神經(jīng)及精神疾病的生物化學(xué)檢驗(yàn)

1、神經(jīng)及精神疾病的生物化學(xué)檢驗(yàn),掌握：腦脊液蛋白質(zhì)、葡萄糖、氯化物、酶類的檢測(cè)熟悉: 血腦屏障的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；腦脊液的形成及功能了解：常見神經(jīng)系統(tǒng)疾病的生物化學(xué)檢驗(yàn),本章教學(xué)要求：,2,3,第一節(jié) 概述,神經(jīng)系統(tǒng)是由神經(jīng)元相互聯(lián)系組成的錯(cuò)綜復(fù)雜的電－化學(xué)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)；人的神經(jīng)系統(tǒng)分成兩個(gè)部分，中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)；多種原因?qū)е律窠?jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能改變，都可能導(dǎo)致神經(jīng)、精神疾病。,4,一、血腦屏障的組成與功能,5,3.血腦屏障的功能

2、,腦外傷、出血、梗死、缺氧、炎癥、腫瘤等可使血腦屏障遭到破壞； 血管內(nèi)皮細(xì)胞的緊密連接程度破壞，局部毛細(xì)血管通透性增高，使蛋白及大分子物質(zhì)、離子、細(xì)菌、病毒等通過血腦屏障進(jìn)入腦組織。,4.血腦屏障受損和影響,控制血漿各種溶質(zhì)選擇性通透； 介導(dǎo)血液與腦組織之間的物質(zhì)交換； 確保中樞神經(jīng)元代謝和正常功能。,,,6,7,脈絡(luò)叢上皮細(xì)胞對(duì)各種物質(zhì)的選擇性：★ 最易通過物質(zhì)： 氯、鈉、鎂離子及乙醇★ 不易通過物質(zhì)：

3、清蛋白、葡萄糖、鈣離子 、乳酸、氨基酸、尿素和肌酐★ 不能通過： 纖維蛋白、補(bǔ)體、抗體、某些藥物、膽紅素、膽固醇,二、腦脊液的生成與作用,1.腦脊液的概念,2.腦脊液的生成,腦脊液是充滿在各腦室、蛛網(wǎng)膜下腔和脊髓中央管內(nèi)的無色透明液體。,9,左、右側(cè)腦室脈絡(luò)叢（95%）—經(jīng)室間孔→第三腦室—經(jīng)中腦水管→第四腦室—經(jīng)外側(cè)孔、正中孔→蛛網(wǎng)膜下隙、流向大腦背面，蛛網(wǎng)膜?！鲜笭罡]→竇匯→左右橫竇→左右乙狀竇→頸內(nèi)靜脈,蛛網(wǎng)膜下腔,

4、3.腦脊液的功能,腦脊液的性狀和成分發(fā)生改變； 腦脊液的循環(huán)路徑受阻，顱內(nèi)壓力將增高。,4.腦脊液的改變,緩沖壓力，保護(hù)腦組織； 為腦組織提供營養(yǎng)，運(yùn)走代謝產(chǎn)物； 維持腦組織的滲透壓及酸堿平衡； 調(diào)節(jié)顱內(nèi)壓力。,腦 脊 液 的 變 化,10,三、中樞神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)生長因子,1.神經(jīng)遞質(zhì)的概念,神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與靶細(xì)胞之間發(fā)揮信號(hào)傳遞作用的特定化學(xué)物質(zhì)。,2.中樞神經(jīng)遞質(zhì)的分類,神經(jīng)遞質(zhì) （neurotransmi

5、tter）,膽堿類 兒茶酚胺類 吲哚類 氨基酸類 多肽類 氣體類,11,,,主要中樞神經(jīng)遞質(zhì)及其功能,12,3.神經(jīng)生長因子,神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）是一類影響神經(jīng)元生存和發(fā)育、誘導(dǎo)神經(jīng)元分化的生物活性物質(zhì)，對(duì)神經(jīng)元在發(fā)育時(shí)的生長、分化，以及成年神經(jīng)元的維持具有重要作用。,13,神經(jīng)營養(yǎng)因子（neurotrophin factor，NTF）是一組能促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長、增殖、延長其生存時(shí)間并

