组织和体液中的酶

1. 组织和体液中的酶 广州医学院医学检验系 临床生化教研室

2. 前言 • 人体内已知的酶有2 000种以上，这些酶不仅在组织分布上存在种族和器官差异，而且在细胞内有严格的布局和定位，在细胞内外也有明显浓度梯度差。 • 正常情况下，体液中酶活性相对较低且较恒定，这是多种因素共同作用的结果。

3. 临床诊断常用血浆酶的主要来源

4. 本节内容 • 一、正常血浆中的酶 • （一）正常血浆中酶的动态 • （二）影响正常血浆酶活性的酶分子因素 • （三）影响正常血浆酶的生物学因素 • 二、血浆酶的病理性变化 • （一）酶合成异常 • （二）酶释放增加 • （三）酶排出异常 • 三、血浆中的巨酶 • 四、其他体液中的酶

5. 一、正常血浆中的酶 • （一）正常血浆中酶的动态 • （二）影响正常血浆酶活性的酶分子因素 • （三）影响正常血浆酶的生物学因素

6. 1.正常血浆酶的来源 • 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。

7. （1）血浆特异酶： • 此类酶属血浆蛋白的固有成分，在血浆中发挥特定的催化作用，是血浆固有的酶。如凝血酶原、纤溶酶原等，它们属于蛋白酶的凝血与抗凝血因子。它们大多数在肝脏合成，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。当肝功能减退时，可见血浆中这些酶活性降低。

8. （2）非血浆特异酶： • 这类酶在血浆中浓度很低，并且在血浆中很少发挥催化作用。可进一步再分为： • ①外分泌酶，此类酶指来源于消化腺或其他外分泌腺的酶。如胰淀粉酶等。它们在血液中含量与相应的分泌腺的功能及疾病有关。

9. ②细胞内酶，此类酶指存在于各组织细胞中，参与物质代谢的酶类。这类酶大部分无器官专一性，称非器官特异性酶；只有小部分来源于特定的组织，有器官专一性，称器官特异性酶。这类酶细胞内外浓度差异悬殊，病理情况下极易升高。红细胞、血小板、肌肉、心、肝、肾和中枢神经系统等是正常血浆中各种酶的重要来源。②细胞内酶，此类酶指存在于各组织细胞中，参与物质代谢的酶类。这类酶大部分无器官专一性，称非器官特异性酶；只有小部分来源于特定的组织，有器官专一性，称器官特异性酶。这类酶细胞内外浓度差异悬殊，病理情况下极易升高。红细胞、血小板、肌肉、心、肝、肾和中枢神经系统等是正常血浆中各种酶的重要来源。 • ③其他酶，凡不属于上述范围的酶，如骨型ALP等。

10. 2.正常血浆酶的去路 • 一般认为，血液中酶的清除方式与其他血浆蛋白质类似，但是具体清除途径尚不十分明了。 • 血浆酶主要是在血管内失活或分解。 • 尿液则是小分子酶排出的途径。相对分子量＜7～8万的血浆酶，如胃蛋白酶原（相对分子量4.5万）可以从肾小球滤过并排出，但相对分子量较大的LD（13.5万）、ALP（8.9万）等则不能从肾小球滤过并排出。 • 由于血浆酶消失速率因人不同，因酶而异，故在诊断学中尤应注意各种酶的变化时间特点，以免误诊。

11. （二）影响正常血浆酶活性的酶分子因素

12. 1.细胞内外酶浓度的差异 • 细胞膜内外的酶浓度差是驱使酶向外释出的动力。酶浓度差愈大，释出的速度愈快；反之则愈小、愈慢。细胞膜内外酶浓度差因酶而异，且随组织不同而不同。如肝细胞内LD较细胞外液高3 000倍以上，而RBC中此酶为血浆的200倍。

13. 2.酶的相对分子量 • 酶的相对分子量大小反映了酶分子的大小，是影响细胞内酶释出的关键，各种酶从胞内释出的速度与酶的相对分子量成反比。例如在AMI时，血中最先升高的CK分子量为8.5万，而分子量为12.5万的LD出现升高明显推迟。

14. 3.酶的组织分布 • 含酶量高且血流丰富的组织器官，其细胞内酶进入血流的可能性较大。如AST、ALT和CK三种酶分别以心、肝和骨骼肌含量最丰富。测定血浆中某一器官内含量丰富又易释出的酶，能提高对该器官疾病诊断的灵敏度和阳性率。测定只存在于某一脏器的特异性酶，有助于提高对该器官疾病诊断的特异性和减少假阳性。

15. 4.酶在细胞内的定位和存在形式 • 定位于细胞溶胶的酶（如ALT）比其他细胞器内的酶（如线粒体中的 ASTm）更易透出细胞，有些酶在细胞内可能和结构蛋白结合，或以多酶复合物的形式存在，因而较难释出细胞。酶在细胞内的定位和存在形式是决定其诊断敏感性，也是了解病情轻重的重要依据。

16. 5.酶的半寿期 • 酶失活至原来活性一半时所需时间称为酶的半寿期（T1/2）。半寿期可用来代表酶从血中清除的快慢。凡半寿期长的酶，在血浆升高的幅度大，维持时间长。

