Tóm tắt

HDL-C và LDL-C là các thành phần cholesterol thuộc những phân nhóm lipoprotein có đặc điểm khác biệt về chức năng vận chuyển cũng như mối liên hệ với quá trình xơ vữa động mạch và nguy cơ bệnh lý tim mạch. Việc xác định nồng độ của hai thông số này được đặt trong bối cảnh đánh giá thành phần lipid huyết tương, trong đó sự phân bố cholesterol giữa các phân nhóm lipoprotein có ý nghĩa đối với việc xem xét nguy cơ tim mạch. Phương pháp định lượng trực tiếp HDL-C và LDL-C được triển khai theo nguyên lý phản ứng enzym đồng nhất, sử dụng các chất hoạt động bề mặt dạng polymer khối nhằm bảo vệ những phân nhóm lipoprotein không phải đối tượng định lượng. Trên cơ sở đó, cholesterol thuộc phân nhóm cần khảo sát được xác định một cách chọn lọc thông qua phản ứng enzym và sự hình thành sản phẩm màu. Cường độ màu tạo thành có quan hệ tỷ lệ thuận với nồng độ cholesterol và được đo bằng phương pháp quang học. Các thuốc thử HDL-c direct và LDL-c direct được sử dụng để định lượng in vitro trên mẫu huyết thanh hoặc huyết tương heparin người, với quy trình phân tích trên hệ thống quang kế tự động và không bao gồm bước ly tâm trong phương pháp định lượng trực tiếp.

1 Mục đích sử dụng và phạm vi xét nghiệm

Thuốc thử HDL-c direct được sử dụng trong chẩn đoán in vitro nhằm xác định định lượng HDL-C, tức cholesterol của lipoprotein tỷ trọng cao, trong huyết thanh hoặc huyết tương heparin người. Phép xác định được thực hiện trên các hệ thống quang kế tự động, trong đó kết quả định lượng gắn với tín hiệu quang học của sản phẩm màu hình thành trong quá trình phản ứng. Đối tượng phân tích của xét nghiệm là thành phần cholesterol thuộc phân nhóm HDL trong loại bệnh phẩm được chỉ định.

Tương ứng với phạm vi sử dụng nêu trên, thuốc thử LDL-c direct được dùng để xác định định lượng LDL-C, tức cholesterol của lipoprotein tỷ trọng thấp, trong huyết thanh hoặc huyết tương heparin người bằng hệ thống quang kế tự động. Hai xét nghiệm có sự tương đồng về loại bệnh phẩm, hình thức định lượng in vitro và nền tảng đo quang. Sự khác biệt giữa chúng nằm ở phân nhóm lipoprotein mang cholesterol được lựa chọn để tham gia vào quá trình xác định. Với HDL-c direct, đối tượng định lượng là HDL-C; với LDL-c direct, đối tượng định lượng là LDL-C.

2 Cơ sở sinh hóa của cholesterol và hệ thống lipoprotein huyết tương

2.1 Nguồn gốc và vai trò sinh học của cholesterol

Cholesterol trong cơ thể được hình thành từ quá trình hấp thu tại ruột đối với cholesterol có nguồn gốc từ khẩu phần ăn và dịch mật, đồng thời có thể được tổng hợp mới tại nhiều mô khác nhau. Trong số các cơ quan tham gia tổng hợp cholesterol, gan và ruột giữ vai trò chủ yếu. Ở người trưởng thành thực hiện chế độ ăn có hàm lượng cholesterol thấp, lượng cholesterol được tổng hợp thường vào khoảng 800 mg mỗi ngày. Như vậy, sự hiện diện của cholesterol trong cơ thể liên quan đồng thời đến quá trình hấp thu và quá trình tổng hợp nội sinh tại các mô.

