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Assetto Emoglobinico

In Sintesi

Perché?

Per la ricerca e/o la diagnosi delle varianti emoglobiniche, definite emoglobinopatie.

Quando?

In seguito al riscontro di risultati anomali dell’emocromo e dello striscio di sangue che suggeriscono la presenza di varianti emoglobiniche (forme anomale dell'emoglobina); in presenza di sintomi di anemia emolitica quali debolezza e astenia, o nel caso in cui si sospetti la presenza di emoglobinopatie; in soggetti con anamnesi familiare positiva per le emoglobinopatie; come parte dei protocolli di screening neonatale.

Il campione

Un prelievo di sangue venoso o, talvolta, capillare, mediante la puntura di un dito o del tallone (neonati).

La preparazione

No, nessuna.

L'Esame

Un’emoglobinopatia è un disordine ematico ereditario caratterizzato dalla presenza di forme anomale dell’emoglobina (varianti emoglobiniche) o dalla riduzione della produzione della stessa (talassemia). Lo screening delle emoglobinopatie comprende un gruppo di esami volti a rilevare la presenza di varianti emoglobiniche o di problemi nella produzione dell’emoglobina.

L’emoglobina (Hb) è una proteina globulare contenente ferro presente all’interno dei globuli rossi (RBC) e responsabile del legame dell’ossigeno in sede polmonare e del suo trasporto in tutti i tessuti dell’organismo.

L’emoglobina è formata da quattro subunità (globine o catene globiniche), ciascuna delle quali presenta al suo interno una struttura chiamata gruppo eme, contenente ferro e responsabile del legame dell’ossigeno. Esistono quattro tipi diversi di catene globiniche, designate come: α (alfa), β (beta), γ (gamma), δ (delta). Il tipo di catene globiniche presenti determina la struttura e soprattutto la funzionalità dell’Hb.

Normalmente sono presenti tre tipi di Hb:

  • Emoglobina A (HbA): rappresenta il 95-98% dell’Hb dell’adulto ed è costituita da due catene alfa e due catene beta (α2β2)
  • Emoglobina A2 (HbA2): rappresenta il 2-3% dell’Hb dell’adulto ed è costituita da due catene alfa e due catene delta (α2δ2)
  • Emoglobina F (HbF): nota con il nome di emoglobina fetale, rappresenta l’1-2% dell’Hb dell’adulto ed è costituita da due catene alfa e due catene gamma (α2γ2). Si tratta dell’Hb prodotta durante la vita fetale che, dopo la nascita, viene progressivamente sostituita dall’HbA fino a raggiungere i livelli analoghi a quelli presenti negli individui adulti, intorno a 1-2 anni

La presenza di mutazioni nei geni codificanti per le catene globiniche può determinare la produzione di emoglobine anomale e quindi la presenza di emoglobinopatie. Queste mutazioni possono comportare la produzione di catene globiniche strutturalmente alterate o anche la perdita della produzione di uno o più tipi di catene globiniche. Circa il 7% della popolazione mondiale è portatore in eterozigosi di una variante genetica in una delle catene dell'emoglobina; il tasso di mutazione può variare notevolmente in base all'etnia. Le mutazioni possono influenzare la struttura dell’emoglobina, la sua funzionalità, la sua velocità di produzione o anche la sua stabilità. Inoltre, la presenza di alcune varianti emoglobiniche all’interno dei globuli rossi può alterarne, oltre alla funzione, anche le dimensioni e la forma.

I globuli rossi contenenti varianti emoglobiniche spesso sono caratterizzati dalla diminuita efficienza nel trasporto dell’ossigeno ed anche da una maggiore fragilità e quindi ridotta emivita, con il conseguente sviluppo di anemia emolitica.

Attualmente sono state descritte più di 1.000 emoglobinopatie e si continuano ad individuare nuove forme; tra le varianti emoglobiniche più comuni si annoverano:

  • Emoglobina S (HbS), responsabile dell’anemia falciforme, chiamata così per la tendenza dei globuli rossi ad assumere la caratteristica forma a falce e caratterizzata da una ridotta emivita degli stessi 
  • Emoglobina C (HbC), responsabile, seppur in misura minore rispetto all’HbS, dell'anemia emolitica
  • Emoglobina E (HbE), in genere asintomatica o responsabile di sintomatologia lieve

La talassemia invece è causata dalla diminuita produzione o carenza di una delle catene globiniche. Questo può comportare l’alterazione del bilanciamento tra catene alfa e beta, causando la produzione di emoglobine anomale (alfa talassemia) o l’aumento di frazioni emoglobiniche normalmente meno rappresentate, quali l’HbA2 o l’HbF (beta talassemia).

