Κλινική ραδιομετρία

Η κλινική ραδιομετρία είναι η μέτρηση της ραδιενέργειας ολόκληρου του σώματος ή μέρους αυτού μετά την εισαγωγή ενός ραδιοφαρμακευτικού προϊόντος στο σώμα. Συνήθως, στην κλινική πράξη χρησιμοποιούνται ραδιονουκλίδια που εκπέμπουν γάμμα. Μετά την εισαγωγή ενός ραδιοφαρμακευτικού προϊόντος που περιέχει ένα τέτοιο ραδιονουκλίδιο στο σώμα, η ακτινοβολία του συλλαμβάνεται από έναν ανιχνευτή σπινθηρισμού που βρίσκεται πάνω από το αντίστοιχο μέρος του σώματος του ασθενούς. Τα αποτελέσματα της μελέτης συνήθως παρουσιάζονται σε έναν φωτεινό πίνακα ως ο αριθμός των παλμών που καταγράφονται σε μια ορισμένη χρονική περίοδο ή ως ρυθμός μέτρησης (σε παλμούς ανά λεπτό). Στην κλινική πρακτική, αυτή η μέθοδος δεν έχει μεγάλη σημασία. Συνήθως χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να εντοπιστεί και να αξιολογηθεί η ενσωμάτωση ραδιονουκλιδίων όταν εισέρχονται κατά λάθος στο ανθρώπινο σώμα - λόγω αμέλειας, σε καταστροφές.

Μια πιο ενδιαφέρουσα μέθοδος είναι η ολόσωμη ραδιομετρία. Κατά τη διάρκεια αυτής της μεθόδου, ένα άτομο τοποθετείται σε έναν ειδικό θάλαμο χαμηλού υποβάθρου που περιέχει αρκετούς ειδικά προσανατολισμένους ανιχνευτές σπινθηρισμού. Αυτό επιτρέπει την καταγραφή ραδιενεργού ακτινοβολίας από ολόκληρο το σώμα, και υπό συνθήκες ελάχιστης επίδρασης του φυσικού ραδιενεργού υποβάθρου, το οποίο, όπως είναι γνωστό, μπορεί να είναι αρκετά υψηλό σε ορισμένες περιοχές της επιφάνειας της Γης. Εάν κατά τη διάρκεια της ραδιομετρίας οποιοδήποτε μέρος του σώματος (όργανο) καλύπτεται με πλάκα μολύβδου, τότε μπορεί να αξιολογηθεί η συμβολή αυτού του μέρους του σώματος (ή του οργάνου που βρίσκεται κάτω από την πλάκα) στη συνολική ραδιενέργεια του σώματος. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατό να μελετηθεί ο μεταβολισμός των πρωτεϊνών, των βιταμινών, του σιδήρου και να προσδιοριστεί ο όγκος του εξωκυτταρικού νερού. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται επίσης στην εξέταση ατόμων με τυχαία ενσωμάτωση ραδιονουκλιδίων (αντί της συμβατικής κλινικής ραδιομετρίας).

Τα αυτοματοποιημένα ραδιόμετρα χρησιμοποιούνται για εργαστηριακή ραδιομετρία. Διαθέτουν δοκιμαστικούς σωλήνες με ραδιενεργό υλικό σε μεταφορικό ιμάντα. Υπό τον έλεγχο ενός μικροεπεξεργαστή, οι δοκιμαστικοί σωλήνες τροφοδοτούνται αυτόματα στο παράθυρο του μετρητή φρεατίων. Μετά την ολοκλήρωση της ραδιομετρίας, οι δοκιμαστικοί σωλήνες αλλάζουν αυτόματα. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων υπολογίζονται σε έναν υπολογιστή και, μετά από κατάλληλη επεξεργασία, αποστέλλονται σε μια συσκευή εκτύπωσης. Τα σύγχρονα ραδιόμετρα εκτελούν αυτόματα πολύπλοκους υπολογισμούς και ο γιατρός λαμβάνει έτοιμες πληροφορίες, για παράδειγμα, σχετικά με τη συγκέντρωση ορμονών και ενζύμων στο αίμα, που υποδεικνύουν την ακρίβεια των μετρήσεων που λαμβάνονται. Εάν ο όγκος εργασίας στην εργαστηριακή ραδιομετρία είναι μικρός, τότε χρησιμοποιούνται απλούστερα ραδιόμετρα με χειροκίνητη κίνηση δοκιμαστικών σωλήνων και χειροκίνητη ραδιομετρία, σε μη αυτόματη λειτουργία.

