13神经及精神疾病的生物化学检验

神经及精神疾病的生物化学检验掌握：脑脊液蛋白质、葡萄糖、氯化物、酶类的检测熟悉:血脑屏障的结构特点；脑脊液的形成及功能了解：常见神经系统疾病的生物化学检验本章教学要求：23第一节概述神经系统是由神经元相互联系组成的错综复杂的电－化学信号网络；人的神经系统分成两个部分，中枢神经系统和外周神经系统；多种原因导致神经系统结构和功能改变，都可能导致神经、精神疾病。4一、血脑屏障的组成与功能1.血脑屏障的概念在血-脑之间选择性地阻止某些物质通过的“屏障”，称为血脑屏障。指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆与脑脊液之间的屏障。脑毛细血管内皮细胞间紧密“焊接”；毛细血管内皮细胞外的基底膜是连续的；毛细血管壁外表面积的85%都被神经胶质细胞的终足所包绕。2.血脑屏障的组成和特点53.血脑屏障的功能脑外伤、出血、梗死、缺氧、炎症、肿瘤等可使血脑屏障遭到破坏；血管内皮细胞的紧密连接程度破坏，局部毛细血管通透性增高，使蛋白及大分子物质、离子、细菌、病毒等通过血脑屏障进入脑组织。4.血脑屏障受损和影响控制血浆各种溶质选择性通透；介导血液与脑组织之间的物质交换；确保中枢神经元代谢和正常功能。67脉络丛上皮细胞对各种物质的选择性：★最易通过物质：氯、钠、镁离子及乙醇★不易通过物质：清蛋白、葡萄糖、钙离子、乳酸、氨基酸、尿素和肌酐★不能通过：纤维蛋白、补体、抗体、某些药物、胆红素、胆固醇二、脑脊液的生成与作用1.脑脊液的概念2.脑脊液的生成脑脊液是充满在各脑室、蛛网膜下腔和脊髓中央管内的无色透明液体。9左、右侧脑室脉络丛（95%）—经室间孔→第三脑室—经中脑水管→第四脑室—经外侧孔、正中孔→蛛网膜下隙、流向大脑背面，蛛网膜粒→上矢状窦→窦汇→左右横窦→左右乙状窦→颈内静脉蛛网膜下腔3.脑脊液的功能脑脊液的性状和成分发生改变；脑脊液的循环路径受阻，颅内压力将增高。4.脑脊液的改变缓冲压力，保护脑组织；为脑组织提供营养，运走代谢产物；维持脑组织的渗透压及酸碱平衡；调节颅内压力。脑脊液的变化10三、中枢神经递质与神经生长因子1.神经递质的概念神经元之间或神经元与靶细胞之间发挥信号传递作用的特定化学物质。2.中枢神经递质的分类神经递质（neurotransmitter）胆碱类儿茶酚胺类吲哚类氨基酸类多肽类气体类11主要中枢神经递质及其功能类别代表物质主要功能胆碱类乙酰胆碱（Ach）能够与靶细胞膜上的N型、M型胆碱能受体结合，与感觉、运动、学习、记忆等多种功能有关儿茶酚胺类多巴胺（DA）、去甲肾上腺素（NE）肾上腺素(E)是交感神经节细胞与效应器之间重要的神经递质，参与记忆、觉醒、疼痛、内分泌等神经、精神活动吲哚类5-羟色胺（5-HT）集中在脑桥的中缝核群中，一般是抑制性的，但也有兴奋性的，与睡眠、痛觉、情绪和精神活动有关氨基酸类谷氨酸（Glu）、天冬氨酸、-氨基丁酸（GABA）和甘氨酸（Gly）前两者为兴奋性递质，与神经兴奋、精神分裂和退行性病有关；后两者为抑制性递质，与精神焦虑、镇痛、神经兴奋有关多肽类下丘脑释放激素、神经垂体激素、脑肠肽、垂体肽、阿片肽参与应激、情绪、镇痛、催眠、免疫等多种神经精神调节气体类CO、NO、H2S等作为神经递质在学习、认知、记忆和神经内分泌过程中发挥作用123.神经生长因子神经生长因子（nervegrowthfactor，NGF）是一类影响神经元生存和发育、诱导神经元分化的生物活性物质，对神经元在发育时的生长、分化，以及成年神经元的维持具有重要作用。13神经营养因子（neurotrophinfactor，NTF）是一组能促进神经细胞生长、增殖、延长其生存时间并调节神经细胞分化和形态重塑的特异性内源性信号蛋白。在神经系统发育过程中，神经纤维的生长受其环境中起营养作用的信号因子(神经生长因子)和抑制性信号因子(神经生长抑制因子)的共同调控。