6、調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞分化和形態(tài)重塑的特異性內(nèi)源性信號(hào)蛋白。在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中，神經(jīng)纖維的生長受其環(huán)境中起營養(yǎng)作用的信號(hào)因子(神經(jīng)生長因子)和抑制性信號(hào)因子(神經(jīng)生長抑制因子)的共同調(diào)控。,4.神經(jīng)營養(yǎng)因子,14,四、神經(jīng)精神疾病發(fā)生的生化機(jī)制,1.神經(jīng)組織的生化代謝特點(diǎn),糖代謝：有氧氧化供能，磷酸戊糖途徑和中間代謝活躍； 蛋白質(zhì)代謝：含量高，種類多，轉(zhuǎn)換快，功能重要； 脂類代謝：磷脂為主，并含有較多的糖鞘脂和膽固醇，大部分在腦內(nèi)合成，少

7、量來自膳食；,15,核酸代謝： RNA的含量特別高，代謝速度快慢與神經(jīng)系統(tǒng)所處功能狀態(tài)相關(guān)，生長因子、生長激素等可促進(jìn)更新；能量代謝：主要靠葡萄糖的氧化供能，低血糖情況下也可以利用酮體；對(duì)缺糖和缺氧均極敏感，血糖下降50%即可致昏迷，中斷血流幾分鐘就可引起死亡；ATP的水平高，合成和利用快，以磷酸肌酸(CP) 形式貯存。,16,2.神經(jīng)變性病及其發(fā)生機(jī)制,神經(jīng)變性病（neurodegenerative disorder）

8、 是指以神經(jīng)元變性為主要病理改變的一類慢性疾病，可累及大腦、小腦、腦干和脊髓等不同部位。其特點(diǎn)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)某種或某些特定部位神經(jīng)元進(jìn)行性變性以至壞死，伴胞質(zhì)內(nèi)結(jié)構(gòu)紊亂，但無炎癥或異常物質(zhì)堆積。,神經(jīng)元,17,神經(jīng)變性病的發(fā)病機(jī)制： 基因突變； 能量代謝缺陷； 自由基分子代謝異常； 神經(jīng)遞質(zhì)的異常； 鈣離子通道異常開放。,18,第二節(jié) 神經(jīng)及精神疾病的生化檢驗(yàn),一、腦脊液蛋白質(zhì),（一）腦脊液總蛋白檢查,CSF蛋白總量

9、隨年齡增長而增加，但新生兒較高，為1 g/L，早產(chǎn)兒可高達(dá)2g/L。CSF蛋白質(zhì)定量方法有雙縮脲法、考馬斯亮藍(lán)法、鄰苯三酚紅鉬絡(luò)合法等； 正常成人超過450mg/L，一般是病理性的增高。腦膜炎、腦炎、腦脊液循環(huán)梗阻、腦軟化、腫瘤、退行性病變等，腦脊液蛋白均可增加。,19,檢測(cè)方法,雙縮脲法、凱氏定氮法、染料結(jié)合法、比濁法、酚試劑法、直接紫外吸收法,參考區(qū)間,腰池液為（150- 450）mg/L腦池液為（100- 250）mg/L，

10、腦室液為（50-150）mg/L；,20,臨床意義,1、化膿性腦膜炎、流行性腦膜炎蛋白質(zhì)含量為3-6.5g/L。2、結(jié)核性腦膜炎：刺激癥狀期為0.3-2g/L；壓迫癥狀期為1.9-7g/L；麻痹期為0.5-6.5g/L3、腦炎蛋白質(zhì)含量為0.5-3g/L。4、引起脊髓蛛網(wǎng)膜炎與脊髓腫瘤等，其蛋白質(zhì)含量可在1g/L以上5、腦軟化、腫瘤、退行性變，腦脊液蛋白可增至0.25-0.8g/L。,21,（二）腦脊液蛋白質(zhì)電泳,腦脊液蛋白電

