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第二章 蛋白质与非蛋白含氮 化合物的代谢紊乱

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第二章 蛋白质与非蛋白含氮 化合物的代谢紊乱. 临床生物化学教研室 罗洁讲师. 主要内容. 一、体液蛋白质及其代谢紊乱. 二、氨基酸代谢紊乱. 三、嘌呤核苷酸代谢紊乱. 四、蛋白质和氨基酸检测. 第一节 体液蛋白质及其代谢紊乱. 一、血浆蛋白质的功能和分类. 二、血清蛋白质电泳组分的临床分析. 三、血浆蛋白质及其异常. 四、其他体液蛋白质. 一、血浆蛋白质的功能和分类. ( 一)血浆蛋白质的功能. 营养作用 维持血浆胶体渗透压 作为运载蛋白 组成血液 pH 缓冲系统 抑制组织蛋白酶 在血浆中起催化作用的酶

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第二章 蛋白质与非蛋白含氮 化合物的代谢紊乱

临床生物化学教研室 罗洁讲师

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主要内容

一、体液蛋白质及其代谢紊乱

二、氨基酸代谢紊乱

三、嘌呤核苷酸代谢紊乱

四、蛋白质和氨基酸检测

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第一节 体液蛋白质及其代谢紊乱

一、血浆蛋白质的功能和分类

二、血清蛋白质电泳组分的临床分析

三、血浆蛋白质及其异常

四、其他体液蛋白质

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一、血浆蛋白质的功能和分类

(一)血浆蛋白质的功能

营养作用

维持血浆胶体渗透压

作为运载蛋白

组成血液pH缓冲系统

抑制组织蛋白酶

在血浆中起催化作用的酶

参与代谢调控作用的蛋白质和肽类激素

参与凝血与纤维蛋白溶解

组成体液免疫防御系统(Ig与补体 )

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(二)血浆蛋白质的分类

最简单:分为清蛋白和球蛋白

较实用:由电泳获得血浆蛋白质概貌

功能分类:比较复杂,但方便研究

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1.电泳分类法

醋纤膜电泳或琼脂糖电泳:

清蛋白

α1球蛋白

α2球蛋白

β球蛋白

γ球蛋白

分辨率高时:

可有β1和β2

α2中也可有两条

如果采用聚丙烯酰胺凝胶电泳,

在适当条件下可以分出30多个

区带。

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2.功能分类法
  • (1)运输载体类
    • 血浆脂蛋白:包括CM、VLDL、LDL、HDL等
    • 前清蛋白与清蛋白
    • 甲状腺素结合球蛋白
    • 皮质素结合球蛋白
    • 类固醇激素结合球蛋白
    • 视黄醛结合蛋白
    • 转铁蛋白
    • 触珠蛋白
    • 血色素结合蛋白
    • 铜蓝蛋白
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(2)补体蛋白类

(3)凝血蛋白类

除凝血因子Ⅳ外的13种凝血因子

(4)免疫球蛋白

(5)蛋白酶抑制物

α1-抗胰蛋白酶;α1-抗糜蛋白酶;α2-巨球蛋白等6种以上。

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(6)血清酶类

血浆固有酶如LCAT等;组织细胞少量释放的细胞内酶;细胞破裂而进入血循环的细胞内酶。

(7)蛋白类激素

胰岛素、胰高血糖素、生长激素等;补体蛋白类;凝血蛋白类;免疫球蛋白类。

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(三)影响血浆蛋白质浓度的因素

1.急性时相反应蛋白(APP):

对炎症和组织损伤的非特异性反应,血浆蛋白质如α1-抗胰蛋白酶、α1-酸性糖蛋白、结合珠蛋白、铜蓝蛋白、C4、C3 、纤维蛋白原和C-反应蛋白等浓度显著升高或升高,而血浆前清蛋白、清蛋白、转铁蛋白浓度则出现相应下降。这些血浆蛋白质统称为急性时相反应蛋白(APP)。

这种现象称为急性时相反应(APR)。

增加超过25%的蛋白质称为正向APP,下降25%以上的蛋白质称为负向APP .

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APR的机制

  • 是对炎症的一般反应。
  • 损伤部位释放的细胞因子,包括白介素、肿瘤坏死因子α和β、干扰素以及血小板活化因子等,引发肝细胞中APP蛋白质合成量的改变。
  • 正向APP是机体防御机制的一个部分,尤其是活化补体、蛋白酶抑制剂对酶活性的控制、触珠蛋白对被破坏红细胞中释放Hb的保护作用等。
  • 作为营养蛋白的负向APP此时合成减少,可为合成正向APP提供更多的氨基酸原料 。
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APR的时相

  • C-反应蛋白首先升高
  • 12小时内α1-酸性糖蛋白也升高
  • 然后α1-抗胰蛋白酶、触珠蛋白、C4和纤维蛋白原

升高

  • 最后是C3和铜蓝蛋白升高
  • 通常在2~5天内这些APP达到最高值
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APP的临床应用

