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第八章诊断酶学 2013 09 第2页 教学目标与要求 掌握 酶与同工酶的概念与特征 酶活性的表示方法 血清酶的来源与去路 熟悉 血清酶的生理与病理变化 尿液和浆膜腔积液酶学检测的意义 了解 脑脊液酶学检测的意义 第3页 主要内容 第4页 第一节血浆酶的生理病理变化 第5页 酶的概念 酶是具有极高催化效率 能特异地催化某些生化反应的一类蛋白质的总称 核酸酶 参与核糖核酸加工和成熟的一类核酸分子具有自我催化作用 酶的本质 绝大部分酶为蛋白质 酶促反应 由酶所催化的反应称为酶促反应 酶活性 酶催化化学反应的能力称为酶活性 一 酶与同工酶的概念 第6页 酶的底物 酶催化作用的物质 酶的特异性 酶对作用物的选择性 酶的激活剂 加速酶促反应的物质 酶的抑制剂 减慢或终止酶促反应的物质 第7页 同工酶的概念与特征 同工酶 有些酶虽然其蛋白的分子结构 理化性质乃至免疫学性质不同 但其活性中心的三维结构相同或相似 可以催化相同的化学反应 其本质为由不同基因编码的多肽链 或由同一基因转录生成的不同mRNA所翻译的不同多肽链组成的蛋白质 由于同工酶的分布具有较明显的组织差异 或者在同一细胞内的定位不同 使同工酶检测对不同组织器官的疾病及组织器官损伤的严重程度的评估都具有较大的意义 第8页 表8 1 临床化学分析中一些重要的同工酶 第9页 转氨酶及其同工酶 ALT 是反映肝损伤的一个很灵敏的指标 临床上主要用于肝脏疾病的诊断 由于我国肝炎较多 所以ALT也是我国目前测定次数最多的酶 急性病毒性肝炎患者如ASTm持续升高表示病变迁延 ASTm还可作为监测乙醇中毒的指标 AST 按含量多少顺序为心 肝 骨骼肌和肾等 肝中70 存在于肝细胞线粒体中 AST有两种同工酶ASTs和ASTm 分别存在于可溶性的细胞质和线粒体 血清AST活性升高 多来自心肌或肝脏损伤 转氨酶 第10页 肌酸激酶及其同工酶 CK MM 主要分布于骨骼肌 对早期AMI的检出更为敏感 一般以CK MM3 CK MM1 1 0作为诊断AMI的标准 但必须排除急性骨骼肌损伤 CK BB 脑性CK 主要分布于脑 肌酸激酶 CK MB 主要分布于心肌组织 是判断心肌损伤的良好指标 第11页 一般成年人存在如下规律 LD2 LD1 LD3 LD4 LD5 部分正常儿童血中可见LD1 LD2临床上测定LD同工酶有助于相应组织病变的诊断 LD同工酶 其含量以肝脏为最多 其次为肾脏 胎盘 小肠 骨骼等 血清中ALP主要来自肝脏和骨骼 ALP同工酶 根据脏器来源分为胰型同工酶和唾液型同工酶 在腮腺 骨骼肌 输卵管 子宫 胃和肺内并无P AMY 只含S AMY 而胰腺和睾丸内无S AMY 只含P AMY AMY同工酶 第12页 酶谱 若同时测定一组性质不同的酶 比较各酶活性的变化 就能根据酶增高或减少的 谱型 作出诊断 CK CK MB LDH AST ALT AST LD GT ALP ChE MD MAO等 第13页 许多组织器官的疾病常表现为血液中一些酶活性异常 正常情况下 在组织细胞内发挥催化作用的酶在血清中含量甚微 只有组织器官受损造成细胞破坏或细胞膜通透性增高时 细胞内的某些酶才可大量释放入血 细胞的转换率增高或细胞的增殖加快 其特异的标志酶可释放入血 细胞内酶的合成或诱导增强或酶的清除受阻也可引起血清酶活性升高 二 血浆酶的来源与去路 细胞功能变化与血浆酶概述 第14页 血清酶的来源和去路 第15页 非血浆特异酶 细胞酶 既存在于各组织细胞中进行代谢的酶类 有少量酶释入血液 其中大部分无器官专一性 只有小部分来源于特定的组织 有器官专一性 这类酶细胞内外浓度差异悬殊 病理情况下极易升高 其下降的临床意义很少 外分泌酶 既来源于消化腺或其他外分泌腺的酶 如胰淀粉酶 胰脂肪酶 胃蛋白酶 胰蛋白酶和前列腺酸性磷酸酶等 非血浆特异酶 第16页 表8 