第八章肝胆疾病的生物化学检验.ppt
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1、第八章第八章肝胆疾病的生物化学检验肝胆疾病的生物化学检验教学目标和要求教学目标和要求 掌握:掌握:黄疸的发生机制和各型黄疸的代谢特点及实验室鉴别诊黄疸的发生机制和各型黄疸的代谢特点及实验室鉴别诊 断要点;肝胆疾病实验室主要生化检查指标以及在肝胆断要点;肝胆疾病实验室主要生化检查指标以及在肝胆 疾病诊断和鉴别诊断中的临床应用及其评价。疾病诊断和鉴别诊断中的临床应用及其评价。熟悉:熟悉:肝脏主要生物化学功能及其在肝细胞损伤时的代谢变肝脏主要生物化学功能及其在肝细胞损伤时的代谢变 化;胆汁酸代谢及在肝胆疾病诊断中的应用。化;胆汁酸代谢及在肝胆疾病诊断中的应用。了解:了解:肝脏功能实验室检查项目筛选的
2、原则。肝脏功能实验室检查项目筛选的原则。2第一节第一节 肝脏主要生化功能及其代谢紊乱肝脏主要生化功能及其代谢紊乱31.1.血管丰富血管丰富门静脉和肝动脉双重血供,且有肝门静脉和肝动脉双重血供,且有肝 静脉和胆道系统排泄静脉和胆道系统排泄肝脏解剖结构特点肝脏解剖结构特点肝脏解剖结构特点肝脏解剖结构特点2.2.微细结构微细结构3.3.化学组成化学组成-含众多酶系含众多酶系 物质的转运基础物质的转运基础-大量微绒毛大量微绒毛 物质交换的基础物质交换的基础-较高通透性较高通透性能量保证的基础能量保证的基础-线粒体丰富线粒体丰富物质代谢的基础物质代谢的基础-亚细胞结构丰富亚细胞结构丰富 故肝脏有故肝脏有
3、故肝脏有故肝脏有“物质代谢中枢物质代谢中枢物质代谢中枢物质代谢中枢”之称!之称!之称!之称!肝脏解剖结构特点肝脏解剖结构特点肝脏解剖结构特点肝脏解剖结构特点一、肝脏的主要生物化学功能一、肝脏的主要生物化学功能1.1.合成与分泌功能合成与分泌功能合成血浆蛋白质(除-球蛋白以外),如 白蛋白、纤维蛋白原、凝血因子、转运 蛋白质等。合成并分泌胆汁酸,调节体内胆固醇水 平并促进脂类和脂溶性物质的消化和吸收62.2.加工与储存功能加工与储存功能将营养物质进行加工,变成人体内 自己的成分供应全身,并将多余的 物质加以储存;对从动脉血带来的代谢物进行加工利用。73.3.生物转化功能生物转化功能(biotra
4、nsformation)(biotransformation)机机体体对对内内、外外源源性性的的非非营营养养物物质质进进行行代代谢谢转转变变,使使其其水水溶溶性性提提高高,极极性性增增强强,易易于于通通过过胆汁或尿液排出体外的过程称为胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转化生物转化。生生物物转转化化可可对对体体内内的的大大部部分分非非营营养养物物质质进进行行代代谢谢转转化化,使使其其生生物物学学活活性性降降低低或或丧丧失失(灭灭活活),或使有毒物质的毒性减低或消除或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒解毒)。通通过过生生物物转转化化作作用用可可增增加加这这些些非非营营养养物物质质的的水水溶性和极性,从
5、而易于从胆汁或尿液中排出。溶性和极性,从而易于从胆汁或尿液中排出。肝的肝的生物转化作用生物转化作用解毒作用解毒作用(detoxification)84.4.激素的灭活激素的灭活(inactivation):多多种种激激素素主主要要在在肝肝中中转转化化、降降解解或或失失去活性的过程称为激素的灭活。去活性的过程称为激素的灭活。n主要方式:生物转化作用主要方式:生物转化作用9肝细胞的一个重要功能是合成与分泌血浆蛋肝细胞的一个重要功能是合成与分泌血浆蛋白质;白质;肝还是清除血浆蛋白质(清蛋白除外)的重肝还是清除血浆蛋白质(清蛋白除外)的重要器官。要器官。n肝在血浆蛋白质代谢中的作用肝在血浆蛋白质代谢中
