临床生物化学检验技术-11-第11章-体液中酶的生物化学检验课件.ppt
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- 临床 生物化学 检验 技术 11 体液 课件
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1、临床基础检验学技术第一章第一章 血液标本采集与处理血液标本采集与处理临床生物化学检验技术贵阳医学院贵阳医学院 潘卫潘卫本章思考题u简述血清酶的分类u简述血清酶含量变化的机制u简述影响血清酶变化的因素u简述ALT、AST、CK、LDH、GGT、AMY、ChE的项目检测依据思考题本章思考题u简述ALT、AST、CK、LDH、GGT、AMY、ChE的临床意义、检测原理以及方法学评价u简述同工酶及其亚型检测的临床意义思考题目录u第一节 概述u第二节 临床诊断中常用的酶与同工酶(ALT、AST、-GT、CK、LDH、ALP、ACP、AMY、LPS、ChE、5-NT、LPL、MPO)u第三节 酶学检测在临
2、床上的应用目录第一节第一节 概述概述重点提示1.明确血清酶的分类2.了解血清酶的变化机制3.掌握影响血清酶的变化因素重点u在已知的3000多种酶中证明人体内存在的至少2000多种。当细胞缺氧、炎症、损伤或实质细胞数量变化时,血浆中酶的含量会发生明显变化,这种变化可以提示病变的部位和严重程度。因此,全面了解酶的分类、变化机制以及影响因素有助于对酶含量变化做出合理解释第一节 概述概述一、一、血清酶的分类u除凝血酶和纤溶酶外,血清酶与血浆酶基本一致。根据酶的来源及其在血浆中发挥催化功能的情况,可将血浆酶分成血浆特异酶和非血浆特异酶两大类。前者主要指在血浆中发挥特定的催化作用的酶,也称血浆固有酶。它们
3、以酶原形式分泌入血,在一定条件下被激活,引起相应的生理或病理变化血清酶的分类一、血清酶的分类u血浆特异性酶大多数在肝脏合成,当肝功能减退时,可见血浆中这些酶活性降低。属于这一类性质的酶还有胆碱酯酶、铜氧化酶(铜蓝蛋白)和脂蛋白脂酶等血清酶的分类一、血清酶的分类u非血浆特异酶在血浆中浓度很低,并且在血浆中很少发挥催化作用。可进一步细分为n外分泌酶 n细胞酶血清酶的分类一、血清酶的分类u外分泌酶n 来源于消化腺或其他外分泌腺,如胰淀粉酶、胰脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和前列腺酸性磷酸酶等。它们在血液中含量与相应的分泌腺的功能及疾病有关血清酶的分类一、血清酶的分类u细胞酶n 存在于各组织细胞中进行代谢
4、的酶类。随细胞的新陈代谢,有少量酶释入血液。其中大部分无器官专一性,只有小部分来源于特定的组织,有器官专一性。这类酶细胞内外浓度差异悬殊,病理情况下血浆中极易升高,其下降的临床意义很少。这些酶最常用于临床诊断,如丙氨酸氨基转氨酶、乳酸脱氢酶、肌酸激酶等血清酶的分类二、血清酶的变化机制u 正常情况下,组织细胞内发挥催化作用的酶在血清中含量甚微,组织器官受损造成细胞破坏或细胞膜通透性增高时,细胞内的某些酶大量释放入血;细胞的转换率增高或细胞的增殖加快,其特异的标志酶可释放入血;细胞内酶的合成或诱导增强或酶的清除受阻也可引起血清酶活性升高血清酶的变化机制二、血清酶的变化机制u血清中酶的清除方式与其他
5、血浆蛋白质类似u血清酶的半寿期是指酶失活至原来活性一半时所需时间(T1/2),可以表示酶从血中清除的快慢。不同血清酶甚至血清酶的同工酶之间半寿期差别很大。这些有助于了解同一疾病不同酶升高持续时间的差异血清酶的变化机制二、血清酶的变化机制酶半寿期(h)相对分子质量ALT3757110 000AST1222 ASTs约14120 000 ASTm约6100 000CK约15 CK1(CK-BB)约388 000 CK2(CK-MB)约1087 000 CK3(CK-MM)约2085 000LDH LDH15317313 500 LDH581213 500常见的几种血清酶的半寿期与分子量三、影响血清
