Apa Itu Elektroforesis Hemoglobin?

Elektroforesis hemoglobin adalah tes darah yang biasa digunakan untuk mendiagnosis dan mengkarakterisasi kelainan hemoglobin, yang disebut hemoglobinopati. Hemoglobin adalah protein kompleks, yang terkandung di dalam sel darah merah, yang tugasnya membawa dan mengantarkan oksigen ke seluruh tubuh. Hemoglobin mengambil oksigen dari paru-paru Anda, mengangkut oksigen melalui aliran darah Anda, dan melepaskannya pada waktu yang tepat sehingga dapat digunakan oleh semua jaringan tubuh. Ada beberapa hemoglobinopati bawaan yang dapat mempengaruhi kemampuan hemoglobin untuk melakukan tugasnya secara normal.

Tujuan Tes

Tes elektroforesis hemoglobin dirancang untuk mendeteksi kelainan genetik pada struktur hemoglobin seseorang. Elektroforesis hemoglobin biasanya dilakukan ketika seseorang memiliki tanda atau gejala anemia hemolitik, riwayat keluarga hemoglobinopati, tes hitung darah lengkap abnormal (CBC), atau tes skrining neonatal positif.

Saat ini, di A.S., American College of Obstetricians and Gynecologists merekomendasikan skrining untuk hemoglobinopati untuk semua wanita hamil dengan melakukan tes CBC, diikuti dengan elektroforesis hemoglobin jika CBC tidak normal; atau jika wanita tersebut berisiko lebih tinggi terkena hemoglobinopati berdasarkan etnis. Wanita keturunan Afrika, Mediterania, Asia Tenggara, India Barat, atau Timur Tengah berisiko lebih tinggi mengalami hemoglobinopati. Pasangan pria dari wanita yang ditemukan menderita hemoglobinopati juga harus menjalani skrining jika mereka mempertimbangkan untuk memiliki anak.

Tes elektroforesis hemoglobin adalah tes darah yang dapat mendeteksi hemoglobin normal dan abnormal, dan mulai mengkarakterisasi jenis hemoglobinopati jika ada. Namun, elektroforesis hemoglobin hanyalah salah satu dari beberapa tes yang dapat mendeteksi dan mengkarakterisasi hemoglobin yang abnormal. Seringkali, jika hasil abnormal diperoleh dengan tes elektroforesis, pengujian canggih dapat dilakukan untuk lebih tepat mengkarakterisasi hemoglobinopati.

Elektroforesis hemoglobin dilakukan dengan menempatkan sedikit darah pada kertas khusus atau gel khusus dan memaparkannya ke arus listrik. Globin yang berbeda memiliki muatan listrik yang berbeda dan dapat dibedakan satu sama lain berdasarkan perilakunya saat terkena arus listrik. Jenis globin yang berbeda akan bergerak melintasi kertas (atau gel) dengan kecepatan berbeda, dan dengan demikian akan memisahkan diri menjadi pita karakteristik. Dengan memeriksa pita yang terbentuk selama penerapan arus, jenis hemoglobin yang ada dalam sampel darah dapat dibedakan.

Risiko dan Kontraindikasi

Tes elektroforesis hemoglobin adalah tes darah. Akibatnya, hampir tidak ada risiko, selain dari risiko kecil memar, pendarahan, atau infeksi yang muncul pada tes apa pun yang memerlukan pengambilan darah.

Secara umum, yang terbaik adalah tidak melakukan tes elektroforesis hemoglobin dalam waktu 12 minggu setelah transfusi darah, karena hasil dapat dibingungkan oleh hemoglobin dari sel darah merah yang ditransfusikan.

Sebelum Tes

Jenis hemoglobin dalam darah Anda tidak terkait dengan waktu atau apa yang Anda makan atau minum akhir-akhir ini, jadi tidak ada instruksi atau batasan khusus yang perlu Anda ikuti sebelum menjalani elektroforesis hemoglobin. Sampel dapat diambil di semua fasilitas yang melakukan pengambilan darah standar, kapan saja sepanjang hari. Biasanya dilakukan di kantor dokter, laboratorium, atau rumah sakit. Seperti pada tes darah lainnya, Anda harus mengenakan pakaian yang nyaman dengan lengan longgar yang dapat ditarik dengan mudah untuk memperlihatkan lengan Anda.

