神经及精神疾病的生物化学检验ppt课件

神经及精神疾病 的生物化学检验 掌握：脑脊液蛋白质、葡萄糖、氯化物、 酶类的检测 熟悉: 血脑屏障的结构特点；脑脊液的形成 及功能 了解：常见神经系统疾病的生物化学检验 n本章教学要求： 2 3 第一节 概述 v神经系统是由神经元相互联系组成的错综复 杂的电化学信号网络； v人的神经系统分成两个部分，中枢神经系统 和外周神经系统； v多种原因导致神经系统结构和功能改变，都 可能导致神经、精神疾病。 4 一、血脑屏障的组成与功能 1.血脑屏障的概念 在血-脑之间选择性地阻止某些物质通过的“屏障” ，称为血脑屏障。指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形 成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆 与脑脊液之间的屏障。 l脑毛细血管内皮细胞间紧密“焊接”； l毛细血管内皮细胞外的基底膜是连续的； l毛细血管壁外表面积的85%都被神经胶质细胞的终足 所包绕。 2.血脑屏障的组成和特点 5 脉络丛上皮细胞对各种物质的选择性： 最易通过物质： 氯、钠、镁离子及乙醇 不易通过物质： 清蛋白、葡萄糖、钙离子 、乳酸、 氨基酸、尿素和肌酐 不能通过： 纤维蛋白、补体、抗体、某些药物 、胆红素、胆固醇 二、脑脊液的生成与作用 1.脑脊液的概念 2.脑脊液的生成 脑脊液是充满在各脑室、蛛网膜下腔 和脊髓中央管内的无色透明液体。 9 左、右侧脑室脉络丛（95%）经室间孔 第三脑室经中脑水管第四脑室经外 侧孔、正中孔蛛网膜下隙、流向大脑背面 ，蛛网膜粒上矢状窦窦汇左右横窦 左右乙状窦颈内静脉 蛛网膜下腔 3.脑脊液的功能 l 脑脊液的性状和成分发生改变； l 脑脊液的循环路径受阻，颅内压 力将增高。 4.脑脊液的改变 l 缓冲压力，保护脑组织； l 为脑组织提供营养，运走代谢产物； l 维持脑组织的渗透压及酸碱平衡； l 调节颅内压力。 脑 脊 液 的 变 化 10 三、中枢神经递质与神经生长因子 1.神经递质的概念 神经元之间或神经元与靶细胞之间发 挥信号传递作用的特定化学物质。 2.中枢神经递质的分类 神经递质 （neurotransmitter） l 胆碱类 l 儿茶酚胺类 l 吲哚类 l 氨基酸类 l 多肽类 l 气体类 11 主要中枢神经递质及其功能 12 3.神经生长因子 神经生长因子（nerve growth factor， NGF）是一类影响神经元生存和发育、诱 导神经元分化的生物活性物质，对神经元 在发育时的生长、分化，以及成年神经元 的维持具有重要作用。 13 神经营养因子（neurotrophin factor，NTF）是 一组能促进神经细胞生长、增殖、延长其生存时 间并调节神经细胞分化和形态重塑的特异性内源 性信号蛋白。 在神经系统发育过程中，神经纤维的生长受其环 境中起营养作用的信号因子(神经生长因子)和抑 制性信号因子(神经生长抑制因子)的共同调控。 4.神经营养因子 14 四、神经精神疾病发生的生化机制 1.