6、的作用二、肝胆疾病的主要代谢紊乱二、肝胆疾病的主要代谢紊乱 (一)蛋白质代谢异常(一)蛋白质代谢异常肝是体内除支链氨基酸以外的所有氨基酸肝是体内除支链氨基酸以外的所有氨基酸分解和转变的重要场所。分解和转变的重要场所。肝通过鸟氨酸循环将有毒的氨合成无毒的尿素。肝通过鸟氨酸循环将有毒的氨合成无毒的尿素。肝还可将氨转变成谷氨酰胺。肝还可将氨转变成谷氨酰胺。n肝也是胺类物质的重要生物转化器官肝也是胺类物质的重要生物转化器官 n肝在氨基酸代谢中的作用肝在氨基酸代谢中的作用肝的另一重要功能是解氨毒。肝的另一重要功能是解氨毒。蛋白质代谢异常蛋白质代谢异常急性肝损害时急性肝损害时,血浆蛋白质浓度变化不大;,血
7、浆蛋白质浓度变化不大;慢性肝病时慢性肝病时 -血浆清蛋白降低,血浆清蛋白降低,-球蛋白升高,出现清蛋球蛋白升高,出现清蛋 白与球蛋白(白与球蛋白(A/GA/G)的比值降低,甚至倒置。)的比值降低,甚至倒置。-血浆尿素水平呈低值,血氨增高。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。支链氨基酸和芳香族氨基酸的比值下降。12n肝内主要进行那些糖代谢途径肝内主要进行那些糖代谢途径糖异生糖异生 肝糖原的合成与分解肝糖原的合成与分解糖酵解途径糖酵解途径 糖的有氧氧化糖的有氧氧化磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(二)糖代谢异常(二)糖代谢异常 肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官,保障肝是维
8、持血糖水平相对稳定的重要器官,保障全身各组织,尤其是大脑和红细胞的能量供应。全身各组织,尤其是大脑和红细胞的能量供应。l磷酸戊糖途径和糖酵解途径相对增强,糖有氧磷酸戊糖途径和糖酵解途径相对增强,糖有氧氧化及三羧酸循环运转失常,血中氧化及三羧酸循环运转失常,血中丙酮酸含量丙酮酸含量可显著上升可显著上升l血糖浓度血糖浓度难以维持正常水平,糖耐糖曲线异常,难以维持正常水平,糖耐糖曲线异常,可呈低平型、高峰型、高坡型等异常曲线可呈低平型、高峰型、高坡型等异常曲线 l血清半乳糖浓度增高血清半乳糖浓度增高 糖代谢异常糖代谢异常 14脂肪酸的氧化;脂肪酸的氧化;脂肪酸的合成及酯化;脂肪酸的合成及酯化;酮体的
9、生成;酮体的生成;胆固醇的合成与转变;胆固醇的合成与转变;脂蛋白与载脂蛋白的合成脂蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL(VLDL、HDLHDL、apo C)apo C);脂蛋白的降解脂蛋白的降解 (LDL)(LDL)n肝内进行的脂类代谢途径肝内进行的脂类代谢途径(三)脂类代谢异常(三)脂类代谢异常在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输均具有重要作用。乳化乳化 消化酶消化酶 甘油三酯甘油三酯 产产 物物 食物中的脂类食物中的脂类 2-甘油一酯甘油一酯+2 FFA 磷磷 脂脂 溶血磷脂溶血磷脂+FFA 磷脂酶磷脂酶A2 胆固醇酯胆固醇酯 胆固醇酯酶胆固
10、醇酯酶 胆固醇胆固醇+FFA 胰脂酶胰脂酶 辅脂酶辅脂酶 微团微团(micelles)脂类的消化脂类的消化脂类代谢异常脂类代谢异常1.1.脂类消化吸收异常脂类消化吸收异常脂类的吸收脂类的吸收中链及短链脂酸构成的中链及短链脂酸构成的TG 乳化乳化 吸收吸收 脂肪酶脂肪酶 甘油甘油+FFA 门静脉门静脉 血循环血循环肠粘膜肠粘膜 细胞细胞 长链脂酸及长链脂酸及2-甘油一酯甘油一酯 肠粘膜细胞肠粘膜细胞(酯化成(酯化成TG)胆固醇及游离脂酸胆固醇及游离脂酸 肠粘膜细胞肠粘膜细胞(酯化成(酯化成CE)淋巴管淋巴管 血循环血循环乳糜微粒乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL +载脂蛋白
