.a.)
  • Entzündliche Darmerkrankungen (Morbus Crohn, Colitis ulcerosa)
  • Gewebsverletzungen (Verletzungen, Operationen)
  • Absterben von Gewebe (z.B. bei Herzinfarkt, Bauchspeicheldrüsenentzündung,..)
  • Auch bei Tumoren kommt es zu entzündlichen Reaktionen des Körpers

Bei längerdauernden (chronischen) Entzündungen ist eine Erhöhung seltener bzw. geringer ausgeprägt.

Im alpha-Bereich einer Elektrophoresekurve könnte auch das abnorme Eiweiß  (=Paraprotein) eines Antikörper-produzierenden Tumors (Plasmozytom, Multiples Myelom) liegen und damit scheinbar die alpha-Globulinkonzentration erhöhen. Praktisch kommt dies selten vor.

 

Alpha-1-Globulin-Verminderung
Wichtig ist, bei einer Verminderung der alpha-1-Globuline an einen möglichen erblichen alpha-1-Antitrypsinmangel zu denken. Bei dieser nicht so seltenen Erbkrankheit kommt es zu Schädigung der Leber (Leberzirrhose) und der Lunge (Lungenüberblähung).

Verminderungen kommen ferner bei Leberentzündungen, anderen akuten Leberschäden und bei Eiweißverlust (z.B. über die Nieren) vor.

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alpha-2-
Globulin:
Alpha-2-Globulin-Erhöhung
Entzündungen
Auch unter den alpha-2-Globulinen sind sog. Akutphasen-Proteine, also Proteine, die in der akuten Phase einer Entzündung erhöht sind. Zu einer Erhöhung der alpha-2-Globuline kann es daher bei akuten Entzündungen verschiedener Ursache kommen (Ursachen siehe unter alpha-1-Globuline weiter oben).

Nierenerkrankungen mit Eiweißverlust im Harn (Nephrotisches Syndrom)
Die Niere filtert unser Blut. Eiweiß geht normalerweise kaum durch das Filter, der Harn hat daher nur sehr wenig Eiweiß. Sind die Filter der Niere (die Glomeruli) beschädigt, kann auch Eiweiß im Harn verlorengehen. Vor allem Albumin geht durch die defekten Filter durch, während die alpha-2-Globuline (sind größer und sperriger) weniger verloren gehen. Sie sind daher relativ zu den anderen Eiweißstoffen vermehrt.

Im alpha-Bereich einer Elektrophoresekurve könnte auch das abnorme Eiweiß eines Antikörper-produzierenden Tumors (Plasmozytom, Multiples Myelom) liegen und damit scheinbar die alpha-Globulinkonzentration erhöhen. Praktisch kommt dies selten vor.

 

Alpha-2-Globulin-Verminderung
Besitzt nur geringe diagnostische Aussagekraft. Bei schweren Leberschäden (die Leber produziert ja die alpha-2-Globuline), Mangelernährung. Eventuell auch bei Hämolysen (Zerstörung der roten Blutkörperchen).

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Beta-
Globulin:
Beta-Globulin-Erhöhung
  • Entzündungen können eine Erhöhung bewirken
  • Nierenerkrankungen mit Eiweißverlust im Harn (Nephrotisches Syndrom)
  • Primär Biliäre Zirrhose (Lebererkrankung: Gallestauung durch autoimmunbedingte Entzündung der kleinen Gallengänge in der Leber)
  • Andere Lebererkrankungen mit Gallerückstauung
  • Erhöhung des Cholesterins
  • Eisenmangel
  • Im beta-Bereich einer Elektrophoresekurve oder im beta-gamma Übergangsbereich liegt nicht selten das (ev. abnorme) Eiweiß eines Antikörper-produzierenden Tumors (Plasmozytom, Multiples Myelom, Immunozytom). Dieses kann dann scheinbar die beta-Globulinkonzentration erhöhen.

 

Beta-Globulin-Verminderung
Besitzt nur geringe diagnostische Aussagekraft. Verminderung bei schweren Leberschäden (die Leber produziert ja die beta-Globuline), Mangelernährung. Eventuell bei aktiven Autoimmunerkrankungen ("Rheuma", Lupus erythematodes, Glomerulonephrotis u.a.) und manchen Infektionen.

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Gamma-
Globulin:
Gamma-Globulin-Erhöhung
  • Längerdauernde entzündliche Prozesse: Infektionen, Autoimmunerkrankungen (z.B. "Rheuma"), maligne Tumoren, Sarkoidose
  • Lebererkrankungen, besonders die Leberzirrhose
  • Produktion von gamma-Globulinen im Rahmen eines sog. MGUS
    Das MGUS ist ein Zustand, bei dem ein Klon von Abwehrzellen (B-Zellen oder Plasmazellen) Antikörper produziert, die in den Bereich der Gammaglobuline fallen können. Das MGUS ist an sich keine Krankheit, es gehen aber etwa 1% der Fälle pro Jahr in eine der im nächsten Punkt angeführten Erkrankungen über.
  • Produktion von gamma-Globulinen durch Blutkrebserkrankungen: Plasmozytom (Multiples Myelom), Immunozytom, seltener andere Lymphome (Lymphdrüsenkrebs)

 

Gamma-Globulin-Verminderung
  • Angeborene oder erworbene Störungen des Abwehrsystems des Körpers
  • Längerfristige Kortikoidbehandlung ("Kortisontherapie") bzw. Cushing-Syndrom (bei dem wir selbst zu viele Kortikoide produzieren)
  • Nach Bestrahlungen oder Chemotherapie
  • Nierenerkrankungen mit Eiweißverlust im Harn (Nephrotisches Syndrom), ev. auch bei Eiweißverlusten im Darm
  • Blutkrebserkrankungen (bestimmte Leukämien; auch Plasmozytome können die Produktion normaler gamma-Globuline vermindern. In manchen Fällen kann dies zu einer Verminderung der gamma-Globuline führen).

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Letzte Änderung 2004-12-23

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