肝胆疾病的生物化学诊断

第八章肝胆疾病的生物化学诊断蚌埠医学院章尧退出卫生部“十一五”规划教材全国高等医药教材建设研究会规划教材主要内容一、解剖结构基础与生物化学功能二、肝脏的生物转化作用三、胆红素与胆汁酸代谢及其异常四、肝病的生物化学代谢紊乱五、肝胆疾病的肝功能实验室检查六、肝功能检验项目选择原则与评价第一节解剖结构基础与生物化学功能一、解剖结构特点返回章二、肝脏的生物化学功能三、肝细胞损伤时的代谢变化1.血管丰富—门静脉和肝动脉双重血供，且有肝静脉和胆道系统排泄2.微细结构3.化学组成---含众多酶系物质的转运基础---大量微绒毛物质交换的基础---较高通透性能量保证的基础---线粒体丰富物质代谢的基础---亚细胞结构丰富故肝脏有“物质代谢中枢”之称！一、解剖结构特点返回节二、肝脏的生物化学功能人肝细胞生长因子结构1.代谢功能（参与糖、蛋白质、脂类和维生素等物质代谢）2.生物转化作用3.分泌和排泄功能4.造血功能5.激素的灭活6.肝脏再生功能返回节三、肝细胞损伤时的代谢变化1.急性肝损害时，血浆蛋白质浓度变化不大。慢性肝病时:血浆清蛋白降低，γ-球蛋白升高，出现清蛋白与球蛋白（A/G）的比值降低，甚至倒置。血浆尿素水平呈低值。血氨增高。支链氨基酸和芳香族氨基酸的比值下降。返回节2.糖代谢变化磷酸戊糖途径和糖酵解途径相对增强，血中丙酮酸含量可显著上升。严重肝病时糖有氧氧化及三羧酸循环运转失常。血糖浓度难以维持正常水平。糖耐糖曲线异常，可呈低平型、高峰型、高坡型等异常曲线。返回节3.脂类代谢变化脂类消化吸收不良。肝内脂肪氧化分解降低或脂肪合成增多或磷脂合成障碍，不能有效合成脂蛋白输出，脂肪在肝细胞内沉积而形成脂肪肝。糖代谢异常，脂肪动员增加，导致酮血症。血浆胆固醇酯/胆固醇的比值下降。血浆脂蛋白电泳谱异常，出现低密度脂蛋白(LDL)积累。返回节一、生物转化的概念第二节肝脏的生物转化作用二、生物转化的反应类型三、生物转化的特点返回章1.生物转化的定义一些非营养物质在体内的代谢转变过程称为生物转化2.生物转化的对象非营养物质内源性：如激素、胺类等外源性：如药物、毒物等一、生物转化的概念返回节二、生物转化的反应类型1.第一相反应：氧化反应还原反应水解反应2.第二相反应：结合反应*有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。*有些物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不大，必须与某些极性更强的物质结合,即第二相反应，才最终排出。返回节1.微粒体依赖P450加单氧酶系部位：微粒体内(滑面内质网)。组成：CytP450,NADPH+H+，NADPH-细胞色素P450还原酶。催化的基本反应。RH+O2+NADPH+H+ROH+NADP++H2O基本特点:能直接激活氧分子，其中一个氧原子加入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故又称为混合功能氧化酶(如图,示例)。返回节返回节多芳香烃加单氧酶系加氧O环氧化物（致癌物）水化酶水化谷胱甘肽-S-环氧化物转移酶GSH非酶促反应分子重排OH酚类葡糖醛酸或硫酸结合物二氢二醇衍生物OHHOHH谷胱甘肽结合物OHSG多环芳烃的生物转化过程返回节2.线粒体单胺氧化酶系存在部位：线粒体内催化的反应:催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛RCH2NH2+H2O2RCHO+NH3+H2O返回节3.醇脱氢酶及醛脱氢酶系存在部位：胞液催化的反应醇脱氢酶(ADH)催化醇类氧化成酸醛脱氢酶(ALDH)催化醛类生成酸还原反应:此类酶的活性一般不高存在部位：微粒体催化反应:硝基还原酶类和偶氮还原酶类在无氧条件下，生成胺类。返回节水解反应分布广泛种类繁多---肝细胞中有各种水解酶。结合反应—第二相反应存在部位：微粒体、胞液和线粒体内结合对象：凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物或激素均可发生结合反应。结合剂：葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基等物质或基团。