血清酶变化的生理病理机制

血清酶变化的生理病理机制,江苏大学医学院 姜旭淦,一、血清酶的来源,（一）血浆特异酶：为血浆蛋白的固有成分，在血浆中发挥特定的催化作用。多数由肝脏合成并以酶原形式分泌入血，在一定条件下被激活，从而引起相应的生理或病理变化。出凝血有关的酶或酶原、胆碱酯酶、铜氧化酶及脂蛋白脂肪酶等。（二）非血浆特异酶： 外分泌酶：由外分泌腺合成并分泌进入血浆的酶，包括胰淀粉酶、胰脂肪酶、前列腺酸性磷酸酶等。血液中的含量与相应分泌腺的功能及疾病有关。 细胞内酶：存在于细胞内进行物质代谢的酶，随着细胞的不断更新或破坏可少量释入血液。当其大量出现于血清中时，提示酶的来源组织细胞受损，最常用于临床诊断。,主要的血浆特异酶,（）参与凝血及纤溶的凝血酶原，属于蛋白酶的一些凝血因子（.）、纤溶酶原、血浆前激肽释放酶（）假胆碱脂酶（）铜氧化酶（血清铜蓝蛋白）（）卵磷脂胆固醇酰基转移酶。（）脂蛋白脂肪酶（来源于组织毛细血管内皮细胞）（） 肾素（来源于肾小球旁器）,它们在血中浓度往往很高，甚至超过大多数器官细胞内浓度，因此在血中的变化常不是升高而是下降。它们大都在肝脏合成，并以恒定速度释放入血，肝实质病变时，血中浓度明显下降，常作为肝功能试验的一部分。,主要外分泌酶,（） 唾液和胰液淀粉酶（） 胰脂肪酶（） 胃蛋白酶（） 胰蛋白酶（） 前列腺酸性磷酸酶,它们在血中一般以失活状态存在，疾病时可以升高，但是如分泌细胞破坏，血中浓度也可下降。,主要的细胞内酶,（）一般代谢酶： 广泛分布于全身各种器官或组织，尤以心肌、肝脏、肾脏和骨骼肌等的含量特别丰富，它们在血清中的浓度与其来源细胞的更新速度有关。（2）组织专 一性酶,参与细胞内代谢，随正常细胞的新陈代谢，极少数进入血液，细胞内外浓度差异悬殊，病理情况下极易升高，一般很少考虑其浓度下降的临床意义。,二、血清酶的去路,（一） 血清酶的半寿期 (T1/2) 1. 定义： 酶失活至原来一半时所需时间。 2. 半寿期代表酶从血中清除的快慢。 半寿期长的酶，在血清中持续时间长。 （二）血清酶的失活和排泄 1. 酶的清除主要是在血管内失活或分解。 2.肾小球滤过从尿液中排除 淀粉酶等。 3.网状内皮系统清除,血浆中酶的半寿期,从表中不难理解为什么在急性肝炎恢复期时AST先于ALT恢复正常，也很好解释在AMI时CK-MB持续时间最短，因其半寿期只有6小时，而LD1因其半寿期长达100余小时，持续时间最长。,几种血清酶的半衰期与分子量,三、血清酶的生理变异,（一）性别（二）年龄（三）进食（四）运动（五）妊娠,（一）性别,大多数酶在男女之间无大差异，但少数酶如CK、GGT在男女之间有明显差异。CK：以130U/L为男性正常参考上限，100U/L为女性参考值上限。说男性肌肉比女性发达，所以血清CK在男女之间差异较大。GGT：以GGT30U/L（30）为女性上界值，50U/L（30）为男性上界值，这可能与雌激素抑制GGT合成有关。嗜酒者可诱导GGT合成，而嗜酒者男性多于女性。,（二）年龄,新生儿的CK、LD、苹果酸脱氢酶（MD）、ACP和谷氨酸脱氢酶（GLD）等常为成人2-3倍CK：出生24小时内可为成年人的3倍，到婴儿时降为两倍，到青春期降到成年人值。LD：在出生时也为成人两倍，逐渐下降到14岁和成年人值一致。同时LD1值儿童期也比成年人高，正常儿童也可出现LD1LD2。ALP：新生儿值略高于成年人。至周岁增至成年人的2-3倍。然后逐渐下降，到10岁左右发育长高期ALP又明显升高，可达到成人的3-5倍。AMY：新生儿比成年人低。进入老年期，有些酶也可出现变化，如ALP、GGT等都有轻度升高。,（三）进食,大多数血清酶不受饮食影响，故测酶活性不一定空腹采血。酗酒者常引起GGT明显升高禁食数天可导致血清AMY下降。,（四）运动,剧烈运动可引起血清中多种酶升高，升高程度和运动量及持续时间有关。升高的酶多为肌肉中含量丰富的CK、LD、AST、醛缩酶（ALD）和ALT等。从临床角度，抽血化验前不宜过度运动，以免引起解释困难。,（五）妊娠,妊娠期出现一系列生理变化，也可引起一些酶升高。胎盘产生耐热的ALP可引起血中ALP值超过正常，LAP也会明显升高。铜氧化酶在妊娠期升高，若胎儿死亡，此酶很快降至正常。分娩时，由于子宫收缩，肌肉剧烈活动，可导致CK、CK-BB、AST、LD等升高，这些变化与心肌损伤无关。