内分泌疾病的生物化学诊断.doc

内分泌疾病的生物化学诊断第一节概述内分泌是指机体某些腺体或散在的特化细胞，能合成并释放具有生物活性的物质，随血液循环输送到其他部位的靶器官、靶细胞、传递细胞间信息，调节这些器官或细胞的代谢和功能的过程。这类生物活性物质称激素。体内的各种激素是在神经系统的参与下，通过复杂而精细的调节机制，保持在与机体发育阶段及功能状态相适应的水平。其中以反馈调节方式，通过下丘脑-垂体-内分泌腺或细胞-激素系统进行的调控，是普遍而主要的调节机制。该调节系统任一环节异常，都将导致激素水平紊乱。产生相应的内分泌病。有关内分泌紊乱性疾病的临床生化检查主要用作确定病人是否存在某一内分泌功能紊乱；若存在紊乱，则进一步确定病变部位和性质。内分泌病的临床生化诊断方法主要有以下三类：1.某内分泌腺特有的或其分泌的激素调节的生理、生化过程的检测 如甲状腺功能紊乱时131I摄取试验或测定基础代谢率，甲状旁腺功能紊乱时血钙测定。这类检测可协助诊断有无某一内分泌功能异常。直接检测体液中某一激素或其代谢物的水平或转运蛋白浓度可对判断有无某一种类内分泌病提供有诊断价值的客观指标，在内分泌病诊断中普遍应用。动态功能试验即应用对激素分泌的前述反馈调节系统中某一环节具特异性刺激或抑制作用的药物、激素，分别测定使用前后相应靶激素水平的动态变化。动态功能试验结合其他检查手段，对导致内分泌紊乱的病变部位（环节）及病变性质的诊断很有价值。近年来，发现某些非内分泌组织的肿瘤细胞可分泌异源性激素，产生异源性内分泌病。激素按化学结构分作基氨酸及肽、蛋白类，类固醇类和儿茶酚胺类三类。氨基酸及肽或蛋白类主要有甲状腺激素、甲状旁腺激素、下丘脑激素、垂体激素、降钙素、某些胎盘激素、心肌激素和胃肠道激素等；类固醇类激素包括性激素和肾上腺皮质激素；儿茶酚胺类激素则主要指肾上腺素和去甲肾上腺素。第二节甲状腺功能紊乱的临床生化一、甲状腺激素的生理、生化及分泌调节甲状腺激素为甲状腺素（T4）和三碘甲腺原氨酸（T3）的统称。从化学结构看均是酪氨酸的含碘衍生物血液中99以上的T3和T4均与血浆蛋白可逆结合，只有约占血浆中总量0.4的T3和0.04的T4为游离的。但只有游离的T3、T4才能进入靶细胞发挥作用，这是T3较T4作用迅速而强大的原因之一。与血浆蛋白结合的部分，则对游离T3、T4的相对稳定起着调节作用。甲状腺激素的合成和分泌主要受前述下丘脑-垂体-甲状腺轴的调节。甲状腺激素的生理生化功能: 三大营养物质代谢 提高大多数组织的耗氧量，促进能量代谢，增加产热和提高基础代谢率。 骨骼、神经系统发育及正常功能维持 甲状腺激素可与生长激素产生协同作用，增强未成年者的长骨骨骺增殖造骨，以及蛋白质同化作用，促进机体生长发育。另一方面，甲状腺激素可刺激神经元树突、轴突发育，神经胶质细胞增殖，髓鞘的形成，影响神经系统的发育。 其他作用 甲状腺激素可产生类似肾上腺素受体激动样心血管作用，加快心率，提高心肌收缩力，增加心肌氧耗，扩张外周血管。二、甲状腺功能紊乱 甲状腺功能亢进症甲状腺功能亢进症简称甲亢，指各种原因所致甲状腺激素功能异常升高产生的内分泌病。甲亢的病理生理生化改变多为甲状腺激素功能病理性增强的结果。主要表现为： 高代谢综合征：因三大物质及能量代谢亢进，食多但消瘦，怕热多汗，基础代谢率明显升高。 神经系统兴奋性升高，烦躁易激动，肌颤等。 心率加快，心输出量增多，收缩压升高而脉压差增大，可出现心律失常。 突眼症及甲状腺肿大等。 甲状腺功能减退症甲状腺功能减退症简称甲减，指由各种原因所致甲状腺激素功能异常低下的多种内分泌病统称。