肝胆疾病的生物化学与实验诊断.doc

肝胆疾病的生物化学与实验诊断第一节 概述一、肝细胞的正常代谢功能肝是人体内体积最大的实质性腺体，是具有重要而复杂的代谢功能的器官。它具有肝动脉和肝静脉双重的血液供应，且有肝静脉及胆道系统出肝，加上丰富的血窦及精巧的肝小叶结构，以及肝细胞中富含线粒体、内质网、核蛋白体和大量酶类，因而能完成复杂多样的代谢功能。每个肝细胞平均约含400个线粒体，呈圆形、椭圆形或棒形。线粒体与三羧酸循环、呼吸链及氧化磷酸化、脂肪酸的-氧化及酮体生成、氨基酸的脱氨基、转氨基及尿素合成等有密切关系。线粒体对缺氧特别敏感，易于受损伤。肝细胞的粗面内质网是合成各种蛋白质和酶类的场所，而滑面内质网则与糖原的合成和分解、胆红素、激素、药物、染料及毒物等的生物转化有关。溶酶体中含10余种水解酶类，它与肝细胞的溶解和坏死、胆红素的分泌以及胆褐素和铁颗粒的代谢有关，具有吞饮、储存、消化和运输细胞内代谢产物的作用。高尔基复合体与分泌和排泄代谢产物及合成糖蛋白等有关。有人认为高尔基复合体、溶酶体和毛细胆管构成肝细胞的胆汁分泌微小器官，在肝内胆汁淤积时其功能受到损害。肝细胞的胞质中含有糖酵解、磷酸戊糖通路、氨基酸激活、脂肪酸和胆固醇合成的多种酶类。肝细胞核染色体DNA及调控蛋白对肝细胞内代谢起调控作用，肝细胞再生时，DNA大量合成和复制。肝细胞膜由蛋白质和磷脂等构成，具有三种形态：一是两个相邻肝细胞间的细胞膜，依靠指状突起使相邻肝细胞相互连接；面向肝窦的细胞膜则具有微绒毛，能增大与肝窦血液的接触面积，有利于物质交换；在2或3个肝细胞之间，细胞膜皱折形成毛细胆管，毛细胆管与胆红素等胆汁成分的排泌有关。当肝内或肝外胆汁淤积时，毛细胆管发生改变。肝细胞能合成多种血浆蛋白质（白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原及多种血浆蛋白质）。在血浆蛋白质的处理上肝起着重要作用。白蛋白以外的血浆蛋白质都是含糖基的蛋白质，它们在肝细胞膜上的唾液酸酶的作用下，失去糖基末端的唾液酸，就可被肝细胞上的特异受体肝糖结合蛋白所识别，并经胞饮作用进入肝细胞而被溶酶体清除。肝内含有丰富的与氨基酸分解代谢有关的酶类，由食物消化吸收而来的和组织蛋白分解而来的氨基酸大部分被肝细胞摄取，经过转氨基、脱氨基、转甲基、硫和脱羧等反应转变成酮酸及其他化合物。除亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸这三种支链氨基酸主要在肌肉组织降解外，其余氨基酸特别是苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等芳香氨基酸都主要在肝内进行分解代谢。肝是合成尿素的重要器官，肝细胞功能严重障碍会引起血中多种氨基酸的含量增高，血氨浓度增高、血中尿素浓度降低。肝脏是维持血糖浓度相对稳定的重要器官，肝有较强的糖原合成与分解的能力，通过糖原的合成与分解而调节血糖。肝是进行糖异生的重要器官，可将甘油、乳酸、氨基酸等转化为葡萄糖或糖原。肝还可将半乳糖、果糖等转化为葡萄糖。肝在脂类的消化、吸收、运输、合成及分解等过程中起重要作用。肝合成甘油三酯、磷脂及胆固醇的能力很强，并进一步合成VLDL及HDL。某些载脂蛋白（如ApoA、ApoB100、ApoC、ApoC等）以及卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）在肝细胞中合成，它们在脂蛋白的代谢及脂类运输中起着重要的作用。肝对甘油三酯及脂肪酸的分解能力很强，是生成酮体的重要器官。肝在维生素的吸收、储存和转化方面都起着重要作用。维生素A、D、E、K及B在肝内储存，胡萝卜转变成维生素A，维生素D3在C25位上的羟化，由维生素PP合成NAD+和NADP+，由维生素B1合成TPP等过程均在肝内进行。肝与许多激素的灭活和排泄有密切关系，血中的类固醇激素在肝内灭活，生成种种代谢产物（如17-羟类固醇、17-氧类固醇），有的代谢产物在肝脏进一步与葡萄糖醛酸或硫酸结合，再从尿液或胆汗排出。胰岛素及其他多种蛋白质或多肽激素以及肾上腺素、甲状激素等也都在肝内灭活。因此，当发生严重肝功能损伤时，体内多种激素因灭活而堆积，会导致相应的激素调节功能紊乱。