Tes elektroforesis hemoglobin biasanya ditanggung oleh asuransi kesehatan, selama dokter memberikan penjelasan yang masuk akal kepada firma asuransi tentang mengapa tes tersebut diindikasikan. Namun, yang terbaik adalah selalu memeriksa dengan operator asuransi Anda sebelum melakukan tes, hanya untuk memastikan. Anda harus membawa kartu asuransi Anda saat Anda menjalani tes darah.

Selama ujian

Tes elektroforesis hemoglobin dilakukan dengan pengambilan darah standar. Sebuah tourniquet akan dipasang di lengan Anda dan teknisi akan memeriksa vena yang sesuai. Kulit Anda akan dibersihkan dengan tisu alkohol, dan jarum akan dimasukkan ke dalam vena dan sampel darah diambil. Setelah darah diambil, perban kecil atau kasa akan dipasang. Anda kemudian akan diizinkan pulang.

Setelah Tes

Komplikasi dari pengambilan darah sangat tidak biasa. Waspadai pendarahan, memar, atau pembengkakan atau infeksi lebih lanjut. Jika pendarahan terjadi, berikan tekanan lebih pada tempat tusukan selama 5 hingga 10 menit, dan jika masalah berlanjut, hubungi dokter Anda. Anda juga harus menghubungi dokter jika Anda melihat tanda-tanda peradangan atau infeksi (kemerahan, nyeri tekan, nyeri berlebihan, atau bengkak).

Menafsirkan Hasil

Anda akan mendengar hasil tes elektroforesis hemoglobin Anda dalam beberapa hari hingga seminggu. Jika tes Anda normal, mungkin hanya itu yang akan Anda dengar.

Namun, Anda mungkin mendapatkan laporan yang lebih detail — atau Anda mungkin meminta laporan detail — meskipun pengujiannya normal.

Nilai Hemoglobin Normal

Pada orang dewasa, nilai normal molekul hemoglobin diberikan sebagai persentase, sebagai berikut:

• Hemoglobin A: 95% –98%
• Hemoglobin A2: 2% –3%
• Hemoglobin F: 0,8% -2%
• Hemoglobins S, C, D, E, dan lainnya: 0%

Pada anak-anak, kadar hemoglobin F yang lebih tinggi adalah tipikal, dengan kadar hemoglobin A dan A2 yang lebih rendah:

• Hemoglobin F pada bayi baru lahir: 50% –80%
• Hemoglobin F sampai 6 bulan: 8%
• Hemoglobin F selama 6 bulan: 1% –2%

Hasil Tidak Normal

Jika Anda memiliki jumlah hemoglobin abnormal pada elektroforesis hemoglobin Anda, Anda perlu evaluasi lebih lanjut.

Dokter Anda harus mempertimbangkan banyak faktor tambahan saat menafsirkan pentingnya hemoglobin abnormal, termasuk riwayat keluarga Anda, hasil CBC Anda (termasuk terutama hemoglobin, hematokrit, dan rata-rata volume sel), munculnya warna merah Anda. sel darah di bawah mikroskop, dan hasil studi zat besi serum Anda.

Selain itu, dokter Anda mungkin menggunakan teknik yang lebih canggih untuk sepenuhnya mengkarakterisasi dan mengukur hemoglobin abnormal dalam sampel darah Anda. Pengujian tersebut dapat mencakup kromatografi cair bertekanan tinggi, elektroforesis zona kapiler, pemfokusan isoelektrik, atau pengujian genetik yang ditargetkan.

Memahami Hemoglobin dan Hemoglobinopati

Setiap molekul hemoglobin adalah struktur kompleks yang terdiri dari empat subunit protein yang disebut globin, yang masing-masing terikat pada struktur non-protein yang mengandung besi yang disebut gugus heme. Empat unit globin dalam molekul hemoglobin terdiri dari dua rantai mirip alfa dan dua rantai mirip beta.

