Những Yếu Tố Chuyển Hóa Trong Việc
Đo Lường Phóng Xạ
Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng tốc độ 14CO2 tiết ra trong những thử
nghiệm đo phóng xạ, chẳng hạn
1) Biết được từng giai đọan của chức năng phân hóa tố khi khí đồng
vị phóng xạ thóat ra,
2) Biết được từng bước giới hạn của tốc độ (rate-limiting steps),
3) Tốc độ những chất nền (substrates) xuyên qua màng tế bào,
4) Nồng độ những chất nền không chứa đồng vị phóng xạ trong hệ
thống thử nghiệm (endogenous and cold substrates in suspension),
5) Trao đổi với HCO3- trong hệ thống chất đệm (buffer system),
6) Độ lõang 14CO2 với khí CO2 không chứa đồng vị phóng xạ.
Như vậy nghĩa là đo lường 14CO2 sẽ giúp chúng ta: 1) biết được, nếu
có hiện tượng chuyển hóa, 2) nhận biết từng bước chuyển hóa đặc biệt, và 3)
hiểu được ảnh hưởng hiện tượng sinh lý học trong những giai đọan chuyển
hóa đặc biệt.
* Thí dụ, phân hóa tố DOPA decarboxylase tìm thấy trong gan khi
dùng phương pháp đo phóng xạ bằng cách ủ mô gan tươi và mô gan đun sôi
với DOPA-carboxyl-14C (Ngo Manh Tran, 1974).
* Chức năng của vài giai đọan chuyển hóa có thể đo được bằng cách
dùng đồng vị phóng xạ móc vào những vị trí đặc biệt của chất nền (Ngo
Manh Tran, 1975). Thí dụ: khi nghiên cứu chuyển hóa chất đường trong tế
bào lymphocytes dựa theo độ biến chuyển tương đối của đồng vị phóng xạ
carbon trong thán khí CO2. Thực vậy, Glucose-1-14C chuyển hóa sang
12CO2 qua ngả hexose monophosphate shunt, trong khi đó Glucose-6-14C
chuyển hóa thành 14CO2 qua ngả tricarboxylic cycle. Trong tế bào
lymphocytes bình thường, oxýt hóa đồng vị phóng xạ 14C từ glucose có
chức năng mạnh hơn qua ngả monophosphate shunt, so với ngả tricarboxylic
acid cycle. Cả 2 ngả chuyển hóa chất đường glucose đều bị kích thích bởi
chất mitogens, như Phytohemagglutinin M (PHA M) và Con-cavalalin A
(Con. A.) (Ngo manh Tran and Henry Jr. Wagner, 1977).
* Trong thử nghiệm khác, DOPA oxýt hóa thành melanin và CO2
trong môi trường có dưỡng khí và không cần phân hóa tố . Ngược lại, DOPA
oxýt hóa thành dopamine và CO2, cần có mặt phân hóa tố, trong cả 2 môi
trường kỵ khí và dưỡng khí (aerobic and anaerobic conditions) (Ngo Manh
Tran and Marcel Laplante, 1972 and 1973).
* Vài yếu tố giả tưởng (artifacts) có thể ảnh hưởng vào oxýt hóa từ
chất nền có đồng vị phóng xạ biến thành 14CO2. Thử nghiệm chính xác nhất
phải được 100% tòan hảo, hay ít ra phải được 95% oxýt hóa chất nền chứa
đồng vị phóng xạ chuyển sang 14CO2. Tuy nhiên, tốc độ 14CO2 tiết ra phải
trực tiếp liên hệ nồng độ chất nền trong chức năng hợp dịch và hiện tượng
chuyển hóa trong tế bào. Phần khác, sản xuất 14CO2 từ chất nền chứa 14C
sẽ dần xuống thấp trong diễn biến chuyển hóa thuộc giai đọan cuối cùng,
hoặc bởi biến hóa chất nền đã phải qua nhiều ngả khác nhau.
* Khi bỏ chất nền có phóng xa. vào hệ thống thử nghiệm, thực sự ít ai
biết được chừng nào sẽ tiến tới trạng thái cân bằng khi dùng chất đường
glucose. 14CO2 thóat ra khỏi hệ thống thử nghiệm tùy thuộc vào chất đệm,
cũng đặc biệt tùy thuộc vào vũng HCO3- và dung dịch. Vấn đề này đã được
phân tích, đi xâu vào chi tiết trước đây (Ngo Manh Tran, 1972). Trong thực
tế, khi nồng độ lên tới 95% trong môi trường cấy không khí lớn hơn 5%, thì
sẽ tiến tới cân bằng giữa 14CO2 với HCO3- trong chất đệm (buffer).
Một vài khảo cứu viên cho rằng muốn đạt được tốc độ sản xuất
14CO2 một cách hiệu quả thì cần dùng chất nền có phóng xạ 14C với họat
tính đặc biệt, khi so sánh với nồng độ của hệ thống sinh lý học
(physiological system).
* Cần xác định hiện tượng chất nền sát nhập vào tế bào theo thời gian,
thí dụ khi sát nhập acetate vào vi trùng hủi M. Lepraemurium (Carmago,
1974),
Phân tích động năng amino acids (kinetics) theo từng vùng hay từng
ngăn (compartmental analysis) để xác định từng tốc độ chất amino acids khi
vào, ra, hay chuyển hóa amino acids chứa đồng vị phóng xạ, hay xác định
chất amino acids bên trong hay bên ngòai vũng tế bào (extracellular and
intracellular pools) (Lin, 1970). Phân tích kết quả thử nghiệm lấy được liên
tục từ oxýt hóa chất nền chứa 14C thành 14CO2, bằng cách dùng phương
trình tóan học đã được đề nghị trước đây để phỏng đóan tốc độ luân chuyển
(turn-over rates) cũng như tính tóan kích thước những vũng chất nền và/hoặc
những chất chuyển hóa trong mô biệt lập (isolated tissues) (Ngo Manh Tran,
1974).
* Sau hết, Nghiên cứu vi trùng sinh sản trong môi trường cấy gây hiện
tượng pha lõang phóng xạ trong chất nền sẽ do đó giảm sản xuất khí 14CO2,
hoặc bất chợt một hóa chất trong môi trường cấy bị chuyển hóa thay vì chất
nền đồng vị phóng xạ. Đó gọi là hiện tượng “diauxie” (Daves, 1965). Cũng
có một hiện tượng khác trái ngược như khi thêm vào môt chất nền nào đó,
chuyển hóa chất nền có đồng vị phóng xạ sẽ tăng cường. Thí dụ, chuyển hóa
dinh dưỡng 14C-glutamate tăng mạnh khi thêm glucose vào môi trường cấy
(Wang, 1967).
References:
1.) Ngo Manh Tran, Steve Larson and Henry Jr. Wagner: Radioassays
in vitro. Johns Hopkins Medical Institutions, Baltimore, Maryland, 1975.
2) Ngo Manh Tran: Automated radiometric assays of enzymatic and
nonenzymatic oxidation of DOPA in vitro. J. Lab. Clinical Medicine, 84:
2871-2891, 1974.
3) Ngo Manh Tran: Mathematical model of the oxidative catabolism
of carbon-14 marked substrates in cellular elements. Union Canada
Medicine, 102: 2489-91, 1973.
