肝胆生物化学检验课件.ppt
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1、肝胆生物化学检验,Company Logo,教学目标,教学时数 6学时,熟悉肝胆基本解剖生理功能;熟悉血氨、胆红素、总蛋白、清蛋白/ALT/ALP等 分析前变异(标本收集与前处理);掌握ALT/ALP/AST/DB/TB/TP/Alb等检验方法原理 熟悉肝胆酶学、胆红素、氨、蛋白等临床意义,Company Logo,梗阻性黄疸梗阻性黄疸生物化学标记物特点?该患者在被检验师开始分离血清时已发现偏黄,血清偏黄色主要由黄疸引起,有时候为摄入着色剂引起黄疸病 通常胆红素会沉积在皮肤 粘膜或眼睛,Company Logo,肝功能评估常见生物化学指标(与功能相关)酶学:ALP ALT AST GGT 5-
2、NT(核苷酸酶)生物转化及排泄:TB DB合成:TP Alb代谢及排泄:TG TC 尿素 氨,Company Logo,Company Logo,Company Logo,一、肝脏结构,(一)解剖学特点,双重血液供应,腹主动脉的分技肝动脉,氧,门静脉,营养,双重输出管道,肝静脉,代谢降解物,下腔静脉,胆道系统,脂溶性物质及其代谢产物,体外,Company Logo,(二)肝脏的显微结构特点,1、组织结构,2、亚细胞结构,(三)细胞的再生,Company Logo,二、肝脏的生物化学功能,排泄功能物质代谢功能生物转化,重要生化功能,Company Logo,(一)排泄功能,主要排泄对象:胆汁酸、
3、胆红素、氨,1、胆汁酸代谢,(1)胆汁的分泌:,胆汁功能:促进脂类的消化吸收,同时能将体内某些代谢产物及生物转化产物不断地排入肠道随粪便排出体外。,胆汁的来源:,肝胆汁 胆囊胆汁 十二指肠,胆汁的成分:,水/胆汁酸(盐)、卵磷脂、蛋白质、脂肪酸和胆固醇,Company Logo,(2)胆汁酸生成及种类:,初级胆汁酸(肝细胞)次级胆汁酸(肠道),初级游离胆汁酸初级结合胆汁酸(甘氨酸/牛磺酸)次级游离胆汁酸次级结合胆汁酸(甘氨酸/牛磺酸),Company Logo,(3)胆汁酸肝肠循环:,(4)胆汁酸的功能:,促进脂类消化促进脂类吸收抑制胆固醇从胆汁中析出沉淀,游离型胆汁酸,结合型胆汁酸,Comp
4、any Logo,2、胆红素代谢,胆色素,尿胆素原 粪胆素原尿胆素粪胆素胆绿素胆红素,未结合胆红素(单核吞噬细胞系统如骨髓、脾脏),结合胆红素(肝脏),胆素原,胆红素代谢概况,Company Logo,部位肝脏细胞,鸟氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨酸代琥珀酸,ATP,AMP+PPi,延胡索酸,鸟氨酸,精氨酸,H2O,尿素,天门冬氨酸,NH3,CO2,氨甲酰磷酸,+H2O,尿素循环,3、氨代谢,Company Logo,(二)物质代谢功能,1、营养物质代谢,2、激素及维生素代谢,(1)在蛋白质代谢中的作用(2)在氨基酸代谢中的作用(3)在糖代谢中的作用(4)在脂代谢中的作用,激素的灭活主要在肝脏进行