11、载脂蛋白(apo)B48、C、A、A 溶血磷脂及游离脂酸溶血磷脂及游离脂酸 肠粘膜细胞肠粘膜细胞(酯化成(酯化成PL)脂类代谢异常脂类代谢异常2.2.脂质分解、合成和改造的异常脂质分解、合成和改造的异常l肝内肝内脂肪氧化分解脂肪氧化分解降低或脂肪合成增多或磷脂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肝细胞内沉积而形成脂肪肝l糖代谢异常,脂肪动员增加,导致酮血症糖代谢异常,脂肪动员增加,导致酮血症l血浆胆固醇酯血浆胆固醇酯/胆固醇的比值下降胆固醇的比值下降l血浆脂蛋白电泳谱异常,出现血浆脂蛋白电泳谱异常,出现
12、低密度脂蛋白低密度脂蛋白(LDLLDL)积累)积累(降解能力下降)(降解能力下降)l慢性胆汁淤积可出现异常的脂蛋白慢性胆汁淤积可出现异常的脂蛋白X X(Lp-XLp-X)19(四)胆红素代谢紊乱(四)胆红素代谢紊乱 1.1.胆红素胆红素(bilirubin)(bilirubin)来源与生成来源与生成体内的铁卟啉化合物包括体内的铁卟啉化合物包括血红蛋白、肌红血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。正常人每天可生成正常人每天可生成250250350mg350mg胆红素,其中约胆红素,其中约80%80%以上来自衰老红细胞破坏所释放的血红蛋以上来自
13、衰老红细胞破坏所释放的血红蛋白的分解。白的分解。胆红素来源胆红素来源 1 1)衰老的衰老的RBCRBC破坏、降解破坏、降解 2 2)无效红细胞生成)无效红细胞生成 3 3)非血红蛋白的血红素非血红蛋白的血红素蛋白质(细胞色素、过氧蛋白质(细胞色素、过氧化物酶、化物酶、肌红蛋白等)肌红蛋白等)分解分解 分流胆红素分流胆红素 (20%20%)主流胆红素主流胆红素 (80%80%)返回节 胆红素的生成过程胆红素的生成过程 衰老的衰老的RBC RBC Hb Hb 胆红素胆红素a a CO CO和铁和铁 胆绿素胆绿素 氨基酸氨基酸 血红素血红素 珠蛋白珠蛋白 血红素加单氧酶血红素加单氧酶 胆绿素还原酶胆
14、绿素还原酶 O O2 2、NADPH NADPH 肝、脾、骨髓肝、脾、骨髓 (微粒体、胞液)(微粒体、胞液)网状内皮系统网状内皮系统 胆红素的性质:胆红素的性质:亲脂疏水,对大脑具有毒性作用。亲脂疏水,对大脑具有毒性作用。又称为间接胆红素。又称为间接胆红素。胆胆红红素素的的生生成成过过程程+C10胆红素空间结构示意图胆红素空间结构示意图胆胆红红素素的的特特有有结结构构赋赋予予其其亲亲脂脂疏疏水水的的性性质质,易易自自由由透透过过细细胞胞膜进入血液。膜进入血液。24 2 2胆红素转运胆红素转运 运输形式运输形式 竞争结合剂竞争结合剂 意意 义义 胆红素胆红素1 1-球蛋白(少部分)球蛋白(少部分
15、)如磺胺药,水杨酸,胆汁酸等如磺胺药,水杨酸,胆汁酸等 胆红素清蛋白复合体(主要)胆红素清蛋白复合体(主要)增加胆红素在血浆中的溶解度,增加胆红素在血浆中的溶解度,便于运输便于运输 限制胆红素自由通过生物膜产生限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用毒性作用 3.3.胆红素在肝细胞内转变胆红素在肝细胞内转变 1 1)摄取)摄取-胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞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。膜表面进入肝细胞。肝内运输肝内运输 胆红素摄取的胆红素摄取的 有效性取决于有效性取决于 肝细胞膜上特异的载体蛋白肝细胞膜上特异的载体蛋白 肝细胞内肝细胞内Y Y蛋白和蛋白和Z Z蛋白两种受