帮助监测炎症发生及过程和观察治疗反应

尤其是那些升高最早和最多的蛋白质

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2.类固醇激素

疾病时血浆蛋白质的浓度变化被体内类固醇激素的状态复杂化,包括类固醇激素治疗、妊娠和口服避孕药。
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二、血清蛋白质电泳组分的临床分析

醋纤膜电泳正常百分含量

清蛋白: 57%~68%

α1球蛋白:1.0%~5.7%

α2球蛋白:4.9%~11.2%

β球蛋白: 7%~13%

γ球蛋白: 9.8%~18.2%

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正常图谱 肾病综合征

肝硬化(β-γ桥)   肝硬化(不典型β-γ桥)

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其他异常区带

  • 高浓度的甲胎蛋白可表现为清蛋白与α1区带间一条清晰的新带。
  • C-反应蛋白异常增高可出现特殊界限的γ区带。
  • 单核细胞白血病可出现由于溶菌酶异常增多的γ后区带
  • 等。
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γ球蛋白增多与M蛋白

多克隆性增多:γ区带呈弥散性升高。见于反复或慢性感染、自身免疫性疾病、肝细胞疾病或寄生虫感染。

单克隆性增多-M蛋白: 浆细胞病、尤其是恶性浆细胞病时,异常浆细胞克隆增殖,产生大量单克隆免疫球蛋白或其轻链或重链片段,病人血清或尿液中可出现结构单一的M蛋白,在蛋白电泳时呈现一个色泽深染的窄区带。

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各种M蛋白出现频率

IgG52% 、IgA21%、IgM12%、IgD2%、IgE0.01%

轻链(κ或λ)11%,重链(γ、α、μ或δ)1%

两种或多种克隆蛋白,占0.5% 。

M蛋白较多出现在γ或β区,偶见于α区。

M蛋白的电泳位置可大致反映出免疫球蛋白的类型,如IgA位于β区带后部或β和γ区带之间,IgG位于r区带后部 。

但确定M蛋白及其类型需采用特异性抗体做免疫固定电泳或免疫电泳 。

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多发性骨髓瘤

多发性骨髓瘤IgG型 多发性骨髓瘤IgA型

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三、血浆蛋白质及其异常

1.前清蛋白 2.清蛋白

3.α1-抗胰蛋白酶 4.α1-酸性糖蛋白

5.触珠蛋白 6.α2-巨球蛋白

7.铜蓝蛋白 8.转铁蛋白

9.C-反应蛋白

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(一)前清蛋白(PA)

在电泳中显示在清蛋白前方故而得名

主要包括:

视黄醇结合蛋白(RBP)

甲状腺素转运蛋白(TTR)

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1.生理功能
  • 作为运载蛋白和组织修补材料。
  • RBP是转运视黄醇的蛋白质。
  • TTR能转运T4,大约占结合T4的10%甲状腺素结合球蛋白约占结合甲状腺激素的75%清蛋白结合甲状腺激素的其余部分。
  • 在血浆中RBP与TTR以1:1比例结合成复合物可避免小分子RBP从肾小球滤过,减少RBP释放到非靶细胞中。
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2.临床意义
  • 作为营养不良的早期指标。
  • 作为肝功能不全的指标,下降早。
  • 是负性急性时相反应蛋白:在急性炎症、恶性肿瘤、创伤等任何急需合成蛋白质的情况下,血清PA均迅速下降。
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(二)清蛋白

不含糖,高度溶于水,每分子可以带有200个以上负电荷。

ALB是血浆中含量最多的蛋白质,占血浆总蛋白的57%~68%。

也是大部分细胞外液的主要蛋白成分,全身大约60%的ALB存在于细胞外液。

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1.代谢
  • 肝细胞合成,每天11~14.7g
  • 肝脏合成储备能力很大,在肾病综合征时合成速率可增高到正常的300%以上
  • 半寿期约15~19天
  • 遗传性变异达80多种
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2.生理功能

  • (1)保持血浆胶体渗透压
  • (2)重要的营养蛋白
  • (3)血浆中主要的载体蛋白
  • (4)具有缓冲酸碱物质的能力
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3.临床意义
  • 低ALB血症见于下述许多疾病情况:

(1)清蛋白合成不足:

①急性或慢性肝脏疾病; ②蛋白质营养不良或吸收不良

(2)清蛋白丢失:

①由尿中丢失;②胃肠道丢失; ③皮肤丢失

(3)清蛋白分解代谢增加

(4)清蛋白的分布异常

(5)无清蛋白血症

1 1 at aat
(三)α1-抗胰蛋白酶(α1-AT或AAT)

