肝功能

临床生物化学和生物化学检验(一)第九章肝胆疾病的生物化学诊断概述：肝脏是人体内最大的多功能的实质性器官，成人肝重1.2~1.5kg，占体重2.0~2.5%。并且肝脏具有特殊的组织结构。现已知其功能达1500多种，参与机体内的一切物质代谢、肝脏不仅在糖类、脂类、蛋白质、维生素和激素等代谢起重要作用，而且还具有分泌、排泄和生物转化等重要功能。同时具有调节血液容量、维持体液平衡和免疫吞噬作用。因此肝脏对维持机体内外环境的稳定起着十分重要的作用。第一节肝脏的解剖结构特点及其生物化学功能一、肝脏的解剖结构特点：（一）肝脏的双重供血（二）肝脏的双重输出管道：1、肝静脉输管道2、胆道输出系统（三）肝脏的显微结构及亚细胞结构特征1、细胞表面有大量的为微绒毛。2、肝细胞膜具有较高的通透性3、细胞内线粒体丰富。4、细胞有丰富的粗面内质网及滑面内质网、大量游离的核蛋白体以及多聚核蛋白体和高尔基质复合体、溶酶体和微粒体。5、肝细胞含有繁多的酶系。二、肝脏生物化学代谢1、接受来自消化道吸收的各种物质并进行加工和储存。2、合成除γ-球蛋白外的几乎所有的血浆蛋白质。3、合成并分泌胆汁酸、调节胆固醇代谢并促进脂肪的吸收。4、加工处理体内产生和外界进入的非营养物质，保护机体，免遭侵害。5、激素的灭活。三、肝细胞损伤时的代谢改变（一）蛋白质代谢变化1、肝脏在蛋白质代谢中的作用：◆合成和分泌血浆蛋白质◆转化和分解氨基酸◆合成尿素以解氨毒2、蛋白代谢变化◆慢性肝病时血浆清蛋白降低，γ-球蛋白升高，白、球比值（A/G）降低，甚至倒置。◆尿素合成能力下低，血浆尿素水平呈低值、血氨增高。◆血中氨基酸平衡紊乱。（二）糖代谢变化1、磷酸戊糖途径和酵解途径增强◆血中丙酮酸含量显著上升◆进食后易出现占时性血糖升高，空腹血糖下降◆糖耐量曲线异常2、半乳糖清除率下降。（三）脂类代谢变化1、脂肪肝的形成或者脂肪的沉积2、血中酮体升高，酮血症的发生3、血浆胆固醇酯/胆固醇比值下降，血浆脂蛋白电泳谱异常，LDL积累。4、胆固醇和磷脂明显升高。5、胆汁排泄障碍引起脂肪消化吸收不良。第二节肝脏的生物转化作用一、生物转化的概述（一）概念：1、外界性的2、内源性产生的所谓生物转化指的是：机体对许多外源性或内源性非营养物质进行化学转变，增加其水溶性（或极性），使其易随胆汁、尿排出，这种体内变化过程称为生物转化。（二）生物转化的类型1、第一相反应——氧化、还原、水解反应。①氧化反应：◆单氧酶系（混合功能氧化酶）◆胺氧化酶◆脱氢酶系②还原反应◆硝基还原酶◆偶氮还原酶③水解反应参与反应的酶有：酯酶、酰胺酶及糖苷酶等。2、第二相反应——结合反应（1）结合反应的作用及目的：其目的是将经第一相反应后具有较弱极性基因的物质或直接结合非营养物质，增加其极性和水溶性。改变其生物溶性及分子大小的溶解度，利于胆、肾排出体外。（2）结合反应的场所（3）供给结合反应的物质结合反应的主要类型反应类型结合基团的直接供体酶类酶定位底物类型葡萄糖醛酸结合尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)葡萄糖醛酸基转移酶微粒体酚、醇、羧酸、胺、羟胺、磺胺、巯基化合物等硫酸结合3’-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸(PAPS)硫酸转移酶胞液醇、酚、芳香胺类己酰基结合乙酰辅酶A乙酰基转移酶胞液芳香胺、胺类、氨基酸甘氨酰基结合甘氨酸酰基转移酶线粒体酰基辅酶A甲基结合S-腺苷蛋氨酸(SAM)甲基转移酶胞液生物胺、吡啶喹啉、异吡唑等谷胱甘肽结合谷胱甘肽(GSH)谷胱甘肽-S-转移酶微粒体卤化有机物、环氧化物、溴酚酜、胰岛素等水化H2O环氧水化酶微粒体不稳定的环氧化物（三）生物转化的特点：1、连续性：指的是一种物质的生物转化需连续地进行几种化学反应，最终将这一些物质清除至体外。2、多样性：同一类物质可因结构的差异而进行不同类型的反应。甚至同一物质经不同的生物转化途径而产生不同的转化产物。3、解毒与致毒的两重性(失活与活化双重性)。