Η διάγνωση ραδιονουκλιδίων in vitro (από το λατινικό vitrum - γυαλί, καθώς όλες οι μελέτες διεξάγονται σε δοκιμαστικούς σωλήνες) αναφέρεται στη μικροανάλυση και κατέχει μια οριακή θέση μεταξύ ακτινολογίας και κλινικής βιοχημείας. Επιτρέπει την ανίχνευση της παρουσίας διαφόρων ουσιών ενδογενούς και εξωγενούς προέλευσης σε βιολογικά υγρά (αίμα, ούρα), οι οποίες βρίσκονται εκεί σε αμελητέες ή, όπως λένε οι χημικοί, εξαφανιζόμενες συγκεντρώσεις. Τέτοιες ουσίες περιλαμβάνουν ορμόνες, ένζυμα, φάρμακα που εισάγονται στο σώμα για θεραπευτικούς σκοπούς κ.λπ.

Σε διάφορες ασθένειες, όπως ο καρκίνος ή το έμφραγμα του μυοκαρδίου, εμφανίζονται στον οργανισμό ουσίες ειδικές για αυτές τις ασθένειες. Ονομάζονται δείκτες (από το αγγλικό mark). Η συγκέντρωση των δεικτών είναι τόσο αμελητέα όσο και των ορμονών: κυριολεκτικά μεμονωμένα μόρια σε 1 ml αίματος.

Όλες αυτές οι μελέτες, μοναδικές στην ακρίβειά τους, μπορούν να διεξαχθούν χρησιμοποιώντας ραδιοανοσολογική ανάλυση, η οποία αναπτύχθηκε το 1960 από τους Αμερικανούς ερευνητές S. Berson και R. Yalow, οι οποίοι στη συνέχεια τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ για αυτό το έργο. Η ευρεία εφαρμογή της στην κλινική πρακτική σηματοδότησε ένα επαναστατικό άλμα στη μικροανάλυση και τη διάγνωση ραδιονουκλιδίων. Για πρώτη φορά, οι γιατροί είχαν την ευκαιρία, και μάλιστα πολύ πραγματική, να αποκρυπτογραφήσουν τους μηχανισμούς ανάπτυξης πολλών ασθενειών και να τις διαγνώσουν στα πρώτα στάδια. Ενδοκρινολόγοι, θεραπευτές, μαιευτήρες και παιδίατροι ένιωσαν τη σημασία της νέας μεθόδου πιο ορατά.

Η αρχή της ραδιοανοσολογικής μεθόδου συνίσταται στην ανταγωνιστική σύνδεση των επιθυμητών σταθερών και παρόμοιων σημασμένων ουσιών με ένα συγκεκριμένο σύστημα υποδοχέων.

Για την εκτέλεση μιας τέτοιας ανάλυσης, παράγονται τυποποιημένα σύνολα αντιδραστηρίων, καθένα από τα οποία έχει σχεδιαστεί για να προσδιορίζει τη συγκέντρωση μιας συγκεκριμένης ουσίας.

Όπως φαίνεται στο σχήμα, το σύστημα σύνδεσης (συνήθως ειδικά αντισώματα ή αντιορός) αλληλεπιδρά ταυτόχρονα με δύο αντιγόνα, ένα από τα οποία είναι το επιθυμητό και το άλλο είναι το σημασμένο ανάλογό του. Χρησιμοποιούνται διαλύματα στα οποία το σημασμένο αντιγόνο περιέχει πάντα περισσότερα από αντισώματα. Σε αυτήν την περίπτωση, παίζεται μια πραγματική πάλη μεταξύ των σημασμένων και των μη σημασμένων αντιγόνων για τη σύνδεση με αντισώματα. Τα τελευταία ανήκουν σε ανοσοσφαιρίνες κατηγορίας G.

Πρέπει να είναι ιδιαίτερα εξειδικευμένα, δηλαδή να αντιδρούν μόνο με το αντιγόνο που μελετάται. Τα αντισώματα δέχονται μόνο συγκεκριμένα αντιγόνα στις ανοιχτές θέσεις σύνδεσής τους και σε ποσότητες ανάλογες με τον αριθμό των αντιγόνων. Αυτός ο μηχανισμός περιγράφεται μεταφορικά ως το φαινόμενο της «κλειδαριάς και του κλειδιού»: όσο μεγαλύτερη είναι η αρχική περιεκτικότητα του επιθυμητού αντιγόνου στα αντιδρώντα διαλύματα, τόσο λιγότερο ραδιενεργό ανάλογο του αντιγόνου θα συλληφθεί από το σύστημα σύνδεσης και τόσο μεγαλύτερο μέρος του θα παραμείνει αδέσμευτο.