肝的生物转化功能，胆汁酸及胆色素代谢功能在第二、三、四节中介绍。二、枯否细胞的功能肝内存在的枯否细胞（Kupffercells，KC）实际是位于肝窦内的巨噬细胞，此类细胞的特点是其内质网及核膜上的内源性过氧化物酶活性。KC除具有吞噬、消灭病原微生物、清除机体内的内毒素、调节免疫和炎症反应等功能外，还能调控组织和基质修复、调控肝细胞、肝储脂细胞的增殖和合成细胞外基质等。这些功能是通过枯否细胞所分泌的多种生物活性因子（如转化生长因子TGF、肝细胞生长因子HGF、胰岛素样生长因子IGF、转化生长因子TGF、白介素6IL-6、白介素-1IL-1、肿瘤坏死因子TNF、干扰素IFN等）而起作用的。肝内的枯否细胞、储脂细胞等与肝纤维化的形成有密切关系。三、肝细胞损伤时的代谢障碍（一）肝细胞损伤时蛋白质代谢的变化肝细胞合成白蛋白的能力很强，正常人每天能合成10g。当肝功能严重受损时，血浆胶体渗透压可因白蛋白的合成不足而降低，同时球蛋白浓度（尤其-球蛋白）反而增高，导致血浆白蛋白与球蛋白的比值（A/G）降低。在重症肝炎及急性黄色肝萎缩时，可见、及球蛋白降低。肝细胞损伤时血清游离氨基酸增加，甚至从尿中丢失，这可能是由于肝细胞处理氨基酸的能力下降所致。肝细胞损伤时合成尿素的能力降低，可引起血氨增高。肝细胞损伤时肝细胞（胞质，线粒体等）内多种酶可逸入血中，使血中多种酶活性增高。（二）肝细胞损伤时的脂类代谢变化肝细胞损伤时可导致脂肪肝的形成。肝实质细胞内有甘油三酯的蓄积，这是由于甘油三酯在肝细胞内的合成与其向体循环中释放间的平衡失调所致。在脂肪肝的肝细胞线粒体内，ATP、NAD及细胞色素C的含量常显著减少，由于糖代谢障碍而引起脂肪动员的增加。脂肪肝时磷脂酰胆碱显著减少，可能是由于缺氧或氧化磷酸化障碍，致使ATP和CDP-胆碱的形成不足，造成磷脂及VLDL的合成障碍，导致肝内脂肪向体循环的释放不足，促使肝细胞中甘油三酯的堆积。在重度肝细胞损伤时，肝细胞合成胆固醇的能力降低，这种情况见于严重的肝细胞炎症及变性坏死。肝细胞严重损伤时，胆固醇酯的合成也降低。某些慢性肝损伤时，由于糖代谢障碍，糖利用减少，脂肪分解增加，可导致酮症。（三）肝细胞损伤时糖代谢的变化当肝细胞损伤（尤其肝炎）时，肝内糖代谢有关酶类的特征性变化是：活性增高的酶有G6P脱氢酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶、磷酸甘油醛脱氢酶、丙酮酸磷酸激酶、乳酸脱氢酶等。活性降低的酶是葡萄糖-6-磷酸酶、醛缩酶、磷酸甘油脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等。由上述酶谱变化可以看出：肝细胞损伤时糖代谢变化的特点是磷酸戊糖途径及糖酵解途径相对增强，严重肝损伤时糖有氧氧化及三羧酸循环运转不佳，血中丙酮酸量可显著上升。慢性肝病时血中-酮戊二酸量与症状平行地增加。不同肝病时耐糖曲线可呈低平型、高峰型、高坡型等异常曲线。第二节 肝的生物转化功能在人整个生命过程中经常有某些外来异物（如毒物、药物、致癌物）进入体内，代谢过程中体内也不断产生一些生物活性物质及代谢物（激素、胺类等）。这些外来及内生物质大部分在肝内进行代谢转化。在肝内有关酶的催化下，一方面使上述物质的极性或水溶性增加，有利于从尿或胆汁排出，同时也改变了它们的毒性或药理作用。通常将这些物质在体内（主要是肝细胞微粒体内）的代谢转变过程称为生物转化作用（biotransformation）。现已证明：肝、肾、胃肠道、肺、神经、皮肤及胎盘等组织都存在一些使毒物、药物及激素等进行生物转化的酶系，但以肝为最重要，其生物转化功能最强。随着工业化和科学技术的发展，人们与各种化学物质接触的机会越来越多，常用的化学物质有63000种以上。对于人体来说，这些化学物质有的可能是药物，有的可能是对人体有害的毒物，有的可能是能诱发细胞癌变的致癌物。阐明这些物质在肝内生物转化的规律，对于保障人类的健康是很有意义的。一、生物转化的反应类型通常将生物转化反应分为两相反应。第一相反应包括氧化、还原、水解反应，第二相反应即结合反应。每一相反应又各自包括多种不同的反应，分别在不同的部位中进行（表1-1）。