蛋白酶和抗蛋白酶

蛋白酶可清除病原微生物、坏死组织和衰老的红细胞蛋白酶含量过高或活性过强可使正常组织和细胞受到破坏。

抗蛋白酶系统:机体为对抗这些蛋白酶的异

常作用而产生抗蛋白酶系统下降可导致某些

疾病。

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1.生理功能

占血清中抑制蛋白酶活力的90%左右多形核白细胞起吞噬作用时释放溶酶体蛋白水解酶,AAT是这些酶的生理抑制物。

AAT的多种遗传表型

已知的至少有75种,表达的蛋白质有M型和Z型、S型,PiMM型最多,占人群95%以上。

类型:PiMM、PiMS、PiMZ、PiSS、PiSZ、PiZZ

活力:100%、80%、60%、60%、35%、15%

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2.临床意义

(1)AAT缺陷与肺气肿:ZZ型、SS型甚至MS表型。

当吸入尘埃和细菌,肺部多形核白细胞吞噬

活跃,溶酶体弹性蛋白酶释放,作用于肺泡

壁的弹性纤维。低血浆AAT还可发现于胎儿呼

吸窘迫综合征。

(2)AAT缺陷与肝损害:ZZ表型,ZZ蛋白聚集在肝细

胞,可致肝硬化。ZZ表型的新生儿中10%~20%;

ZZ表型的某些成人。

(3)急性时相反应时AAT增加。

1 1 ag aag 1
(四)α1-酸性糖蛋白 (α1-AG或AAG)1.生理功能

主要的急性时相反应蛋白,在急性炎症时增高,与免疫防御功能有关。

AAG可以结合利多卡因和心得安等,在急性心肌梗死时,AAG作为一种急性时相反应蛋白升高后,使药物结合状态增加而游离状态减少,因而需要增加药物剂量

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2.临床意义

(1)主要作为急性时相反应的指标,在风湿病、恶性肿瘤及心肌梗死等炎症或组织坏死时一般增加3~4倍。

(2)随糖皮质激素而增加,包括内源性的库欣综合征和外源性强的松、地塞米松等药物治疗时;雌激素使其降低。

(3)在营养不良、严重肝损害、肾病综合征以及胃肠道疾病致蛋白严重丢失等情况下AAG降低。

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(五)触珠蛋白

α2β2四聚体

α链有α1及α2两种,而α1又有α1F

及α1s两种遗传变异体

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1.生理意义

Hp的主要功能是能与红细胞中释放出的游离血红蛋白结合,每分子Hp可结合两分子Hb。Hp可防止Hb从肾丢失而为机体有效地保留铁,并能避免Hb对肾脏的损伤。Hp不能重新被利用,溶血后其含量急剧降低,血浆Hp浓度多在一周内由再生而恢复。

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2.临床意义

(1)溶血性疾病如溶血性贫血、输血反应、疟疾时 Hp含量明显下降。连续观察溶血性疾病合适的组合试验:包括血浆Hp、乳酸脱氢酶和游离血红蛋白。血管外溶血不会使Hp发生变化。

(2)烧伤和肾病综合征引起大量清蛋白丢失,血Hp常明显增加,此时属于急性时相反应时的Hp增加 。

(3)雌激素使Hp减少,多数急慢性肝病包括急性病 毒性肝炎和伴黄疸的肝硬化患者,由于雌激素 分解代谢减少,其血清Hp降低 。

2 2 m amg
(六)α2巨球蛋白 (α2-M 或AMG)

是血浆中分子量最大的蛋白质

1.生理功能

蛋白酶抑制剂,能与蛋白水解酶如纤维蛋白溶酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶、胰蛋白酶及组织蛋白酶D结合而抑制这些酶的活性。

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2.临床意义

低清蛋白血症,尤其是肾病综合征时,α2-MG含量可显著增高,可能系一种代偿机制以保持血浆胶体渗透压。

α2-MG不属于急性时相反应蛋白。

2 6 8 95 cp 5 cp
含铜的α2球蛋白,每分子含6~8个铜原子,由于含铜而呈蓝色。95%的血清铜存在于Cp中,另5%呈可扩散状态。血循环中Cp为铜没有毒性的代谢库。

(七)铜蓝蛋白

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1.生理功能

与氧化还原反应有关,既能起氧化作用又能起抗氧化作用。

具有铁氧化酶作用,能将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+再结合到转铁蛋白上,使铁不具毒性。还有抑制膜脂质氧化的作用。

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2.临床意义

(1)协助诊断Wilson病

血浆Cp减少,血浆游离铜增加,铜沉积在肝可引起肝硬化,沉积在脑基底节的豆状核则导致豆状核变性。

小部分患者Cp水平正常,可能是铜掺入Cp时所需的携带蛋白减少。80%肝受损者中血清Cp低于100mg/L,而20%肝受损者Cp 不低于300mg/L。

患者其他指标变化:血清总铜降低、游离铜增加和尿铜排出增加。

(2)为弱和迟发反应的APP;在营养不良、严重

肝病及肾病综合征时往往下降。

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从小肠进入血液的Fe2+在血液中被铜兰蛋白氧化为Fe3+,再被TRF的载体蛋白结合。 每种细胞表面都有TRF受体,此受体对TRF-Fe3+复合物比对TRF的载体蛋白亲和力高得多,与受体结合后,TRF-Fe3+被摄入细胞。TRF-Fe3+复合物可将大部分Fe3+运输到骨髓,用于Hb合成,小部分则运输到各组织细胞,用于形成铁蛋白,以及合成肌红蛋白、细胞色素等。