甲减始于胎儿及新生儿的呆小症，始于性发育前少儿的幼年型甲减，及始于成人的成年型甲减三类。三、甲状腺功能紊乱的生化诊断 血清甲状腺激素测定由于T3、T4在血中均99以上和TBG等血浆蛋白结合，游离部分更能可靠反映甲状腺激素的生物活性，因此，血清甲状腺激素测定包括总T3（TT3）、总T4（TT4）、游离T3（FT3）和游离T4（FT4）测定。 血清TT4、TT3及FT4、FT3测定影响上述指标的因素较多，当TBG升高或降低时，TT4、TT3亦相应升高或降低。雌激素及含雌激素避孕药、病毒性肝炎、妊娠、遗传性高TBG症等时，血清TBG增多；而雄激素、糖皮质激素、肾病综合征、各种原因致蛋白营养不良及应激状态等，均可使血清TBG减少。而严重心、肝、肾疾患，使用抗心律失常药乙胺碘呋酮等脱碘酶抑制剂，可因影响T4在外周组织脱碘代谢成T3及rT3，使TT4、FT4升高，TT3、FT3减少，T3/T4比值下降。 腺激素结合比值（THBR）试验 旧称T3树脂摄取率（T3 RUR）试验。 游离T4指数（FT4I）和游离T3指数（FT3I） 甲状腺分泌调节功能测定及意义 促甲状腺激素（TSH）检测 TSH均用免疫化学法测定。TSH水平不受TBG浓度影响，亦较少受影响TT4、TT3的多种非甲状腺疾病的干扰。单独或配合甲状腺激素测定及动态功能试验，对甲状腺功能紊乱及病变部位诊断上很有价值。美国临床内分泌学会及许多国家学者均推荐将TSH测定作为甲状腺功能紊乱实验室检查的首选项目。但TSH分泌存在昼夜节律，血液峰值出现在夜间10-11点，谷值见于上午10点左右，二者差别可达2-3倍。下列非甲状腺功能紊乱情况可影响TSH分泌：乙胺碘呋酮、大剂量无机碘等含I-药剂及锂盐的长期应用、缺碘地区居住、阿狄森病等，可致TSH分泌增多；而活动性甲状腺炎、急性创伤、皮质醇增多症及应用大剂量糖皮质激素、全身性危重疾病、慢性抑郁症等精神失常，可使TSH水平降低。表12-2常见甲状腺功能紊乱主要临床生化检测所见项 目甲状腺功能亢进症甲状腺功能减退症Graves病甲状腺腺样瘤垂体腺瘤异源性甲状腺性垂体性下丘脑性血清甲状腺激素升高升高升高升高降低降低降低血清TSH降低降低升高升高升高降低降低TRH兴奋试验*阴性阴性阳性阴性强阳性阴性延迟反应*以TSH为观察指标 甲状腺功能动态试验 放射性碘摄取试验 甲状腺激素抑制试验 TRH兴奋试验 其他方法基础代谢率（BMR）测定自身抗体检测血清rT3测定 rT3为T4在外周组织脱碘的产物，虽然生物活性很低，但其代谢慢，血清浓度男女间无差异，有人主张检测血清rT3用于甲状腺功能紊乱的诊断及疗效评估。甲亢者rT3明显升高，平均可达103ng/dl；甲减者大多伴有rT3下降，特别是胎儿及新生儿，T4主要代谢为rT3，下降更明显。但影响rT3水平的因素较多，很多非甲状腺功能紊乱疾病、酸碱失调、多种药物均可改变血清rT3水平。因此其诊断价值尚有待进一步证实。第三节肾上腺功能紊乱的临床生化一、肾上腺髓质激素及功能紊乱 肾上腺髓质激素不同的嗜铬细胞可分别合成释放肾上腺素E、去甲肾上腺素NE、多巴胺DA，三者在化学结构上均为儿茶酚胺类。后两者亦为神经递质 肾上腺髓质嗜铬细胞瘤及临床生化诊断肾上腺髓质嗜铬细胞瘤最好发部位。由于过量的E及NE释放入血液中，作用于肾上腺素受体，产生持续性或阵发性高血压，并伴有血糖、血脂肪酸、基础代谢率升高等代谢紊乱。本病的临床生化检查主要有两类。 儿茶酚胺类激素及其代谢物测定嗜铬细胞瘤时，二者明显升高，若E升高较NE显著则提示可能为肾上腺髓质嗜铬细胞瘤。 动态功能试验 诊断肾上腺髓质嗜铬细胞瘤的动态功能试验方法较多。