Về phương diện cấu trúc tế bào, cholesterol là một thành phần thiết yếu và được sử dụng rộng rãi trong cấu tạo màng tế bào. Về phương diện chuyển hóa, cholesterol còn đóng vai trò tiền chất hoặc cơ chất cho quá trình tổng hợp acid mật, vitamin D và các hormon steroid, trong đó có những hormon sinh dục như estradiol, progesterone, androsterone và testosterone. Những chức năng này thể hiện sự tham gia của cholesterol vào cả tổ chức cấu trúc tế bào lẫn các quá trình sinh tổng hợp những hợp chất có hoạt tính sinh học.

2.2 Tổ chức cấu trúc và phân loại lipoprotein

Do cholesterol không tan trong nước, sự vận chuyển cholesterol trong huyết tương được thực hiện trong mối liên kết với protein, thông qua các hạt lipoprotein. Các hạt này là những phức hợp giữa lipid và apolipoprotein, có tổ chức cấu trúc gồm một vùng lõi trung tâm chứa ester cholesterol và triglycerid, được bao quanh bởi cholesterol tự do, phospholipid và apolipoprotein. Thành phần apolipoprotein tham gia vào sự hình thành cũng như việc thực hiện chức năng của lipoprotein. Do đó, cholesterol lưu hành trong huyết tương được xem xét trong mối liên hệ với cấu trúc hạt lipoprotein đảm nhiệm sự vận chuyển của nó.

Dựa trên những khác biệt về kích thước, thành phần lipid và apolipoprotein, các lipoprotein huyết tương được phân chia thành những nhóm khác nhau. Bốn nhóm chính bao gồm chylomicron, lipoprotein tỷ trọng rất thấp hay VLDL, lipoprotein tỷ trọng thấp hay LDL và lipoprotein tỷ trọng cao hay HDL. Các nhóm lipoprotein này có mối liên hệ khác nhau với quá trình xơ vữa động mạch vành. Trong đó, LDL tham gia vận chuyển cholesterol đến tế bào ngoại vi, còn HDL có chức năng loại bỏ cholesterol khỏi mô và tế bào ngoại vi để vận chuyển về gan. Sự khác biệt về chiều hướng vận chuyển cholesterol là một nội dung cơ bản trong việc mô tả vai trò sinh học của hai phân nhóm lipoprotein này.

3 Đặc điểm sinh học và ý nghĩa của HDL cholesterol

3.1 Sự hình thành và cấu trúc hạt HDL

HDL là các phức hợp đại phân tử có quá trình hình thành gắn với hoạt động của gan, ruột và sự lắp ráp các thành phần trong huyết tương. Các hạt HDL mới hình thành có nguồn gốc từ gan và ruột tiếp tục trải qua quá trình lắp ráp, biến đổi và trưởng thành trong dòng máu. Quá trình này mang tính động, với sự tham gia của các thành phần bề mặt lipoprotein. Trong quá trình phân giải lipid của những lipoprotein giàu triglycerid, các hạt HDL được giải phóng vào huyết tương.

Về mặt tổ chức phân tử, hạt HDL có một lớp đơn lipid lưỡng ái, bao gồm phospholipid và cholesterol, với các protein lưỡng ái được gắn trong lớp bề mặt. Cấu trúc bề mặt này bao quanh vùng lõi chứa các lipid kỵ nước, chủ yếu là ester cholesterol và triglycerid. Như vậy, hạt HDL được tổ chức thành một phức hợp có sự phân bố giữa thành phần bề mặt mang tính lưỡng ái và thành phần lipid kỵ nước nằm ở vùng lõi. Đây là những đặc điểm cấu trúc được xem xét cùng với chức năng vận chuyển cholesterol của phân nhóm lipoprotein tỷ trọng cao.

