1. Hoá sinh học các catecholamine và các chất chuyển hoá của chúng

Các catecholamine được sản xuất chủ yếu các tế bào ưa chrom của tuyến tuỷ thượng thận và các sợi hậu hạch của hệ thống thần kinh giao cảm. Dopamine tác động như một chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitter) ở hệ thống thần kinh trung ương, được sản xuất trong thân các tế bào thần kinh ở vùng của thân não. Các catecholamine được sinh tổng hợp từ L-tyrosine và L-phenylalanine theo con đường sau:

Tyrosine  → L-DOPA  →  Dopamine  →  Noradrenaline  →  Adrenaline

Các phản ứng trên được xúc tác bởi các enzyme sau: (1) tyrosine hydroxylase, (2) L-amino acid decarrboxylase, (3) dopamine-β-hydroxylase và (4) phenylethanolamine-N-methyltransferase.

Các catecholamine trong cơ thể được thoái hoá thành metaadrenaline và metanoradrenaline cuối cùng thành vanillylmandelic acid (VMA) nhờ xúc tác của các enzyme catechol-O-methyltransferase (COMT) và monoaminooxidase (MAO) để được bài xuất ra nước tiểu.

Vai trò chính của catecholamines là giúp cơ thể thích ứng với stress cấp tính và mạn tính. Adrenaline chủ yếu ảnh hưởng đến các cơ tim và chuyển hóa, trong khi noradrenaline hoạt động như một chất gây co mạch (vasoconstrictor) ở các động mạch ngoại vi. Các catecholamine có tác dụng làm tăng nhịp tim, huyết áp, nhịp thở, trương lực cơ và tăng cảm giác trí tuệ. Chúng cũng làm giảm khối lượng máu đến da và làm tăng lượng máu đến các cơ quan nội tạng chính như não, tim và thận.

2. Chỉ định

- Xét nghiệm catecholamine được chỉ định khi nghi ngờ bệnh nhân có một khối u tế bào ưa chrom.

- Khi bệnh nhân có sự tăng huyết áp dai dẳng hoặc tái phát với các triệu chứng như đau đầu, đổ mồ hôi, đỏ bừng mặt và nhịp tim nhanh.

- Khi bệnh nhân có sự cao huyết áp không đáp ứng với điều trị giống như các bệnh nhân bị u tế bào ưa chrom thường kháng với các cách điều trị thông thường.

- Đôi khi, xét nghiệm này có thể được chỉ định khi một khối u thượng thận được phát hiện bất ngờ hoặc khi bệnh nhân có một lịch sử gia đình bị u tế bào ưa chrom.

- Xét nghiệm này cũng có thể được sử dụng để theo dõi diễn biến bệnh ở bệnh nhân đã được điều trị u tế bào ưa chrom trước đó [8].

3. Phương pháp định lượng

Có thể định lượng các catecholamine trong huyết tương hoặc nước tiểu bằng phương pháp miễn dịch enzyme (ELISA) hoặc sắc ký lỏng hiệu lực cao (HLPC) [8].

4. Chuẩn bị bệnh nhân và cách lấy mẫu nước tiểu 24 giờ

- Để bảo đảm xét nghiệm được chính xác, trước khi lấy nước tiểu 1 tuần, không được sử dụng các thuốc có thể ảnh hưởng đến sự xác định catecholamine bằng phương pháp đo huỳnh quang như: tetracycline, ampicillin, erythromycin, các chất này có thể chuyển hoá thành catecholamine như DOPA, α-methyldopa hoặc chụp chiếu X quang.

- Tránh sử dụng các thức ăn và đồ uống có thể ảnh hưởng đến kết quả xét nghiệm trong 2, 3 ngày trước khi làm xét nghiệm này như caffeine (có trong cà phê, chè, ca cao, sô cô la), các amine (có trong chuối, quả óc chó, quả bơ, pho mát, bia và rượu vang đỏ), bất kỳ loại thực phẩm nào chứa vani, cam thảo, thuốc aspirin.

- Không được hút thuốc lá trong 24 giờ thu lượm nước tiểu [1, 2, 4, 5, 9].

Máu tĩnh mạch được lấy cho vào một ống nghiệm chứa sẵn heparin theo nồng độ 25U/mL máu. Ly tâm ngay để lấy huyết tương. Huyết tương được bảo quản ở trong ngăn đá cho đên khi sử dụng [8].