表1-1生物转化反应的一般类型反应类型反应性质细胞内酶的主要定位第一相反应氧化羟化反应微粒体脱烷基反应微粒体环氧化反应微粒体脱硫反应微粒体脱卤反应微粒体醇氧化反应胞液为主、微粒体少量醛氧化反应胞液、线粒体脱氨反应微粒体、线粒体还原醛还原反应胞液偶氮还原反应微粒体硝基还原反应微粒体、胞液水解酯水解反应微粒体、胞液酰胺水解反应微粒体、胞液第二相反应结合葡萄糖醛酸结合微粒体甘氨酸结合线粒体乙酰化反应胞液甲基化反应胞液谷胱甘肽结合胞液硫酸结合胞液（一）第一相反应大多数毒物、药物等进入肝细胞后，常先进行氧化反应，有些可被水解，少数物质被还原。经过氧化、还原和水解作用，一般能使非极性的化合物产生带氧的极性基团，从而使其水溶性增加以便于排泄，同时也改变了药物或毒物分子原有的某些功能基团，或产生新的功能基团使毒物解毒或活化，使某些药物的药理活化发生变化，使某些致癌物质活化或灭活。1、氧化作用在肝细胞的微粒体、线粒体及胞液中含有参与生物转化的不同的氧化酶系，包括加单氧酶系、胺氧化酶系脱氧酶系（表1-2）。表1-2与生物转化有关的几种氧化酶类酶系细胞内定位反应式及举例加单氧酶系（混合功能氧化酶）微粒体（滑面内质网）RHO2NADPHH+ROHNADP+H2O（如烃类的氧化等）胺氧化酶系线粒体RCH2NH2O2H2ORCHONH3H2O2（如单胺氧化酶催化组胺、酪胺等的氧化）脱氢酶系胞液、线粒体RCH2OHNAD+RCHONADHH+RCHORCOOH（如醇脱氢酶及醛脱氢酶催化的反应）存在于微粒体中的以细胞色素P450为重要成分的加单氧酶系具有十分重要的生理意义。在该系统所催化的反应中，由于氧分子中的一个氧原子掺入到底物中，而另一个氧原子使NADPH氧化生成水，即一种氧分子发挥了两种功能，故又称混合功能氧化酶，从底物的角度来看，只掺入一个原子的氧，故称加单氧酶。应当指出：依赖细胞色素P450的电子传递系统存在于各种生物膜系统中。在高等动物组织中有微粒体型及线粒体内膜型两大类。微粒体型又包括单一电子传递系统和复合电子传递系统，后者中既有NADPH参与，又有NADP参与。线粒体内膜型则有铁氧还原蛋白、NADPH及细胞色素P450参加。多样的细胞色素P450系统催化外来异物的羟化和脱烷基反应，还参与类固醇激素的生物合成、灭活胆汁酸的生物合成及维生素D3的羟化反应等。许多毒物、药物或致癌物经过混合功能氧化酶的催化而产生各种羟化反应产物。现将微粒体混合功能氧化酶催化的氧化反应类型列于表10-3。表10-3微粒体混合功能氧化酶催化的氧化反应类型2、还原作用肝细胞中生物转化的还原反应主要有偶氮还原酶和硝基还原酶所催化的两类反应。硝基还原酶存在于肝、肾、肺等细胞微粒体中，是FAD型还原酶，可使对-硝基苯甲酸、硝基苯、氯霉素等的NO2还原成NH2，反应在厌氧条件下进行，由NADH供氢。偶氮还原酶存在于肝细胞微粒体中，由NADPH供氢，中间经氢偶氮复合物最后生成胺，反应可在有氧条件下进行，此酶属P450酶类。3、水解作用如某些酯类（普鲁卡因）、酰胺类（异丙异菸肼）及糖苷类化合物（洋地黄毒苷）可分别在酯酶、酰胺酶、糖苷酶等水解酶的作用下被水解。这类酶在体内分布广泛，种类繁多，肝外组织也含有这些酶类。（二）第二相反应有机毒物或药物，特别是具有极性基团的物质，不论是否经过氧化、还原及水解反应，大多要与体内其他化合物或基团相结合，从而遮盖了药物或毒物分子中的某些功能基团，使它们的生物活性、分子大小以及溶解度等发生改变，这就是生物转化中的结合反应。结合反应往往属于耗能反应，它在保护有机体不受外来异物毒害、维持内环境稳定方面具有重要意义。结合反应可在肝细胞的微粒体、胞液和线粒体内进行。不同形式的结合反应由肝内特异的酶系所催化。常见的结合反应有葡萄糖醛酸结合、硫酸结合、乙酰基结合、甘氨酰基结合、甲基结合、谷胱甘肽结合及水化等。但其中以葡萄糖醛酸结合最为重要。（表10-4）。表10-4结合反应的主要类型结合反应结合基团的酶类酶定位底物类型直接供体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、芳香胺类乙酰基结合乙酰辅酶A乙酰基转移酶胞液芳香胺、胺类、氯基酸甘氨酰基结合甘氨酸（Gly）酰基转移酶线粒体酰基CoA（如苯甲酰CoA）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-转移酶胞液卤化有机物、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（如环氧萘）二、致癌物质的生物转化（一）致癌物的分类及致癌作用癌常由各种化学物质所致，已确定至少有约1700种化学物质具有致癌作用，这些致癌物大体有下述几类：1、人工合成的化学致癌物（1）芳香烃类：如苯并芘。