(八)转铁蛋白

1.生理功能

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2.临床意义

(1)用于贫血的鉴别诊断

在缺铁性的低血色素贫血中,TRF代偿性合成增加,但血浆铁含量低,结合铁的TRF少,所以铁饱和度很低

(正常值在30% ~38%)。

再生障碍性贫血时,血浆中TRF正常或低下,由于红细胞对铁的利用障碍,使铁饱和度增高。在铁负荷过量时,TRF水平正常,而饱和度可超过50%,甚至达90%。

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(2)负性急性时相反应蛋白

炎症、恶性病变时常随着清蛋白、清蛋白同时下。

(3)营养状态指标

在营养不良及慢性肝脏疾病时下降与清蛋白相比,体内转铁蛋白总量较少、生物半寿期较短,故能及时地反映脏器蛋白的急剧变化。在高蛋白膳食治疗时,血浆中浓度上升快,是判断治疗效果的良好指标。

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所有TRF上结合的铁量为TIBC。从TIBC可间接计算TRF含量及TRF的铁饱和度:TRF(mg/L)=TIBC(μg/L)×0.70铁饱和度(%)=血清铁/TIBC×%。 由于假设所有血浆铁都结合到TRF上,所以由上式估计的TRF浓度比真实值高出16%~20%。而当TRF结合铁到半饱和时,部分铁会结合到其他蛋白如清蛋白上。 目前TRF的免疫比浊测定法已在许多实验室使用,因而已在很大程度上代替了TIBC的测定。TIBC(μg/L) = TRF(mg/L)×1.43

总铁结合力(TIBC) 铁饱和度

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(九)C-反应蛋白

因在急性炎症病人血清中出现的可以结合肺炎球菌细胞壁C-多糖的蛋白质而命名。

CRP由肝细胞所合成,电泳分布在慢γ区带,有时可以延伸到β区带。

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1.生理功能
  • CRP不仅结合多种细胞、真菌及原虫等体内的多糖物质,在钙离子存在下,还可以结合卵磷脂和核酸。
  • CRP可以引发对侵入细胞的免疫调理作用和吞噬作用,结合后的复合体具有对补体系统的激活作用,表现炎症反应。
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2.临床意义

CRP是第一个被认识的急性时相反应蛋白是极灵敏的指标,血浆中CRP浓度在急性心肌梗死、创伤、感染、炎症、外科手术、肿癌浸润时迅速显著地增高,可达正常水平的2000倍。