5、,多种维生素能在肝细胞内储存并进行转化,Company Logo,胆红素代谢紊乱生化,(一)胆红素代谢障碍,定义:,黄疸分类:,黄疸,和阻塞性黄疸,溶血性黄疸,肝细胞性黄疸,高胆红素血症,高胆红素血症高胆红素血症可分为肝前性、肝性、肝后性肝前性高胆红素血症可能为溶血或血红素代谢旺盛、红细胞破坏血红蛋白增加、镰状细胞贫血引起 表现为非结合胆红素升高 结合胆红素正常肝性高胆红素血症既可能为未被转运到肝脏或肝脏生物转化功能缺陷引起,前者典型的如吉氏综合征、后者典型如克-纳氏综合症 新生儿黄疸(缺UDPG转移酶)表现为非结合和结合胆红素都升高 肝酶学指标如ALT AST多升高 表明肝脏有炎症或肝细胞有
6、损伤,Company Logo,肝后性高胆红素血症通常为结石、肿瘤、疤痕引起胆管堵塞,表现为结合胆红素升高,非结合胆红素正常,ALP GGT升高 脂类代谢异常其他影像学检查可辅助诊断梗阻部位该例患者 最后被诊断为胆结石,Company Logo,案例2,一新生儿 从第三天总胆红素开始升高 母亲O型 新生儿A型 接受光疗(450nm)转化非结合胆红素,否则导致胆红素穿过新生儿血脑屏障,发生脑瘫 耳聋 智力低下并监测 胆红素家属寻求合理的解释,Company Logo,生理性黄疸:2-3天出现,4天开始好转,也可能持续2周 一般非结合胆红素升高 肝酶学正常 其他原因:溶血性疾病、先天性胆管闭锁、新
7、生儿特发性肝炎 导致持续升高溶血性黄疸 主要是免疫机制引起溶血 属于肝前性其检查方法?,Company Logo,Company Logo,血清胆红素测定,重氮盐法,胆红素氧化酶(bilirubin oxidase,BOD)法,高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)、,导数分光光度法,直接分光光度计法,测定方法,Company Logo,1重氮盐改良J-G(Jendrassik and Grof method,J-G)法,(1)原理:,血清中结合胆红素与重氮盐反应生成偶氮胆红素;同样条件下,游离胆红素需要在加速剂作用下,使游离胆
8、红素分子内的次级键断裂,极性上升并与重氮试剂反应。反应完成后加入终止试剂,继而加入碱性酒石酸钾钠使紫色偶氮试剂转变为蓝色,波长600nm下比色分析,求出血样中总胆红素的含量。,(2)方法评价:,推荐的常规方法,其方法的线性范围较宽,在342mol/L(200mg/L)浓度下有较好的准确性和精确性,高浓度时准确性和精确性降低。因此,建议浓度过高时减少血样用量测定。,Company Logo,【临床意义】,【参考范围】,黄疸的鉴别诊断,总胆红素:5.119.0mol/L(0.31.1mg/dL)直接胆红素:1.716.8mol/L(0.10.4mg/dL),Company Logo,2胆红素BOD
9、测定法,(1)原理:,BOD在不同pH条件下催化不同组份的胆红素氧化生成胆绿素,胆绿素与氧进行非酶促反应转变为淡紫色化合物,胆红素的最大吸收峰在450nm 附近。随着胆红素被氧化,450nm下降,下降程度与胆红素浓度成正比。;在pH8.0条件下,未结合胆红素及结合胆红素均被氧化,用于测定总胆红素,在pH=4.5的酸性条件下,BOD仅能催化结合胆红素和大部分胆红素,而游离胆红素不被氧化,测定其含量代表结合胆红素。,(2)方法评价:,BOD法测定总胆红素的准确性、精密度比改良J-G法好,Company Logo,【参考范围】,血清总胆红素:10.264.10mol/L 血清结合胆红素:2.572.