Setiap unit globin membawa kelompok heme yang terdiri dari cincin porfirin dan ion besi. Ini adalah tugas kelompok heme untuk mengikat dan membawa oksigen, dan melepaskannya ke jaringan perifer pada waktu yang tepat. Setiap molekul hemoglobin dapat mengikat empat molekul oksigen.

Kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen — yang disebut sebagai afinitas oksigen hemoglobin — sangat ditentukan oleh subunit globin dari kompleks hemoglobin. Berdasarkan faktor lingkungan lokal (terutama keasaman darah dan konsentrasi oksigen lokal), subunit globin mengubah bentuknya, sesuai kebutuhan, untuk mengubah afinitas kelompok heme masing-masing terhadap oksigen. Afinitas oksigen yang dikalibrasi dari hemoglobin memungkinkan molekul oksigen diambil, dan kemudian dilepaskan, pada waktu yang tepat.

Saat darah bersirkulasi melalui paru-paru, oksigen berdifusi ke dalam sel darah merah. Di lingkungan lokal paru-paru, oksigen dengan bersemangat diambil dan diikat oleh molekul hemoglobin. Hemoglobin pembawa oksigen kemudian dibawa ke jaringan. Karena hemoglobin terpapar ke lingkungan yang semakin asam di jaringan perifer (yang disebabkan oleh limbah karbon dioksida yang dihasilkan oleh metabolisme sel), ia kehilangan sebagian afinitasnya terhadap oksigen. Oksigen kemudian dilepaskan ke jaringan.

Hemoglobin yang baru terdeoksigenasi di jaringan perifer mengambil beberapa kelebihan karbon dioksida yang ditemukan di sana dan membawanya kembali ke paru-paru. (Namun, sebagian besar limbah karbon dioksida mencapai paru-paru setelah dilarutkan dalam darah.)

Hemoglobin menyumbang warna darah. Hemoglobin di arteri, yang membawa banyak oksigen, berwarna merah cerah (begitulah nama sel darah merah). Hemoglobin dalam pembuluh darah, setelah mengirimkan oksigen ke jaringan, menjadi lebih berwarna kebiruan.

Jenis Hemoglobin Normal

Ada beberapa jenis hemoglobin, yang dicirikan oleh jenis spesifik globin yang dikandungnya. Hemoglobin dewasa normal terdiri dari dua alfa dan dua beta globin. Jenis hemoglobin lain mengandung globin serupa, sering disebut sebagai globin mirip alfa dan beta.

Tiga jenis hemoglobin biasanya dibawa oleh sel darah merah selama berbagai tahap perkembangan manusia. Ketiga hemoglobin normal ini dioptimalkan untuk lingkungannya.

Pada masa gestasi yang sangat awal, ketika embrio manusia menerima oksigen dari kantung kuning telur, hemoglobin embrio diproduksi. Struktur globin hemoglobin embrionik yang unik memungkinkan pertukaran oksigen yang adekuat dalam lingkungan yang relatif rendah oksigen pada awal kehidupan janin.

Ketika sirkulasi janin berkembang dan oksigen diperoleh dari plasenta (yang memberikan konsentrasi oksigen lebih tinggi daripada kantung kuning telur, tetapi masih lebih rendah daripada yang pada akhirnya akan disediakan oleh paru-paru), bentuk hemoglobin lain, yang disebut hemoglobin janin, muncul. Hemoglobin janin bertahan selama sisa masa gestasi, dan secara bertahap digantikan oleh hemoglobin dewasa selama beberapa bulan pertama setelah kelahiran.

Akhirnya, hemoglobin dewasa, yang dominan enam bulan setelah lahir, dioptimalkan untuk pertukaran oksigen antara lingkungan oksigen tinggi di paru-paru dan lingkungan jaringan perifer yang rendah oksigen.

Ketiga hemoglobin manusia normal ini dicirikan oleh globin yang berbeda. Hemoglobin dewasa normal (disebut hemoglobin A) terdiri dari dua alfa dan dua beta globin. Hemoglobin A2 terdiri dari dua alfa dan dua delta globin. Hemoglobin janin (hemoglobin F) mengandung dua alfa dan dua gamma (mirip beta) globin. Terdapat berbagai jenis hemoglobin embrionik yang mengandung beberapa kombinasi alfa, gamma, zeta, dan epsilon globin.