目前兴奋试验常用胰高血糖素激发试验， 二、肾上腺皮质的内分泌功能 肾上腺皮质激素及类固醇激素的生物合成肾上腺皮质可分泌多种激素，可分做三类：球状带分泌的盐皮质激素，醛固酮和脱氧皮质酮； 束状带分泌的糖皮质激素，皮质醇及少量皮质酮 ；网状带分泌的性激素，如脱氢异雄酮、雄烯二酮及少量雌激素。从化学结构上看，这三类激素及性腺合成的其他性激素，均是胆固醇的衍生物，故统称类固醇激素，而上述三类肾上腺皮质激素又合称皮质类固醇。 糖皮质激素的运输及代谢 糖皮质激素的生理生化功能生理性浓度下，糖皮质激素的主要功能为： 调节糖、脂肪、蛋白质三大营养物质的代谢 影响水电解质代谢 允许作用 糖皮质激素分泌的调节肾上腺糖皮质激素的合成和分泌亦主要受下丘脑-垂体-内分泌腺调节轴的控制。ACTH和糖皮质激素的分泌存在明显的昼夜节律，分泌高峰见于晨6-8小时，低谷在午夜22-24时。此外，糖皮质激素是机体应激反应时释放的主要激素，因此，各种伤害性刺激均可通过高级神经中枢-下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴，促进糖皮质激素的分泌。三、肾上腺皮质功能紊乱 皮质醇增多症皮质醇增多症又称库欣综合征，是各种原因致慢性糖皮质激素分泌过多而产生的症候群统称。 肾上腺皮质功能减退症肾上腺皮质功能减退症是指慢性肾上腺皮质分泌糖皮质激素不足产生的综合征。本病较少见，包括原发性及继发性两种。四、肾上腺皮质功能紊乱的临床生化诊断 血、尿中糖皮质激素及其代谢物测定 尿17-羟皮质类固醇、17-酮类固醇测定 尿中17-羟皮质类固醇（17-OHCS）测定是指对尿中C-17上有羟基的所有类固醇类物质的测定。尿17-酮类固醇（17-KS）指尿中出现的所有C-17为酮基的类固醇类物质。 血皮质醇及24小时尿游离皮质醇测定血液中皮质醇浓度直接反映肾上腺糖皮质激素分泌情况，而尿中游离皮质醇（UFC）由血液中游离皮质醇经肾上球滤过而来，其量与血浆中真正具生物活性（包括调节自身分泌）的游离皮质醇浓度成正比。血浆（清）皮质醇或24h UFC测定现被推荐为是否存在肾上腺皮质功能紊乱的临床生化检查首选项目。正常人皮质醇的分泌存在昼夜节律，可由于导致单次取样测定因取样时间在分泌峰或谷浓度，产生假阳性或假阴性结果。 下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴功能检测及动态功能试验 血浆ACTH及N-POMC测定 ACTH为腺垂体分泌的微量多肽激素，现大多以免疫化学法检测。正常ACTH分泌存在与皮质醇相同的昼夜节律，并且在肾上腺皮质功能紊乱时，ACTH分泌的昼夜节律也大多消失。异源性ACTH分泌也无昼夜节律，故ACTH测定也和血浆皮质醇测定一样，应在早上8点及午夜12点各取血测定，既观察昼夜节律有无，也避免取样时间造成的影响。 兴奋试验 抑制试验 第四节 下丘脑-垂体内分泌功能紊乱的临床生化一、下丘脑-垂体内分泌功能及调节 垂体分泌的激素 下丘脑激素 下丘脑-腺垂体激素分泌的调节主要受腺垂体各种促激素作用的靶腺分泌的激素之反馈调节（长反馈），甲状腺激素的长反馈调节主要作用于腺垂体，外周激素长反馈调节作用部位主要为下丘脑水平。长反馈调节的主要方式为负反馈，但在月经周期中排卵期前，当雌激素水平达最高峰时，可正反馈地调节下丘脑相关激素的释放（短反馈），在GH分泌的调节中，短反馈为主要方式。而下丘脑激素或腺垂体激素，还可负反馈地调节下丘脑或腺垂体对自身的合成和分泌（超短反馈）。此外，应激状态、某些外周感觉神经冲动以及边缘系统的情绪活动等，均可通过下丘脑以外的中枢神经系统，影响下丘脑-垂体的的激素分泌. 