CRP是非特异性指标,主要用于结合临床病史监测疾病:如评估炎症性疾病的活动度;监测系统性红斑狼疮、白血病和外科手术后并发的感染;监测肾移植后的排斥反应等。

a saa
(十)血清淀粉样蛋白A(SAA)
  • 属于急性时相反应蛋白,分子量为12KD,由104个氨基酸残基组成。

1.生理功能

参与机体的防御反应,调节免疫系统,清除细菌,抑制白细胞氧爆发,抑制血小板活性,有抗凝作用,可能参与胆固醇逆转运。

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2.临床意义

增高见于急慢性炎症,病毒感染、肿瘤、营养不良等急性心梗病人血浆SAA浓度比健康人可高2000倍之多。目前认为,SAA是冠脉血管病变活动性的标志。

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四、其他体液蛋白质

包括尿液、脑脊液、胸腹水、羊水、唾液和粪便中的蛋白质 。

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(一)尿液蛋白质

正常尿总蛋白仅20~150mg, 其中ALB约占30%,总量通常小于10mg, 其次是由肾小管分泌的Tamm-Horsfall蛋白约占21%。

ALB增多是肾小球基底膜通透性增加的信号。大分子蛋白质如IgG、IgM、AMG增多是基底膜选择性或筛网功能丧失的表现。

小分子蛋白质如β2-微球蛋白、α1-微球蛋白 RBP增多是肾小管重吸收功能下降的表现。

溢出性蛋白尿包括血红蛋白、肌红蛋白和Ig轻链等。

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(二)脑脊液蛋白质

脑脊液总蛋白浓度为0.15~0.45g/L。

正常成分:分子量较小的蛋白质如ALB、TRF和TTR,未见到分子量大于IgG的蛋白质。

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脑脊液总蛋白增多

(1)血脑屏障的通透性增加,如脑炎、脊髓灰质炎、细菌性脑膜炎、隐球菌性脑膜炎、病毒性脑膜炎等。

(2)引起脑脊液循环梗阻的疾病如脊髓肿瘤。

(3)脑出血。

(4)脑软化、脑退行性疾病、神经性病变等。

脑脊髓膜合成免疫球蛋白增多见于神经性梅毒、多发性硬化等。

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CSF普通蛋白电泳特征

PA增高:脑萎缩、脑积水及中枢神经变性病。

ALB增加:脑血管病变、椎管阻塞。

α、β球蛋白增加:脑膜炎、脑肿瘤,β球蛋白增加 可见于动脉硬化、脑血栓等疾病。

γ球蛋白明显增高见于脑肿瘤。

多发性硬化症为中枢神经系统脱髓鞘疾病,γ区可见稀疏的IgG寡克隆带。

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第二节 氨基酸代谢紊乱

一、氨基酸代谢紊乱的种类

二、苯丙酮酸尿症

三、酪氨酸血症

四、含硫氨基酸代谢紊乱

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一、遗传性氨基酸代谢紊乱

由参与氨基酸代谢的酶或其他蛋白因子缺

乏引起 ,为相关基因突变所致,至今已发现

70余种。

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氨基酸血症 氨基酸尿症

氨基酸血症:当酶缺陷出现在代谢途径的起点时,其催化的氨基酸将在血循环中增加。

氨基酸尿症:血中增加的氨基酸从尿中排出。

中间代谢产物血、尿浓度增加:当酶的缺陷出现在代谢途径的中间时,则此酶催化反应前的中间代 谢产物便在体内堆积。

另外代谢途径的产物(血、尿中)增加:由于正常 降解途径受阻,氨基酸可通过另外的途径代谢。

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遗传性氨基酸代谢紊乱的缺陷酶 及其血中增高的成分

疾病名称 缺乏的酶 血浆中增高的成分

苯丙酮酸尿症 苯丙氨酸羟化酶 苯丙氨酸、苯丙酮酸

I型酪氨酸血症 延胡索酸乙酰乙酸酶 酪氨酸、甲硫氨酸

尿黑酸尿症 尿黑酸氧化酶 尿黑酸(轻度)

同型胱氨酸尿症 胱硫醚合成酶 甲硫氨酸、同型胱氨酸

组氨酸血症 组氨酸酶 组氨酸、丙氨酸

甘氨酸血症 甘氨酸氧化酶 甘氨酸

支链酮酸尿症 支链酮酸氧化酶 缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸

胱硫醚尿症 胱硫醚酶 胱硫醚

I型高脯氨酸血症 脯氨酸氧化酶 脯氨酸

精氨酸琥珀酸尿症 精氨酸琥珀酸酶 谷氨酰胺、脯氨酸、甘氨酸等

精氨酸血症 精氨酸酶 精氨酸

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苯丙酮酸尿症

主要由苯丙氨酸羟化酶缺乏引起的常染色体隐性遗传病。

少数PKU二氢蝶呤还原酶缺陷引起。

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酪氨酸血症

酪氨酸分解代谢

I型酪氨酸血症

延胡索酰乙酰乙酸水解酶活

性低对-羟苯丙酮酸氧化酶活性也

下降酪氨酸在血尿中增加,甲硫

氨酸血浓度也增加。

延胡索酰乙酰乙酸可还原生

成琥珀酰乙酰乙酸,后者如再脱

羧则成为琥珀酰丙酮。琥珀酰丙

酮可损害肝与肾的功能。

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含硫氨基酸代谢紊乱

含硫氨基酸包括甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸,胱氨酸是两个半胱氨酸脱氢后以二硫键结合形成。

同型半胱氨酸比半胱氨酸多一个次甲基(-CH2),是甲硫氨酸代谢的中间产物。

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同型半胱氨酸

同型半胱氨酸不稳定,易氧化成同型胱氨酸或同型半胱氨酸-半胱氨酸二硫化合 物,仅少量以还原型同型半胱氨酸存在于血浆。

这些含硫化合物在血浆中大部分与蛋白质结合。我们通常所指的同型半胱氨酸包括所有这些结合和游离的含同型半胱氨酸的化合物。

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二、继发性氨基酸代谢紊乱
  • 继发性氨基酸血症或氨基酸尿症住哟啊发生在肝脏和肾脏疾患以及烧伤。

1.肝功能衰竭和氨基酸代谢失衡

芳香族氨基酸(AAA)和丙氨酸在肝脏降解,而支链氨基酸(BCAA)在肌肉、肾及脑中降解.