3.2 Chức năng vận chuyển cholesterol và các hoạt động sinh học liên quan

Một trong những chức năng quan trọng của HDL là tham gia vào sự loại bỏ cholesterol theo cơ chế sinh lý khỏi các mô và tế bào ngoại vi, sau đó vận chuyển cholesterol về gan. Chức năng này đặt HDL trong mối liên hệ với sự thu nhận cholesterol từ các vị trí ngoại vi và sự vận chuyển cholesterol theo hướng trở về gan. Khi xem xét vai trò của HDL trong chuyển hóa cholesterol, hoạt động vận chuyển này là một nội dung có ý nghĩa đối với việc diễn giải mối liên hệ giữa HDL và quá trình hình thành mảng xơ vữa.

HDL-C được mô tả là có tác dụng bảo vệ, góp phần cản trở sự hình thành mảng xơ vữa, đồng thời có mối quan hệ nghịch với tỷ lệ hiện mắc bệnh tim mạch vành. Quan niệm về khả năng bảo vệ chống lại bệnh tim mạch vành của HDL chủ yếu bắt nguồn từ các nghiên cứu dịch tễ học trên quần thể khỏe mạnh, đặc biệt là nghiên cứu Framingham. Ngoài các tác dụng chống oxy hóa, HDL còn đóng vai trò trung gian mạnh trong các đáp ứng viêm ở cấp độ tế bào và các đáp ứng chống huyết khối. Vì vậy, những hoạt động sinh học được mô tả đối với HDL bao gồm chức năng vận chuyển cholesterol cùng với các hoạt động liên quan đến oxy hóa, viêm và huyết khối.

3.3 Mối liên hệ giữa nồng độ HDL-C và nguy cơ tim mạch

Việc theo dõi HDL-C có ý nghĩa quan trọng trong đánh giá nguy cơ tim mạch. Nồng độ HDL-C tăng thường tương quan với nguy cơ tim mạch giảm, trong khi nồng độ HDL-C thấp được xác định là một yếu tố nguy cơ độc lập. Mối liên hệ này thể hiện chiều hướng nghịch giữa HDL-C và nguy cơ bệnh tim mạch vành, đồng thời là cơ sở để xem xét HDL-C như một thành phần có ý nghĩa trong đánh giá tình trạng lipid.

Nồng độ HDL-C giảm, đặc biệt khi đi kèm với triglycerid tăng, có liên quan đến nguy cơ cao mắc bệnh tim do xơ vữa động mạch. Mối liên hệ được mô tả vẫn hiện diện trong bối cảnh LDL-C đã đạt mức mục tiêu được khuyến nghị hoặc thấp hơn mức mục tiêu đó. Theo đó, khi xem xét tổ hợp các thành phần lipid, tình trạng HDL-C thấp kết hợp với triglycerid cao vẫn là một nội dung cần được nhận diện trong mối liên quan với nguy cơ xơ vữa, kể cả khi giá trị LDL-C nằm trong phạm vi mục tiêu đã được đề cập.

4 Đặc điểm sinh học và ý nghĩa của LDL cholesterol

4.1 Nguồn gốc và chức năng vận chuyển của LDL

Lipoprotein tỷ trọng thấp được hình thành từ VLDL và lipoprotein tỷ trọng trung gian, tức IDL, trong huyết tương. LDL chứa một lượng lớn cholesterol và ester cholesterol, với chức năng chủ yếu là đưa hai dạng cholesterol này đến các mô ngoại vi. Ít nhất hai phần ba lượng cholesterol lưu hành có thể được tìm thấy trong LDL. Tỷ lệ này cho thấy sự hiện diện đáng kể của cholesterol trong phân nhóm lipoprotein tỷ trọng thấp khi xem xét tổng thể cholesterol đang lưu hành.

Hoạt động vận chuyển cholesterol đến mô ngoại vi là nội dung trung tâm trong chức năng sinh học của LDL. Đồng thời, LDL có liên quan đến sự hình thành mảng xơ vữa tại lớp áo trong của động mạch. Vì vậy, việc mô tả LDL bao gồm cả vai trò vận chuyển cholesterol và mối liên hệ giữa phân nhóm lipoprotein này với quá trình xơ vữa động mạch. Hai phương diện đó được trình bày trong cùng bối cảnh chuyển hóa và phân bố cholesterol giữa các mô của cơ thể.