二、生长激素及生长调节素 生长激素的化学、分泌调节及作用生长激素（GH）是腺垂体嗜酸细胞分泌的，其结构与PRL相似，并有一定交叉抗原性。以游离形式输送到各靶组织发挥作用。GH 的生理作用最主要的是对成年前长骨生长的促进分解. 正常情况下，随机体生长发育阶段不同而有不同的GH水平。而每日生长激素的分泌存在昼夜节律性波动，分泌主要在熟睡后1h左右（睡眠脑电图时相3或4期）呈脉冲式进行。 生长调节素GH的促生长作用必须通过SM介导，也有认为GH的代谢调节作用也依赖于SM。从这一意义上说，SM水平反映GH的生物活性比GH本身更为直接。三、生长激素功能紊乱的生化诊断 生长激素功能紊乱 生长激素缺乏症又称垂体性侏儒症 是由于下丘脑-垂体-GH-SM中任一过程受损而产生的儿童及青少年生长发育障碍。 巨人症及肢端肥大症 巨人症和肢端肥大症由GH过度分泌而致。巨人症多可继续发展为肢端肥大症。病因大多为垂体腺瘤、癌或GH分泌细胞增生而致. GH紊乱的临床生化检查 血清（浆）GH测定 均用免疫化学法测定。GH每日分泌主要在夜间熟睡中，呈脉冲式释放的生理性波动特点，而其半寿期又仅20min 。在诊断GH缺乏症时，最好在病儿熟睡后1-1.5h取血测定。更为严格的是插入留置式取血导管后，进行24h或晚8点到次晨8点内每0.5h取血测定GH ，了解全天或夜间GH分泌的总体情况。若测定结果为低，则还需应用下列兴奋试验证实。 动态功能试验 GH释放的兴奋试验运动刺激试验：药物刺激试验 胰岛素-低血糖试验 其他药物刺激试验 GH分泌的抑制试验 SM-C及SM结合蛋白测定四、催乳素瘤催乳素瘤（PRL瘤）为功能性垂体腺瘤中最常见者，好发于女性，多为微小腺瘤，临床表现为泌乳、闭经、多毛、痤疮及不育等。男性则往往为大腺瘤，临床以性功能减退、阳萎、不育及垂体压迫症状为主，偶见泌乳。正常人清晨血清基础值男性20g/L，非妊娠及哺乳期女性即便在月经周期的黄体期亦40g/L。不论男女，若血清PRL基础值200g/L，应高度怀疑本病，300g/L则可确诊。对于PRL水平在100-300g/L的高催乳素状态者，可以TRH、氯丙嗪或灭吐灵兴奋试验协助鉴别。第五节性激素紊乱的临床生化一、性激素的生理与生化性激素包括雄性激素、雌激素和孕激素孕酮三类。 雄性激素为睾酮及脱氢异雄酮（DHEA）和雄烯三酮。雌激素则主要为雌二醇及少量雌酮、雌三醇。所有性激素都是类固醇类激素。睾酮 主要在男性睾丸间质细胞中生成，女性血液中少量睾酮则为DHEA的代谢产物；DHEA及雄烯二酮由肾上腺皮质、睾丸和卵巢分泌，并为女性的主要雄性激素雌二醇 主要由卵巢滤泡，黄体及妊娠时胎盘生成，极少量由睾丸产生或为睾酮代谢产物，并为男性的雌激素主要来源；雌酮 大多为雄烯二酮代谢物；雌三醇除孕妇胎盘可直接分泌外，均为雌二醇的代谢产物；孕酮 虽为类固醇激素合成的中间代谢产物，但血液中的孕酮几乎都是由黄体或胎盘所分泌。 雄性激素的生理功能与分泌调节 生理功能可概括为：刺激胚胎期及出生后男性内外生殖器的分化、形成和发育，参与男性性功能及第二性征的出现和维持；促进蛋白质合成的同化作用，使机体呈正氮平衡，对男性青春期的长高起着重要作用；促进肾脏合成促红细胞生成素，刺激骨髓的造血功能。男性青春期一般始于11-13岁，18-24岁发育成熟。 雌性激素的生理功能及分泌 雌激素的生理功能主要有：促进女性生殖器官的发育及功能形成、第二性征的出现和维持，并与孕激素协同配合，形成月经周期。