（2）芳香胺类：如2乙酰氨基芴。（3）芳香族偶氮化合物：如4二甲基氨基偶氮苯（奶油黄，DAB）。（4）杂环化合物：如1氧4硝基喹啉（4NQO）。（5）脂肪族化合物：如芥子气。（6）有机卤化物及无机化合物：如666及羰基镍、砷化物等。（7）N-亚硝基化合物：如二乙基亚硝胺等。2、由微生物产生的化学致癌物一些真菌毒素具有致癌作用，已确定结构的17种黄曲霉毒素中致癌作用最强的是黄曲霉毒素B1。3、来自植物的致癌物如苏铁苷、香樟素等。4、食物加热过程中产生的致癌物质如谷氨酸加热环缩而成为Glup2。5、由肠菌作用所产生的致癌物质例如在肠菌作用下由胆汁酸生成甲基胆蒽，由色氨酸生成酚类，肠菌作用产生的胺类与亚硝酸盐生成亚硝胺类等。上述致癌物进入人体后常需经过转化而转变为活化型的致癌物，再以DNA和蛋白质为靶分子，使基因产生突变、错位、倒转、插入、重排、断裂等一系列结构损伤。基因是决定细胞增殖，生长，分化的关键因素，其突变无论是致癌剂引起的体细胞基因突变或（和）遗传因素导致生殖细胞突变，或正常基因丢失以及正常细胞分化过程中基因调控异常，均可使基因表达发生紊乱，出现异常表型，影响细胞形态和生物活性，导致细胞癌变。致癌物的代谢活化及灭活反应是转化的两个方面，许多致癌物质是经过肝细胞内微粒体混合功能氧化酶的作用，被代谢活化而变为终致癌物的。致癌物质亦可经生物转化而灭活或被排泄，因此，生物转化具有两重性（表10-5）。表10-5某些致癌物质的生物转化三、药物的生物转化大多数药物经不同途径被摄入人体后都要发生分子结构的改变，药物的生物转化主要是在肝细胞滑面内质网的混合功能氧化酶系的催化下完成的，反应也包括氧化、还原、水解、结合等反应，通过生物转化，常引起药物药理活性的变化（表10-6）。表10-6药物经生物转化引起药理活性的变化四、毒物的生物转化毒物在生物转化过程中往往形成活性中间产物，这叫代谢活化，常为第一相反应，与加单氧酶系有关；第二相反应则常与毒物的解毒及促进排泄有关。毒物的生物转化举例如表10-7。五、有关生物转化与排泄功能的肝功能试验（一）溴酚（磺溴酞钠，BSP）排泄试验以溴酚1ml缓慢静注（1min），45min后95以上可以排出，滞留2以下。当注入BSP后，与血液中的白蛋白相结合，被肝细胞摄取再在酶的催化下，与谷胱甘肽结合，随胆汁排出。当肝细胞摄取、结合及排泄功能障碍时，BSP出现滞留。急、慢性肝炎及肝硬化、肝昏迷时滞留，可用以判断肝损伤程度及预后，本试验应注意过敏反应及休克。表10-7毒物的生物转化举例*CytP450系即CytP450依赖性混合功能氧化酶系。（二）靛青绿（ICG）排泄试验靛青绿为暗绿色色素，静脉注射后迅速与白蛋白结合，90以上被肝细胞摄取，以原形从胆汁排出，此试验主要反映肝细胞摄取色素的功能。ICG试验与肝小叶间质系统的病变（假小叶、纤维化）有关，慢性肝炎活动期肝硬化时显著滞留，肝炎时亦出现滞留，恢复期此试验较早正常化。正常人15min滞留10以下。本试验亦应注意过敏反应及休克。第三节 肝与胆汁酸代谢胆汁酸是胆汁中存在的一类胆烷酸的总称。人类胆汁中存在的胆汁酸主要有胆酸（CA）、鹅脱氧胆酸（CDCA）、脱氧胆酸（DCA），还有少量石胆酸（LCA）及微量熊脱氧胆酸（UDCA）。前4种胆酸在胆汁中的比例通常为10：10：5：1。胆汁酸按其在体内来源的不同可分为初级胆汁酸和次级胆汁酸。在肝细胞内以胆固醇为原料合成的叫初级胆汁酸（包括胆酸及鹅脱氧胆酸），而后在肠道内经肠菌中酶的作用形成次级胆汁酸（包括脱氧胆酸、石胆酸及熊脱氧胆酸等）。胆汁酸主要以结合型形式从肝分泌入肝汁。结合型即指前述胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合而成的结合胆汁酸。较大量存在的结合胆汁酸有甘氨胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、甘氨脱氧胆酸、牛磺胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸及牛磺脱氧胆酸等。