,四、血清酶变化的病理机制 （一）血清酶变化机制,k1: 细胞内酶直接进入血液的速率k2：细胞内酶进入细胞间隙的速率K3：酶从细胞间隙通过毛细血管壁的速率k4：酶从血液通过毛细血管壁的速率k5：酶经由淋巴管进入血液的速率k6：酶在细胞间隙的清除速率k7：酶在血液的清除速率K8：酶被血中细胞或网状内皮系统细胞摄入的速率,（二）血清酶变化的病理机制,1. 酶合成异常2. 细胞内酶释放增加3. 酶在细胞外间隙的分布和运送4.酶的清除异常,1. 酶合成异常,（1）合成减少 （2）合成增多血浆特异酶：细胞内酶合成下降是引起血中酶变化的重要因素。遗传疾病：由于酶基因变异，可引起特定的酶合成减少乃至消失，如肝-豆状核综合征患者，血中铜氧化酶活性可明显下降乃至于零。增生性疾病：如骨骼疾病时，可因为骨细胞增生，合成分泌更多的ALP。恶性肿瘤患者血中酶升高有一部分可能与肿瘤细胞中酶合成增加有关。酶的诱导作用：服用苯巴比妥后常可引起肝中GGT合成增加；乙醇、巴比妥类、杜冷丁类以及双苯内酰脲类药物都有此种诱导作用，诱导的酶除GGT外还可以是ALP。,2. 细胞内酶释放增加,大多数血清酶增高的主要原因（1）细胞内外酶浓度差异（2）酶在细胞内定位和存在形式（3）酶蛋白分子量的大小,（1）细胞内外酶浓度差异,非血浆特异酶：细胞内外浓度差可在千倍以上，因此只要有少量细胞坏死或者细胞有轻度病变，血中酶浓度就可能明显升高。血浆特异酶：由于细胞内外浓度差异小，细胞病变很少引起血中酶浓度明显升高。,（2）酶在细胞内定位和存在形式,最容易释放入血的是胞质中游离的酶，如ALT，LD等。在细胞亚显微结构中的酶则较难溢出，除非细胞病变进一步加重，不局限于细胞膜。特别是线粒体酶AMI病程中，线粒体AST是最后一个出现升高的酶，而且到达峰值时间也最迟。肝细胞中AST大部分存在于线粒体，虽然其绝对量超过ALT，但在急性肝炎时，由于细胞病变较轻，胞质中含有大量ALT，故血中ALT往往超过AST。而在肝硬化时，主要病变为肝细胞坏死，线粒体中AST大量溢出，血中往往AST大于ALT。GGT大量存在于肝中毛细胆管上皮膜上，当胆道梗阻、胆汁潴留在肝中时，胆汁酸盐有表面活性剂作用，可将GGT从细胞膜上洗脱下来，而此时不一定伴有细胞膜病变。,（3）酶蛋白分子量的大小,酶的释放速度大致与酶的分子量成反比。对酶在血中出现升高时间先后有相当大影响。AMI时，血中最先升高的CK分子量为85000，而分子量为125000的LD出现升高明显推迟。,3. 酶在细胞外间隙的分布和运送,细胞中的酶有三种途径进入血液：直接、组织间隙+直接、组织液+淋巴系统。 血细胞和血管内皮细胞中的酶，不经过稀释就直接进入血液。细胞酶既和组织间隙也和血液直接相接触。如肝脾，它们释放的酶很快直接入血，另有小部分进入组织间隙。多数组织或器官中，存在着结构致密的毛细血管，所释放的酶大部分进入组织液。一小部分通过毛细血管壁进入血液外，主要经由淋巴系统进入血液。其结果通过此途径进入血液的酶量不仅增高程度较低，在血中出现增高时间也较迟。,4.酶的清除异常,当肾功能减退时，血中AMY活性升高，说明酶排泄障碍而导致在血液中滞留。胆道梗阻时，梗阻区ALP合成加强，同时ALP排泄受阻而逆流入血，造成血液中ALP升高。,5. 其它,实验室所测到的酶活性浓度值主要和酶量多少相关，但还受到其它物质特别是抑制剂和活化剂的影响。在病理情况下，应考虑有无抑制作用，因为某些药物和毒物有抑制酶的作用。使用某些药物治疗肝炎后，还应考虑此药物有无可能抑制ALT活性，有机磷中毒时所测的血清胆碱脂酶和红细胞中真性胆碱酯酶活性浓度可以很低。,测定方法对测定结果的影响,方法温度测定时条件：用二乙醇胺为缓冲液测出ALP结果比用氨基甲基丙烷为缓冲液的高2-3倍。在ALT测定时，如在底物中加入磷酸吡哆醛比不加者结果可增高20-100。,标本处理对测定结果的影响,在实验室测定酶之前，标本还要经过采集、分离血清和贮存等一系列处理过程。酶在血中是处于一个动态变化过程，血液离开体内后，还会有一定变化。因此在其中任何一个阶段处理不当，都有可能引起测定值变化。,体外溶血,大部分酶在细胞内外浓度差异明显，少量血细胞的破坏就有可能引起血清中酶明显升高。LD：红细胞中LD约为血清的100倍，轻度溶血，常使原为正常的血清LD值超过参考值上限。CK：虽然红细胞中无CK，但含有丰富腺苷酸激酶（AK），进入血清能使某些用“连续监测法”测定CK的值假性升高采血后如不及时将血清和血凝块分离，血细胞中酶同样可以透过细胞膜进入血清，所以采血后1-2小时实验室必须及时离心，分离血清。,抗凝剂,大多数抗凝剂都在一定程度上影响酶活性，EDTA为金属离子