6、酶的因素(一)生理变异 u 包括性别、年龄、饮食、运动、妊娠等多个方面(二)病理变化 u 许多疾病会导致血清酶水平的改变,其对疾病的诊断和监测有重要价值。详见本书相关章节影响血清酶的因素(一)生理变异u性别 n 多数血清酶的男女性别差异不大,但少数酶如肌酸激酶(creatine kinase,CK)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)及-谷氨酰基转移酶(-glutamyl transpeptidase,-GT)等有性别差异,男性高于女性生理变异(一)生理变异u年龄 n 如新生儿血清中ALP略高于成人,15岁增至成人的23倍,然后逐渐下降,到1015岁,ALP又明显升
7、高,可达成人的35倍,20岁后降至成人值。此外,CK、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)和酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)也随年龄而变化生理变异(一)生理变异u饮食 n 血清中大多数酶不受进食的影响,故测酶活性不一定需要空腹采血。但高脂、高糖饮食后血清ALP活性升高。而酗酒可使血清-GT升高,如未累及肝脏,戒酒后酶活性下降。此外,禁食数天可导致血清-淀粉酶(-amylase,AMY)下降生理变异(一)生理变异u运动 n 激烈的肌肉运动可使血清中多种酶,如天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、丙氨酸
8、氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、醛缩酶(aldolase,ALD)和CK、LDH等活性升高,升高幅度与运动量、运动时间、运动频率及骨骼肌所含酶量有关生理变异(一)生理变异u妊娠 n 妊娠时随着胎盘的形成和长大,胎盘组织可分泌一些酶进入母体血液,如耐热ALP、LDH和ALT(少数)等,引起血清中这些酶升高生理变异(二)病理变化u酶合成异常 n 包括合成减少和合成增多,是影响血清酶变化的重要因素,这些酶大多数是在肝脏中合成,当肝功能障碍时酶浓度常下降。此外酶基因变异也可引起特定酶减少或消失病理变化(二)病理变化u酶释放增加 n 酶从病变(或损伤)细胞中释放增
9、加是疾病时大多数血清酶增高的主要机制,影响细胞酶释放的主要原因包括以下几个方面l 细胞内、外酶浓度的差异:非血浆特异性酶在细胞内、外浓度可差千倍以上,只要少量细胞受损,酶从细胞中释放,就可使血清酶明显升高病理变化(二)病理变化u酶释放增加 n 酶从病变(或损伤)细胞中释放增加是疾病时大多数血清酶增高的主要机制,影响细胞酶释放的主要原因包括以下几个方面l 酶在细胞内的定位和存在的形式:胞质中游离的酶如ALT、LDH最容易释放入血,而在亚细胞结构中的酶则较难释放出来,特别是线粒体酶病理变化(二)病理变化u酶释放增加 n 酶从病变(或损伤)细胞中释放增加是疾病时大多数血清酶增高的主要机制,影响细胞酶
10、释放的主要原因包括以下几个方面l 酶蛋白分子量的大小:试验证明酶释放的速度大约和分子量的大小成反比,次因素对酶在血液出现时间的影响大于对酶浓度高低的影响,例如LDH分子量大于CK,而当心肌梗死时,LDH在血液中升高的时间就晚于CK病理变化(二)病理变化u酶清除异常 不同的疾病和不同的酶从血液中清除的时间和机制不同,同一疾病不同酶恢复正常的时间也不一样,这和酶的半寿期以及一些其他因素有关病理变化第二节第二节 临床诊断中常用的酶与同工酶临床诊断中常用的酶与同工酶重点提示u掌握各个酶的检测方法、检测原理、方法学评价u熟悉各个酶检测的注意事项、参考区间以及临床意义重点u血浆中的代谢酶与某些特定组织器官
11、疾病的相关性引起了人们的重视,并进行了深入的研究,使诊断酶学得到了快速的发展。本节将重点介绍临床上常用酶与同工酶的测定方法及临床意义第二节 临床诊断中常用的酶与同工酶临床诊断中常用的酶与同工酶一、丙氨酸氨基转移酶的测定(一)检验项目u 项目检测依据 n 丙氨酸氨基转移酶 (ALT),也称谷丙转氨酶(GPT),是一种参与人体蛋白质新陈代谢的酶,加快体内蛋白质氨基酸在体内转化u ALT广泛存在于肝脏、心肌、骨骼肌、肾、脑、胰、肺,白细胞和红细胞中,以肝脏中的含量最多。这些组织发生损伤或坏死时,酶从这些组织细胞中释放,致使血清中的ALT活性升高丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定u临床意