对代谢的影响，包括促进肝脏合成多种血浆中的转运蛋白，如运铁蛋白、甲状腺素结合蛋白、皮质类固醇结合蛋白等；降低血浆胆固醇，但促进HDL的合成，并减少动脉壁弹性硬蛋白，故生育期妇女不易发生动脉粥样硬化及冠心病；还可促进钙盐在骨沉积，促进肾上管对钠和水的重吸收等。孕激素的作用则主要为与雌激素协同作用于子宫内膜，形成月经周期；还可松弛子宫及胃肠道平滑肌，促进乳腺腺泡和导管的发育，促进水钠排泄，并在排卵后使基础体温升高约1。月经周期中卵巢内分泌活动的周期性变化，也受下丘脑-腺垂体-卵巢内分泌细胞调节轴的控制： 当前次月经中的黄体萎缩后，血中雌、孕激素急剧下降，负反馈地促进下丘脑GnRH及垂体LH、FSH释放逐渐增多，刺激卵泡发育和雌激素分泌逐渐增加，子宫内膜出现增生期变化；随着卵泡发育成熟，高浓度雌激素反而对下丘脑GnRH释放产生脉冲式强正反馈调节，并进而引起腺垂体LH、FSH分泌高峰，诱发排卵； LH、FSH在排卵后迅速下降，排卵后破裂的卵泡形成的黄体在LH作用下，继续分泌雌激素及大量分泌孕激素，约于排卵后一周出现雌激素的第二次高峰及孕激素高峰，子宫内膜由增生期转变为分泌期； 若未受孕，则高雌激素水平在同时存在的孕激素水平协同下，对下丘脑及垂体产生负反馈调节，GnRH、LH和FSH分泌进一步减少，黄体萎缩，血中雌、孕激素骤降，子宫内膜也随之缺血、坏死脱落形成月经。图12-5总结了月结周期中有关激素浓度的变化。图12-5月经周期中有关雌性激素变化示意图二、性腺功能的临床生化检测 血清（浆）性激素测定性激素的分泌每日中仍有一定波动。通常清晨高于下午，青春期这种差异更大。为便于比较，一般均在晨8点取血。必须指出，上述时间取样测定的结果，虽能代表取样时的血清浓度，但是并不一定能真实地反映性腺的内分泌功能，特别是女性，更存在着月经周期中不同期的每一天的差异，有时这种天间差异可相当巨大，如排卵日与前后日间。因此为真实地了解性激素内分泌功能，除确定病人的发育阶段、生育期女性取样日处于月经周期的什么阶段外，大多需进行必要的动态功能试验，观察有关性激素的变化，才有利于诊断。目前性激素的检测大多采用免疫化学法，在血清性激素测定结果的评价中，应注意可能存在的干扰因素。甲亢、肝硬化等疾患时，肝脏合成SHBG增多，血清中睾酮、雌二醇总浓度升高，但能发挥作用的游离部分可能并无变化。而甲减、极度营养不良及多种严重疾患时，可减少SHBG合成，产生相反的影响。女性使用避孕药除因其所含的性激素可能干扰下丘脑、垂体的反馈调节外，还可因所含雌激素诱导SHBG的合成，产生影响。 性腺内分泌功能的动态试验在判断性腺内分泌功能紊乱的有无，特别是病变部位的确定上，性腺内分泌动态功能试验有较大的意义。 GnRH兴奋试验 GnRH为下丘脑释放的一种十肽调节激素，可迅速地促进腺垂体释放贮存的LH及FSH，并刺激LH和FSH的合成。本试验主要检测腺垂体促性腺激素的贮备功能。正常人GnRH刺激后，峰值应在20min出现。LH的变化为：正常男、女性青春期的峰值应为基础水平的3倍以上；正常成人男性峰值约为基础值的8-10倍，而女性成人卵泡中期峰浓度约为基础水平的6倍，黄体中期约为基础值的3倍左右；男性成人峰值约为基础对照值的2.5倍；女性成人卵泡中期峰值约为对照值的2倍，黄体中期约为2.5倍，也以排卵前期增加最显著。若有垂体病变所致性激素功能紊乱者，GnRH兴奋试验反应缺乏或低下；下丘脑病变所致者，反应正常或峰值延迟至60min始出现；单纯性青春期延迟者，虽然基础对照值低，但反应正常。 绒毛膜促性腺素兴奋试验 氯米芬间接兴奋试验 雌激素-孕激素试验 三、性激素紊乱性疾病的有关临床生化诊断性腺功能异常性疾病种类多，包括先天性性分化异常及遗传性性基因