Клінічна радіометрія

Клінічна радіометрія – це вимірювання радіоактивності всього тіла або його частини після введення в організм радіофармацевтичного препарату. Зазвичай у клінічній практиці використовуються гамма-випромінюючі радіонукліди. Після введення в організм радіофармацевтичного препарату, що містить такий радіонуклід, його випромінювання фіксується сцинтиляційним детектором, розташованим над відповідною частиною тіла пацієнта. Результати дослідження зазвичай представляють на світловому табло у вигляді кількості імпульсів, зареєстрованих за певний період часу, або у вигляді швидкості рахунку (в імпульсах за хвилину). У клінічній практиці цей метод не має великого значення. Зазвичай його використовують у випадках, коли необхідно виявити та оцінити включення радіонуклідів при їх випадковому потраплянні в організм людини – через необережність, при катастрофах.

Цікавішим методом є радіометрія всього тіла. Під час цього методу людину поміщають у спеціальну низькофонову камеру, що містить кілька спеціально орієнтованих сцинтиляційних детекторів. Це дозволяє реєструвати радіоактивне випромінювання від усього тіла, причому за умов мінімального впливу природного радіоактивного фону, який, як відомо, може бути досить високим на деяких ділянках поверхні Землі. Якщо під час радіометрії будь-яку частину тіла (орган) накрити свинцевою пластиною, то можна оцінити внесок цієї частини тіла (або органу, розташованого під пластиною) у загальну радіоактивність організму. Таким чином, можна вивчати метаболізм білків, вітамінів, заліза, а також визначати об'єм позаклітинної води. Цей метод також використовується при обстеженні людей з випадковим потраплянням радіонуклідів (замість звичайної клінічної радіометрії).

Для лабораторної радіометрії використовуються автоматизовані радіометри. Вони мають пробірки з радіоактивним матеріалом на конвеєрі. Під керуванням мікропроцесора пробірки автоматично подаються до вікна лічильника свердловин; після завершення радіометрії пробірки автоматично змінюються. Результати вимірювань обчислюються в комп'ютері, а після відповідної обробки надсилаються на друкуючий пристрій. Сучасні радіометри виконують складні обчислення автоматично, і лікар отримує готову інформацію, наприклад, про концентрацію гормонів і ферментів у крові, що вказує на точність проведених вимірювань. Якщо обсяг роботи з лабораторної радіометрії невеликий, то використовуються простіші радіометри з ручним переміщенням пробірок і ручною радіометрією, в неавтоматичному режимі.

Радіонуклідна діагностика in vitro (від латинського vitrum – скло, оскільки всі дослідження проводяться в пробірках) належить до мікроаналізу та займає прикордонне положення між радіологією та клінічною біохімією. Вона дозволяє виявляти наявність різних речовин ендогенного та екзогенного походження в біологічних рідинах (крові, сечі), які знаходяться там у незначних або, як кажуть хіміки, зникаючих концентраціях. До таких речовин належать гормони, ферменти, ліки, що вводяться в організм з терапевтичною метою, тощо.

При різних захворюваннях, таких як рак чи інфаркт міокарда, в організмі з'являються речовини, специфічні для цих захворювань. Їх називають маркерами (від англійського mark - позначення). Концентрація маркерів така ж мізерна, як і концентрація гормонів: буквально поодинокі молекули в 1 мл крові.

Всі ці унікальні за своєю точністю дослідження можна провести за допомогою радіоімунологічного аналізу, розробленого в 1960 році американськими дослідниками С. Берсоном та Р. Ялоу, яким згодом була присуджена Нобелівська премія за цю роботу. Його широке впровадження в клінічну практику ознаменувало революційний стрибок у мікроаналізі та радіонуклідній діагностиці. Лікарі вперше отримали можливість, і цілком реальну, розшифрувати механізми розвитку багатьох захворювань та діагностувати їх на найдавніших стадіях. Найбільш помітно важливість нового методу відчули ендокринологи, терапевти, акушери-гінекологи та педіатри.

Принцип радіоімунологічного методу полягає в конкурентному зв'язуванні бажаних стабільних та подібних мічених речовин зі специфічною системою рецепторів.

Для проведення такого аналізу випускаються стандартні набори реагентів, кожен з яких призначений для визначення концентрації певної речовини.

Як видно на рисунку, система зв'язування (зазвичай специфічні антитіла або антисироватка) взаємодіє одночасно з двома антигенами, один з яких є шуканим, інший – його міченим аналогом. Використовуються розчини, в яких міченого антигену завжди міститься більше, ніж антитіл. У цьому випадку розгортається справжня боротьба між міченими та неміченими антигенами за зв'язок з антитілами. Останні належать до імуноглобулінів класу G.

Вони повинні бути високоспецифічними, тобто реагувати лише з досліджуваним антигеном. Антитіла приймають лише специфічні антигени у своїх відкритих сайтах зв'язування, причому в кількостях, пропорційних кількості антигенів. Цей механізм образно описується як феномен "ключа та замка": чим більший початковий вміст потрібного антигену в реагуючих розчинах, тим менше радіоактивного аналога антигену буде захоплено системою зв'язування і тим більша його частина залишиться незв'язаною.

Одночасно з визначенням концентрації шуканої речовини в крові пацієнта, за тих самих умов і з тими ж реактивами, проводиться дослідження стандартних сироваток з точно визначеною концентрацією шуканого антигену. На основі співвідношення радіоактивностей прореагувалих компонентів будується калібрувальна крива, що відображає залежність радіоактивності зразка від концентрації досліджуваної речовини. Потім, порівнюючи радіоактивність зразків матеріалу, отриманих від пацієнта, з калібрувальною кривою, визначається концентрація шуканої речовини у зразку.

Радіонуклідний аналіз in vitro почали називати радіоімунологічним, оскільки він базується на використанні імунологічних реакцій антиген-антитіло. Однак пізніше були створені інші види досліджень in vitro, подібні за метою та методологією, але відрізняються деталями. Так, якщо як мічена речовина використовується антитіло, а не антиген, аналіз називається імунорадіометричним; якщо як система зв'язування використовуються тканинні рецептори, говорять про радіорецепторний аналіз.

Радіонуклідне дослідження in vitro складається з 4 етапів.

• Перший етап – змішування аналізованого біологічного зразка з реагентами з набору, що містить антисироватку (антитіла) та систему зв'язування. Всі маніпуляції з розчинами проводяться за допомогою спеціальних напівавтоматичних мікропіпеток, у деяких лабораторіях їх здійснюють за допомогою машин.
• Другий етап – інкубація суміші. Вона триває до досягнення динамічної рівноваги: залежно від специфічності антигену її тривалість варіюється від кількох хвилин до кількох годин і навіть днів.
• Третій етап – розділення вільних та зв’язаних радіоактивних речовин. Для цього використовуються сорбенти, що є в наборі (іонообмінні смоли, вугілля тощо), що осаджують важчі комплекси антиген-антитіло.
• Четвертий етап – радіометрія зразків, побудова калібрувальних кривих, визначення концентрації шуканої речовини. Всі ці роботи виконуються автоматично за допомогою радіометра, оснащеного мікропроцесором та принтером.

Як видно з вищесказаного, радіоімунологічний аналіз базується на використанні радіоактивної антигенної мітки. Однак, в принципі, як антигенна або антитільна мітка можуть бути використані й інші речовини, зокрема ферменти, люмінофори або високофлуоресцентні молекули. Це є основою для нових методів мікроаналізу: імуноферментного, імунолюмінесцентного, імунофлуоресцентного. Деякі з них є дуже перспективними та конкурують з радіоімунологічними дослідженнями.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]