一种物质经生物转化后，其毒性可能减弱（解毒），也可能增强（致毒）。二、致癌物质的生物转化许多致癌物质其实在体外是没有致癌作用的，当一定量的这类物进入体内后，经肝细胞微粒体加单氧酶系的作用被活化变为分子中含-N+-、-C’+-（阳离基团）的亲电子团的终致癌物。某些致癌物质的生物转化及致癌作用致癌物质活化产物致癌作用灭活反应多环芳烃(3,4-苯并芘)7,8-二氢二醇-9，10环氧苯比芘皮肤癌肺癌经重排，水化再经结合(与GSH等结合)而排出芳香胺类(2-酰氨基芴，AAF)硫酸乙酰氨基芴膀胱癌、肝癌、乳癌等被其他亲核基团结合而灭活二甲基氨基偶氮苯(DAB)N-SO3-O-甲基氨基偶氮苯大鼠肝癌经脱甲基、羟化反应，再经结合而排出黄曲霉毒素B1环氧化黄曲霉毒素B1肝癌生成黄曲霉素醇类，再经结合而排出三、药物的生物转化药物的生物转化主要在肝脏进行，以肝细胞微粒体为主，其次是细胞可溶性部份，也有少数在线粒体内进行，很少在肝外进行，其药物的生物转化包括第一相反应和第二相反应。药物经生物转化引起药理活性的变化（如下表）变化类型举例作用药理活性丧失苯巴比妥羟基苯巴比妥催眠作用消失氯环嗪N－氧化氯环嗪抗组织胺作用消失代谢活化偶氮磺胺磺胺抗菌作用去氧安定去氢皮质醇镇痛作用药理活性改变异丙基异菸肼异菸肼(抗抑郁作用)抗结核作用可待因(镇咳作用)吗啡镇痛作用药理活性不变甲基安百他明安百他明(苏醒作用)觉醒作用丙咪嗪去甲丙咪嗪(抗抑郁)抗抑郁毒性化扑热息痛经N-羟化，还原后可与核酸结合引起蛋白质等生物高分子相结合，引起肝细胞坏死羟化氧化还原氧化N-脱烷基化O-脱甲基N-脱甲基N-脱甲基临床生物化学和生物化学检验(二)第三节胆红素与胆汁酸代谢及其异常一、胆红素代谢及其异常（一）胆红素的正常代谢1、胆红素的来源◆衰老红细胞破坏降解◆无效红细胞生成◆其他含血红素的蛋白质分解2、胆红素的生成血红素+O2血红素加氧酶系(NADPH及NADPH细胞色素P450还原酶)微粒体中胆绿素胆红素胆绿素还原酶胞液+NADPH+H+3、胆红素在血液中的转运★胆红素清蛋白复合物★δ~胆红素运输①胆红素-清蛋白复合物的形式存在和运输：血液中主要以胆红素-清蛋白复合物的形式存在和运输★清蛋白分子有两个结合胆红素的位点：一般情况下，胆红素与第一位点结合：分子以1:1的形式存在并运输，此种结合比较紧密，并为水溶性的，不能透过生物膜而进入细胞。并颗粒大，肾脏不能过滤尿中无比种胆红素。★与清蛋白第二位点结合的胆红素结合松散、不牢固，易被置换为游离的胆红素，此种胆红素为脂溶性的，可透过生物膜进入细胞，血脑屏障，胎盘等产生毒性作用。引起胆红素脑病。★非结合胆红素所谓非结合胆红素指的是：未与葡萄糖醛酸结合的胆红素，称为非结合胆红素。②δ-胆红素它是一种白蛋白和胆红素间非酶促反应形成的非结合胆红素-蛋白质间共价结合物。4、胆红素在肝细胞内的代谢①摄取◆血窦面肝细胞膜上的受体蛋白结合主动转运过程。◆肝细胞胞液中与载体蛋白的结合②转化：即结合胆红素的生成胆红素+尿苷=磷酸-α-葡萄糖醛酸胆红素尿苷=磷酸葡萄糖醛酸基转移酶胆红素葡萄糖单酯和双酯（3）排泄在高尔基复合体，溶酶体等的参与下，通过毛细胆管膜上的主动转运载体，排入毛细胆管。这是一种逆浓度梯度的能量依赖或耗能的主动转运过程。此过程需要能量的消耗及Na+-k+-ATP酶的参与以及垂体激素、甲状腺素和胰泌素等激素的调节参与过程。5、胆红素在肠管中的变化及其肠肝循环①结合胆红素②未结合胆红素③胆素原未结合胆红素+葡萄糖醛酸Δ-葡萄糖醛酸苷酶碱性PH条件后肠道厌氧菌胆素原肠道下段空气氧化棕黄色胆素④胆素原的肠肝循环在小肠下段约有10%-20%的胆红素被肠粘膜细胞重吸收，经门静脉入肝，其中大部分以原形再排入胆道，构成所谓的肠肝循环。约有2%~5%重吸收的胆素原进入体循环，从肾脏排除，并被氧化为黄色尿胆素。胆红素代谢概况（二）胆红素代谢紊乱与黄疸1、黄疸的定义当血清中胆红素浓度超过34.2umol/L时，人体出现巩膜、粘膜、皮肤的黄染，称为黄疸。隐性黄疸：血清胆红素浓度超过正常值，但不超过34.2umol/L时肉眼无黄染，称为隐性黄疸。