4.2 Mối liên hệ với bệnh tim mạch do xơ vữa

Các bằng chứng từ nghiên cứu dịch tễ học, nghiên cứu di truyền và nghiên cứu can thiệp lâm sàng cho thấy LDL có vai trò nhân quả trong quá trình phát triển bệnh tim mạch do xơ vữa, được viết tắt là ASCVD. Nồng độ LDL-C cao là một trong những yếu tố nguy cơ chủ yếu góp phần hình thành mảng xơ vữa trong lớp áo trong động mạch. Đồng thời, LDL-C cao có mối liên hệ chặt chẽ với bệnh tim mạch vành và tử vong liên quan đến bệnh lý này.

Những kết quả nghiên cứu lâm sàng về hạ LDL-C được đề cập cho thấy lợi ích vẫn tiếp tục được ghi nhận ở các mức nồng độ thấp. Mối quan hệ tuyến tính trực tiếp giữa mức hạ LDL-C bằng thuốc và mức giảm nguy cơ tương đối của các biến cố tim mạch đã được quan sát với ba nhóm thuốc khác nhau, gồm statin, ezetimibe và thuốc ức chế proprotein convertase subtilisin/kexin type 9, thường được viết tắt là PCSK9. Nội dung này đặt sự thay đổi nồng độ LDL-C trong mối liên hệ với sự thay đổi nguy cơ tương đối của biến cố tim mạch đã được ghi nhận trong các nghiên cứu can thiệp.

5 Nguyên lý định lượng trực tiếp HDL-C

5.1 Các phương pháp xác định và nền tảng phản ứng đồng nhất

Trước đây, việc xác định HDL-cholesterol được thực hiện bằng các phương pháp kết tủa đòi hỏi nhiều thời gian hoặc bằng siêu ly tâm. Phương pháp siêu ly tâm, khi phối hợp với phép đo cholesterol theo Abell-Kendall, được sử dụng như phương pháp tham chiếu. Trong thực hành xét nghiệm thường quy, phương pháp định lượng trực tiếp HDL-cholesterol được sử dụng để xác định thành phần cholesterol của HDL.

HDL-c direct là phương pháp đồng nhất dùng để định lượng HDL-cholesterol mà không có các bước ly tâm trong quy trình phương pháp. Nền tảng của phép xác định dựa trên việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt dạng polymer khối để bảo vệ LDL, VLDL và chylomicron. Sự bảo vệ đối với những phân nhóm lipoprotein này được thực hiện theo cách cho phép chỉ cholesterol của HDL được xác định một cách chọn lọc bằng phản ứng enzym đo cholesterol. Như vậy, tính chọn lọc đối với HDL-C được đặt trên cơ sở sự tác động của hệ chất hoạt động bề mặt đối với các phân nhóm lipoprotein khác hiện diện trong mẫu.

5.2 Sự hình thành sản phẩm phản ứng và tín hiệu đo quang

Trong sơ đồ phản ứng của phương pháp, ester cholesterol thuộc HDL, dưới tác động của hệ enzym được ký hiệu là CHE và CHO, tạo thành Δ⁴-cholestenon, acid béo tự do và H₂O₂. H₂O₂ hình thành tiếp tục tham gia phản ứng với 4-aminoantipyrine và H-DAOS để tạo ra chất màu xanh cùng với nước. Chuỗi phản ứng này liên kết thành phần cholesterol cần xác định với sự hình thành sản phẩm màu, qua đó tạo cơ sở cho phép đo bằng quang kế.