12、义n 肝细胞中ALT含量较多,且主要存在于肝细胞的可溶性部分。在肝脏受损时,ALT会释放入血,导致血中ALT活性浓度增加,因此测定ALT常作为判断肝细胞受损的灵敏指标,但其他的疾病或因素也可能引起ALT不同程度的增高。临床上常同时测定ALT和AST含量来诊断和鉴别诊断肝脏疾病及其病变程度丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定疾病ALTASTAST/ALT肌肉损伤正常或轻度升高急性期可轻度升高1.0心肌梗死轻度升高明显升高,与CK和LD比较,无优点1.0梗阻性黄疸 轻度升高同ALT常1.0溶血性黄疸 无变化无变化-病毒性肝炎 明显升高,随病情而异。可达正常上限的10100倍同ALT,较
13、ALT轻且恢复早1.0肝硬化常轻度升高升高超过ALT1.0常见疾病ALT和AST及同工酶的变化一、丙氨酸氨基转移酶的测定1.血清ALT活性增高(1)肝胆疾病 传染性肝炎、肝癌、中毒性肝炎、脂肪肝和胆管炎等(2)心血管疾病 心肌梗死、心肌炎、心力衰竭时肝淤血和脑出血等丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定1.血清ALT活性增高(3)药物和毒物 氯丙嗪、异烟肼、水杨酸制剂及乙醇、铅、汞或有机磷等引起ALT活性增高2.血清ALT活性降低 磷酸吡哆醛缺乏症丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定u应用评价n 转氨酶能够反映肝细胞损害程度,是用于肝脏疾病时观察疗效、判断预后的重要指标之
14、一。但ALT缺乏特异性,存在于多种组织,并且有多种原因能造成肝细胞膜通透性的改变,如:疲劳、饮酒、感冒甚至情绪因素等。另外,ALT活性变化与肝脏病理组织改变并不完全一致,在严重肝损伤患者ALT并不升高。因此肝功能损害需要综合其他情况来判断丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定(二)检测方法u 检测原理连续检测法n ALT可催化L-丙氨酸和-酮戊二酸生成L-丙氨酸。丙氨酸、NADH和H+在LDH作用下可转化出NAD+,连续监测在340nm处NADH的吸光度下降速度来计算酶活性,该法属于酶偶联法,反应式如下丙氨酸氨基转移酶的测定ALTL-+ -L-+L- 丙氨酸酮戊二酸谷氨酸丙氨酸LDH
15、+NADH+HL-+NAD 丙酮酸乳酸一、丙氨酸氨基转移酶的测定u方法学评价n IFCC推荐方法将原法测定温度从30改为37,将-酮戊二酸的用量从改良赖氏法的2mmol/L改为15mmol/L,以足了最大反应速度对-酮戊二酸的用量要求,扩大了测定范围,提高了测定准确性。并对试剂组成做了详细的规定lLDH应用兔肌来源的干粉制剂,不能选用硫酸铵悬浮液l可加入叠氮钠和白蛋白来保持其活性l酶制剂和清蛋白中应没有ALT和GLDH的污染丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定u该法的缺陷是存在GLDH和内源性丙酮酸的干扰,但采用双试剂及底物启动的模式,和(或)延长延滞期可消除部分干扰。为了进一步减
16、少干扰,测定过程中还要用无氨蒸馏水和不含杂酶的高纯度的试剂丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定u另外, IFCC推荐法建议试剂中添加5-磷酸砒哆醛,其目的是使脱辅基的酶恢复酶活性,提高结果的准确性,特别是部分肿瘤化疗病人和肾病病人会出现脱辅基的酶丙氨酸氨基转移酶的测定一、丙氨酸氨基转移酶的测定u参考区间n 2013年,我国卫生部发布了关于ALT的行业标准,反应温度37,试剂中不含5-磷酸吡哆醛时,成年人参考区间为n 男性950U/L,女性740U/L丙氨酸氨基转移酶的测定二、天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定(一)检验项目u 项目检测依据n 天冬氨酸氨基转移酶(AST),也称谷草转氨