11、泳組分及其變化的臨床意義,,白蛋白指數(shù) =,IgG和白蛋白比率 =,免疫球蛋 白指數(shù),CSFIgG mg/L×血清白蛋白g/L,CSF中白蛋白mg/L×血清IgG g/L,CSF中IgG mg/L,CSF中白蛋白mg/L,反映血腦屏障功能指數(shù) 100，表明屏障完全崩潰。,診斷脫髓鞘疾病,反映鞘內(nèi)IgG合成,=,,,,23,（三）腦脊液蛋白指數(shù),24,（四）特異性蛋白檢測(cè),β-淀粉樣蛋白及β-淀粉樣蛋白前體:是阿爾

12、茨海默病形成和發(fā)展的關(guān)鍵因素 髓鞘堿性蛋白：含量增高是急性腦實(shí)質(zhì)損傷和脫髓鞘改變的特異性生化指標(biāo)。腦白質(zhì)損害，尤其是多發(fā)性硬化病人增高； 膠質(zhì)纖維酸性蛋白：星形膠質(zhì)細(xì)胞的骨架蛋白，含量升高可見于腦星形細(xì)胞病、Alzheimer型癡呆、神經(jīng)膠質(zhì)瘤及海綿狀腦病等；,25,S100蛋白：是膠質(zhì)細(xì)胞破壞的可靠指標(biāo)。腦出血、脊髓壓迫癥、Alzheimer’s疾病、缺血性腦血管病、經(jīng)腫瘤、病毒性腦炎及多發(fā)性硬化病人該蛋白增高； 寡克隆區(qū)

13、帶：是檢測(cè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)亞急性、慢性炎性病變鞘內(nèi)免疫球蛋白合成的最可靠指標(biāo)。異常磷酸化Tau蛋白：升高主要見于阿爾茨海默病,26,二、腦脊液葡萄糖,CSF中的葡萄糖約為血液的60%～70%。其含量取決于以下因素：血液葡萄糖的濃度、血腦脊液屏障的通透性、CSF中葡萄糖的酵解程度、攜帶轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的功能等。,27,26,檢測(cè)方法,己糖激酶法、葡萄糖氧化酶法、葡萄糖脫氫酶法,參考區(qū)間,腰穿（CSF葡糖糖）成人： 2.5-4.5mmol/L

14、10歲以下兒童：2.8-4.8mmol/L新生兒：2.8-5mmol/L,臨床意義,減低：1、腦部細(xì)菌性或真菌性感染：急性化膿性腦膜炎、結(jié)核性腦膜炎、隱球菌性腦膜炎2、腦寄生蟲?。耗X囊蟲病、血吸蟲病、弓形蟲病等3、腦膜腫瘤4、低血糖：低血糖昏迷、胰島素過量5、神經(jīng)梅毒：梅毒性腦膜炎和麻痹性癡呆,29,臨床意義,增高：1、腦或蛛網(wǎng)膜下腔出血2、下丘腦損害3、急性腦外傷和中毒影響腦干4、糖尿病或大量注射葡萄糖后5、早產(chǎn)

15、兒和新生兒,30,三、腦脊液氯化物,腦脊液氯化物濃度約為血漿濃度的1.2～1.3倍。Donnan平衡：正常人腦脊液中蛋白質(zhì)含量較低，為了維持腦脊液與血漿滲透壓之間的平衡，腦脊液中氯化物含量高于血漿中含量。,31,30,檢測(cè)方法,離子選擇電極法、酶法,參考區(qū)間,腰穿（CSF氯化物）成人： 120-130mmol/L嬰兒：110-130mmol/L,(1) 增高 腎炎、尿毒癥、心力衰竭等。(2) 降低 ★ 感染性CS