2、黄疸的分类◆按病因分类：溶血性、肝细胞性、梗阻性黄疸◆病变部位分类：肝前性、肝性、肝后性黄疸◆血中升高胆红素类型分类：高未结合胆红素性、高结合胆红素性黄疸（三）黄疸的成因与发生机制1、胆红素的形成过多2、肝细胞处理胆红素的能力下降3、胆红素肝外排泄障碍4、新生儿理性黄疸形成的原因①红细胞溶解至胆红素产生过多②肝细胞内胆红素，UDP-葡萄糖醛酸基转移酶活性不高③肝细胞缺乏丫蛋白④母乳中含有孕二醇⑤无效红细胞胞生成高胆红素血症的类型及机制高未结合胆红素血症胆红素形成过多溶血性因素先天性：红细胞膜、酶或血红蛋白的遗传性缺陷等后天性：血型不合输血、脾亢、疟疾及各种理化因素等非溶血性因素：恶性贫血、珠蛋白生成障碍等引起的无效造血胆红素转运障碍右心充血性心力衰竭，门体分流等肝细胞摄取障碍药物竞争性抑制，脓毒症，Gilbert综合征等肝细胞储存障碍载体蛋白被竞争性抑制，发热等肝细胞结合障碍新生儿生理性黄疸，药物，Grigler-Najjar综合征等高结合胆红素血症分泌受阻肝细胞病变：肝炎、胆汁淤积(肝内)等Dubin-Johnson综合征和Rotor综合征等药物(雌二醇)排泄障碍肝外梗阻：结石、癌肿、寄生虫、狭窄或闭锁等坏死性胆管炎肝内梗阻：药物、原发性胆汁性肝硬化、肿瘤、肉芽肿等三种类型黄疸的实验室鉴别诊断类型血液尿液粪便颜色未结合胆红素结合胆红素胆红素胆素原正常有无或极微阴性阳性棕黄色溶血性黄疸高度增加正常或微增阴性显著增加加深肝细胞性黄疸增加增加阳性不定变浅梗阻性黄疸不变或微增高度增加强阳性减少或消失变浅或陶土色（四）黄疸的实验室检查肝细胞性黄疸和梗阻性黄疸的鉴别项目肝细胞性黄疸梗阻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↑正常或增高ALP正常或轻度增高明显升高LAP可增高明显升高Γ-GT可增高明显升高其他方面凝血酶原时间延长，VitK不能纠正延长VitK可能纠正胆固醇降低，尤其CHE明显降低增高CA/CDCA11二、胆汁酸代谢及其异常（一）胆汁酸的类型1、按其来源不同可分为两种类型①初级胆汁酸：指在肝细胞内以胆固醇为原料合成的胆汁酸称为初级胆汁酸。包括CA和CDCA两种。②次级胆汁酸：指的是初级胆汁酸在肠管中经肠菌酶作用形成的胆汁酸称为次级胆汁酸。包括DCA（脱氧胆酸）、LCA（石胆酸）、UDCA(熊脱氧胆酸)。2、按其结合与否可分为：①结合型胆汁酸：指的是CA、CDCA等胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合而成的胆汁酸称为结合型胆汁酸。②游离型胆汁酸人体胆汁中主要是结合型为主：占99%以上。结合型与游离型比值为（3-4）:1。（二）胆汁酸代谢1、初级结合型胆汁酸的合成与排泄胆固醇7α--羟化酶肝细胞内7α-羟胆固醇氧化、异构、还原、侧链修饰初级游离胆汁酸、CA和CDCA＋甘氨酸或牛磺酸微粒体酶初级结合型胆汁酸，然后随胆汁排入肠道2、胆汁酸促进脂肪消化吸收的原理胆汁酸能减少脂肪的表面张力，使脂肪乳化为脂肪微滴，增加胰脂肪酶的作用面积，从而促进脂肪分解产物的转运和吸收。3、胆汁酸的重吸收与肠肝循环吸收方式有主动重吸收和非离子扩散（被动重吸收）两种。重吸收回肝的胆汁酸经肝细胞重新转化后，连同新合成的初级结合型胆汁酸再分泌入胆汁排入小肠，此为胆汁酸的肠肝循环。4、肠肝循环的生理意义使有限的胆汁酸发挥最大限度的促进脂类物质消化吸收的生理作用。胆汁酸代谢（三）胆汁酸代谢异常1、胆汁酸合成缺陷Δ4-3-氧类固醇-5β-还原酶，或3β-羟脱氢酶异物酶缺乏。2、肝胆疾病的代谢异常3、肠道疾病时的胆汁酸代谢4、胆汁酸代谢与高脂血症①胆汁酸的生成为内源性胆固醇主要代谢去路，而胆汁酸的生物合成依赖其自身的负反馈调控。②肝细胞依靠胆汁酸的乳化及其形成的混合微团作用，而随胆汁分泌排泄胆固醇，故其合成与分泌影响胆固醇代谢。③胆汁酸协助食物胆固醇的吸收，吸收的胆固醇可直接调控肠壁细胞及肝细胞合成胆固醇。（四