Bluu ya methilini katika vipimo vya maabara vya G6PD: rangi hii hufanya nini hasa

Mwanafunzi anaangalia mirija miwili baada ya kipindi cha kuatamiza. Mmoja umebadilika na kuwa na rangi inayotarajiwa. Mwingine haujabadilika. Mwanafunzi anahitimisha kuwa mgonjwa wa pili ana upungufu wa dehidrojenasi ya glukosi-6-fosfati. Hitimisho hilo linaweza kuwa sahihi, lakini namna ya kulifikia inaruka dhana inayowezesha kipimo hiki kufanya kazi. Hakuna kitu ndani ya mrija kinachopima kimeng'enya moja kwa moja. Mrija hupima kile kinachozalishwa na kimeng'enya, kwa kutumia bluu ya methilini kama kiunganishi.

Ukishaelewa kuwa kipimo hiki si cha moja kwa moja, utaratibu, sampuli za udhibiti, na orodha ndefu ya matokeo potofu vyote vinaacha kuonekana kuwa vya kubahatisha.

Jibu fupi

Bluu ya methilini katika vipimo vya G6PD ni kiashiria cha redoksi. Kimeng'enya cha G6PD huzalisha NADPH, na mifumo inayotegemea NADPH huredukisha bluu ya methilini yenye rangi ya buluu kuwa umbo lake la leuko lisilo na rangi (au huitumia kuhamisha elektroni). Shughuli ya kawaida ya kimeng'enya huwezesha uredukishaji mzuri. Shughuli yenye upungufu husababisha uredukishaji wa polepole au usiokamilika. Hiyo ndiyo ishara yote inayopimwa.

Mbinu mbili za kihistoria hutumia rangi hiyo hiyo lakini hutofautiana katika kiashiria cha mwisho. Ukizitofautisha, sehemu kubwa ya mkanganyiko huondoka.

Vipimo viwili, rangi moja, viashiria tofauti vya mwisho

Cha kwanza ni kipimo cha moja kwa moja cha uredukishaji wa bluu ya methilini, kilichoelezwa na Sass na wenzake na kutathminiwa baadaye na Gibbs. Hapa, kiashiria cha mwisho ni rangi yenyewe: bluu ya methilini iliyooksidishwa, yenye rangi ya buluu, huredukishwa kuelekea leukomethilini bluu isiyo na rangi, na kasi ya mabadiliko hayo huonyesha uwezo wa kuzalisha NADPH. Makala ya msingi kuhusu uchunguzi huu wa awali imeorodheshwa kwenye PubMed chini ya Sass na wenzake (1966).

Cha pili ni kipimo cha Brewer cha uredukishaji wa methemoglobini. Nitriti ya sodiamu kwanza huoksidisha hemoglobini na kuibadilisha kuwa methemoglobini ya kahawia. Kisha bluu ya methilini hufanya kazi kama kipatanishi cha uhamishaji wa elektroni: bluu ya methilini iliyoredukishwa huhamisha sawa za uredukishaji kwenda kwenye methemoglobini, na kuibadilisha tena kuwa hemoglobini nyekundu. Kwa hiyo, kiashiria cha mwisho kinachoonekana ni kahawia dhidi ya nyekundu, si buluu dhidi ya kutokuwa na rangi. Mbinu ya awali ilichapishwa katika Jarida la Shirika la Afya Duniani (Brewer na wenzake, 1960).

Kukiita kipimo cha Brewer kipimo cha kuondoa rangi si maelezo sahihi kikemia. Rangi hupitia mzunguko; hemoglobini ndiyo hubadilika rangi. Mchoro ulio hapa chini unaonyesha njia zote mbili.

Mmenyuko wa msingi

G6PD huchochea hatua ya kwanza ya oksidishaji katika njia ya pentosi fosfati:

Glucose-6-phosphate + NADP+ becomes 6-phosphogluconolactone + NADPH + H+

Seli nyekundu za damu zilizokomaa hutegemea sana njia hii kupata NADPH, kama ilivyojadiliwa katika Blood na Luzzatto na wenzake (2020). NADPH hudumisha glutathioni katika hali iliyoredukishwa na hulinda seli dhidi ya uharibifu wa kioksidishaji. Bluu ya methilini huingia katika mfumo huu kama kipokezi cha elektroni. G6PD ya kutosha huwezesha NADPH ya kutosha, ambayo huwezesha uredukishaji mzuri. Kiwango kidogo cha G6PD huvunja mnyororo katika kiungo chake cha kwanza.