16、N、CSF蛋白增高等。 ★ 低氯血癥。＜85 mmol/L時(shí)，有可能導(dǎo)致呼吸中樞抑制。,臨床意義,33,34,四、腦脊液酶類,轉(zhuǎn)氨酶(ALT、AST) 乳酸脫氫酶(LDH) 溶菌酶(Lysozyme) 核糖核酸酶（RNase） 膽堿酯酶(AchE) 多巴胺-?-羥化酶(D?H) 酸性磷酸酶(ACP),35,特殊酶類的測(cè)定,神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE） 主要存在于大腦神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的胞質(zhì)中，CSF中NSE含

17、量的改變是神經(jīng)元損傷的特異性生物化學(xué)標(biāo)志，檢測(cè)方法有酶活性和質(zhì)量測(cè)定兩種。在腦梗死、癲癇、顱內(nèi)高壓等中樞神經(jīng)損害時(shí)，NSE含量均增加。并可作為小細(xì)胞肺癌和神經(jīng)母細(xì)胞瘤的腫瘤標(biāo)志物。 腦型肌酸激酶同工酶CK-BB 主要分布在腦內(nèi)神經(jīng)元，是神經(jīng)損傷的另一個(gè)特異性生物化學(xué)標(biāo)志，檢測(cè)方法有酶活性和質(zhì)量測(cè)定兩種。在腦梗死、腦出血、外傷及顱內(nèi)高壓時(shí)可持續(xù)增高。,36,,,腦脊液中主要酶類檢測(cè)的方法和意義,,37,五、腦脊液中常用的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)

18、肽,神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能及人的精神活動(dòng)起著重要的作用，某些神經(jīng)系統(tǒng)的疾病及精神病可表現(xiàn)出神經(jīng)遞質(zhì)代謝的變化； 臨床上檢測(cè)神經(jīng)遞質(zhì)及其代謝物對(duì)其診斷具有一定的意義； 有時(shí)也可以進(jìn)行遞質(zhì)相關(guān)受體的分析判定神經(jīng)系統(tǒng)的功能。,38,,,表21-5腦脊液中主要神經(jīng)遞質(zhì)及其代謝產(chǎn)物的檢測(cè),,常用神經(jīng)遞質(zhì)檢查：,39,第三節(jié) 臨床生化檢驗(yàn)項(xiàng)目在神經(jīng)精神疾病診治中的應(yīng)用,40,一、帕金森病,1.概況,臨床特征是靜止性震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩和

19、姿勢(shì)反射障礙；主要的病理和生化改變?yōu)楹谫|(zhì)致密部廣泛、進(jìn)行性多巴胺能神經(jīng)元變性及紋狀體多巴胺的缺失。,帕金森病（Parkinson disease，PD）,氧化應(yīng)激；谷氨酸毒性；線粒體功能障礙；遺傳因素。,2.發(fā)病機(jī)制,41,,臨床表現(xiàn)：進(jìn)行性舞蹈樣徐動(dòng)癥強(qiáng)直，癡呆通常伴有癲癇,42,多巴胺（Dopamine，DA） 高香草酸（Homovanillic acid，HVA） 5-羥色胺（5-hydroxytryptam

20、ine，5-HT） 5-羥吲哚乙酸（5- HIAA）,3.生物化學(xué)變化,DA,HVA,4.生物化學(xué)指標(biāo),神經(jīng)遞質(zhì)的代謝變化：單胺類（特別是DA）的代謝缺陷 分子生物學(xué)變化：PARK1-PARK10等10個(gè)單基因與該病的發(fā)生有關(guān)。,,神經(jīng)遞質(zhì)的生成,43,,,二、癲 癇,1. 概況,由于大腦神經(jīng)元異常放電引起的突發(fā)短暫性大腦功能失調(diào)，主要表現(xiàn)為全身強(qiáng)直陣攣，少數(shù)表現(xiàn)為短暫的呆愕、意識(shí)模糊、流口水等。,癲癇(epilepsy),驚厥與