无论游离的或结合型的胆汁酸，其分子内部都是既含亲水基团（羟基、羧基、磺酰基），又含疏水基团（甲基及烃核），故胆汁酸的立体构型具有亲水和疏水两个侧面，因而使胆汁酸表现出很强的界面活性。它能降低脂、水两相之间的表面张力，促进脂类形成混合微团，这对脂类物质的消化吸收以及维持胆汁中胆固醇的溶解都起重要作用。一、胆汁酸代谢异常与疾病的关系肝在胆汁酸代谢中占重要地位，肝细胞与胆汁酸的生物合成、分泌、摄取、加工转化都有密切关系。因此，当肝细胞损伤或胆道阻塞时都会引起胆汁酸代谢的障碍。在肝胆疾病时首先表现出的是病人血清胆汁酸浓度的增高。在肝实质细胞病变时，胆汁酸的合成功能受损，还会引起初级胆汁酸比值（CA/CDCA）变小甚至出现倒置。实验性肝内胆汁淤滞可因给动物投给牛磺石胆酸而引起，实验研究结果表明：石胆酸能抑制毛细胆管膜上的Na+、K+-ATP酶的活性，从而导致胆汁分泌障碍。另外，由石胆酸所形成的微团粗大，使胆汁粘度显著增加，这也是石胆酸造成胆汁淤滞的原因。胆汁酸代谢与胆固醇结石的形成有密切关系（见本章第五节）。胆汁酸代谢与高脂蛋白血症有密切关系。各型高脂蛋白血症，其血浆胆固醇浓度可有不同程度的升高，胆汁酸代谢可从下述几方面影响体内胆固醇的平衡。1、胆汁酸的生物合成是内源性胆固醇的主要代谢去路胆汁酸的生物合成又主要是通过其本身的反馈作用进行调控的。2、肝细胞通过胆汁排泄胆固醇，主要依靠胆汁酸的乳化及形成混合微团的作用，因而胆汁酸合成、分泌的质和量都对胆固醇的排泄有影响。3、胆汁酸在食物胆固醇的吸收过程中起协助作用，吸收的胆固醇直接调控肠壁细胞及肝细胞内胆固醇的合成。因此，高脂蛋白血症时的代谢紊乱必然涉及胆汁酸的代谢异常。例如IIa型高脂血症时，CA的量明显降低，而CDCA的合成则代偿地增加。在维持胆汁酸肠肝循环的过程中，小肠起着重要的作用。回肠切除术后，如果胆汁酸的重吸收严重减少，胆汁酸丢失过多，可导致脂肪消化吸收不良（脂肪泻）。二、血清胆汁酸测定的临床意义血清胆汁酸浓度很低（总胆汁酸2g/ml），可用气相色谱、放射免疫、高效液相层析法及酶学分析法（以3-羟类胆固醇脱氢酶为工具酶）测定NADH生成量。可以测定血清总胆汁酸（TBA），用气相色谱、放射免疫和高效液相层析尚可对胆酸、脱氧胆酸及鹅脱氧胆酸进行分别测定，还可进行胆汁酸负荷试验及尿中硫酸结合型胆汁酸的测定。测定血清胆汁酸可提供肝胆系统是否正常的重要信息。肝量疾病时周围血液循环中的胆汁酸水平明显增高。急性胆炎早期和肝外阻塞性黄疸时，有些病例可增至正常值的100倍以上。在胆道阻塞时，病人血清中CA及CDCA浓度增加，但CA所占比例较高(CA/CDCA1）。肝实质细胞损伤时，CA/CDCA1。故CA/CDCA比值可作为肝胆阻塞性疾病与肝实质细胞性疾病的鉴别指标。肝胆疾病时血清胆汁酸浓度的升高与其他肝功能试验及肝组织学的变化极为吻合，在肝细胞仅有轻微坏死时，血清胆汁酸的升高常比其他检查更为灵敏。有报告统计，急性肝炎、肝硬化、原发性肝癌、急性肝丙胆汁淤滞、原发性胆汁性肝硬化以及肝外阻塞性黄疸，其血清总胆汁酸均100出现异常，上述疾病时均有血清胆汁酸含量的增高。关于血中胆汁酸异常的程度与肝胆疾病种类的关系如表10-8所示。表10-8血中胆汁酸异常的程度与肝胆疾病种类的关系血中胆汁酸轻度增加（10-20mol/L）血中胆汁酸中度增加（20-40mol/L）血中胆汁酸重度增加（40mol/L以上）急性肝炎（恢复期）急性肝炎（急性期）急性肝炎（急性期）慢性肝炎（非活动期，活动期）慢性肝炎（活动期）肝硬化（代偿期）肝硬化（代偿期）肝硬肝癌肝癌肝化（代偿性，非代偿性） 癌体质性黄疸（Gilbert病Dubin-Johnson综合征）胆汁淤滞性黄疸（肝内、肝外性）重症肝炎血清中胆汁酸含量受肠道吸收的胆汁酸量与肝门静脉中的胆汁酸被肝脏摄取的摄取率所决定。由于肝损伤的存在，则经肝门静脉回肝的胆汁酸因肝细胞功能低下或侧枝循环的形成，导致肝不能充分摄取胆汁酸，则胆汁酸在血中浓度增高。近年来有用熊去氧胆酸进行的胆汁酸负荷试验，检测肝脏对胆汁酸处理的能力。经口服熊去氧胆酸300mg后，用3-羟类固醇脱氢酶法测定血中的胆汁酸，结果发现慢性肝炎（活动型）、肝硬化及脂肪病人在负荷后血清总胆汁酸显著增高，表明这些病人清除胆汁酸的能力显著降低。