Định lượng nồng độ hormone trong máu

Các hormone tồn tại trong máu với một lượng rất nhỏ; một số hormone có nồng độ thấp đến mức khoảng bằng 1 phần tỷ của một gam (1 pico gam) trên 1ml. Do đó, rất khó để định lượng được những nồng độ này bằng những phương pháp thông thường. Tuy nhiên, một phương pháp rất nhạy đã được phát triển từ 50 năm trước đã giải quyết được vấn đề định lượng các hormone, tiền thân của chúng và sản phẩm chuyển hóa của chúng. Phương pháp này được gọi là phương pháp miễn dịch phóng xạ (radioimmunoassay). Gần đây, chúng ta đã bổ sung thêm nhiều phương pháp, như xét nghiệm miễn dịch gắn enzyme (ELISA- enzyme-linked immune-sorbent assays), đã và đang được phát triển để định lượng một cách chính xác, có tính thông lượng cao các loại hormone.

Phương pháp miễn dịch phóng xạ

Phương pháp tiến hành miễn dịch phóng xạ như sau. Đầu tiên, sản xuất một kháng thể có tính đặc hiệu cao với hormone đang cần định lượng.

Bước tiếp theo, một lượng nhỏ kháng thế sẽ được (1) trộn với một lượng dịch từ động vật có chứa hormone cần định lượng và (2) đồng thời trộn với một lượng thích hợp hormone chuẩn tinh khiết đã được gắn một đồng vị phóng xạ.Tuy nhiên, bắt buộc phải tạo được trạng thái: chỉ có một lượng rất nhỏ kháng thể gắn hoàn toàn với cả hormone gắn phóng xạ và hormone trong dịch cần định lượng. Do đó, hormone tự nhiên trong dịch cần định lượng và hormone gắn phóng xạ tranh chấp vị trí gắn trên kháng thể. Trong quá trình tranh chấp, hàm lượng mỗi loại hormone được gắn tỉ lệ thuận với nồng độ mỗi hormone trong dung dịch thí nghiệm.

Thứ ba, sau khi sự gắn kết đạt trạng thái cân bằng, phức hợp kháng thể- hormone được tách ra khỏi phần còn lại của dung dịch, và lượng hormone gắn phóng xạ trong phức hợp được định lượng bằng những kĩ thuật đếm phóng xạ. Nếu một lượng lớn hormone gắn phóng xạ liên kết với kháng thể, rõ ràng là chỉ một lượng nhỏ hormone tự nhiên tranh chấp với các hormone gắn phóng xạ này, và do đó nồng độ của hormone tự nhiên trong dịch cần định lượng là rất ít. Ngược lại, nếu chỉ một lượng nhỏ hormone gắn phóng xạ liên kết kháng thể, tức là một lượng lớn hormone tự nhiên tranh chấp các vị trí gắn trên kháng thể.

Thứ tư, để tăng tính chính xác của xét nghiệm, quá trình định lượng miễn dịch phóng xạ được thực hiện với một số dung dịch chuẩn của một vài hormone không được gắn ở các nồng độ khác nhau. Sau đó một đường cong chuẩn được vẽ ra. Bằng cách so sánh lượng phóng xạ được ghi nhận từ quá trình thí nghiệm với một đường cong chuẩn, ta có thể tính toán được với sai số từ 10- 15% nồng độ của hormone trong lượng dịch cần định lượng. Một phần tỷ hoặc phần nghìn tỷ gam hormone có thể được định lượng bằng phương pháp này.

Hình. Đường cong chuẩn cho xét nghiệm phóng xạ của aldosterone.

Xét nghiệm miễn dịch gắn enzyme (ELISA)

Xét nghiệm miễn dịch gắn enzyme (ELISA) có thể được dùng để định lượng hầu hết các protein, bao gồm cả các hormone. Xét nghiệm này gắn một số kháng thể đặc hiệu với một enzyme thử. Các yếu tố cơ bản của phương pháp này, xét nghiệm thường được thực hiện trên các tấm nhựa có khoảng 96 giếng nhỏ. Mỗi giếng được tráng bởi kháng thể (AB1), kháng thể này đặc hiệu với hormone cần định lượng. Mẫu cần định lượng hoặc mẫu chứng được cho vào mỗi giếng, sau đó là là kháng thể thứ hai (AB2), kháng thể này cũng đặc hiệu với hormone nhưng gắn vào một vị trí khác trên phân tử hormone. Một kháng thể thứ ba (AB3) được thêm vào để nhận diện AB2 và được gắn với một enzyme chuyển chất nền thích hợp thành sản phẩm có thể dễ dàng nhận ra bởi phương pháp nhuộm màu hoặc huỳnh quang.

Hình. Nguyên tắc của xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzym để đo nồng độ của hormone (H). AB1 và AB2 là các kháng thể nhận biết hormone tại các vị trí liên kết khác nhau và AB3 là kháng thể nhận biết AB2. E là một enzym liên kết với AB3 xúc tác sự hình thành sản phẩm huỳnh quang màu (P) từ cơ chất (S). Lượng sản phẩm được đo bằng phương pháp quang học và tỷ lệ với lượng hormone trong giếng nếu trong giếng có kháng thể dư thừa.

Bởi vì mỗi phân tử enzyme xúc tác quá trình tạo ra hàng ngàn phân tử khác, nên dù chỉ có một lượng rất nhỏ các phân tử hormone cũng có thể được nhận ra bằng phương pháp này. Ngược lại với phương pháp tranh chấp gắn miễn dịch phóng xạ, phương pháp ELISA sử dụng lượng dư kháng thể nhằm mục đích tất cả các phân tử hormone đều được gắn và đều tạo ra phức hợp kháng thể- hormone. Do đó, lượng hormone trong mẫu cần định lượng hoặc trong mẫu chuẩn sẽ tỉ lệ thuận với lượng sản phẩm được tạo ra.

Phương pháp ELISA đã được sử dụng rộng rãi trên lâm sàng và trên nghiên cứu bởi vì (1) không dùng đến các đồng vị phóng xạ, (2) xét nghiệm được tự động sử dụng tấm gồm 96 giếng, và (3) nó đã được chứng minh là một phương pháp hiệu quả trong việc đánh giá chính xác nồng độ hormone cũng như về giá thành thực hiện.