Ταυτόχρονα με τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης της επιθυμητής ουσίας στο αίμα του ασθενούς, υπό τις ίδιες συνθήκες και με τα ίδια αντιδραστήρια, διεξάγεται μελέτη πρότυπων ορών με επακριβώς προσδιορισμένη συγκέντρωση του επιθυμητού αντιγόνου. Με βάση την αναλογία των ραδιενεργειών των αντιδρώντων συστατικών, κατασκευάζεται μια καμπύλη βαθμονόμησης, η οποία αντανακλά την εξάρτηση της ραδιενέργειας του δείγματος από τη συγκέντρωση της υπό μελέτη ουσίας. Στη συνέχεια, συγκρίνοντας τη ραδιενέργεια των δειγμάτων υλικού που λαμβάνονται από τον ασθενή με την καμπύλη βαθμονόμησης, προσδιορίζεται η συγκέντρωση της επιθυμητής ουσίας στο δείγμα.

Η ανάλυση ραδιονουκλιδίων in vitro άρχισε να ονομάζεται ραδιοανοσολογική, καθώς βασίζεται στη χρήση ανοσολογικών αντιδράσεων αντιγόνου-αντισώματος. Ωστόσο, αργότερα δημιουργήθηκαν και άλλοι τύποι μελετών in vitro, παρόμοιοι σε σκοπό και μεθοδολογία, αλλά διαφορετικοί σε λεπτομέρειες. Έτσι, εάν ένα αντίσωμα χρησιμοποιείται ως επισημασμένη ουσία και όχι ένα αντιγόνο, η ανάλυση ονομάζεται ανοσοραδιομετρική. εάν οι υποδοχείς ιστών χρησιμοποιούνται ως σύστημα σύνδεσης, μιλούν για ανάλυση ραδιοϋποδοχέων.

Η μελέτη ραδιονουκλιδίων in vitro αποτελείται από 4 στάδια.

• Το πρώτο στάδιο είναι η ανάμειξη του αναλυμένου βιολογικού δείγματος με αντιδραστήρια από το κιτ που περιέχει αντιορό (αντισώματα) και ένα σύστημα σύνδεσης. Όλοι οι χειρισμοί με διαλύματα πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας ειδικές ημιαυτόματες μικροπιπέτες, σε ορισμένα εργαστήρια πραγματοποιούνται με μηχανήματα.
• Το δεύτερο στάδιο είναι η επώαση του μείγματος. Συνεχίζεται μέχρι να επιτευχθεί δυναμική ισορροπία: ανάλογα με την εξειδίκευση του αντιγόνου, η διάρκειά της ποικίλλει από αρκετά λεπτά έως αρκετές ώρες ή ακόμη και ημέρες.
• Το τρίτο στάδιο είναι ο διαχωρισμός των ελεύθερων και των δεσμευμένων ραδιενεργών ουσιών. Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται τα προσροφητικά που διατίθενται στο κιτ (ρητίνες ανταλλαγής ιόντων, άνθρακας κ.λπ.), τα οποία καθιζάνουν βαρύτερα σύμπλοκα αντιγόνου-αντισώματος.
• Το τέταρτο στάδιο είναι η ραδιομετρία των δειγμάτων, η κατασκευή καμπυλών βαθμονόμησης, ο προσδιορισμός της συγκέντρωσης της επιθυμητής ουσίας. Όλες αυτές οι εργασίες εκτελούνται αυτόματα χρησιμοποιώντας ένα ραδιόμετρο εξοπλισμένο με μικροεπεξεργαστή και εκτυπωτή.

Όπως φαίνεται από τα παραπάνω, η ραδιοανοσολογική ανάλυση βασίζεται στη χρήση μιας ραδιενεργού αντιγονικής ετικέτας. Ωστόσο, κατ' αρχήν, άλλες ουσίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αντιγονική ή αντισωματική ετικέτα, ιδίως ένζυμα, φωταυγείς ή μόρια υψηλής φθορισμού. Αυτή είναι η βάση για νέες μεθόδους μικροανάλυσης: ανοσοενζυμική, ανοσοφωταυγής, ανοσοφθοριστική. Ορισμένες από αυτές είναι πολύ ελπιδοφόρες και ανταγωνίζονται την ραδιοανοσολογική έρευνα.

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