16、体蛋白蛋白两种受体蛋白 以以“胆红素胆红素Y Y蛋白蛋白”(胆红素胆红素Z Z蛋白蛋白)形式送至内质网。形式送至内质网。这是一个耗能的可逆的过程。这是一个耗能的可逆的过程。2 2)转化)转化n部位:部位:滑面内网质滑面内网质n反应:反应:结合反应结合反应(主要结合物为主要结合物为UDPUDP葡糖醛酸葡糖醛酸,UDPGA),UDPGA)n催化酶:催化酶:葡糖醛酸基转移酶葡糖醛酸基转移酶n产物:产物:主要为双葡糖醛酸胆红素,另有少量单葡萄主要为双葡糖醛酸胆红素,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。糖醛酸胆红素、硫酸胆红素,统称为结合胆红素。n意义:意义:胆红素与葡糖醛酸的结
17、合是肝对有毒性胆红素胆红素与葡糖醛酸的结合是肝对有毒性胆红素 一种根本性的生物转化解毒方式。一种根本性的生物转化解毒方式。胆红素胆红素 +UDP-UDP-葡糖醛酸葡糖醛酸 胆红素葡糖醛酸一酯胆红素葡糖醛酸一酯 +UDP+UDP (10 10%20%20%)胆红素葡糖醛酸一酯胆红素葡糖醛酸一酯 +UDP-UDP-葡糖醛酸葡糖醛酸 胆红素葡糖醛酸二酯胆红素葡糖醛酸二酯 +UDP+UDP (80 80%90%90%)葡糖醛酸胆红素的生成葡糖醛酸胆红素的生成 UDP-UDP-葡糖醛酸基转移酶葡糖醛酸基转移酶3 3)排泄)排泄o结合胆红素通过毛细胆管膜上的主动转运载结合胆红素通过毛细胆管膜上的主动转运载
18、体,从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中,再随体,从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中,再随胆汁排入肠道。胆汁排入肠道。o转运形式:逆浓度梯度的能量依赖的主动转转运形式:逆浓度梯度的能量依赖的主动转运过程。运过程。30结合胆红素与未结合胆红素的区别结合胆红素与未结合胆红素的区别理化性质理化性质未结合胆红素未结合胆红素结合胆红素结合胆红素别名别名间接胆红素、间接胆红素、游离胆红素游离胆红素直接胆红素、直接胆红素、肝胆红素肝胆红素与葡萄糖醛酸结合与葡萄糖醛酸结合未结合未结合结合结合溶解度溶解度小小大大透过细胞膜的能力及毒性透过细胞膜的能力及毒性大大小小能否透过肾小球随尿排出能否透过肾小球随尿排出不能不能能能与重氮
19、试剂反应与重氮试剂反应慢或间接阳性慢或间接阳性迅速、直接阳迅速、直接阳性性314.4.胆红素在肠管中的变化及其肠肝循环胆红素在肠管中的变化及其肠肝循环 胆素原胆素原:中胆素原,粪胆素原,:中胆素原,粪胆素原,d-d-尿胆素原尿胆素原胆胆 素素:i-i-尿胆素,粪胆素,尿胆素,粪胆素,d-d-尿胆素尿胆素结合胆红素结合胆红素胆素原胆素原肠肠 菌菌葡糖醛酸葡糖醛酸还还原原胆素胆素氧化氧化游离胆红素游离胆红素32胆胆素素原原与与胆胆素素的的生生成成反反应应33胆素原的肠肝循环胆素原的肠肝循环(bilinogen enterohepatic circulation)(bilinogen enteroh
20、epatic circulation)肠肠道道中中有有少少量量的的胆胆素素原原可可被被肠肠粘粘膜膜细细胞胞重重吸吸收收,经经门门静静脉脉入入肝肝,其其中中大大部部分分再再随随胆胆汁汁排排入入肠肠道道,形形成成胆胆素素原原的的肠肠肝循环。肝循环。34(1020%)25%胆素原肠肝循环的过程胆素原肠肝循环的过程 胆红素代谢通路胆红素代谢通路365.5.胆红素代谢紊乱与黄疸胆红素代谢紊乱与黄疸 1 1)黄疸黄疸(jaundicejaundice)的概念:的概念:凡能引起胆红素生成过多、或肝细胞对胆红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素的摄取、结合和排泄过