Hemoglobinopati

Sejumlah mutasi genetik telah ditemukan yang mengakibatkan kelainan molekul hemoglobin seperti alfa atau beta seperti beta. Hemoglobin abnormal akibat mutasi ini disebut hemoglobinopati.

Lebih dari 1.000 jenis hemoglobinopati telah dikarakterisasi sejauh ini. Mayoritas dari gejala ini memiliki signifikansi kecil dan tampaknya tidak menyebabkan masalah klinis. Mereka telah ditemukan, sebagian besar secara kebetulan, pada orang yang tampaknya normal dengan munculnya tes elektroforesis hemoglobin skrining.

Namun, beberapa hemoglobinopati menghasilkan penyakit. Tingkat keparahan hemoglobinopati biasanya bergantung pada apakah mutasinya homozigot (diwarisi dari kedua orang tua), atau heterozigot (diwarisi dari hanya satu orang tua, dengan gen hemoglobin normal dari orang tua kedua). Secara umum, dengan hemoglobinopati heterozigot, cukup banyak hemoglobin "normal" yang diproduksi untuk mengurangi setidaknya beberapa derajat manifestasi klinis secara keseluruhan. Orang dengan bentuk hemoglobinopati homozigot cenderung memiliki penyakit klinis yang lebih parah.

Hemoglobinopati umumnya dibagi menjadi dua kategori:

• Hemoglobinopati yang dimanifestasikan oleh perubahan struktural atau fungsional dalam molekul hemoglobin. Ini umumnya disebut sebagai hemoglobinopati struktural.
• Hemoglobinopati yang dimanifestasikan dengan berkurangnya produksi salah satu rantai globin. Hemoglobinopati dalam kategori kedua ini disebut thalassemia.

Hemoglobinopati Struktural

Beberapa hemoglobinopati struktural telah diidentifikasi yang menghasilkan penyakit klinis. Perubahan struktural pada molekul hemoglobin dapat menyebabkan perubahan bentuk dan kelenturan sel darah merah. Sel darah merah yang cacat dapat menyebabkan penyumbatan pembuluh darah. Jenis hemoglobinopati struktural lainnya dapat menyebabkan anemia hemolitik. Namun kelainan struktural lainnya dapat mengubah afinitas hemoglobin dengan oksigen. Hemoglobinopati afinitas rendah dapat menyebabkan polisitemia (terlalu banyak sel darah merah). Hemoglobinopati afinitas tinggi dapat menyebabkan sianosis (jaringan kekurangan oksigen).

Hemoglobinopati struktural umum meliputi:

• Hemoglobin S (sel sabit) disebabkan oleh mutasi pada rantai beta globin. Bentuk penyakit sel sabit homozigot dapat menyebabkan penyumbatan pembuluh darah selama periode stres (krisis sel sabit), menyebabkan rasa sakit, infeksi, pembengkakan, dan bahkan konsekuensi yang lebih mengerikan seperti stroke. Bentuk heterozigot disebut sifat sel sabit dan biasanya tidak menimbulkan masalah klinis.
• Hemoglobin C, hemoglobin D, dan hemoglobin E semuanya disebabkan oleh mutasi pada rantai beta globin. Bentuk homozigot dari kelainan ini menyebabkan anemia hemolitik dan pembesaran limpa. Bentuk heterozigot biasanya tidak menghasilkan penyakit yang berarti.

Mengurangi Produksi Hemoglobin

Thalasemia adalah hemoglobinopati yang disebabkan oleh kelainan pada gen yang mengontrol produksi globin. Hal ini menyebabkan produksi salah satu rantai globin berkurang, sehingga produksi hemoglobin berkurang, dan dengan demikian menyebabkan anemia. Orang dengan talasemia juga dapat menderita kelebihan zat besi dan peningkatan risiko infeksi.