返回节1.葡萄糖醛酸结合反应——最多见的结合反应葡萄糖醛酸基的直接供体----尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)催化酶----葡萄糖醛酸基转移酶(UGT),示例:苯β葡糖醛酸苷+UDP苯酚+UDPGAUDPG脱氢酶2NAD+2NADH+2H+OHCHOHCHCOOHOHCHCOHHOOCHOHHOHOHOHOHUDPHOCH2OHHOHOHOHOHCOOHUDPUDPGUDPGA返回节2.硫酸结合反应硫酸供体--3´－磷酸腺苷-5´－磷酸硫酸(PAPS)催化酶--硫酸转移酶示例:雌酮雌酮硫酸酯＋PAP＋PAPSHOOOHO3SO返回节3.酰基化反应异烟肼乙酰辅酶A乙酰异烟肼辅酶A+CH3CO~CoANOCNHNHCOCH3NOCNHNH2+HS-CoA返回节4.谷胱甘肽结合反应环氧萘谷胱甘肽S-二氢萘醇谷胱甘肽返回节5.甲基化反应甲基的供体：S-腺苷甲硫氨酸(SAM)+S-腺苷甲硫氨酸甲基转移酶NCONH2CH3++S-腺苷同型半胱氨酸尼克酰胺N-甲基尼克酰胺NCONH2返回节三、生物转化的特点连续性多样性解毒与致毒双重性返回节第三节胆红素与胆汁酸代谢及其异常一、胆红素代谢与黄疸返回章二、胆汁酸代谢及其异常1.胆红素来源体内的铁卟啉化合物——血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶（如图）。（一）胆红素的生成与转运一、胆红素代谢与黄疸返回节胆红素来源1）衰老的RBC破坏、降解2）无效红细胞生成3）非血红蛋白的血红素蛋白质（细胞色素、过氧化物酶、肌红蛋白等）分解分流胆红素（20%）主流胆红素（80%）返回节2.胆红素的生成过程衰老的RBCHb胆红素ⅨaCO和铁胆绿素氨基酸血红素珠蛋白血红素加单氧酶胆绿素还原酶O2、NADPH肝、脾、骨髓（微粒体、胞液）网状内皮系统胆红素的性质：亲脂疏水，对大脑具有毒性作用返回节胆红素的生成过程++++NNHNNOCOOOHCOHHOHHC10胆红素空间结构示意图返回节3．胆红素转运运输形式竞争结合剂意义胆红素－α1-球蛋白（少部分）---如磺胺药，水杨酸，胆汁酸等胆红素－清蛋白复合体（主要）增加胆红素在血浆中的溶解度，便于运输限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用返回节4.胆红素在肝细胞内转变1）摄取---胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞膜表面进入肝细胞。肝内运输胆红素摄取的有效性取决于肝细胞膜上特异的载体蛋白肝细胞内Y蛋白和Z蛋白两种受体蛋白以“胆红素－Y蛋白”(胆红素－Z蛋白)形式送至内质网。这是一个耗能的可逆的过程。返回节2）转化部位：滑面内网质反应：结合反应（主要结合物为UDPGA）酶：葡萄糖醛酸基转移酶。产物：主要为双葡萄糖醛酸胆红素，另有少量单葡萄糖醛酸胆红素、硫酸胆红素，统称为结合胆红素。目的：既有利于胆红素随胆汁排泄，又限制其通过生物膜而起到解毒作用。返回节胆红素+UDP-葡糖醛酸胆红素葡糖醛酸一酯+UDP（10%～20%）UDP-葡糖醛酸基转移酶胆红素葡糖醛酸一酯+UDP-葡糖醛酸胆红素葡糖醛酸二酯+UDP（80%～90%）葡糖醛酸胆红素的生成返回节C10胆红素葡糖醛酸二酯的结构返回节3）排泄结合胆红素通过毛细胆管膜上的主动转运载体，从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中，再随胆汁排入肠道。转运形式：逆浓度梯度的能量依赖的主动转运过程。返回节5.胆红素在肠管中的变化及其肠肝循环﹡胆素原：中胆素原，粪胆素原，d-尿胆素原﹡胆素：i-尿胆素，粪胆素，d-尿胆素胆素胆素原游离胆红素结合胆红素β-葡萄糖醛酸苷酶还原氧化葡萄糖醛酸返回节胆红素与胆酸的生成反应胆素原肠肝循环的概念肠道中有少量的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收，经门静脉入肝，其中大部分再随胆汁排入肠道，形成胆素原的肠肝循环。