Fikiria rangi hii kama kipima mafuta, si injini. Huonyesha upatikanaji wa NADPH. Kitu kingine chochote kinachobadilisha upatikanaji huo, au usomaji wa matokeo, kinaweza kusogeza kishale bila mabadiliko yoyote katika jeni.

Jinsi utaratibu wa aina ya Brewer unavyofanyika

Michanganyiko ya vitendanishi imebadilika kwa miongo kadhaa, kwa hiyo maelezo ya kufundishia hayapaswi kuchukuliwa kuwa itifaki ya kitabibu. Kila maabara hufuata utaratibu wake wa kawaida wa uendeshaji uliothibitishwa. Kwa tahadhari hiyo, mpangilio wa jadi wa mirija hufanya kazi kama ifuatavyo, katika muundo ulioelezwa kwa mirija mitatu na kuatamiza kwa saa 3 katika utekelezaji huu uliochapishwa:

1. Mrija wa mgonjwa: damu nzima pamoja na glukosi, nitriti ya sodiamu, na bluu ya methilini. Nitriti hutengeneza methemoglobini, glukosi huwezesha metaboli ya seli nyekundu za damu, na rangi hutoa njia ya uhamishaji wa elektroni inayotegemea NADPH.
2. Sampuli ya udhibiti iliyooksidishwa: damu pamoja na nitriti na glukosi lakini bila bluu ya methilini. Huonyesha kiashiria cha mwisho cha methemoglobini ya kahawia, yaani mwonekano wa upungufu.
3. Sampuli ya udhibiti ya hemoglobini: damu pamoja na maji. Huonyesha kiashiria cha mwisho cha hemoglobini nyekundu, yaani mwonekano wa kawaida.
4. Atamiza mirija yote karibu na 37 C, kwa kawaida kwa saa 3, ukichanganya kwa upole.
5. Punguza mkusanyiko wa sehemu ndogo iliyopimwa kutoka kila mrija kwa kuichanganya na maji yaliyodistiliwa ili kuvunja seli na kuwezesha ulinganishaji wa rangi.
6. Linganisha mrija wa mgonjwa na sampuli mbili za udhibiti. Kurudi kuelekea rangi nyekundu huonyesha uwezo mkubwa wa uredukishaji. Kuendelea kuwa na rangi inayoelekea kahawia kunaashiria upungufu mkubwa.

Mchanganyiko mmoja wa kihistoria ulitumia takribani 1 mL ya damu pamoja na vitendanishi vyenye viwango vya karibu 180 mM vya nitriti ya sodiamu, 280 mM vya dekstrosi, na 0.4 mM vya bluu ya methilini. Zichukulie namba hizo kama mfano kutoka kwenye maandiko ya kisayansi, si viwango vinavyotumika kila mahali.

Kusoma matokeo

Uchunguzi wa awali wa kimaelezo hutofautisha vizuri zaidi karibu na asilimia 30 hadi 40 ya shughuli ya kawaida, kama ilivyojadiliwa katika mapitio haya ya Malaria Journal kuhusu mapengo katika utambuzi wa G6PD. Kwa hiyo, matokeo ya kawaida ya uchunguzi wa awali yanamaanisha kuwa kipimo hakikugundua upungufu mkubwa. Hayathibitishi kuwa shughuli ni ya kawaida kikamilifu.

Kwa nini uchunguzi wa awali unaweza kupotosha

Ongezeko la retikulosaiti baada ya hemolisisi ndiyo hali ya kawaida inayotoa matokeo ya kawaida yasiyo sahihi. Seli nyekundu za damu changa na retikulosaiti zina G6PD nyingi zaidi kuliko seli za zamani. Wakati wa tukio kali la hemolisisi, seli za zamani zaidi zenye upungufu mkubwa zaidi zinaweza kuwa tayari zimeharibiwa, na kubaki kundi la seli changa ambazo shughuli yake hupimwa kuwa ya kawaida. Hali hii ya kibayolojia hupotosha pia vipimo vya kiasi, si uchunguzi unaotumia rangi pekee.