Cường độ của chất màu được tạo thành tỷ lệ thuận với nồng độ cholesterol và được xác định bằng phương pháp đo quang. Trong điều kiện chọn lọc của phép xác định HDL-c direct, quan hệ tỷ lệ thuận này được sử dụng để định lượng cholesterol thuộc phân nhóm HDL. Toàn bộ nguyên lý đo có thể được diễn giải như sự kết nối giữa tính chọn lọc đối với phân nhóm lipoprotein, phản ứng enzym của cholesterol và sự ghi nhận cường độ màu của sản phẩm phản ứng trên hệ thống quang kế tự động.

6 Nguyên lý định lượng trực tiếp LDL-C

6.1 Các phương pháp xác định LDL-C

LDL-C có thể được xác định bằng những phương pháp khác nhau. Siêu ly tâm là phương pháp tham chiếu, nhưng quá trình thực hiện phức tạp, tốn công và đòi hỏi kỹ thuật cao, do đó không phù hợp với xét nghiệm thường quy. Một cách tiếp cận phổ biến trong phòng xét nghiệm lâm sàng là tính toán LDL-C theo Friedewald từ các kết quả đo cholesterol toàn phần, triglycerid và HDL-C. Tuy nhiên, cách tiếp cận này chỉ cung cấp giá trị ước tính LDL-C và chịu những giới hạn đã được xác lập đối với phương pháp.

Vào cuối thế kỷ trước, các phương pháp đồng nhất để xác định LDL-C trên hệ thống hoàn toàn tự động đã được giới thiệu. Những phương pháp này cho phép định lượng trực tiếp LDL-cholesterol. Trong nhóm phương pháp đó, LDL-c direct được mô tả là phương pháp đồng nhất không có các bước ly tâm, sử dụng nguyên lý phản ứng enzym để xác định trực tiếp cholesterol thuộc phân nhóm LDL. Việc trình bày phương pháp trực tiếp vì vậy được đặt trong bối cảnh các cách tiếp cận xác định LDL-C, bao gồm phương pháp tham chiếu, phương pháp tính toán và phương pháp đồng nhất.

6.2 Cơ sở của tính chọn lọc đối với LDL-C

Trong phương pháp LDL-c direct, các chất hoạt động bề mặt dạng polymer khối bảo vệ HDL, VLDL và chylomicron theo cách cho phép chỉ LDL-cholesterol được xác định chọn lọc bằng phép đo cholesterol thông qua enzym. Đối tượng được bảo vệ trong phương pháp này bao gồm HDL, cùng với VLDL và chylomicron; đối tượng cholesterol được định lượng là LDL-C. Đặc điểm này thể hiện sự tương đồng về nền tảng kỹ thuật với phép định lượng trực tiếp HDL-C, đồng thời xác định sự khác biệt về phân nhóm lipoprotein được lựa chọn để đo.

Tính đồng nhất của phương pháp và sự hiện diện của hệ chất hoạt động bề mặt dạng polymer khối là những nội dung cơ bản trong mô tả nguyên lý xét nghiệm. Trong đó, sự bảo vệ đối với các phân nhóm lipoprotein ngoài LDL tạo nên điều kiện chọn lọc được nêu cho phép xác định LDL-cholesterol. Phần cholesterol thuộc LDL sau đó được xác định thông qua chuỗi phản ứng enzym và phản ứng tạo màu tương ứng.

6.3 Chuỗi phản ứng enzym và sự xác định bằng quang kế

Ester cholesterol thuộc LDL, dưới tác động của CHE và CHO, tạo thành Δ⁴-cholestenon, acid béo tự do và H₂O₂. Trong phản ứng tiếp theo, H₂O₂ kết hợp với 4-aminoantipyrine và H-DAOS, dưới tác động của POD theo sơ đồ phản ứng, tạo thành chất màu xanh và nước. Sự hình thành chất màu là giai đoạn tạo ra tín hiệu được sử dụng cho phép định lượng bằng quang kế.