10、56 mol/L 胆红素mol/L=胆红素mg/L X 17.1,【临床意义】,见重氮比色法,Company Logo,尿胆素原测定,新鲜标本(受胆红素干扰 可能被氧化为尿胆素)方法:埃里希反应(试剂酸性对二甲基苯甲醛 红色)胆红素干扰排除:氯化钡沉淀过滤,Company Logo,胆汁酸代谢障碍,1、胆汁酸合成障碍2、胆汁酸向肠道排出障碍3胆汁酸肠肝循环紊乱4胆汁瘀积病变时胆汁酸代谢紊乱,Company Logo,血清胆汁酸测定,高效液相色谱法,放射免疫分析法,酶免疫分析法,比色分析测定法,测定方法,Company Logo,(1)酶比色法测定原理,3-HSD,胆汁酸+NAD+3-氧-5类固
11、醇+NADH(1),NADH+NBT 甲jie(蓝色化合物=540nm)(2),3-氧-5类固醇+NAD+3-氧-5类固醇+NADH(3),黄递酶,4-DH,酶比色法,Company Logo,由于胆汁酸在血中含量低,方法检测的灵敏度达不到要求,通过增加3-氧-5-类固醇脱氢酶(4-DH),胆汁酸经3-HSD催化的产物3-氧代胆酸在4-DH作用下再次脱氢,加大了NADH的生成量,提高了反应的检测能力(见反应式1、2、3)。但以上两种方法都存在一个缺点:生成的蓝色产物是一种染料,易于附着管壁,难于清洗或堵塞管道。,酶循环法测定原理为:,NAD+,Thio-NAD,Thio-NADH,胆汁酸,3-
12、氧代胆汁酸,NADH,3-HSD,Company Logo,(2)酶比色测定法评价:,快速、简便、准确、可靠和适用的优点。它即可以手工操作、也可以在自动化仪器上进行。但试剂价贵、不易保持。对酶量的要求严格,以保证酶促反应在零级反应下进行,酶量不足易产生误差。此外,标准品的制备非常重要。常采用甘氨胆酸溶入小牛血清中制成冻干品。,【参考范围】1 7 mol/L(成人空腹血清总胆汁酸),血清胆汁酸测定的临床意义1、总胆汁酸测定肝细胞微损伤确定诊断价值指标高胆红素血症与胆汁瘀积的区别 TBA测定正常而胆红素升高,可视为高胆红素血病 TBA升高,胆红素正常为胆汁瘀积 两者均升高考虑为胆汁瘀积性黄疸,2、
13、胆汁酸比值测定 胆道梗阻时,患者血清中CA和CDCA升高,以CA为主,CA/CDCA1。肝实质细胞损坏时,血清中以CDCA为主,CD/CDCA1因此,CA/CDCA比值可作为鉴别梗阻性病变黄疸和肝细胞病变(黄疸)的指标。,3、其它 药物:所致的中毒性肝炎、早期TBA 指示回肠病变或功能紊乱的指标 胆汁酸耐量试验,任何引起肝细胞损伤的病理过程都可能引起血中胆汁酸升高可见于各种类型的肝病、肝硬化、脂肪肝,也见于急慢性胆道阻塞。其中空腹胆汁酸测定是一种敏感、特异性强并相对简单的肝功能试验,是目前公认最敏感的肝功能试验之一。特别适用于可疑有肝病但其它生化试验正常或轻度异常的病人诊断。,案例3,59岁女
14、性 未明原因发烧 瘙痒 血清棕黄色,Company Logo,Company Logo,血浆酶紊乱检验,1肝脏合成酶类:胆碱脂酶、凝血因子、铜蓝蛋白;2.肝细胞内酶:ALT、AST 3肝脏阻塞性疾病酶活性改变:ALP、GGT4肝硬化疾病酶活性改变:单胺氧化酶(MAO),Company Logo,酶活性测定的基本知识,酶活性的概念 酶活性单位 酶活性单位的计算 酶促反应进程 酶促反应底物动力学,Company Logo,一、酶活性的概念,酶活性即酶促反应速度,指在规定条件下单位时间内底物的减少量或产物的生成量。,底物浓度为S,产物浓度为P,时间为t,反应速度为v,v=-dS/dt 或 v=dP/