21、程发生障碍等因素均可使血中胆红素增高,而出现使血中胆红素增高,而出现高胆红素血症高胆红素血症(hyperbilirubinemia)(hyperbilirubinemia)。胆红素是金黄色色素,当血清中浓度高时,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,称为则可扩散入组织,组织被染黄,称为黄疸黄疸。隐性黄疸:隐性黄疸:34.2 34.2 mol/Lmol/L,外观看不出。,外观看不出。显性黄疸:显性黄疸:34.2 34.2 mol/Lmol/L,有黄染的现象。,有黄染的现象。372 2)黄疸的类型黄疸的类型o根据肉眼可否见到黄染现象分为:根据肉眼可否见到黄染现象分为:-
22、显性黄疸和隐性黄疸。显性黄疸和隐性黄疸。o根据发病原因可分为:根据发病原因可分为:-溶血性、肝细胞性和梗阻性黄疸。溶血性、肝细胞性和梗阻性黄疸。o根据病变部位可分为:根据病变部位可分为:-肝前性、肝性和肝后性黄疸。肝前性、肝性和肝后性黄疸。o根据血中升高的胆红素的类型分为: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。高未结合胆红素性黄疸及高结合胆红素性黄疸。383 3)黄疸的成因与发生机制)黄疸的成因与发生机制 胆红素形成过多胆红素形成过多肝细胞处理胆红素的能力下降肝细胞处理胆红素的能力下降 胆红素在肝外的排泄障碍胆红素在肝外的排泄障碍 39(1 1)胆红素形成
23、过多)胆红素形成过多-溶血性黄疸溶血性黄疸成因溶血性:先天性的红细胞膜、血型 不合输血、脾亢等溶血。非溶血性:如恶性贫血、珠蛋白生 成障碍等无效造血。40代谢特点代谢特点血中未结合胆红素含量增高;总胆红素升高,结合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胆红素仅为总胆红素的20%20%。未结合胆红素不能由肾小球滤过,故尿中无胆红素未结合胆红素不能由肾小球滤过,故尿中无胆红素排出。排出。肝最大限度地处理和排泄胆红素,因而肠道中形成肝最大限度地处理和排泄胆红素,因而肠道中形成的素原增多,粪便排出的胆素原也增多,粪便颜色的素原增多,粪便排出的胆素原也增多,粪便颜色加深。加深。
24、尿中排出的胆素原也相应增加,胆红素阴性。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高未结合胆红素血症41(2 2)肝细胞处理能力下降)肝细胞处理能力下降-肝细胞性黄疸肝细胞性黄疸成因成因胆红素摄取障碍胆红素摄取障碍 胆红素结合障碍胆红素结合障碍 胆红素转运障碍胆红素转运障碍胆红素排泄障碍胆红素排泄障碍 临床上可见于新生儿生理性黄疸,肝内胆临床上可见于新生儿生理性黄疸,肝内胆汁淤滞、感染、化学试剂、毒物、肿瘤等导致汁淤滞、感染、化学试剂、毒物、肿瘤等导致的肝病以及先天性遗传缺陷如的肝病以及先天性遗传缺陷如GilbertGilbert综合征、综合征、Crigler-NajjarC
25、rigler-Najjar综合征等。综合征等。42GilbertGilbert综合征综合征 Gilbert Gilbert综合征又称为体质性综合征又称为体质性肝功能不良性黄疸,属一种较常见肝功能不良性黄疸,属一种较常见的遗传性非结合胆红素血症,的遗传性非结合胆红素血症,19011901年年GilbertGilbert首先报告。首先报告。GilbertGilbert综合综合征临床表现特点为长期间歇性轻度征临床表现特点为长期间歇性轻度黄疸,多无明显症状。黄疸,多无明显症状。GilbertGilbert综综合征为常染色体显性遗传性疾病,合征为常染色体显性遗传性疾病,病人主要为青少年,男性多见。发病人
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