正常情况下, BCAA/ AAA比值3.0~3.5,慢性肝病时可降至2左右,降至1左右,往往发生肝性脑病。

2.肾小管损害和伸进去小管的功能障碍引起。

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第三节 嘌呤核苷酸代谢紊乱

一、嘌呤核苷酸代谢

二、高尿酸血症

三、高尿酸血症与痛风

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一、嘌呤核苷酸代谢

嘌呤核苷酸的合成:从头合成途径、补救途径

嘌呤核苷酸的分解:终产物是尿酸

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二、高尿酸血症

由嘌呤代谢紊乱或尿酸排泄障碍引起。

嘌呤的合成、吸收和分解代谢发生紊乱,将出现尿酸生成过多而导致高尿酸血症。人和猿类体内缺乏尿酸酶,不能将尿酸分解成尿囊素,进一步再分解成NH3、CO2和H2O,人体内尿酸通过肾脏排出体外。

若尿酸排泄出现障碍,可导致高尿酸血。

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(一)尿酸排泄障碍

当肾小球滤过率下降,或近端肾小管对尿酸的重吸收增加或(和)分泌功能减退时,便导致高尿酸血症。

原发性高尿酸血症,机制不明的多基因性遗传缺陷、慢性肾疾患等引起。

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(二)尿酸生成过多

1. 嘌呤合成代谢紊乱

体内80%尿酸来源于嘌呤的生物合成,嘌呤合成代谢紊乱可致高尿酸血症。其中大多数属多基因遗传缺陷,机制不明。由酶缺陷引起者仅占少数 。

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酶缺陷

(1)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺乏 。

(2)PRPP合成酶亢进。

(3)葡萄糖-6-磷酸酶(G6pase)缺乏,引起葡萄糖-6-磷酸增多,并沿磷酸戊糖代谢途径转化成较多的PRPP,使嘌呤合成增多。

(4)腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)缺乏,腺嘌呤不能经补救途径合成腺苷酸而出现堆积,腺嘌呤的代谢产物2,8-二羟腺嘌呤由尿排出增加,可产生肾结石。

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2. 嘌呤吸收增多

体内20%尿酸来源于食物中的嘌呤,摄入富含嘌呤食物过多可诱发痛风发作,但不是发生高尿酸血症的原因。

3. 嘌呤分解增加

在骨髓增殖性疾病等,有旺盛的细胞合成和分解,从而出现核酸分解亢进,嘌呤和尿酸生成增多。

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高尿酸血症的原因也可归纳为原发性和继发性两方面,原发性包括原发性肾脏排泄尿酸障碍和原发性尿酸产生过多,继发性包括各种肾脏疾病以及引起嘌呤分解过多的疾病。

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三、高尿酸血症与痛风

痛风(gout)的概念

  • 由于遗传性和(或)获得性的尿酸排泄减少和(或)嘌呤代谢障碍,导致高尿酸血症,当出现尿酸盐结晶形成和沉积,并引起特征性急性关节炎、痛风石、间质性肾炎、尿酸性尿路结石时,即为痛风,严重者有关节畸形及功能障碍。
  • 痛风是一组疾病,高尿酸血症中10%~20%发生痛风。
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尿酸钠结晶形成

血浆中尿酸盐以单钠尿酸盐形式存在,其溶解度很低。当血液pH为7.4时,尿酸钠的溶解度约为0.42mmol/L,>0.42mmol/L 时已成过饱和状态。

当浓度>0.48mmol/L 持久不降,如遇有下列情况即可使尿酸钠呈微小结晶析出:

①血浆清蛋白及α1、α2球蛋白减少。

②局部pH降低。

③局部温度降低。

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尿酸钠沉淀与炎症反应

结晶易沉淀在血管较少、粘多糖含量较丰富的结缔组织、软骨和关节腔内。

运动、饮酒、应激、局部损伤等都可诱发这些部位急性炎症发作。如运动时这些组织容易发生缺氧,于是出现糖酵解加速和乳酸产生增多,引起pH降低,导致局部尿酸钠结晶析出。

微小的尿酸钠结晶表面可吸附IgG,并在补体参与下诱发多型核白细胞的吞噬作用。结晶被吞噬后可促使白细胞膜破裂,释放出各种炎症介质,如趋化因子,溶酶体和胞浆内的各种酶,导致组织发生炎症反应。

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 第四节 蛋白质和氨基酸检测

  • 体液总蛋白测定
  • 体液清蛋白测定
  • 蛋白质电泳技术
  • 蛋白质免疫化学法测定
  • 氨基酸检测
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一、血清总蛋白测定

血清总蛋白包括数量众多的各种蛋白质,定量

测定时作了如下假定:

(1)所有血浆蛋白是单纯的多肽链,糖脂类和金

属有机物等均不计在内,其含氮量平均为16%;

(2)几百种血浆蛋白理化性质虽不同,但与化学试剂的反应性(如呈色、沉淀)一致。

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(一)凯氏定氮法

1883年建立,是经典的蛋白质测定方法。根据蛋白质平均含氮量16%计算蛋白浓度。该法结果准确性好,精密度高,灵敏度高,是公认的参考方法,目前用于标准蛋白质的定值和校正其他方法等,并可适用于一切形态(固体和液体)样品。操作复杂、费时,不适合血清总蛋白等常规测定,而且血清等样品中各种蛋白质含氮量有少许差异,尤其在疾病状态差异可能更大。

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1.凯氏定氮法-参考标准方法

消化 用浓硫酸将蛋白质消化为硫酸铵;(耗时)

蒸馏 用碱性溶液碱化消化液并蒸馏挥发;