15、dt。,注:在实际测定酶促反应速度时,以测定单位时间内产物的生成量为好。,Company Logo,二、酶活性单位,定义:指在一定条件下使酶促反应达到某一速度时所需要的酶量。酶活性单位是一个人为规定的标准。,惯用单位:酶活性测定方法的建立者所规定的单位。国际单位:1IU指在规定条件(最适pH,最适底物浓度)下,每分钟转化1mol底物的酶量。单位为IU/L。Katal单位:1Katal指在规定条件下,每秒钟转化1mol底物的酶量,1Katal=60106IU。,Company Logo,三、酶活性单位的计算,步骤:,运用公式进行计算。,明确测定方法的酶单位定义,按照酶单位定义确定物质量、体积和时
16、间的单位,,Company Logo,计算公式:,产物的增加量 每单位规定的保温时间 1000(ml)酶单位/升=每单位规定的产物增加量 实际保温时间 实际标本用量(ml),分光光度法测定的公式:,(A测定 A对照)V总106 每单位规定的保温时间酶单位/升=LV标 实际保温时间,Company Logo,四、酶促反应进程,酶促反应进程曲线,Company Logo,酶量的测定:,通过酶活性测定间接测得酶的含量,因此,要准确测定酶量,应使酶浓度(E)与酶促反应速度成正比,即E-dS/dt或EdP/dt。能够真正代表酶活性大小的是线性期的酶促反应速度,即酶促反应初速度。酶活性测定时首先要确定线性
17、期,在此期测定反应速度才能准确代表酶活性。,酶的含量,酶活性,酶促反应初速度,Company Logo,五、酶促反应底物动力学,中间产物学说:,酶促反应进行时,酶首先与底物结合为中间产物,然后再催化底物反应生成产物。E+S ES E+P,Company Logo,米-曼氏方程:,VmaxSv=S+Km,上式中v代表反应速度,Vmax代表最大反应速度,S代表底物浓度,Km称为米氏常数。,Company Logo,(一)米氏常数的定义,由米-曼氏方程可以导出:,(Vmax-v)SKm=v,当v=1/2Vmax时,Km=S。因此Km值为反应速度相当于最大反应速度一半时的底物浓度。Km值是酶的特征常数
18、,具有重要的应用价值。,Company Logo,(二)Km值的应用,1.鉴定酶的种类,Km值是酶的特征常数,在反应条件一定时,只与酶的种类和底物的性质有关,与酶的浓度无关。不同种类的酶其Km值不同,对于一种未知的酶,可在规定的条件下测定其Km值加以鉴定。,Company Logo,表7-1 某些酶的Km值,酶 底物 Km(mmol/L),乳酸脱氢酶 丙酮酸 0.017己糖激酶 D-葡萄糖 0.05 D-果糖 1.5-半乳糖苷酶 D-乳糖 4.0碳酸酐酶 H2CO3 9.0过氧化氢酶 H2O2 25蔗糖酶 蔗糖 28糜蛋白酶 甘氨酰酪氨酰甘氨酸 108,Company Logo,2.反映酶与底
19、物的亲合力,Km值越大,酶与底物亲合力越小,Km值越小,酶与底物亲合力越大。,3.选择酶的最适底物,Km值取决于酶的种类和底物的性质,在酶一定时,不同底物有不同的Km值。酶活力测定时,应优先选择酶的最适底物,使酶促反应容易进行,并节省底物用量。,Company Logo,4.计算不同底物浓度时酶促反应速度相当于最大反应速度的比率,根据米-曼氏方程可以计算,5.设计适宜的底物浓度,酶促反应进程曲线表明,只有初速度才能真正代表酶活性,一般要求初速度达到最大速度的90%95%、底物消耗率为1%5%。这样既可以近似地表示酶活性,又不致于使底物浓度过高而造成浪费。,Company Logo,(三)Vma
20、x的应用,定义:Vmax指酶完全被底物分子饱和时的反应速度。,应用:Vmax可用来计算酶的转化率(TN),即单位时间内每分子酶可使底物发生化学反应的分子数,单位为分子数/秒。当反应速度达到最大反应速度时,如果已知酶量,则可计算出酶的转化率:,TN=底物转化量(mol/s)/酶量(mol),Company Logo,(四)Km和Vmax的测定,1Linweaver-Burk作图法,又称为双倒数作图法,1 Km+S Km 1 1=+v VmaxS Vmax S Vmax,Company Logo,2Cornish-Bowden作图法,又称为直线线性作图法。,Company Logo,同工酶测定,同