神经组织的生化代谢特点 l 糖代谢：有氧氧化供能，磷酸戊糖途径和中间代 谢活跃； l 蛋白质代谢：含量高，种类多，转换快，功能重 要； l 脂类代谢：磷脂为主，并含有较多的糖鞘脂和胆 固醇，大部分在脑内合成，少量来自膳食； 15 l核酸代谢： RNA的含量特别高，代谢速度快慢与 神经系统所处功能状态相关，生长因子、生长激素 等可促进更新； l能量代谢：主要靠葡萄糖的氧化供能，低血糖情 况下也可以利用酮体；对缺糖和缺氧均极敏感，血 糖下降50%即可致昏迷，中断血流几分钟就可引起 死亡；ATP的水平高，合成和利用快，以磷酸肌酸 (CP) 形式贮存。 16 2.神经变性病及其发生机制 神经变性病（neurodegenerative disorder） 是指以神经元变性为主要病理改 变的一类慢性疾病，可累及大脑、 小脑、脑干和脊髓等不同部位。其 特点是中枢神经系统某种或某些特 定部位神经元进行性变性以至坏死 ，伴胞质内结构紊乱，但无炎症或 异常物质堆积。 神经元17 神经变性病的发病机制： l 基因突变； l 能量代谢缺陷； l 自由基分子代谢异常； l 神经递质的异常； l 钙离子通道异常开放。 18 第二节 神经及精神疾病的生化检验 一、脑脊液蛋白质 （一）脑脊液总蛋白检查 l CSF蛋白总量随年龄增长而增加，但新生儿较高， 为1 g/L，早产儿可高达2g/L。CSF蛋白质定量方法有 双缩脲法、考马斯亮蓝法、邻苯三酚红钼络合法等； l 正常成人超过450mg/L，一般是病理性的增高。脑 膜炎、脑炎、脑脊液循环梗阻、脑软化、肿瘤、退行 性病变等，脑脊液蛋白均可增加。 19 检测方法 双缩脲法、凯氏定氮法、染料结合法、 比浊法、酚试剂法、直接紫外吸收法 参考区间 腰池液为（150- 450）mg/L 脑池液为（100- 250）mg/L， 脑室液为（50-150）mg/L； 20 临床意义 1、化脓性脑膜炎、流行性脑膜炎蛋白质含量为3- 6.5g/L。 2、结核性脑膜炎：刺激症状期为0.3-2g/L；压迫症 状期为1.9-7g/L；麻痹期为0.5-6.5g/L 3、脑炎蛋白质含量为0.5-3g/L。 4、引起脊髓蛛网膜炎与脊髓肿瘤等，其蛋白质含量 可在1g/L以上 5、脑软化、肿瘤、退行性变，脑脊液蛋白可增至 0.25-0.8g/L。 21 （二）脑脊液蛋白质电泳 脑脑脊液蛋白电电泳组组分及其变变化的临临床意义义 白蛋白指数 = CSF白蛋白mg/L 血清白蛋白g/L IgG和白蛋白比率 = 免疫球蛋 白指数 CSFIgG mg/L血清白蛋白g/L CSF中白蛋白mg/L血清IgG g/L CSF中IgG mg/L CSF中白蛋白mg/L 反映血脑屏障功能 指数 100，表明屏障完全崩溃。 诊断脱髓鞘疾病 反映鞘内IgG合成 = 23 （三）脑脊液蛋白指数 24 （四）特异性蛋白检测 l -淀粉样蛋白及-淀粉样蛋白前体:是阿尔茨海默病 形成和发展的关键因素 l 髓鞘碱性蛋白：含量增高是急性脑实质损伤和脱髓 鞘改变的特异性生化指标。脑白质损害，尤其是多发 性硬化病人增高； l 胶质纤维酸性蛋白：星形胶质细胞的骨架蛋白，含 量升高可见于脑星形细胞病、Alzheimer型痴呆、神经 胶质瘤及海绵状脑病等； 25 lS100蛋白：是胶质细胞破坏的可靠指标。脑出血、 脊髓压迫症、Alzheimers疾病、缺血性脑血管病、经 肿瘤、病毒性脑炎及多发性硬化病人该蛋白增高； l 寡克隆区带：是检测中枢神经系统亚急性、慢性炎 性病变鞘内免疫球蛋白合成的最可靠指标。 l异常磷酸化Tau蛋白：升高主要见于阿尔茨海默病 26 二、脑脊液葡萄糖 CSF中的葡萄糖约为血液的60%70%。 