17、酶(GOT),AST和ALT是人体内糖和蛋白质互相转变所需的酶。AST催化天门冬氨酸和a-酮戊二酸的氨基转移作用,形成谷氨酸和草酰乙酸天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定二、天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定uAST广泛分布于全身各组织,尤其以骨骼肌、心脏、肝脏和肾脏中最为丰富,在细胞内定位于线粒体(m-AST)和胞质(c-AST)中,同ALT,但约70%为m-AST。当这些组织细胞损伤或坏死时,由于细胞膜通透性增加,胞浆内的AST释放入血,致使血清中的AST活性升高天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定二、天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定u临床意义n AST在心肌细胞内含量较多,当心肌梗死时,血清中AS
18、T活力增高,在发病后612h之内显著增高,在48h达到高峰,约在35天恢复正常。血清中AST也可来源于肝细胞,各种肝病可引起血清AST的升高,有时可达1200U/L,中毒性肝炎还可更高u 肌炎、胸膜炎、肾炎及肺炎等也可引起血清AST的轻度增高天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定二、天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定u应用评价n 在临床上血清AST主要用于诊断急性心肌梗死(acute myocardial infarction AMI),也是肝炎患者的观察指标,AST/ALT比值对于判断肝炎的转归特别有价值天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定二、天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定(二)检测方法u 检测原理n
19、连续检测法lAST可催化L-天冬氨酸和-酮戊二酸生成草酰乙酸,草酰乙酸、NADH和H+在苹果酸脱氢酶(malic dehydrogenase,MD)作用下产生NAD+,连续监测在340 nm处NADH的吸光度下降速度来计算酶活性。该方法属于酶偶联法,其反应式如下天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定ASTL-+ -+L- 天冬氨酸酮戊二酸草酰乙酸谷氨酸MD+NADH+HL-+NAD草酰乙酸苹果酸二、天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定u方法学评价n 与ALT基本相同,IFCC推荐法用MD作指示酶。由于产物草酰乙酸不稳定,易转变为丙酮酸,故在试剂中加入LDH,实质是两个指示酶,但通常将LDH作为辅助酶,该
20、法预孵育期较长,达90 s,目的是在预孵育期间将内源性的丙酮酸转化为乳酸,从而减少内源性丙酮酸的干扰天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定二、天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定u参考区间n 酶活性测定温度37,底物中不加5-磷酸吡哆醛时n 成年人参考区间为840U/L天冬氨酸氨基转移酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定(一)检验项目u 项目检测依据n -谷氨酰基转移酶(GGT) 又称-谷氨酰转肽酶(-GTP或GGTP)是一种含巯基的线粒体酶,参与体内谷胱甘肽的代谢-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰基转移酶及其同工酶的测定u肾脏、肝脏和胰腺中GGT含量丰富,但血清中GGT主要来自肝胆系