吸收 用酸性溶液(硼酸)吸收气态氨(使[H+])

滴定 用已标定的无机酸滴(使[H+] 恢复),计算

总氮量

定蛋白(总氮量-非蛋白氮)×6.25=蛋白含量

  • 原理:

纳氏试剂:碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡黄棕色胶态化合物,其色度与氨含量成正比。

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评价:

  • 优点:准确度高,精密度高,灵敏度高,是公认的参考方法。
  • 缺点:操作复杂,费时,不适合常规检测,血清各蛋白含氮量会有所变化尤其是疾病时。
  • 应用:标准蛋白的标定及校正其它常规方法
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(二)双缩脲法
  • 蛋白质中的肽键(-CONH-)在碱性溶液中能与Cu2+作用产生紫红色络合物,因至少含2个-CONH-基团才能与Cu2+络合,故三肽以上才能反应,在体液中小分子肽含量极低。
  • 该法对各种蛋白质呈色基本相同,特异性和准确度好,精密度好;显色稳定性好,试剂单一,方法简便;灵敏度虽不高,但对血清总蛋白定量较为适用。对蛋白质含量很低的其他体液如脑脊液、胸腹水和尿液等不合适。
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(三)酚试剂法

蛋白质中酪氨酸和色氨酸能还原磷钨酸-磷钼酸试剂起蓝色反应。Lowry酚试剂改良法:先用碱性铜溶液与蛋白质反应,再加入酚试剂,则铜-肽键络合物中的酪氨酸和色氨酸使磷钨酸和磷钼酸还原为钨蓝和钼蓝,使呈色灵敏度达到双缩脲法的100倍左右。

本法灵敏度高。各种蛋白质中酪氨酸和色氨酸的含量不同,如清蛋白含色氨酸0.2%,而球蛋白含色氨酸2%~3%。因此,本法测定纯单一蛋白质较合适。本法易受还原性化合物的干扰,如带-SH的化合物、糖类、酚类等 。

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(四)紫外分光光度法
  • 芳香族氨基酸在280nm处有吸收峰。
  • 方法的准确性受该种氨基酸的含量影响甚大。
  • 尿酸和胆红素在280nm附近有干扰,所以不适合血清等。常用于较纯的酶、免疫球蛋白等蛋白质测定。
  • 可保留蛋白质制剂的生物活性。
  • 核酸最大吸收峰为260nm,在280nm也有较强的光吸收,因而测定蛋白质可采用两个波长的吸光度予以校正,即蛋白质浓度(g/L)=1.45A280~0.74A260nm。
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(五)染料结合法

在酸性环境蛋白质分子可解离带上正电荷

-NH3+,与染料阴离子产生颜色反应。常用的

染料有氨基黑、丽春红、考马斯亮蓝、邻苯

三酚红钼等。前两种常作为血清蛋白醋酸纤

维素薄膜电泳或琼脂糖凝胶电泳的染料。

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考马斯亮蓝:常用于需更高呈色灵敏度的蛋白电泳中,也可用于测定尿液、脑脊液等的蛋白质,优点是简便、快速、灵敏,缺点是不同蛋白质与染料的结合力不一致,且试剂对比色杯有吸附作用。不实用。考马斯亮蓝:常用于需更高呈色灵敏度的蛋白电泳中,也可用于测定尿液、脑脊液等的蛋白质,优点是简便、快速、灵敏,缺点是不同蛋白质与染料的结合力不一致,且试剂对比色杯有吸附作用。不实用。

邻苯三酚红钼法

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(六)比浊法
  • 基于某些酸如三氯醋酸、磺基水杨酸等能与蛋白质结合而产生微细沉淀,测定悬浮液的浊度大小与蛋白质的浓度成正比。
  • 该法优点是操作简便、灵敏度高。
  • 缺点是影响浊度大小的因素较多,包括加入试剂的手法、混匀技术、反应温度等,故精密度差;且各种蛋白质形成的浊度亦有较大的差别。一般用于测定尿液、脑脊液等蛋白质浓度较低的样品,其标准品推荐使用含正常白/球蛋白比值的血清标准品作适当稀释。
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二、血清清蛋白测定
  • 清蛋白是血清内含量最多的一种蛋白质,

以前用硫酸铵盐析法沉淀球蛋白,再用

总蛋白测定方法测定上清液中的清蛋白。

目前测定清蛋白的方法有电泳法、免疫

法和染料结合法。

bcg bcp
溴甲酚绿法(BCG) 溴甲酚紫法(BCP)
  • 在酸性环境清蛋白具有与阴离子染料BCG和BCP结合的特性,而球蛋白基本不结合这些染料。BCG 法和BCP法灵敏度高、操作简便、重复性好,能自动化。
  • BCG法最常用,虽然α和β球蛋白与BCG也能起慢反应,但缩短反应时间即能去除此非特异性反应,自动化分析仪的普遍应用使比色能在反应10~30秒后立即进行,因而使该法变得很实用。
  • BCP法无球蛋白的非特异性干扰,但与牛、猪等动物血清清蛋白的反应性比与人的反应性低,质控血清往往是动物血清,故其应用受限。
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三、蛋白质电泳技术