有报告胆汁酸负荷试验结果异常的检出率为：肝硬化100，慢性肝炎活动型为92-100，慢性肝炎（非活动型）为70-82。还有检测尿中硫酸结合型胆汁酸的报告，胆汁酸与硫酸结合反应亦属机体防御机制之一，当胆汁淤滞使血中胆汁酸升高时，一部分胆汁酸即与硫酸相结合，从而使其极性增加，随尿排泄增多。过去测定尿中硫酸结合型胆汁酸用层析法，操作复杂，现在有硫酸酯酶与3-羟基类固醇脱氢酶（3HSD）组成的试剂盒，操作简便。结果表明：正常组为2.0±1.8mol/g肌酐，在各种肝疾患时上升，急性肝炎122.0±28.6mol/g肌酐；肝外性胆道阻塞124.5±67.7mol/g肌酐；非代偿性肝硬化77.8±21.3mol/g肌酐；肝内胆汁淤滞则为67.2±23.5mol/g肌酐。这是诊断急性肝炎及肝外胆道阻塞、非代偿性肝硬化等的重要指标。血清中胆汁酸含量受肠道吸收的胆汁酸量与肝门静脉中的胆汁酸被肝脏摄取的摄取率所决定。由于肝损伤的存在，则经肝门静脉回肝的胆汁酸因肝细胞功能低下或侧枝循环的形成，导致肝不能充分摄取胆汁酸，则胆汁酸在血中浓度增高。近年来有用熊去氧胆酸进行的胆汁酸负荷试验，检测肝脏对胆汁酸处理的能力。经口服熊去氧胆酸300mg后，用3-羟类固醇脱氢酶法测定血中的胆汁酸，结果发现慢性肝炎（活动型）、肝硬化及脂肪病人在负荷后血清总胆汁酸显著增高，表明这些病人清除胆汁酸的能力显著降低。有报告胆汁酸负荷试验结果异常的检出率为：肝硬化100，慢性肝炎活动型为92-100，慢性肝炎（非活动型）为70-82。还有检测尿中硫酸结合型胆汁酸的报告，胆汁酸与硫酸结合反应亦属机体防御机制之一，当胆汁淤滞使血中胆汁酸升高时，一部分胆汁酸即与硫酸相结合，从而使其极性增加，随尿排泄增多。过去测定尿中硫酸结合型胆汁酸用层析法，操作复杂，现在有硫酸酯酶与3-羟基类固醇脱氢酶（3HSD）组成的试剂盒，操作简便。结果表明：正常组为2.0±1.8mol/g肌酐，在各种肝疾患时上升，急性肝炎122.0±28.6mol/g肌酐；肝外性胆道阻塞124.5±67.7mol/g肌酐；非代偿性肝硬化77.8±21.3mol/g肌酐；肝内胆汁淤滞则为67.2±23.5mol/g肌酐。这是诊断急性肝炎及肝外胆道阻塞、非代偿性肝硬化等的重要指标。第四节 胆红素代谢与黄疸一、胆红素的来源、生成与运输（一）胆红素的来源与生成用14C标记的甘氨酸的示踪试验及其他实验研究的结果表明，胆红素的来源不外以下几种：大部分胆红素是由衰老红细胞破坏、降解而来，由衰老红细胞中血红蛋白的辅基血红素降解而产生的胆红素的量约占人体胆红素总量的75；小部分胆红素来自组织（特别是肝细胞）中非血红蛋白的血红素蛋白质（如细胞色素P450、细胞色素b5、过氧化氢酶等）的血红素辅基的分解；极小部分胆红素是由造血过程中，骨髓内作为造血原料的血红蛋白或血红素，在未成为成熟细胞成分之前有少量分解，即无效造血所产生的胆红素。胆红素的生成过程包括：衰老的红细胞在单核吞噬细胞系统被破坏，首先除去珠蛋白而分离出血红素；血红素在单核吞噬细胞内微粒体的血红素加氧酶的作用下，将血红素卟啉环氧化断裂，释放出CO和铁，并形成胆绿素，血红素加氧酶存在于肝、脾、骨髓或巨噬细胞等单核吞噬细胞系统细胞中，在微粒体内属混合功能氧化酶，反应需要分子氧参加，并需要NADPH、NADPH-细胞色素P450还原酶共同存在；胆绿素在胆绿素还原酶催化下生成胆红素a，胆绿素还原酶存在于单核吞噬细胞系统细胞内的可溶性部分，以NADPH为辅酶。在体内从血红素形成胆绿素，继而还原为胆红素，并进一步被结合、排泄，这样复杂的过程总共只需1-2min。胆红素生成过程如图10-1所示。（二）胆红素在血液中的运输在单核吞噬细胞中生成的胆红素可进入血液循环，在血浆内主要以胆红素-白蛋白复合体的形式存在和运输。除白蛋白外，1-球蛋白也可与胆红素结合。一般说白蛋白与胆红素的结合是可逆的。当血浆胆红素浓度正常时，1分子白蛋白通常结合1分子胆红素，而当血浆胆红素增多时则可结合2分子胆红素。正常成人每100ml血浆中的白蛋白结合胆红素的能力约为20-25mg，所以正常情况下白蛋白结合胆红素的潜力很大。