17. 人体血浆常用酶或同工酶的半寿期比较 • 表02-2

18. （三）影响正常血浆酶的生物学因素

19. 1.性别 • 大多数血浆酶的男女性别差异不大，但少数酶，如CK、ALP及-GT等，男性高于女性。因此不能以一个参考值作为判断标准。性别差异也见于同工酶，如年轻女性血浆LD1 含量明显高于老年女性和各种年龄的男性。

20. 2.年龄 • 不少酶在儿童时期与成人有所不同，例如CK出生24小时内可为成年人的3倍，到婴儿时降为两倍，到青春期降到成年人值。ALP和ACP也有类似的情况。

21. 碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的年龄差异（K-A法，IU） • 表02-3

22. 3.饮食与药物 • 虽然血浆中大多数酶不受进食的影响，测定酶活性不一定需要空腹采血。但饮食2h后，有些酶活性会增高，例如，ALT增高10%，AST增高20%。酗酒可损伤肝线粒体，引起血清GLD、AST、ALT和-GT活性升高。许多药物也可致酶水平升高，如服用大量VitC后，血浆ALP、LD活性升高。

23. 4.运动 • 剧烈的肌肉运动可使血清中多种酶，如CK、LD、AST和ALT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。因此，抽血检验前不宜过度运动，以免引起误差。

24. 健康人激烈运动停止后休息时的血浆酶活性的变化情况健康人激烈运动停止后休息时的血浆酶活性的变化情况

25. 5.妊娠与分娩 • 妊娠期出现一系列生理变化，也可引起一些酶升高。妊娠时胎盘组织可分泌一些酶进入母体血液，如耐热ALP、LD、LAP和ALT（少数）等，引起血浆中这些酶升高。在妊娠后期（7～9月）更为明显。AST、LD及CK活性虽在妊娠期正常，但在分娩时因子宫肌肉强烈收缩，可导致活性升高；同工酶分析发现，除CK-MM外，CK-BB亦增高，这些变化与心肌损伤无关。

26. 6.其他 • 血浆中的某些酶活性与体位改变有关，例如，卧床后ALP活性可略降低，长期卧床还可使CK活性下降。此外，一些酶活性还与体重、身高的增长、昼夜变化及家庭因素等有关。

27. 二、血浆酶的病理性变化 • （一）酶合成异常 • （二）酶释放增加 • （三）酶排出异常

28. （一）酶合成异常 • 酶合成异常包括合成减少和合成增多。 • ①血浆固有酶大部分由肝脏合成，肝功能损害时，其合成酶的能力受损，血浆中相应酶减少，慢性肝病时更为显著。例如肝病时， LCAT、ChE和清蛋白一样，在血浆中的浓度均降低。 • ②细胞对血浆酶的合成增加或酶的诱导作用是血浆酶活性升高的重要原因。如成骨肉瘤及佝偻病，可因成骨细胞增生，合成分泌更多的ALP而使血浆中此酶升高。

29. （二）酶释放增加 • 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。炎症、缺血、坏死、创伤和肿瘤等是细胞释放大分子酶蛋白的重要原因。 • ①感染性炎症可引起细胞膜通透性增大。可能的原因是入侵微生物的代谢物（如毒素）直接损伤细胞膜；炎症时电解质浓度增大、渗透压升高、流体静水压改变，以及pH变化也可损伤细胞膜，使细胞内酶释出增加。

30. ②缺血均伴有缺氧，进一步可导致酸中毒和细胞水肿等。这些变化均能使细胞膜和线粒体膜破坏，溶酶体内大量的水解酶释出至细胞溶胶，直接作用于胞膜使其通透性升高，促进酶从细胞内向外溢出，但其速度和数量受多种因素影响。②缺血均伴有缺氧，进一步可导致酸中毒和细胞水肿等。这些变化均能使细胞膜和线粒体膜破坏，溶酶体内大量的水解酶释出至细胞溶胶，直接作用于胞膜使其通透性升高，促进酶从细胞内向外溢出，但其速度和数量受多种因素影响。 • ③溶酶体和线粒体内酶的释出，可引起细胞自溶，酶全部释出血流，故临床上在血液中测到含线粒体酶时，标志细胞已坏死，病情较为严重。

31. ④肌肉创伤、手术性大组肌群损伤、肌肉感染（如严重蜂窝组织炎）、惊厥、癫痫发作、分娩，乃至肌肉注射，均可引起细胞内酶的直接释放，也涉及因缺氧增大细胞膜的通透性的间接影响。④肌肉创伤、手术性大组肌群损伤、肌肉感染（如严重蜂窝组织炎）、惊厥、癫痫发作、分娩，乃至肌肉注射，均可引起细胞内酶的直接释放，也涉及因缺氧增大细胞膜的通透性的间接影响。 • ⑤肿瘤（主要是恶性肿瘤）引起血清或体液中某些酶活性升高，与肿瘤的代谢特点、血管因素、机械压迫、诱导作用、细胞膜的通透性改变等多种因素有关。