2 部分血清酶的半寿期与分子量 第17页 多数血清酶的男女性别差异不大 但少数酶如CK ALP及 GT等有性别差异 男性高于女性 其原因可能和血清酶的来源组织的重量不同有关 性别 血清中有些酶的活性常随年龄而变化 最明显的一个例子是ALP 新生儿血清中ALP略高于成人 1 5岁增至成人的2 3倍 然后逐渐下降 到10 15岁 ALP又明显升高 可达成人的3 5倍 20岁后降至成人值 ACP也有类似的情况 年龄 血清中大多数酶不受进食的影响 故测酶活性不一定需要空腹采血 但高脂 高糖饮食后血清ALP活性升高 而酗酒可使血清 GT升高 如未累及肝脏 戒酒后酶活性下降 此外 禁食数天可导致血清AMY下降 进食 三 血浆酶的生理变化 第18页 激烈的肌肉运动可使血清中多种酶 如CK LDH AST和ALT等活性升高 运动 妊娠时随着胎盘的形成和长大 胎盘组织可分泌一些酶进入母体血液 如耐热ALP LDH LAP和ALT 少数 等 引起血清中这些酶升高 在妊娠后期 7 9月 更为明显 妊娠 血清中有些酶与同工酶有种族差异 如美国黑人G6PD的缺陷和变异的发生率为11 土耳其南部犹太人可高达60 我国广东为8 6 此外 一些酶活性还与体重 身高的增长 体位改变 昼夜变化及家庭因素等有关 其他 第19页 酶的释放异常 酶的释放异常是疾病状态下血浆酶活性改变的最主要原因 其影响因素主要包括 细胞内和血浆中酶浓度的差异 酶蛋白分子量的大小 酶在细胞中的定位等因素 酶的合成异常 病理情形下 血浆酶的合成改变以降低为主 由于大部分血浆酶都在肝脏合成 故肝脏疾患是引起血浆酶的合成下降的主要因素 前列腺癌时酸性磷酸酶的合成增高 导致血浆中该酶的浓度升高 血浆酶的病理变化 四 血浆酶的病理变化 第20页 表8 3 一些疾病时血清酶水平的改变 第21页 第二节酶含量的表示方法 第22页 酶活性单位 酶活性单位有惯用单位 国际单位和Katal单位 惯用单位 20世纪50年代以前酶活性单位命名混乱 常用首先报告该种酶测定方法的临床酶学家的名字来命名其单位 国际单位 在特定的条件下 1分钟内使底物转变1微摩尔的酶量为一个国际单位 以IU表示 1IU 1 mol min 1 酶活性单位 第23页 Katal单位 1979年国际生化协会为了使酶活性单位与国际单位制 SI 的反应速率相一致 推荐用Katal单位 即在规定条件下 每s时间内催化转化1摩尔底物的酶量 1katal 1mol s 1 我国法定计量单位制中的酶催化活性单位katal 其对血清中酶量而言显然过大 故常用单位为 katal或nkatal 1katal 60 106U 1U 1 mol min 1 16 67nmol s 1 16 67nkatal 第24页 酶活性浓度单位 临床上测定的不是酶的绝对量而是浓度 酶活性浓度以每单位体积所含的酶活性单位数表示 表示方法 目前在临床化学中 各国学者几乎都习惯用U L来表示体液中酶催化浓度 近些年来 我国各级临床实验室多已基本使用U L来表示酶活性浓度 酶活性浓度单位的计算 目前主要应用吸光系数法进行计算求取酶活性浓度单位 酶活性浓度单位及表示方法 第25页 酶浓度严格来说是指酶分子的质量浓度 应用酶蛋白浓度来表示 自20世纪70年代以来 随着免疫学技术的发展 酶的定量分析技术中出现了许多利用酶的抗原性 通过抗原抗体反应直接测定酶蛋白质量的新方法 与经典的测定酶活性方法比较 这些免疫化学测定法不仅灵敏度高 并可能测定一些以前不易测定的酶 为临床提供了更多新的信息和资料 酶蛋白质量浓度 第26页 免疫化学法测定酶质量原理 第27页 酶质量免疫化学测定法的优缺点 优点 同工酶测定 无活性酶蛋白的酶测定 特异性好 灵敏度高 第28页 酶质量免疫化学测定法的优缺点 局限性 操作繁琐 成本高昂 抗体制备 第29页 第三节疾病时体液酶学的诊断 第30页 AddTitle ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle ALT是诊断病毒性肝炎最灵敏的指标 且其血浆活性的高低常与临床的病情发展相一致m AST的升高可作为判断肝坏死的指标 ALT常用于肝硬化的长期监测肝硬化的失代偿期 AST显著升高GGT常用来判断肝纤维化的程度 ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle GGT是反映胆汁淤积 胆道梗阻最敏感的血浆酶ALT和AST呈轻度或中度升高 一 肝胆疾病的血浆酶 第31页 AddTitle ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle 心肌梗死后2 4小时CK活性即开始升高 可作为判断溶栓治疗后是否出现再灌注的指标CK MB特异性较好 其质量法有取代酶法的趋势 在各种肌肉损伤和疾病 如碰伤 挫伤 癫痫发作 多发性肌炎 横纹肌溶解症 时CK活性都显著升高 其升高幅度往往高于心肌梗死患者 二 心肌和骨骼肌疾病的血浆酶 第32页 三 胰腺疾病的血浆酶 血浆中AMY主要来源于胰腺 唾液腺 是诊断胰腺疾病尤其是急性胰腺炎最常用的检测项目 急性胰腺炎患者发病后2 3h血浆AMY开始升高 12 24h达到峰值 3 5d可下降至正常 其升高程度与胰腺的损伤程度不具有相关性 急性腮腺炎 急性阑尾炎 肠梗阻 胆石症等患者血浆AMY均可升高 但高于500U L少见 腮腺炎患者除外 慢性胰腺炎患者血浆AMY活性可正常或轻度升高 不具有诊断意义 第33页 血浆中LPS主要来源于胰腺 其升高主要见于急性胰腺炎和胰腺癌 急性胰腺炎时 血浆LPS于4 8h开始升高 24h达到峰值 其特点是持续时间长 可达10 15d LPS对急性胰腺炎诊断的灵敏度为80 100 特异性为82 84 优于AMY 腮腺炎时 血浆AMY升高但LPS通常不升高 故LPS亦可作为胰腺炎与腮腺炎的鉴别诊断指标 第34页 AddTitle ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle 正常尿液中含酶量极少尿液AMY在急性胰腺炎诊断上有较大意义尿NAG测定有助于肾脏损伤的判断 有助于鉴别积液来源 对疾病进行诊断和治疗监测ADA升高主要见于结核性渗液AMY升高 300IU L 多见于原发或继发腺癌漏出液LDH活性与血清相近 积液LDH 血清LDH 0 6 ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyle ALT AST升高常见于脑梗塞 脑萎缩等 恶性肿瘤和细菌性脑膜炎时LDH可升高较显著NSE用于诊断急性脑血管病病灶大小 脑损伤程度 四 其他体液酶的临床应用 第35页 现病史 男 53岁 因心悸胸闷7天入院 活动后气短 并有下肢水肿 体格检查 体温36 8 脉搏110次 分 呼吸频率28次 分 血压100 60mmHg 急性痛苦病容 实验室检查 CK MB 160U L 心电图示 VF导联出现坏死性Q波 ST段呈弓背向上抬高 肌钙蛋白22 8ng ml NT proBNP1620pg ml 病例分析 第36页 诊断意见 表现为心力衰竭的急性心肌梗死 分析 该患者最可能的诊断为急性心肌梗死 因为心肌酶结果和肌钙蛋白提示 心电图结果也支持 NT proBNP结果反映出患者由于心肌梗死 表现出的心力衰竭 病案分析 第37页 第37页 小结 1 酶是能催化生物体内化学反应的一类特殊蛋白质 2 酶促反应具有高效 高度特异性和可调节性等特点 影响因素主要有酶浓度 底物浓度 pH 温度 电解质及辅酶 激活剂及抑制剂等 3 同工酶是具有相同的催化功能 但其分子组成 空间构象 理化性质 生物学性质以及器官分布和细胞内定位不同的一类酶 亚型指基因在编码过程中 由于翻译修饰差异所形成的多种形式的一类酶 第38页 4 血浆酶可分成血浆特异酶和非血浆特异酶两大类 后者可再分