Le emoglobinopatie sono definite come alterazioni qualitative dell'emoglobina (alterata capacità funzionale), mentre le talassemie consistono in alterazioni quantitative.

Esistono molteplici varianti emoglobiniche. Alcune silenti (ossia senza segni e sintomi evidenti) ed altre in grado di influenzare la funzionalità e/o la stabilità della molecola emoglobinica. I test di primo livello per la ricerca delle emoglobinopatie in genere utilizzano metodiche volte alla determinazione del tipo e della quantità di emoglobine presenti nel sangue del paziente in esame (assetto emoglobinico). I risultati di questi test, insieme a quelli di altri test eseguiti in routine, quali emocromo e striscio di sangue, contribuiscono a stabilire la diagnosi.

Come e Perchè

Quali informazioni è possibile ottenere?

L’assetto emoglobinico si prefigge di rilevare eventuali varianti emoglobiniche e/o la quantità relativa dei diversi tipi di Hb. Il test può essere usato per:

  • Screening
    • Nell’ambito dei protocolli di screening neonatale
    • In alcune categorie di persone particolarmente a rischio di generare prole con emoglobinopatie, per origini etniche o familiarità, può essere eseguito anche uno screening prenatale insieme ad una consulenza genetica per la valutazione dell’eventuale stato di portatori dei genitori
    • Per identificare la presenza di varianti in soggetti asintomatici ma con figli affetti
  • Diagnosi
    • Per rilevare e/o identificare un’emoglobinopatia (varianti emoglobiniche o talassemie) in persone con anemia inspiegabile o con valori alterati dell’emocromo
       

I metodi raccomandati per la valutazione dell’assetto emoglobinico sono essenzialmente due:

  • Cromatografia liquida ad alta risoluzione (High Performance Liquid Chromatography, HPLC)
  • Elettroforesi capillare (CE)
     

Altri esami utilizzati meno comunemente includono:

  • Test di riduzione col ditionito (test di solubilità delle cellule falciformi); utilizzato specificatamente per esaminare l'HbS, principale causa dell'anemia falciforme
  • Elettroforesi su gel acido
  • Isoelettrofocalizzazione (IEF); elettroforesi delle catene globiniche
  • Elettroforesi zonale capillare (EZC)
  • Spettrometria di massa (MS)

Questi metodi sono in grado di discriminare i diversi tipi di Hb presenti sulla base delle loro caratteristiche chimico-fisiche.

La maggior parte delle varianti emoglobiniche più comuni o delle talassemie possono essere identificate utilizzando una combinazione di questi test. La rilevazione della quantità relativa della variante emoglobinica presente è un valido ausilio diagnostico. Per la diagnosi delle emoglobinopatie l’esecuzione di un singolo test non è sufficiente. Questa richiede la valutazione complessiva di una serie di esami, eseguiti secondo processi ben definiti. Di seguito sono riportati altri esami utili per la determinazione della diagnosi di emoglobinopatia:

  • Emocromo
  • Striscio di sangue
  • Conta dei reticolociti
  • Studio del metabolismo del ferro (sideremia, transferrina e TIBC)
  • Test molecolari: ricercano le mutazioni presenti nei geni codificanti per le catene globiniche alfa e beta. Si tratta di esami di secondo livello, non eseguiti routinariamente, ma come conferma diagnostica e per definire lo stato di eterozigosi o omozigosi

Domande Frequenti

Perché è importante eseguire lo screening neonatale per le emoglobinopatie?

Lo screening delle emoglobinopatie consente di identificare e quindi potenzialmente anche trattare i neonati con disordini congeniti entro pochi giorni dalla nascita. In questo modo possono essere evitati problemi di salute potenzialmente letali o anche responsabili di disabilità permanenti. Inoltre, permette di rilevare lo stato di portatori, informazione utile per le scelte procreative future.

Video Correlati

Il problema degli eritrociti a forma di falce. Fonte video: American Society of Hematology

Fonti

Fonti utilizzate nella revisione corrente

2020 review performed by Sydney Webb Strickland, PhD, DABCC, Director, LabCorp.

(2020) Baby's First Test Available online at https://www.babysfirsttest.org/newborn-screening/states. Accessed on 4/23/2020.

(2014) Giardine B, Borg J, Viennas E, Pavlidis C, Moradkhani K, Joly P, Bartsakoulia M, Riemer C, Miller W, Tzimas G, Wajcman H, Hardison RC, Patrinos GP. Updates of the HbVar database of human hemoglobin variants and thalassemia mutations. Nucleic Acids Res. Jan;42 (Database issue):D1063-9. Available online at http://globin.cse.psu.edu/hbvar/menu.html. Accessed 4/23/2020.

Weatherall, DJ (2008). Hemoglobinopathies worldwide: present and future. Curr Mol Med 8(7):529-9.

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