21、统。GGT在肝脏中广泛分布于肝细胞的毛细胆管一侧和整个胆管系统,因此当肝内合成亢进或胆汁排出受阻时,血清中GGT增高-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定u临床意义n 病理性变化n 肾脏疾病 人体器官中GGT含量以肾脏最高,其次是前列腺、胰腺、肝脏、盲肠和大脑。在肾脏、胰腺和肝脏中,GGT的含量比为100:8:4。肾脏中的GGT含量虽高,但在肾脏疾病时,血液中的GGT活性升高却不明显。测定尿中GGT活性有助于诊断肾小管疾病-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定u临床意义n 病理性变化n 肝脏疾病 血清GGT主要用于诊断肝胆疾病。原发性肝癌、胰腺癌和乏
22、特壶腹癌时,血清GGT活性显著升高,特别是在诊断恶性肿瘤患者有无肝转移和肝癌术后有无复发时,阳性率可达90%。GGT同工酶与AFP联合检测可使原发性肝癌AFP检测的阳性率明显提高-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定u临床意义n 病理性变化n 其他 嗜酒或长期服用某些药物如苯巴比妥、苯妥英钠、安替比林时,血清中GGT活性也会升高。口服避孕药会使GGT值增高20%-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定疾病GGT活性变化肝胆疾病(胆石症、炎症)明显增高,可达正常上限的530倍,阳性率在80%以上肝实质性疾病(肝炎、肝硬化) 轻度升高,达正常上限的25倍肝
23、癌明显升高,且阳性率高诱导作用(乙醇、苯巴比妥、抗抑郁或癫痫药物)轻度升高,停药后正常常见疾病GGT活性的变化三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定u应用评价n 血清GGT主要用于诊断肝胆疾病,GGT同工酶与AFP联合检测可使原发性肝癌AFP检测的阳性率明显提高uGGT是一种底物特异性不高的酶,能作用于一系列含谷氨酰基的化合物,其生理功能尚不十分清楚-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定(二)检测方法u 检测原理l 以色素原GCNA为底物,甘氨酰甘氨酸为受体,GGT催化-谷氨酰基团从GCNA转移到甘氨酰甘氨酸上,并游离出2-硝基-5-氨基苯甲酸。2-硝基-5-氨基苯甲酸的生成量
24、与样品中的GGT活性成正比关系,因此,测定405 nm处的吸光度增量可计算出GGT的活性。其反应式如下GGTpH7.7GCNA+2-5-+L- - 甘氨酰甘氨酸硝基氨基苯甲酸谷氨酰 甘氨酰甘氨酸-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定u方法学评价n GCNA第3位上含有亲水基团羰基,溶解度增加,且底物稳定性较好,自身水解作用小。需要注意的是l原IFCC推荐方法的测定pH为8.20,反应温度30,若反应温度37时最适pH则为7.70,并要以甘氨酰甘氨酸和氢氧化钠做缓冲体系,甘氨酰甘氨酸既是缓冲液又可看成是底物,与甘氨酸或甘氨三肽为受体相比,酶促反应速度可以提高5倍-谷氨酰转肽
25、酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定u方法学评价n GCNA第3位上含有亲水基团羰基,溶解度增加,且底物稳定性较好,自身水解作用小。需要注意的是l2-硝基-5-氨基苯甲酸在410 nm处的摩尔消光系数()为7.96103(pH为7.70), 受pH和温度影响较大。若选择401 nm或405 nm时需注意校正l由于产物摩尔消光系数较小,样品用量大,样品体积分数0.0909,为了样品和反应液在37平衡,故需要孵育时间180s,并采用底物启动模式-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定三、-谷氨酰转肽酶及同工酶的测定u参考区间n 成年男性GGT 1150U/L(37)n 成年女性GGT 732U/L
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