其含量取决于以下因素：血液葡萄糖的浓度 、血脑脊液屏障的通透性、CSF中葡萄糖的 酵解程度、携带转运系统的功能等。 27 26 检测方法 己糖激酶法、葡萄糖氧化酶法、葡萄糖脱 氢酶法 参考区间 腰穿（CSF葡糖糖） 成人： 2.5-4.5mmol/L 10岁以下儿童：2.8-4.8mmol/L 新生儿：2.8-5mmol/L 临床意义 减低： 1、脑部细菌性或真菌性感染：急性化脓性脑 膜炎、结核性脑膜炎、隐球菌性脑膜炎 2、脑寄生虫病：脑囊虫病、血吸虫病、弓形 虫病等 3、脑膜肿瘤 4、低血糖：低血糖昏迷、胰岛素过量 5、神经梅毒：梅毒性脑膜炎和麻痹性痴呆 29 临床意义 增高： 1、脑或蛛网膜下腔出血 2、下丘脑损害 3、急性脑外伤和中毒影响脑干 4、糖尿病或大量注射葡萄糖后 5、早产儿和新生儿 30 三、脑脊液氯化物 脑脊液氯化物浓度约为血浆浓度的1.21.3 倍。 Donnan平衡：正常人脑脊液中蛋白质含量较 低，为了维持脑脊液与血浆渗透压之间的平 衡，脑脊液中氯化物含量高于血浆中含量。 31 30 检测方法 离子选择电极法、酶法 参考区间 腰穿（CSF氯化物） 成人： 120-130mmol/L 婴儿：110-130mmol/L (1) 增高 肾炎、尿毒症、心力衰竭等。 (2) 降低 感染性CSN、CSF蛋白增高等。 低氯血症。85 mmol/L时，有可能 导致呼吸中枢抑制。 临床意义 33 34 四、脑脊液酶类 l 转氨酶(ALT、AST) l 乳酸脱氢酶(LDH) l 溶菌酶(Lysozyme) l 核糖核酸酶（RNase） l 胆碱酯酶(AchE) l 多巴胺-羟化酶(DH) l 酸性磷酸酶(ACP) 35 特殊酶类的测定 l 神经元特异性烯醇化酶（NSE） 主要存在于大脑神 经元和神经内分泌细胞的胞质中，CSF中NSE含量的 改变是神经元损伤的特异性生物化学标志，检测方法 有酶活性和质量测定两种。在脑梗死、癫痫、颅内高 压等中枢神经损害时，NSE含量均增加。并可作为小 细胞肺癌和神经母细胞瘤的肿瘤标志物。 l 脑型肌酸激酶同工酶CK-BB 主要分布在脑内神经元 ，是神经损伤的另一个特异性生物化学标志，检测方 法有酶活性和质量测定两种。在脑梗死、脑出血、外 伤及颅内高压时可持续增高。 36 脑脑脊液中主要酶类检测类检测 的方法和意义义 37 五、脑脊液中常用的神经递质和神经肽 l 神经递质对中枢神经系统功能及人的精神活 动起着重要的作用，某些神经系统的疾病及精 神病可表现出神经递质代谢的变化； l 临床上检测神经递质及其代谢物对其诊断具 有一定的意义； l 有时也可以进行递质相关受体的分析判定神 经系统的功能。 38 表21-5脑脑脊液中主要神经递质经递质 及其代谢产谢产 物的检测检测 常用神经递质检查： 39 第三节 临床生化检验项目在神 经精神疾病诊治中的应用 40 一、帕金森病 1.概况 临床特征是静止性震颤、肌强直、 运动迟缓和姿势反射障碍；主要的病理 和生化改变为黑质致密部广泛、进行性 多巴胺能神经元变性及纹状体多巴胺的 缺失。 帕金森病 （Parkinson disease，PD） l氧化应激； l谷氨酸毒性； l线粒体功能障碍； l遗传因素。 2.发病机制 41 临床表现： 进行性舞蹈样徐动症 强直，痴呆 通常伴有癫痫 42 l 多巴胺（Dopamine，DA） l 高香草酸 （Homovanillic acid，HVA） l 5-羟色胺 （5-hydroxytryptamine，5-HT） l 5-羟吲哚乙酸（5- HIAA） 3.