4.神经营养因子14四、神经精神疾病发生的生化机制1.神经组织的生化代谢特点糖代谢：有氧氧化供能，磷酸戊糖途径和中间代谢活跃；蛋白质代谢：含量高，种类多，转换快，功能重要；脂类代谢：磷脂为主，并含有较多的糖鞘脂和胆固醇，大部分在脑内合成，少量来自膳食；15核酸代谢：RNA的含量特别高，代谢速度快慢与神经系统所处功能状态相关，生长因子、生长激素等可促进更新；能量代谢：主要靠葡萄糖的氧化供能，低血糖情况下也可以利用酮体；对缺糖和缺氧均极敏感，血糖下降50%即可致昏迷，中断血流几分钟就可引起死亡；ATP的水平高，合成和利用快，以磷酸肌酸(CP)形式贮存。162.神经变性病及其发生机制神经变性病（neurodegenerativedisorder）是指以神经元变性为主要病理改变的一类慢性疾病，可累及大脑、小脑、脑干和脊髓等不同部位。其特点是中枢神经系统某种或某些特定部位神经元进行性变性以至坏死，伴胞质内结构紊乱，但无炎症或异常物质堆积。神经元17神经变性病的发病机制：基因突变；能量代谢缺陷；自由基分子代谢异常；神经递质的异常；钙离子通道异常开放。18第二节神经及精神疾病的生化检验一、脑脊液蛋白质（一）脑脊液总蛋白检查CSF蛋白总量随年龄增长而增加，但新生儿较高，为1g/L，早产儿可高达2g/L。CSF蛋白质定量方法有双缩脲法、考马斯亮蓝法、邻苯三酚红钼络合法等；正常成人超过450mg/L，一般是病理性的增高。脑膜炎、脑炎、脑脊液循环梗阻、脑软化、肿瘤、退行性病变等，脑脊液蛋白均可增加。19检测方法双缩脲法、凯氏定氮法、染料结合法、比浊法、酚试剂法、直接紫外吸收法参考区间腰池液为（150-450）mg/L脑池液为（100-250）mg/L，脑室液为（50-150）mg/L；20临床意义1、化脓性脑膜炎、流行性脑膜炎蛋白质含量为3-6.5g/L。2、结核性脑膜炎：刺激症状期为0.3-2g/L；压迫症状期为1.9-7g/L；麻痹期为0.5-6.5g/L3、脑炎蛋白质含量为0.5-3g/L。4、引起脊髓蛛网膜炎与脊髓肿瘤等，其蛋白质含量可在1g/L以上5、脑软化、肿瘤、退行性变，脑脊液蛋白可增至0.25-0.8g/L。21（二）脑脊液蛋白质电泳蛋白组分脑脊液（%）血清（%）临床意义前清蛋白2%6%微量增高：帕金森病、脑外伤、脑积水、脑萎缩等降低：脑膜炎及其他脑内炎症清蛋白44%62%56%增高：脑肿瘤、椎管阻塞、脑出血、脑梗塞降低：脑外伤1-球蛋白4%8%4.5%增高：脑膜炎、脊髓灰质炎2-球蛋白5%11%9.5%增高：脑肿瘤降低：脑外伤急性期-球蛋白13%26%12%增高：肌萎缩和帕金森病等退行性病变-球蛋白6%13%18%增高：感染、多发性硬化、脱髓鞘疾病、癫痫脑脊液蛋白电泳组分及其变化的临床意义白蛋白指数=CSF白蛋白mg/L血清白蛋白g/LIgG和白蛋白比率=免疫球蛋白指数CSFIgGmg/L×血清白蛋白g/LCSF中白蛋白mg/L×血清IgGg/LCSF中IgGmg/LCSF中白蛋白mg/L反映血脑屏障功能指数9时，血脑屏障无损害；指数914，有轻度损害；指数1530，有中度损害；指数31100，严重损害；指数100，表明屏障完全崩溃。诊断脱髓鞘疾病反映鞘内IgG合成=23（三）脑脊液蛋白指数24（四）特异性蛋白检测β-淀粉样蛋白及β-淀粉样蛋白前体:是阿尔茨海默病形成和发展的关键因素髓鞘碱性蛋白：含量增高是急性脑实质损伤和脱髓鞘改变的特异性生化指标。脑白质损害，尤其是多发性硬化病人增高；胶质纤维酸性蛋白：星形胶质细胞的骨架蛋白，含量升高可见于脑星形细胞病、Alzheimer型痴呆、神经胶质瘤及海绵状脑病等；25S100蛋白：是胶质细胞破坏的可靠指标。脑出血、脊髓压迫症、Alzheimer’s疾病、缺血性脑血管病、经肿瘤、病毒性脑炎及多发性硬化病人该蛋白增高；寡克隆区带：是检测中枢神经系统亚急性、慢性炎性病变鞘内免疫球蛋白合成的最可靠指标。