诊断酶学

诊断酶学的发展简史1908 年测尿 AMY活力——诊断急性胰腺炎；30 年代 ALP用于诊断骨骼疾病和肝脏疾病；50 年代用分光光度法建立连续监测酶活性方法使诊断酶学有了飞跃发展；

70 年代初，逐步将注意力集中到同工酶测定上；随着免疫学和技术方法的进展，用抗原抗体反应有可能直接测定微量的酶蛋白。

第一节 酶的概念与特征

一、酶的组成、结构和功能

（一）酶的本质与特性 由活细胞产生的可在细胞内外起催化作用的蛋白质。 （生物催化剂）

Enzymes are proteins that have catalytic properties owing to their powers of specific activation of their substrates.

酶催化特点高度的特异性高催化效率催化作用的可调节性

体外：浓硫酸，煮沸， 20h 以上蛋白质 氨基酸 体内： pH7.4， 37℃， 1～ 2h

（二）酶的结构与功能单纯酶结合酶 酶蛋白（ apoenzyme ） 辅因子（ cofactor ）辅酶（ coenzym

e ） 辅基（ prosthetic

group ）

辅酶 （ coenzyme ）的概念 非蛋白质部分 ------ 酶蛋白 非共价键 透析、超滤能分离

辅基 (prostheticgroup) 的概念 非蛋白质部分 ------ 酶蛋白 共价键 透析、超滤不能分离

Binding of a substrate to an enzyme at the active site. The enzyme chymotrypsin is shown, bound to a substrate (in blue). Some key active-site amino acids are shown in red.

二、酶的催化作用机制

（一）活化能 使作用物由一般状态转化为活化状态所需的能量称为活化能（ activation energy ）。

（二）酶降低活化能的作用机制 酶通过与底物形成一种或多种中间复合物来降低反应的活化能 .

Lock-and key model was developed by Emil Fischer (Fischer projections) in 1895.

Induced-fit hypothesis was proposed in 1959 by Daniel Koshland.

三、酶的命名、分类与编号（一）酶的命名1.习惯命名法根据酶所催化的底物、反应的性质以及酶的来源等进行命名。例如：乳酸脱氢酶

2.系统命名法即 EC命名法，系统名称标明酶的底物与反应性质，底物名称之间以“：”分隔开。例如： L 乳酸： NAD+氧化还原酶

（二）酶的分类与编号1. 氧化还原酶（ oxido-reductases)

2. 转移酶 (transferases)

3. 水解酶 (hydrolases)

4. 裂合酶或裂解酶 (lyases)

5. 异构酶 (isomerases)

6. 合成酶或连接酶 (synthetases or ligases)

44 个数字分类酶编号个数字分类酶编号 EE 、、 CC 、、 22 ，， 77 ，， 11 ，， 11

国际酶学委员会国际酶学委员会 类类 亚类亚类 亚亚类亚亚类 亚亚类中亚亚类中

的排号的排号

第二节 血清酶

一、血清酶的来源（一）血浆特异酶：作为血浆蛋白的固有成分，在血浆中发挥特定的催化作用的酶类。如凝血酶原、 LCAT等

有明确的生理功能；含量高于其他组织。

（二）非血浆特异酶：在血中不起任何生理作用；浓度明显低于组织和细胞中含量。

1. 外分泌酶：血清中来源于外分泌腺的酶。2.细胞酶：存在于机体各种组织细胞中进行物质代谢的酶类。如转氨酶、 LD等

二、血清酶的去路1.血清酶的半寿期 酶失活至原来活性一半时所需时间称为酶的半寿期（ T1/2）。一般以血中酶的半寿期 (half life)代表酶从血中清除快慢。

2.血清酶的失活和排泄 主要在血管内失活或分解。

三、血清酶变化的病理机制

（一）酶合成异常 对于血浆特异酶，酶合成下降是引起血中酶变化的重要因素。

1. 合成减少：肝功能损伤 2. 合成增多：恶性肿瘤

（二）酶释放增加 酶从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理。

主要原因： 缺氧 能量供应缺乏 缺血、炎症、坏死、肿瘤

细胞内外酶浓度的差异酶蛋白分子量的大小酶的组织分布酶在细胞内定位与存在形式

（三）酶排出异常 肾功能减退时，血清 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。

四、血清酶的生理差异1. 性别2. 年龄3. 进食4. 运动5. 妊娠与分娩6. 其他

第四节、酶活性浓度的测定技术

一、酶活性浓度的测定固定时间法连续监测法平衡法

1 、固定时间法（两点法） 测定反应开始后某一时间内（ t1 到t2）产物或底物浓度的总变化量来求取酶反应初速度的方法。

特点：需加终止剂； 应做预试验确定线性时间； 比色计或分光光度计无需保温装置。

2 、连续监测法（动力学法或速率法） 连续测定（每 15s-20min监测一次）酶反应过程中某一反应产物或底物的浓度随时间的变化来求出酶反应初速度的方法。

特点：结果准确； 无需终止反应； 仪器必须有保温装置； 产物或底物应是可直接测定的化合物。

3 、平衡法（终点法） 通过测定酶反应开始至反应达到平衡时产物或底物浓度总变化量来求出酶活力的方法。

特点：无需终止反应； 反应时间长，影响因素多； 适合零级反应期很短的酶促反应。

酶单位：反映在某一特定条件下使酶促反应达到某一速度所需要的酶量。 惯用单位国际单位（ IU ）：每分钟能催化 1微摩尔 底物的酶量为 1个国际单位。Katal 单位：在确定的最适反应条件下每秒钟催化一个摩尔底物变化所需要的酶量。