由于胆红素与白蛋白较紧密地结合成复合体，一方面改变了胆红素的脂溶性，另一方面又限制了它自由通过各种生物膜的能力，不致有大量游离胆红素进入组织细胞而产生毒性作用。据报道有一部分胆红素与白蛋白共价结合，可能是白蛋白分子中赖氨酸残基的-氨基与胆红素一个丙酸基的羧基形成酰胺键，在血中停滞时间长，称为-胆红素。-胆红素在肝细胞损伤及胆汁郁滞等高结合胆红素性黄疸时出现，与重氮试剂呈直接反应，可用离子交换柱层析法检测。目前认为-胆红素检测的临床意义是：-胆红素与急性黄疸性肝炎的恢复期密切相关，恢复期总胆红素下降，尤其结合胆红素明显降低，而-胆红素的相对百分比却显著增高，最后达总胆红素的80-90以上，这种表现可作为对急性黄疸性肝炎恢复期观察的可靠指征；严重肝功不全病人血清中-胆红素常小于总胆红素的35，死前可降至20以下，患者恢复后-胆红素占总胆红素的40-90。据此-胆红素可作为判断严重肝病预后的指征。二、肝对胆红素的摄取、转化及排泄当胆红素随血液运输到肝后，由于肝细胞具有极强的摄取胆红素的能力，故可迅速被肝细胞摄取。肝迅速地选择性地从血浆摄取胆红素的能力与下述机制有关。1、位于血窦表面的肝细胞膜上可能有特异的载体蛋白系统，胆红素等有机阴离子与膜上载体结合后，即从膜的外表面转移至内表面，然后进入胞质。当白蛋白-胆红素复合物通过肝窦壁时，胆红素与白蛋白解离，只有胆红素被肝细胞所摄取。2、肝细胞内有两种色素受体蛋白即Y蛋白和Z蛋白Y蛋白与胆红素亲和力较高，在肝细胞中含量较大，约占肝细胞浆蛋白的5，是肝细胞内主要的胆红素载体蛋白；Z蛋白是另一种胆红素载体蛋白，对长链脂肪酸具有很强的亲和力，可能是肝细胞内脂肪酸载体蛋白。Y蛋白与Z蛋白利用其对胆红素的高亲和力，从细胞膜上接受进入胞质的胆红素，并将它运至内质网。肝细胞对胆红素的转化在滑面内质网上进行。在葡萄糖醛酸基转移酶的催化下，胆红素被转化为葡萄糖醛酸胆红素，胆红素在肝细胞内经结合转化后，其理化性质发生了变化，从极性很低的脂溶性的未结合胆红素变为极性较强的水溶性结合物葡萄糖醛酸胆红素，从而不易透过生物膜。这样既起到解毒作用，又有利于胆红素从胆道排泄。在肝细胞内，胆红素通过其丙酸基与葡萄糖醛酸结合，主要生成双葡萄糖醛酸胆红素。结合胆红素被排泄至毛细胆管的过程，有内质网、高尔基复合体、溶酶体等参与，毛细胆管膜上也存在一种以载体为中介的转运过程，这一过程必须对抗浓度梯度。当肝细胞损伤时，可由于结合型胆红素的排泄障碍而造成肝细胞淤滞性黄疸。由于肝细胞内有亲和力强的胆红素载体蛋白及葡萄糖醛酸基转移酶，因而不断地将胆红素摄取、结合、转化及排泄，保证了血浆中的胆红素不断地经肝细胞而被清除（图10-2）。图10-2胆色素代谢概况三、三、胆红素在肠管中的变化及其肠肝循环结合胆红素（葡萄糖醛酸胆红素）随胆汁排泄至肠管后，在回肠末端至结肠部位，在肠管菌丛的作用下大部分被水解而脱下葡萄糖醛酸，然后逐步被还原成二氢胆红素、中胆红素、二氢中胆红素、中胆素原、粪胆原及少量d尿胆原，后三者与重氮试剂的呈色反应相同，统称为胆素原。正常人每天从粪便排出的胆素原为40-280mg，胆素原在肠管下段接触空气后分别被氧化成为尿胆素、粪胆素和d-尿胆素（三者统称为胆素），随粪便排出，成为粪便的主要色素。在小肠下段生成的胆素原约有10-20可被肠粘膜重吸收，再经肝门静脉入肝，重吸收入肝的胆素原大部分以原形再排入胆道，构成肠肝循环，小部（每日0.4-4.0mg）经体循环随尿排出。四、黄疸的发生机制黄疸是指高胆红素血症引起皮肤、巩膜和粘膜等组织黄染的现象。正常人血清胆红素小于1mg/dl（10mg/L），其中未结合胆红素占80。当胆红素超过正常范围，但又在2mg/dl以内，肉眼难于察觉，称为隐性黄疸。如胆红素超过2mg/dl（可高达7-8mg/dl）即为显性黄疸。黄疸按原因可分为溶血性、肝细胞性和梗阻性黄疸；按发病机制可分为胆红素产生过多性、滞留性及反流性黄疸；按病变部位可分为肝前性、肝性和肝后性黄疸；按治疗观点又可分为内科性和外科性黄疸。较为合理的是按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两大类，然后再按病因、发病机制等细分。黄疸发生的机制如下：（一）胆红素形成过多胆红素在体内形成过多，超过肝脏处理胆红素的能力时，大量未结合胆红素即在血中积聚而发生黄疸。未结合型胆红素形成过多的原因包括溶血性与非溶血性两大类。