21、工酶的定义同工酶产生的机理同工酶的测定方法,Company Logo,同工酶的定义,是催化功能相同,但是分子组成及理化性质不同的一组酶,是在同一种属中由不同基因位点或等位基因编码的多肽链单体、纯聚体或杂多体。,Company Logo,一、同工酶产生的机理,(一)由不同基因位点编码(二)由等位基因编码(三)由多肽链化学修饰产生,Company Logo,二、同工酶的测定方法,(一)按照理化性质不同进行分离鉴定,1电泳法 同工酶氨基酸组成不同,等电点不同,电泳迁移率也就不同,据此可用电泳法分离鉴定。,2层析法,根据同工酶分子荷电量不同,可用离子交换层析法加以分离。,Company Logo,(二
22、)按照底物专一性不同进行鉴定,同工酶底物专一性不同,Km值也不同。如果同工酶之间的Km值差别足够大,可以通过测定其Km值加以鉴定。,(三)按照最适pH不同进行鉴定,同工酶分子氨基酸组成不同,最适pH也不同。如果同工酶最适pH之间的差别足够大,可以通过调节缓冲溶液的pH值加以鉴定。,Company Logo,(四)按照免疫学特性不同进行分离鉴定,(五)按照耐热程度不同进行鉴定,(六)选择性抑制法,Company Logo,酶学分析在临床诊断上的应用,血浆酶的来源酶的区域化分布酶活性测定在临床诊断中的应用同工酶的诊断价值,Company Logo,一、血浆酶的来源,血浆酶,血浆特异酶,非血浆特异酶
23、,外分泌酶,细胞内酶,Company Logo,二、酶的区域化分布,表7-3 诊断常用血清酶的来源,血清酶 符号 来源,鸟氨酸氨基甲酰转移酶 OCT 肝卵磷脂胆固醇酰基转移酶 LCAT 肝 谷氨酸脱氢酶 GLDH 肝山梨醇脱氢酶 SDH 肝丙氨酸氨基转移酶 ALT 肝、肾、心异柠檬酸脱氢酶 ICD 肝、胎盘、心-谷氨酰转肽酶-GT 肝、胆、肾、小肠5-核苷酸酶 5-NT 肝、胆道单胺氧化酶 MAO 肝、肾、脑 天门冬氨酸氨基转移酶 AST 心、肝、骨骼肌肌酸激酶 CK 骨骼肌、心、脑乳酸脱氢酶 LDH 心、肾、骨骼肌、肝、肺碱性磷酸酶 ALP 小肠、胎盘、肝、肾酸性磷酸酶 ACP 前列腺、红细
24、胞、血小板淀粉酶 AMS 胰、唾液腺脂肪酶 LPS 胰,Company Logo,三、酶活性测定在临床诊断中的应用,(一)在肝脏疾病诊断中的应用(二)在急性心肌梗死诊断中的应用(三)在急性胰腺炎诊断中的应用(四)在骨骼疾病诊断中的应用(五)在肌肉疾病诊断中的应用(六)在前列腺疾病诊断中的应用(七)在肿瘤诊断中的应用,四、同工酶的诊断价值,Company Logo,血清酶测定,(一)氨基转移酶测定,1赖氏法测定ALT,()原理:,()方法评价:赖氏法的实验结果需与卡门分光法的结果对比后求出;NaOH的浓度对显色有影响;该法的重复性差。,Company Logo,【参考范围】525卡门氏单位,【临
25、床意义】,(2)慢性活动性肝炎或脂肪肝:,(1)肝细胞损伤的灵敏指标:,ALT轻度增高(100200IU),或属正常范围,Company Logo,2.连续监测法测定ALT,()原理:采用酶偶联反应,即L-丙氨酸和-酮戊二酸在ALT作用下,生成丙酮酸和L-谷氨酸。丙酮酸再在LD作用下生成L-乳酸,同时NADH被氧化为NAD+,可在340nm处连续监测到NADH的消耗量,从而计算出ALT活性浓度。双试剂法:首先使血清与缺少-酮戊二酸的底物溶液混合,37保温5分钟,将标本中所含的-酮酸(如丙酮酸)消耗完,然后,加入-酮戊二酸启动ALT催化的反应,在波长340nm处连续监测吸光度下降速率。根据线性反
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