1 Katal=60×106IU

二、标本的采集、处理与贮存 1. 避免体外溶血 2. 一般采用血清标本 3. 酶蛋白不稳定，易失活

第五节 酶的免疫化学测定

免疫化学测定的优缺点

第六节 同工酶和亚型测定

同工酶 (isoenzyme) 的分析可分为两步： 1. 精确地分离出各同工酶组分； 2. 测定酶的总活性和各同工酶组分的活性。

电电泳泳法法

（（ ++ ））（—）（—）

例如， LDH同工酶

LDH2 、 LDH3 、 LDH4 、 LDH5都比 LDH1 有较多的碱性氨基酸，在 pH8.6的巴比妥缓冲液中 LDH1带有更多的负电荷，因而向阳性泳动最快。

二、层析法

常用吸附柱层析、离子交换柱层析、凝胶过滤和亲和层析等。

三、免疫化学法

同工酶的一级结构不同，免疫化学性质也不同。

抗原决定簇不同的同工酶可用特异的免疫反应来识别。

四、动力学分析法

测定动力学参数是同工酶研究不可缺少的步骤，并且有些动力学分析法因其简便易行而用于临床实验室。

广泛利用酶诊断的原因

1. 酶活力的变化早于临床体征或其他诊断指标；

2. 测定酶活力的方法灵敏度、准确性较好。

诊断酶学的作用：

各种疾病的诊断、预后和随访观察

血清酶的选择原则：

可靠、可行的测定方法 特异性、灵敏度高——明确诊断和早期诊断

第八节 临床常用血清酶、同工酶及亚型

Ⅰ. 肝细胞损伤的酶类

1. 转氨酶 —— 丙 氨 酸 氨 基 转 移 酶（ ALT ）、天冬氨酸氨基转移酶（ AST ）

（ 1）分布特点AST含量多少顺序：心脏、肝、骨骼肌、肾ALT含量多少顺序：肝、肾、心、骨骼肌

（ 2）在各类肝细胞疾病中的变化 ALT主要存在于细胞质中；AST主要存在于线粒体中；病毒性肝炎： ALT AST重症肝炎： ALT AST肝硬化： ALT轻度增高， AST增高程度常超过 ALT

2. 谷氨酸脱氢酶（ GLDH ） 分布：肝细胞含量最丰富 临床意义：肝小叶中央区坏死指标（四氯 化碳中毒，转氨酶 /GLDH ）

酒精性肝损伤诊断

3. 胆碱酯酶（ ChE ） 主要由肝脏合成分泌入血，是肝脏合成蛋白质功能的指标

肝病时， ChE合成下降，血清 ChE

Ⅱ.胆道梗阻的酶类

1.碱性磷酸酶（ ALP ） 阻塞性黄疸病人血清 ALP活性升高 完全梗阻 >>不完全梗阻 肝外阻塞 >>肝内阻塞 癌性梗阻 >>良性梗阻

2. - 谷氨酰转肽酶（ -GT ）胆管梗阻的指标，灵敏度及阳性率优于 ALP

3. 5'-核苷酸酶（ 5'-NT ）

Ⅲ. 肝纤维化的酶——单氨氧化酶（ MAO ） 一类存在于肝肾等组织的线粒体中； 一类存在于结缔组织，与原胶原分子聚合成胶原纤维有关。

Ⅳ.　心肌梗死的血清酶

⒈ AST 、 LD和 CK的比较

  分布 特异性

AST 分布广泛，心肌含量最高

不高

CK 存在于骨骼肌、心肌、脑中

较高

LD 分布广泛 不高

⒉ AST 、 LD、 CK同工酶

① AST同工酶c-AST——细胞质m-AST——线粒体

② LD同工酶（ 1）类型（ 2）正常与疾病时的特点 正常血清： LD2＞ LD1＞ LD3＞ LD4＞ LD5

心梗： LD1＞ LD2＞ LD3＞ LD4＞ LD5

③CK同工酶 (1). 类型 肌酸激酶（ CK）亚基及其同工酶

(2). CK-MB对诊断心梗的特异性高

CK 亚基 CK 同工酶 主要的组织部位

M MM 骨骼肌

B MB 心肌

BB 脑和结肠

Mt MtMt 肌肉、脑和结肠

CK-MB mass 的免疫测定（示意图）

⒊急性心梗后三者变化情况

  升高时间 达峰时间 持续时间

CK-MB

发病后 4-8h 发病后24h

48h

AST 其次 其次  

LDH 最晚 较晚 5-6天

Ⅴ.　胰腺疾病的血清酶 ——- 淀粉酶（ AMY ）急性胰腺炎： 2-12小时 AMY明显 12-72小时 达到高峰 持续 3-4 天，一周内恢复

Ⅵ.　骨骼疾病的血清酶

——碱性磷酸酶（ ALP ） 分布：肝、肾、骨骼等

Ⅶ.　前列腺疾病的血清酶

——酸性磷酸酶（ ACP ）

  

主要临床疾病 酶

肝实质疾病 ALT 、 AST 、 ChE 、 GLDH 、 LDH

肝胆疾病 -GT 、 5’-NT 、 ALP

心肌梗死 AST 、 CK 、 LDH

胰腺疾病 AMY

骨骼疾病 ALP

前列腺癌 ACP 、 PSA

目的与要求 掌握：血清酶变化的病理生理机制； 临床诊断中常用的血清酶类 及其同工酶。 熟悉：心肌梗死和肝胆疾病的酶学诊断； 酶活性浓度测定技术。 了解：血清酶的分类。

转氨酶

HH

MM

LD1 LD2 LD3 LD4 LD5

Emil Fischer proposed the Lock and Key hypothesis. It suggested that there is an exact fit between the substrate and the active site of the enzyme, in the same way that a key fits into a lock very precisely. The two molecules from a temporary structure called the enzyme-substrate complex.

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