21、腦損傷； 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腦損傷； 氧化應(yīng)激與線粒體損傷。,2. 發(fā)病機(jī)制,44,髓鞘堿性蛋白（myelin basic protein，MBP）： 全身性癲癇發(fā)作可導(dǎo)致CSF和血清MBP升高，提示大腦器質(zhì)性損傷和血腦屏障的破壞。MBP含量的檢測(cè)可作為全身性癲癇預(yù)后評(píng)估的一項(xiàng)生化指標(biāo)。,3.生物化學(xué)指標(biāo),45,神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE) 是烯醇化酶的一種, 特異性存在于神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中，是一種可靠

22、的神經(jīng)元損傷標(biāo)志物。在嚴(yán)重而持久的全身性驚厥性癲癇狀態(tài)后神經(jīng)功能損害，測(cè)定血清或腦脊液中NSE 可作為評(píng)價(jià)腦損害的生化指標(biāo)。對(duì)有EEG異常的癲癇病人,可在抗癲癇治療的隨訪中測(cè)定NSE值以指導(dǎo)治療。,46,三、卒中,1.概況,俗稱腦中風(fēng)，是一種突發(fā)性腦部循環(huán)障礙性疾病，臨床上分為缺血性、出血性、高血壓腦病和血管性癡呆四類。,卒中（Stroke）,腦組織缺血缺氧；膠質(zhì)細(xì)胞破壞，髓鞘崩解；血栓形成，神經(jīng)元凋亡；腦局部炎癥反應(yīng)和血腦屏障破

23、壞。,2. 發(fā)病機(jī)制,47,基質(zhì)金屬蛋白酶（matrixm metalloproteinase，MMP）D -二聚體（D-dimer，DD）細(xì)胞間粘附分子-1（intercellular adhesion molecule1，ICAM-1) S-100蛋白血漿C-反應(yīng)蛋白,3.生物化學(xué)指標(biāo),48,,,四、精神分裂癥,1.概況,以思維、情感、行為之間的互不協(xié)調(diào)，以及精神活動(dòng)脫離現(xiàn)實(shí)環(huán)境為主要特征的一類常見精神病。,精神分裂癥(s

24、chizophrenia),多巴胺、5-羥色胺、去甲腎上腺素等中樞神經(jīng)遞質(zhì)的代謝紊亂；神經(jīng)肽和膽囊收縮素等神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂；血腦屏障破壞。,2. 發(fā)病機(jī)制,,,49,,,臨床表現(xiàn)：陽性行為——幻覺、錯(cuò)覺和怪異行為陰性行為——社交回避和情緒遲鈍等,50,多巴胺與多巴胺β羥化酶： 未經(jīng)治療的精神分裂癥病人血漿DA代謝產(chǎn)物HVA升高，其HVA濃度與病人的陽性癥狀及治療反應(yīng)呈正相關(guān)，而精神分裂癥病人外周多巴胺β

25、羥化酶及單胺氧化酶活性降低，可能為精神疾病易感性的一種遺傳標(biāo)志。,3.生物化學(xué)指標(biāo),51,5-HT和NE ： 5-HT假說提出5-HT的類似物麥角酸二乙酰胺（LSD）有明顯的致幻作用；NE假說指出，NE功能不足使神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)，快感和意向活動(dòng)減低，這可能與精神分裂的陰性癥狀有關(guān)。,52,五、阿爾茲海默病,1.概況,又稱早老性癡呆，是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性退行性變性疾病，主要臨床表現(xiàn)為癡呆綜合征，起病緩慢，病程呈進(jìn)行性。多有同

26、病家族史，病變發(fā)展較快，顳葉及頂葉病變較顯著，常有失語和失明。,阿爾茲海默病(Alzheimer，s Disease, AD),免疫假說； 中樞膽堿能系統(tǒng)功能低下假說； 遺傳因素； 代謝失常。,2. 發(fā)病機(jī)制,53,神經(jīng)遞質(zhì)的變化： AD患者腦中膽堿能神經(jīng)元減少或膽堿代謝紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致腦脊液中乙酰膽堿酯酶（AchE）活性顯著降低。 β-淀粉樣蛋白：β-淀粉樣蛋白（β-amyloid protein）也叫βA4蛋白，是由40?4