Cường độ màu tạo thành tỷ lệ thuận với nồng độ cholesterol. Khi được đặt trong cơ chế chọn lọc của thuốc thử LDL-c direct, tín hiệu màu này là cơ sở để xác định định lượng LDL-cholesterol trong mẫu. Như vậy, nguyên lý của phép đo bao gồm sự chọn lọc đối với LDL, sự chuyển hóa ester cholesterol theo hệ enzym được mô tả và sự xác định quang học đối với sản phẩm màu cuối cùng của chuỗi phản ứng.

7 HDL-C và LDL-C trong bối cảnh đánh giá thành phần lipid

Cholesterol toàn phần và HDL-C được đề cập như những xét nghiệm sàng lọc được ưu tiên đối với rối loạn lipid máu hoặc các rối loạn lipid. Đồng thời, đa số hướng dẫn sàng lọc được mô tả khuyến nghị đo bộ lipid đầy đủ, bao gồm cholesterol toàn phần, LDL-C, HDL-C và triglycerid. Theo cách tiếp cận này, HDL-C và LDL-C được xem xét trong cùng một tập hợp các thông số phản ánh những thành phần lipid khác nhau, thay vì chỉ được trình bày như những giá trị riêng rẽ.

Bộ xét nghiệm lipid tiêu chuẩn là một nền tảng đã được thiết lập để đánh giá nguy cơ. Tuy nhiên, bản thân bộ xét nghiệm này có thể chưa đầy đủ hoặc có thể dẫn đến nhận định sai lệch nếu chỉ dựa riêng vào nó. Trong phạm vi các thành phần được mô tả, LDL-C có mối liên hệ với quá trình hình thành và phát triển xơ vữa, còn HDL-C có mối liên hệ nghịch với bệnh tim mạch vành. Triglycerid tăng khi đi kèm HDL-C giảm cũng được đặt trong mối liên quan với nguy cơ cao của bệnh tim do xơ vữa, kể cả khi LDL-C ở mức mục tiêu được khuyến nghị hoặc thấp hơn.

Việc xác định HDL-C và LDL-C bằng phương pháp trực tiếp cung cấp các kết quả định lượng đối với cholesterol của từng phân nhóm lipoprotein tương ứng. Hai phép đo có cùng nền tảng phản ứng enzym đồng nhất và cùng sử dụng sự tạo màu để xác định nồng độ bằng quang kế. Sự phân biệt về đối tượng đo được duy trì thông qua cơ chế bảo vệ các phân nhóm lipoprotein khác nhau của hệ chất hoạt động bề mặt, từ đó xác lập tính chọn lọc riêng cho từng phương pháp.

8 Kết luận

HDL-C và LDL-C là những thông số có ý nghĩa trong việc xem xét sự vận chuyển cholesterol và mối liên hệ giữa các phân nhóm lipoprotein với nguy cơ tim mạch. HDL tham gia loại bỏ cholesterol khỏi mô ngoại vi để vận chuyển về gan, trong khi LDL đảm nhiệm chủ yếu việc đưa cholesterol và ester cholesterol đến các mô ngoại vi. Các đặc điểm chức năng này được trình bày cùng với mối liên hệ nghịch của HDL-C đối với bệnh tim mạch vành và vai trò nhân quả của LDL trong sự phát triển bệnh tim mạch do xơ vữa.

Các thuốc thử HDL-c direct và LDL-c direct cho phép định lượng trực tiếp cholesterol của phân nhóm tương ứng trong huyết thanh hoặc huyết tương heparin người trên hệ thống quang kế tự động. Nguyên lý chung dựa trên phản ứng enzym đồng nhất, sự bảo vệ chọn lọc các phân nhóm lipoprotein không phải đối tượng đo bằng chất hoạt động bề mặt dạng polymer khối, và sự xác định cường độ sản phẩm màu có quan hệ tỷ lệ thuận với nồng độ cholesterol. Trên cùng nền tảng nguyên lý đó, sự khác biệt về phân nhóm lipoprotein được bảo vệ xác định sự khác biệt giữa phép định lượng trực tiếp HDL-C và phép định lượng trực tiếp LDL-C.