生物化学变化 DAHVA 4.生物化学指标 l 神经递质的代谢变化：单胺 类（特别是DA）的代谢缺陷 l 分子生物学变化：PARK1- PARK10等10个单基因与该病 的发生有关。 神经递质的生成 43 二、癫 痫 1. 概况 由于大脑神经元异常放电引起的突 发短暂性大脑功能失调，主要表现为 全身强直阵挛，少数表现为短暂的呆 愕、意识模糊、流口水等。 癫痫(epilepsy) l 惊厥与脑损伤； l 内质网应激与脑损伤； l 氧化应激与线粒体损伤。 2. 发病机制 44 l 髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein，MBP）： 全身性癫痫发作可导致CSF和血清MBP升高，提 示大脑器质性损伤和血脑屏障的破坏。MBP含量的 检测可作为全身性癫痫预后评估的一项生化指标。 3.生物化学指标 45 l神经元特异性烯醇化酶(NSE) 是烯醇化酶的一种, 特异性存在于神经元和神经内 分泌细胞中，是一种可靠的神经元损伤标志物。在严 重而持久的全身性惊厥性癫痫状态后神经功能损害， 测定血清或脑脊液中NSE 可作为评价脑损害的生化 指标。对有EEG异常的癫痫病人,可在抗癫痫治疗的 随访中测定NSE值以指导治疗。 46 三、卒中 1.概况 俗称脑中风，是一种突发性脑部循环 障碍性疾病，临床上分为缺血性、出血 性、高血压脑病和血管性痴呆四类。 卒中（Stroke） l脑组织缺血缺氧； l胶质细胞破坏，髓鞘崩解； l血栓形成，神经元凋亡； l脑局部炎症反应和血脑屏障破 坏。 2. 发病机制 47 l基质金属蛋白酶（matrixm metalloproteinase， MMP） lD -二聚体（D-dimer，DD） l细胞间粘附分子-1（intercellular adhesion molecule1，ICAM-1) l S-100蛋白 l血浆C-反应蛋白 3.生物化学指标 48 四、精神分裂症 1.概况 以思维、情感、行为之间的互不 协调，以及精神活动脱离现实环境为 主要特征的一类常见精神病。 精神分裂症(schizophrenia) l多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素 等中枢神经递质的代谢紊乱； l神经肽和胆囊收缩素等神经内分 泌紊乱； l血脑屏障破坏。 2. 发病机制 遗传因素 多巴胺受体基因 5-羟色胺 环境因素 心理应激 躯体疾病 神经分裂症 49 临床表现： 阳性行为 幻觉、错觉和怪异行为 阴性行为 社交回避和情绪迟钝等 50 l多巴胺与多巴胺羟化酶： 未经治疗的精神分裂症病人血浆DA代谢产物 HVA升高，其HVA浓度与病人的阳性症状及治疗 反应呈正相关，而精神分裂症病人外周多巴胺羟 化酶及单胺氧化酶活性降低，可能为精神疾病易感 性的一种遗传标志。 3.生物化学指标 51 l5-HT和NE ： 5-HT假说提出5-HT的类似物麦角酸二乙酰胺（ LSD）有明显的致幻作用；NE假说指出，NE功能 不足使神经系统失调，快感和意向活动减低，这可 能与精神分裂的阴性症状有关。 52 五、阿尔兹海默病 1.概况 又称早老性痴呆，是一种中枢神经 系统原发性退行性变性疾病，主要临 床表现为痴呆综合征，起病缓慢，病 程呈进