异常磷酸化Tau蛋白：升高主要见于阿尔茨海默病26二、脑脊液葡萄糖CSF中的葡萄糖约为血液的60%～70%。其含量取决于以下因素：血液葡萄糖的浓度、血脑脊液屏障的通透性、CSF中葡萄糖的酵解程度、携带转运系统的功能等。2726检测方法己糖激酶法、葡萄糖氧化酶法、葡萄糖脱氢酶法参考区间腰穿（CSF葡糖糖）成人：2.5-4.5mmol/L10岁以下儿童：2.8-4.8mmol/L新生儿：2.8-5mmol/L临床意义减低：1、脑部细菌性或真菌性感染：急性化脓性脑膜炎、结核性脑膜炎、隐球菌性脑膜炎2、脑寄生虫病：脑囊虫病、血吸虫病、弓形虫病等3、脑膜肿瘤4、低血糖：低血糖昏迷、胰岛素过量5、神经梅毒：梅毒性脑膜炎和麻痹性痴呆29临床意义增高：1、脑或蛛网膜下腔出血2、下丘脑损害3、急性脑外伤和中毒影响脑干4、糖尿病或大量注射葡萄糖后5、早产儿和新生儿30三、脑脊液氯化物脑脊液氯化物浓度约为血浆浓度的1.2～1.3倍。Donnan平衡：正常人脑脊液中蛋白质含量较低，为了维持脑脊液与血浆渗透压之间的平衡，脑脊液中氯化物含量高于血浆中含量。3130检测方法离子选择电极法、酶法参考区间腰穿（CSF氯化物）成人：120-130mmol/L婴儿：110-130mmol/L(1)增高肾炎、尿毒症、心力衰竭等。(2)降低★感染性CSN、CSF蛋白增高等。★低氯血症。＜85mmol/L时，有可能导致呼吸中枢抑制。临床意义3334四、脑脊液酶类转氨酶(ALT、AST)乳酸脱氢酶(LDH)溶菌酶(Lysozyme)核糖核酸酶（RNase）胆碱酯酶(AchE)多巴胺--羟化酶(DH)酸性磷酸酶(ACP)35特殊酶类的测定神经元特异性烯醇化酶（NSE）主要存在于大脑神经元和神经内分泌细胞的胞质中，CSF中NSE含量的改变是神经元损伤的特异性生物化学标志，检测方法有酶活性和质量测定两种。在脑梗死、癫痫、颅内高压等中枢神经损害时，NSE含量均增加。并可作为小细胞肺癌和神经母细胞瘤的肿瘤标志物。脑型肌酸激酶同工酶CK-BB主要分布在脑内神经元，是神经损伤的另一个特异性生物化学标志，检测方法有酶活性和质量测定两种。在脑梗死、脑出血、外伤及颅内高压时可持续增高。36脑脊液中主要酶类检测的方法和意义检测酶类检测方法原理参考值范围临床意义天冬氨酸氨基转移酶(AST)动态法522U/L增高：脑梗死、脑萎缩、急性颅脑损伤、中毒性脑病、脑转移瘤肌酸激酶(CK)动态法08U/L增高：脑膜炎、脑积水、癫痫乳酸脱氢酶(LD)动态法20U/L增高：细菌性脑膜炎LD同工酶琼脂糖电泳LD1:(27.21.1)%LD2:(27.00.9)%LD3:(23.80.8)%LD4:(17.61.5)%LD5:(2.40.8)%LD1、LD2升高为主：病毒性脑膜炎LD4、LD5升高为主：细菌性脑膜炎神经元特异性烯醇化酶(NSE)酶活性：速率法酶含量：ELISA法酶含量10ng/ml脑梗死、脑肿瘤、癫痫和外伤时脑脊液和血清中NSE均升高37五、脑脊液中常用的神经递质和神经肽神经递质对中枢神经系统功能及人的精神活动起着重要的作用，某些神经系统的疾病及精神病可表现出神经递质代谢的变化；临床上检测神经递质及其代谢物对其诊断具有一定的意义；有时也可以进行递质相关受体的分析判定神经系统的功能。38表21-5脑脊液中主要神经递质及其代谢产物的检测常用神经递质检查：检测物质检测方法参考值范围临床意义多巴胺（DA）HPLC、电化学(2.190.60)mol/L增高：精神分裂症降低：帕金森病，癫痫高香草酸（HVA）HPLC(1.730.30)mol/L同上5-羟色胺（5-HT）HPLC(0.880.07)mol/L降低：帕金森病，癫痫，精神分裂症5-羟吲哚乙酸（5-HIAA）HPLC(0.440.13)mol/L增高：外伤-内啡肽（-EP）RIA、ELISA(19618)mg/L升高：精神分裂症P物质R