胆素原的肠肝循环返回节（10～20%）2～5%胆素原肠肝循环的过程胆红素代谢通路返回节（二）胆红素代谢紊乱与黄疸1.黄疸的概念：凡能引起胆红素生成过多、或肝细胞对胆红素的摄取、结合和排泄过程发生障碍等因素均可使血中胆红素增高，而出现高胆红素血症。胆红素是金黄色色素，当血清中浓度高时，则可扩散入组织，组织被染黄，称为黄疸。隐性黄疸：34.2mol/L，外观看不出。显性黄疸：≥34.2mol/L，有黄染的现象。返回节2.黄疸的类型根据肉眼可否见到黄染现象分为：---显性黄疸和隐性黄疸。根据发病原因可分为：---溶血性、肝细胞性和梗阻性黄疸。根据病变部位可分为：---肝前性、肝性和肝后性黄疸。根据血中升高的胆红素的类型分为：---高未结合胆红素性黄疸及高结合胆红素性黄疸。返回节（三）黄疸的成因与发生机制胆红素形成过多肝细胞处理胆红素的能力下降胆红素在肝外的排泄障碍返回节1.胆红素形成过多---溶血性黄疸代谢特点血中未结合胆红素含量增高；总胆红素升高，结合胆红素仅为总胆红素的20%。未结合胆红素不能由肾小球滤过，故尿中无胆红素排出。肝最大限度地处理和排泄胆红素，因而肠道中形成的胆素原增多，粪便排出的胆素原也增多，粪便颜色加深。尿中排出的胆素原也相应增加，胆红素阴性。------高未结合胆红素血症返回节2.肝细胞处理能力下降--肝细胞性黄疸代谢特点血中两种胆红素含量都增高。总胆红素升高，结合胆红素占总胆红素的35%以上。结合胆红素可由肾小球滤过，尿中出现胆红素。结合胆红素在肝内生成减少，粪便颜色变浅。尿中胆素原含量变化不定。一方面是从肠吸收的胆素原不能有效地随胆汁排出，使血中胆素原增加，尿中胆素原增加；另一方面是肝实质性损伤及炎症、肿胀等造成肝、胆管阻塞，结合胆红素不能排入肠道，尿中胆素原减少。------高未结合和结合胆红素血症返回节3.胆红素排泄障碍---阻塞性黄疸代谢特点血中结合胆红素含量增高，总胆红素升高，结合胆红素占总胆红素的50%以上。结合胆红素能被肾小球滤过，尿中出现胆红素。胆红素不易或不能随胆汁排入肠道，因而肠腔胆素原很少或缺失，粪便颜色变浅或呈灰白色。尿中排出的胆素原也相应变少，胆红素阳性。------高结合胆红素血症返回节新生儿生理性黄疸的成因生下后，血液内原来过多的红细胞被破坏，未结合胆红素生成过多。肝细胞内载体蛋白—Y蛋白少，肝细胞摄取未结合胆红素的能力不足。肝细胞内胆红素葡萄糖醛酸基转移酶生成不足，结合胆红素生成少。肝细胞胆汁分泌器发育不完善，对肝胆汁分泌的潜力不大。母乳中含有孕二醇，对葡萄糖醛酸基转移酶有抑制作用。返回节（四）黄疸的实验室检查胆红素代谢实验血清酶学检查血脂分析血液学检查返回节三种类型黄疸的实验室鉴别诊断指标正常溶血性黄疸肝细胞性黄疸阻塞性黄疸血清胆红素总量1mg/dl1mg/dl1mg/dl1mg/dl结合胆红素0～0.8mg/dl↑↑↑游离胆红素1mg/dl↑↑↑尿三胆尿胆红素－－++++尿胆素原少量↑不一定↓尿胆素少量↑不一定↓粪便颜色正常深变浅或正常完全阻塞时陶土色返回节肝细胞性黄疸和梗阻性黄疸实验室鉴别诊断项目肝细胞性黄疸阻塞性黄疸血清蛋白电泳图谱Alb减少，γ-球蛋白↑球蛋白明显↑脂蛋白－X多为阴性明显↑血清酶学ALT肝炎急性期↑正常或增高ALP正常或轻度增高明显↑LAP可增高明显↑γ－ＧＴ可增高明显↑其它方面凝血酶原时间延长，Vitk不能纠正延长，Vitk可以纠正胆固醇降低，尤其CHE明显降低增高CA/CDCA11返回节二、胆汁酸代谢及其异常1.胆汁酸的类型按结构分按来源分游离胆汁酸---CA,CDCA,DCA,LCA结合胆汁酸---与甘氨酸或牛磺酸结合初级胆汁酸次级胆汁酸返回节例：胆酸例：鹅脱氧胆酸游离胆汁酸HCOOHHOOHOH312724COOHHHO3712OH返回节例：牛磺胆酸例：甘氨胆酸结合胆汁酸CONHCH2CH2SO3HCONHCH2COOHHHO3127HOH3127OHOHHO返回节概念：是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸。类型：胆酸(CA)、鹅脱氧胆酸(CDCA)及相应结合型胆汁酸。部位：肝细胞的胞液和微粒体中原料：胆固醇初级胆汁酸概念：在肠道细菌作用下初级胆汁酸7α-羟基脱氧后生成的胆汁酸类型：脱氧胆酸(DCA)、石胆酸(LCA)及相应结合型胆