电泳技术广泛应用于临床实验室检测血清、尿液和脑脊液等体液蛋白质,醋酸纤维素薄膜(CAM)和琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、 SDS-PAGE等是采用最广的凝胶介质,其次还有毛细管电泳和一些专门的电泳技术,如蛋白质印迹、免疫固定、等电聚焦和双向电泳等。

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(一)血清蛋白电泳

SPE通常采用CAM或琼脂糖凝胶,在pH8.6的缓冲液中,血清中各种蛋白质都电离成负离子,在电场中向正极移动;因各种蛋白质pI不同,在相同pH下带电荷量有差异,同时各蛋白质的分子大小与分子形状也不相同,因此在同一电场中泳动速度不同;带电荷多,分子量小者,泳动较快,反之则较慢。

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1.尿蛋白普通电泳

(二)尿蛋白电泳

  • 采用CAM或琼脂糖凝胶,常需浓缩尿液和采用高灵敏度的染色方法如金染或银染。
  • 一些自动电泳仪采用反复多次在琼脂糖凝胶上加样,也可不需浓缩尿液,电泳后以考马斯亮蓝染色,分离结果可呈现ALB、α1、α2、β1、β2和γ球蛋白六个区带甚至七个区带(两个α2区带);这种电泳能得到尿蛋白的全貌,对许多尿蛋白能做出初步的分类判断,但因为并非按分子量分离蛋白质,一般只作为过筛试验。
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尿蛋白普通电泳各类图谱

C.非迭择性蛋白尿

A.清蛋白尿

B.选择性肾小球性清蛋白尿

F.溢出性清蛋白尿

D.混合性蛋白尿

E.肾小管性蛋白尿

2 sds
2.SDS-凝胶电泳

SDS-AGE或SDS-PAGE,电泳后蛋白区带经考马斯亮蓝染色,则能将尿蛋白按分子量大小进行分离,从而判断为肾小球性蛋白尿及其选择性和非选择性、肾小管性蛋白尿、混合性蛋白尿、溢出性蛋白尿等。

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(三)脑脊液蛋白电泳
  • 经充分浓缩后,脑脊液蛋白可以采用与普通血清蛋白电泳相似的方法进行检测,琼脂糖凝胶,考马斯亮蓝染色;银染能增加灵敏度因而无需浓缩样品。
  • 可分为PA、ALB、α1、α2、β、γ球蛋白6个组分,通常还有β1和β2。
  • 浓缩标本或银染能清楚地发现IgG区带。
  • IgG寡克隆区带:出现两条或多条稀疏的IgG区带,且比同一病人同时的血清蛋白电泳中γ区带致密,等电聚焦联合免疫印迹法能提高IgG寡克隆带的检测灵敏度和特异性。
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(四)免疫固定电泳
  • 能确定蛋白质的单克隆属性,从而诊断浆细胞病等。
  • 在1张琼脂糖凝胶上对1个样品重复做6份电泳,1份为普通电泳,其他5份经普通电泳分离蛋白后分别加入羊抗人IgG、IgA、IgM、κ链和λ链单克隆抗血清,被分离出的免疫球蛋白或轻链与其相应抗体发生反应而沉淀,未反应蛋白被清洗掉,抗原抗体反应物经染色后形成可见条带,比较普通电泳条带与免疫固定后的沉淀带,可对结果作出定性解释。
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四、蛋白质免疫化学法测定

蛋白质都由氨基酸组成,性质相似,故除清蛋白等少数蛋白质有某种特性可利用,因而能使用染料结合法等方法测定外,其他都需制备特异的抗血清,采用免疫化学方法测定。

包括免疫比浊法、免疫扩散法(RID)、放射免 疫法(RIA)、酶免疫法(EIA)和化学发光法。免疫比浊法和免疫扩散法适用于血清蛋白质,放射免疫法、酶免疫法和化学发光法更灵敏,适用于测定低至每毫升纳克水平的蛋白质。免疫比浊法由于简单快速,故应用最广泛。

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14种蛋白质有国际公认的标准参考物质

ALB、PA、AAT、AAG、HAP、AMG、CER、

TRF、CRP、IgG、IgM、IgA、C3、C4。

此外,免疫球蛋白轻链κ和λ、甲胎蛋白(AFP)、

β2微球蛋白等血液和尿液蛋白质也可用上述方法测定。

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五、氨基酸检测
  • 遗传性氨基酸代谢紊乱可以从三个水平上诊断:

 异常的DNA检测。

 产前筛查和产后检测酶缺陷。

 这些缺陷导致的血尿氨基酸增多。

  • 检测氨基酸的方法主要有:

  过筛试验,包括薄层层析、尿液颜色试验和Guthrie微生物试验。

  定量测定氨基酸,以监测治疗或确定初步诊断。

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