32. （三）酶排出异常 • 血浆中的淀粉酶（约占AMY总活性的24%）由肾脏排出。肾功能减退时，血浆AMY活性升高可能因酶排泄障碍而在血液中滞留所致。胆道梗阻时，血清ALP升高的原因是梗阻区ALP合成加强，ALP排泄受阻而逆流入血。但对于大多数酶而言，并不存在酶经肾脏或胆道排出异常而导致血清酶升高的这种清除机制。

33. 此外 • 酶活性降低除与酶合成减少有关外，血液含抑制物、代谢紊乱、药物、遗传性酶缺陷等原因也可使血浆酶活性下降。例如安妥明、硫唑嘌呤、巯甲丙脯酸等药物可抑制酶的合成，又可增加胆汁排出加速对酶的清除（如ALP、-GT）。

34. 三、血浆中的巨酶 • 血浆中有时可出现相对分子质量远大于正常酶分子的一些酶，通常称为巨分子酶或酶的大分子形式，简称为巨酶（macroenzyme）。 • 血浆中的巨酶形式有巨乳酸脱氢酶（MLD）、巨肌酸激酶（MCK）、巨淀粉酶（M-AMY）、巨-谷氨酰转移酶（Mγ-GT）、巨天门冬氨酸转氨酶（MAST）、巨丙氨酸转氨酶（MALT）和高相对分子质量碱性磷酸酶（HMW-ALP）等

35. 血浆中的巨乳酸脱氢酶 • 是由一型或数型LD同工酶与一分子的免疫球蛋白（IgA、IgG或IgM）形成的复合物；也可以是LD与β-脂蛋白形成的复合物；还可以由各型LD同工酶自行聚合而成。LD与免疫球蛋白形成的复合物中，与IgA结合者最为常见（占60%），其余是与IgG结合形成复合物（约占1/3），与IgM结合形成的复合物则较罕见。

36. MLD的发生率低于0.1‰，高LD血浆活性的患者出现MLD的机率增高。健康人以及患有多种疾病（包括自身免疫性疾病）的患者，均可出现MLD。MLD的出现虽不与任何特定疾病有关，但多见于有慢性心血管疾病、重度休克的老年患者，或见于严重的肝病患者，是严重肝损伤的血清标志物。一旦出现MLD，病人的预后甚差，死亡率极高。MLD的发生率低于0.1‰，高LD血浆活性的患者出现MLD的机率增高。健康人以及患有多种疾病（包括自身免疫性疾病）的患者，均可出现MLD。MLD的出现虽不与任何特定疾病有关，但多见于有慢性心血管疾病、重度休克的老年患者，或见于严重的肝病患者，是严重肝损伤的血清标志物。一旦出现MLD，病人的预后甚差，死亡率极高。

37. 血液中的巨肌酸激酶 • 有两型，即MCK-Ⅰ和MCK-Ⅱ，相对分子量均大于20万。MCK-Ⅰ是1分子免疫球蛋白（常为IgG或IgA）与2分子CK（几乎全是CK-BB）结合而成，部分起源于血管壁，约占总活性的10%。发生率约0%～2%，是脑组织长期缺氧后释放的CK-BB在血中与免疫球蛋白聚合的结果。

38. 血清MCK-Ⅱ又称为线粒体型CK（CK-M或MCK-mt），其检出率为住院病人的3.7%，约占总活性的20%。MCK-Ⅱ主要来自肝脏和肿瘤组织，是由于细胞膜和线粒体膜严重破坏，细胞高速增殖或分解，肿瘤细胞线粒体内合成增多并释放进入血液，在血液中聚合所致。血清MCK-Ⅱ又称为线粒体型CK（CK-M或MCK-mt），其检出率为住院病人的3.7%，约占总活性的20%。MCK-Ⅱ主要来自肝脏和肿瘤组织，是由于细胞膜和线粒体膜严重破坏，细胞高速增殖或分解，肿瘤细胞线粒体内合成增多并释放进入血液，在血液中聚合所致。

39. 血液中的巨淀粉酶 • 可由血浆中正常的AMY发生聚合而成，或由AMY与免疫球蛋白以非共价键形式形成复合物，也可由AMY与多糖形成底物-多糖复合物。发生率约1%-10%。目前还未证实MAMY与某种疾病的特定关系或诊断价值，但血AMY长期增高而尿AMY正常又无肾功能损害时，应考虑MAMY的可能性，切勿误诊为胰腺炎。

40. 四、其他体液中的酶 • 早在18世纪后期已经知道尿液中含有酶。由于尿液量大、易得，检测尿液酶及其同工酶不仅可以灵敏地反映机体脏器的病变，而且能反映泌尿系统有无损害、病变程度、感染部位及疗效等，故尿液酶及其同工酶的检测已成为诊断酶学的重要领域。此外，临床上还对脑脊液、胸腔及腹腔积液、羊水、心包积液、消化液、支气管肺泡灌洗液、生殖系统分泌液、泪液、关节液和乳汁中的酶进行检测。

41. 血液以外其他体液中常见的酶 • （见表02-4）。

42. 谢谢！