临床上任何原因引起大量溶血时，红细胞破坏释放的大量血红蛋白即成为胆红素的来源。非溶血性的胆红素形成过多则多见于无效造血而产生过多胆红素。（二）肝细胞处理胆红素的能力下降这包括：肝细胞对胆红素的摄取障碍；肝细胞对胆红素的结合障碍（肝细胞中葡萄糖醛酸基转移酶活性降低）；肝细胞对胆红素的排泄障碍（肝内胆汁淤滞、乙醇性肝炎等）。（三）胆红素在肝外的排泄障碍，逆流入血而引起黄疸新生儿生理性黄疸的成因有下述几方面：新生儿肝细胞内葡萄糖醛酸基转移酶活性不高；胆红素在新生儿体内产生较多；新生儿肝细胞内缺乏Y蛋白，故摄取胆红素的能力也比成人差，这些都可能促使新生儿生理性黄疸的发生。表10-10高未结合胆红素血症的疾病（一）胆红素生成增加1、溶血性黄疸（1）新生儿溶血性黄疸（血型不合妊娠）（2）遗传性异常血红蛋白病：镰状细胞贫血、珠蛋白生成障碍性贫血（3）红细胞膜异常症：遗传性球形红细胞症、遗传性椭圆形红细胞症（4）先天性红细胞酶异常症：丙酮酸激酶缺损症、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺损症2、早期胆红素的增加（1）原发性早期高胆红素血症（2）先天性骨髓性卟啉症（二）肝内胆红素处理功能异常1、结合酶活性低（1）新生儿高胆红素血症（2）肝未成熟迁延性新生儿黄疸（3）Grigler-Najjar综合征（肝葡萄糖醛酸基转移酶缺陷）2、结合障碍（1）哺乳性黄疸：母乳中孕烷3，20-二醇对葡萄糖醛酸基转移酶的抑制所引起（2）Lucey-Driscoll综合征：孕烷二醇等对葡萄糖醛酸基转移酶的抑制所引起3、肝的摄取机制及向肝细胞内转运障碍（1）Gilbert综合征：先天性或家族性葡萄糖醛酸基转移酶活性低下，肝细胞膜的异常或肝细胞内色素结合蛋白的异常，引起胆红素在肝细胞内转运的障碍（2）先天性甲状腺功能低下症：肝排泄胆红素功能降低，新生儿黄疸症状长期持续4、胃肠道狭窄或闭锁表10-11高结合胆红素血症的疾病（一）肝细胞损伤1、乳儿肝炎2、急性肝炎（1）病毒性肝炎：血清性肝炎、传染性肝炎、水疱疹性肝炎、先天性风疹症候群、卵黄囊-B病毒肝炎、腺病毒感染、巨细胞病毒肝炎等（2）细菌感染并发的肝炎、败血症、肺炎、肾盂肾炎（3）先天性梅毒（4）弓形体病3、慢性肝炎4、肝硬化（二）由肝细胞向毛细胆管排泄的异常1、Dubin-Johnson综合征2、Rotor综合征（三）肝内胆汁淤滞1、先天性肝内胆管闭锁症2、总胆管性肝炎3、原发性胆汁性肝硬化4、Byler病引起的先天性肝内胆管闭锁（四）肝外胆汁淤滞1、肝外胆道闭锁症2、总胆管扩张症（五）由先天性代谢异常所引起的非溶血性黄疸1、半乳糖血症2、酪氨酸血症3、1-抗胰蛋白酶缺乏症4、果糖血症五、黄疸的鉴别试验1、高结合胆红素性黄疸与高未结合胆红素性黄疸的鉴别依靠结合胆红素与未结合胆红素的分别定量。高结合胆红素性黄疸血中结合胆红素增高，高未结合胆红素性黄疸时则血中未结合胆红素增高；高结合胆红素性黄疸时尿中胆红素阳性，胆素原视病因而异，可以增加（肝炎）、减少或消失（梗阻）；高未结合胆红素性黄疸时，尿中胆红素阴性，尿中胆素原增加。2、梗阻与非梗阻性（肝细胞性）高结合胆红素性黄疸的鉴别可联合应用反映胆道梗阻（ALP、LAP、-GT、血清总胆固醇、总胆汁酸）及肝细胞损伤（ALT、AST、LDH活性、血清总蛋白及白蛋白定量等）的检验指标来加以鉴别。3、肝内淤滞与肝外梗阻性黄疸的鉴别可应用病史、肝功能试验、泼尼松治疗试验、苯巴比妥治疗试验等进行鉴别。对于原发性胆汁性肝硬化，其发病可能与免疫机制有关，胆管的抗原与来自肝门静脉的抗体反应，并与补体结合在胆道被吸附，在胆道壁形成免疫复合物。原发性胆汁性肝硬化血中ALP活性增高，-GT及5-核苷酸酶活性增高，IgM增高，抗线粒体抗体阳性。关于肝内性胆汁淤滞与肝外梗阻性黄疸的鉴别见表10-12。4、溶血性、肝细胞性及梗阻性黄量的鉴别（见表10-13）。表10-12肝内胆汁淤滞与肝外梗阻性黄疸的鉴别肝内胆汁淤滞肝外梗阻性黄疸症状肝炎样发病常有发热，疼痛血沉正常加快白细胞数正常正常或增加血中胆红素不定一般较高血清ALP（KA单位）多在30单位以下30单位以上高值血清胆固醇不定一般较高尿中（靛甙）尿蓝母阴性阳性药物引起常有无对肾上皮质激素的反应常有无胆道造影肝外胆管