Kuongezewa damu hivi karibuni huficha upungufu kwa sababu seli nyekundu za damu za mtoaji huongeza kimeng'enya chao kwenye sampuli. Mayo Clinic Laboratories inaorodhesha kuongezewa damu miongoni mwa sababu zinazofanya matokeo ya kimeng'enya yasiwe ya kuaminika, pamoja na ongezeko la retikulosaiti na uingiliaji wa leukosaiti.

Wanawake wenye hali ya heterozigoti ndio kundi gumu zaidi kutathmini. Kutofanya kazi kwa kromosomu X kwa namna ya nasibu huzalisha mchanganyiko wa seli nyekundu za damu za kawaida na zenye upungufu, na shughuli ya jumla inaweza kuwa katika kiwango chochote kuanzia upungufu mkubwa hadi kuonekana kuwa ya kawaida. Uchunguzi wa awali wa kimaelezo mara nyingi hushindwa kugundua fenotipu za kiwango cha kati. Nyaraka za WHO kuhusu vipimo vya G6PD zinajadili mpaka huu kwa kina.

Muda tangu sampuli ilipochukuliwa, halijoto ya kuhifadhi, utegemezi wa maoni ya mtazamaji katika kutambua kiashiria cha mwisho, hematokriti, na ubora wa vitendanishi huongeza tofauti za kiuchanganuzi juu ya athari hizi za kibayolojia.

Uchunguzi wa awali si utambuzi

Matokeo ya uchunguzi wa awali yanayoonyesha upungufu, kiwango cha kati, au kutolingana na hali ya kitabibu yanahitaji kipimo cha kiasi cha kimeng'enya cha G6PD. WHO inachukulia spektrofotometria ya kiasi yenye udhibiti wa halijoto kuwa mbinu ya marejeo. Katika kipimo hicho, sampuli iliyotokana na kuvunjwa kwa seli nyekundu za damu huongezewa glukosi-6-fosfati na NADP+, na NADPH inayozalishwa hufuatiliwa kupitia ongezeko la ufyonzaji wa mwanga katika 340 nm. Kasi ya mabadiliko inalingana moja kwa moja na shughuli ya kimeng'enya, ambayo kwa kawaida husawazishwa kulingana na hemoglobini na kuonyeshwa kwa vipimo kwa kila gramu. Utendaji wa sasa katika maabara za kitabibu umefupishwa katika maelezo ya shughuli ya G6PD kwenye katalogi ya vipimo ya Mayo.

Tafsiri ya matokeo hutumia masafa ya marejeo yaliyothibitishwa na maabara, mara nyingi kwa kulinganisha na shughuli ya kawaida katika jamii, huku upungufu kwa kawaida ukijadiliwa karibu na kizingiti cha asilimia 30 na shughuli ya kiwango cha kati ikiwa juu yake. Maelezo lengwa ya bidhaa za vipimo vya G6PD ya WHO (2022) yanaeleza mfumo huo wa utambuzi. Ikiwa hemolisisi au kuongezewa damu hivi karibuni kunafanya ubainishaji wa fenotipu usiwe wa kuaminika, rudia kipimo baada ya kundi la seli nyekundu za damu kurudia uwiano wake; vipimo vya molekuli vinaweza kuongeza taarifa bila kuchukua nafasi ya upimaji wa kimeng'enya.

Tofauti inayostahili kudumishwa

Bluu ya methilini katika vipimo hivi ni kitendanishi cha maabara kinachotumiwa nje ya mwili (ex vivo). Ukweli huo ni wa mjadala tofauti na usalama wa kumpa mgonjwa bluu ya methilini, unaoelezwa katika mwongozo kuhusu hali zinazozuia matumizi ya bluu ya methilini. Biokemia huviunganisha, kwa kuwa dawa hiyo pia hutegemea uredukishaji unaotegemea NADPH, lakini rangi ndani ya mrija wa kupimia si dozi ndani ya mfumo wa damu. Kwa maelezo ya jinsi rangi hii inavyofanya kazi kama rangi ya kutia sampuli rangi katika mazingira tofauti, angalia kanuni za utiaji rangi kwa bluu ya methilini, na kwa kundi la kikemia inamohusika, rangi za redoksi katika maabara.

Uchunguzi wa awali huuliza ikiwa uwezo wa uredukishaji unaonekana kuwa kamili. Uthibitisho huuliza ni kiasi gani cha kimeng'enya kilichopo kwa hakika. Rangi hujibu swali la kwanza vizuri, mradi hakuna anayeitaka ijibu la pili.