              Cho sẵn vào bình sẽ chứa nước tiểu 10 mL HCl 10% để bảo quản trước khi thu lượm nước tiểu. Bệnh nhân đi tiểu ra ngoài cho kiệt, bắt đầu tính giờ để từ đó bắt đầu đi tiểu vào bình. Khi đủ 24 giờ, bệnh nhân đi tiểu lần cuối vào bình, thể tích thu được là nước tiểu 24 giờ.

Thể tích nước tiểu cần được đo một cách chính xác và được ghi lại. Lấy 20 ml nước tiểu 24 giờ thu được cho vào một lọ vô trùng và gửi đến phòng xét nghiệm.

Trường hợp cần bảo quản lâu hơn cần điều chỉnh nước tiểu về pH4 và bảo quản trong ngăn đá cho đến khi phân tích. Nếu cần chuyển đi bằng máy bay hay tầu thuỷ cần bảo quản trong túi đá khô [2, 8, 9].

5. Giá trị bình thường

 Hàm lượng bình thường của catecholamine trong huyết tương và trong nước tiểu/ 24 giờ được chỉ ra ở Bảng 1.

Bảng 1: Hàm lượng bình thường của catecholamine trong huyết tương và trong nước tiểu/ 24 giờ

Các giá trị nêu trên có thể thay đổi theo các kỹ thuật định lượng được sử dụng.

6. Ý nghĩa lâm sàng

6.1. Mức độ cao của các catecholamine

 - Mức độ cao của các catecholamine trong máu và nước tiểu có liên quan với sự căng thẳng (stress), điều này có thể bị cảm ứng từ các phản ứng tâm lý hoặc stress môi trường như tiếng ồn lớn, ánh sáng cực mạnh hoặc nồng độ glucose máu thấp.

 - Các mức độ cao của các catecholamine cũng có thể gây nên bởi sự thiếu hụt enzyme monoamine oxidase (MAO), enzyme xúc tác cho sự thoái hoá các catecholamine. Khi gen mã hoá cho MAO bị đột biến, MAO được sản xuất không có chức năng chuyển hoá các catecholamine, làm cho nồng độ các catecholamine trong máu và nước tiểu tăng một cách đáng kể [1, 3, 5, 6, 7].

Mức độ cự kỳ cao của các catecholamine, có thể xảy ra trong trong các trường như:

- Chấn thương hệ thần kinh trung ương do sự kích thích hoặc do tổn thương một số nhân trong thân não, đặc biệt là các nhân não ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh giao cảm. Trong y học khẩn cấp, tình trạng này được gọi là sự tích luỹ catecholamine.
- Gây ra bởi các khối u thần kinh- nội tiết (neuroendocrine) trong tủy thượng thận (u tế bào ưa chrom), một tình trạng có thể điều trị khỏi.

 Tài liệu tham khảo

1.  Eisenhofer G. Biochemical diagnosis of pheochromocytoma: is it time to switch to plasma free metanephrines. J Clin Endocrinol Metab 2003; 88:550-552.

2. Gouarne C, Foury A, Duclos M. Critical study of common conditions of storage of glucocorticoids and catecholamines in 24-h urine collected during resting and exercising conditions. Clin Chim Acta 2004; 348:207-214.

3. Lenders JW, Pacak K, Walther MM, Linehan WM, Mannelli M, Friberg P, et al. Biochemical diagnosis of pheochromocytoma: which test is best?. JAMA 2002; 287:1427-1434.

4. Miki K, Sudo A. Effect of urine pH, storage time, and temperature on stability of catecholamines, cortisol and creatinine. Clin Chem 1998; 44:1759-1762.

5. Peaston RT, Weinkove C. Measurement of catecholamines and their metabolites. Ann Clin Biochem 2004; 41:17-38.  

6. Raber W, Raffesberg W, Bischof M, Scheuba C, Niederle B, Gasic S, et al. Diagnostic efficacy of unconjugated plasma metanephrines for the detection of pheochromocytoma. Arch Intern Med 2000; 160: 2957-2963.

7. Ratge D, Baumgardt G, Knoll E, Wisser H.  Plasma free and conjugated catecholamines in diagnosis and localisation of pheochromocytoma. Clin Chim Acta 1983; 132: 229-243.

8. Thomas Lothar. Clinical laboratory diagnostics. Use and Assessment of clinical laboratory results. TH-Books 1998: 1039-1051.

9. Weinkove C. Measurement of catecholamines and their metabolites in urine. J Clin Pathol 1991; 44:269-275.

PGS, TS. Nguyễn Nghiêm Luật - Bệnh viện MEDLATEC