Alpha thalassemias, paling sering terlihat pada orang keturunan Asia atau Afrika, mengakibatkan produksi alpha globin berkurang. Beta thalassemias, paling sering terlihat pada orang keturunan Mediterania, menyebabkan produksi beta globin berkurang.

Thalasemia adalah kelainan genetik yang kompleks, karena beberapa mutasi genetik (sendiri atau kombinasi) dapat menyebabkan talasemia. Tingkat keparahan thalassemia bergantung pada rantai globin mana yang terlibat, dan berapa banyak dan gen spesifik mana yang menyebabkan masalah.

Kombinasi Hemoglobinopati

Kadang-kadang, orang mewarisi gen hemoglobinopati yang berbeda dari setiap orang tua, menghasilkan apa yang disebut hemoglobinopati heterozigot majemuk atau hemoglobinopati kombinasi. Hemoglobinopati kombinasi yang lebih umum meliputi:

• Penyakit hemoglobin SC, di mana hemoglobin S berasal dari satu orang tua dan hemoglobin C berasal dari orang lain. Secara klinis, orang dengan hemoglobin SC cenderung memiliki bentuk penyakit sel sabit yang lebih ringan, tetapi manifestasinya dapat sangat bervariasi.
• Sickle / beta-thalassemia, dimana hemoglobin S berasal dari satu orang tua dan beta-thalassemia berasal dari yang lain. Orang-orang ini dapat memiliki gejala khas penyakit sel sabit dan anemia.

Mengikuti

Setelah hemoglobinopati sepenuhnya ditandai, dokter Anda akan berdiskusi secara mendetail dengan Anda tentang dua topik: pengobatan yang mungkin Anda perlukan (jika ada), dan konseling genetik.

Jika hemoglobinopati Anda adalah bentuk heterozigot (yang disebut "sifat" hemoglobin, di mana Anda mewarisi hemoglobin abnormal hanya dari satu orang tua), antara 45% hingga 65% hemoglobin Anda kemungkinan besar adalah hemoglobin dewasa normal, dan gejala Anda , jika ada, cenderung ringan. Kebanyakan orang dengan ciri-ciri hemoglobin tidak memerlukan perawatan khusus apa pun.

Jika Anda memiliki hemoglobinopati homozigot, atau kombinasi hemoglobinopati (yaitu, dua hemoglobin abnormal yang berbeda), Anda mungkin memerlukan pengobatan.

Orang dengan penyakit sel sabit saat ini hampir selalu didiagnosis pada masa bayi dengan tes skrining hemoglobin rutin. Bayi-bayi ini diobati dengan profilaksis antibiotik, suplementasi vitamin, vaksinasi penuh, dan manajemen agresif dari krisis sel sabit setiap kali terjadi.

Thalassemia adalah sekelompok kelainan yang efeknya sangat bervariasi tergantung pada mutasi genetik spesifik yang menyebabkannya. Masalah paling umum yang ditimbulkannya adalah anemia, tetapi talasemia juga dapat menyebabkan kelainan tulang dan kelebihan zat besi serta gangguan pertumbuhan dan gangguan lainnya. Orang dengan talasemia berat mungkin memerlukan transfusi darah dan splenektomi yang sering. Kelebihan zat besi bisa menjadi masalah utama pada penderita thalassemia.

Beberapa hemoglobinopati yang tidak umum menyebabkan "hemoglobin tidak stabil", di mana struktur molekul hemoglobin diubah sedemikian rupa untuk mengurangi umur sel darah merah. Orang dengan kondisi ini mungkin mengalami anemia, limpa membesar, dan sering mengalami infeksi. Penanganan ditujukan untuk mencegah komplikasi dan mungkin termasuk transfusi darah, splenektomi, dan menghindari obat oksidan, termasuk antibiotik dan NSAID tertentu. Transplantasi sumsum tulang juga diterapkan lebih sering pada orang dengan hemoglobinopati parah yang mengancam jiwa.

Konseling Genetik

Jika risiko melahirkan bayi dengan hemoglobinopati serius dinilai meningkat, evaluasi janin dapat diindikasikan saat kehamilan terjadi.