肝脏是人体的重要代谢器官,其主要功能有1.代谢功能:如糖、脂肪、蛋白质的同化、贮藏和异化;核酸代谢、维生素的活化与贮藏;激素的灭活及排泄;胆红素和胆酸的生成;铁、铜及其它金属的代谢等;2.排泄功能:如对胆红素和某些染料的排泄;3.解毒功能:如对各种化合物的氧化、还原、水解、结合等;4.凝血和纤溶因子、纤溶抑制因子的生成及对活性凝血因子的清除;5.肝脏的免疫功能:一般的肝脏实验及检查可以分为两类:肝脏损伤的检查,如肝脏酶的释放(经常被误称为“肝功能”检查)以及真正的肝脏上述功能的检查。肝功能试验对诊断肝病,估计疾病的严重程度、判断预后及随访疗效均有重要的价值。但需注意的是正常人的肝脏存在相当大的代偿能力,部分肝损多不能从实验室检查揭示;无一指标能单独精确反应整体肝功能;肝功能检查项目甚多,需结合临床选择;肝功能检查特异性和敏感性欠高,故必须与病史和体检相结合。
一、蛋白代谢的检验
反映肝实质细胞的合成功能。主要包括血清白蛋白、前白蛋白、凝血酶原时间、脂蛋白、胆碱酯酶、磷脂胆固醇酰基转移酶。
(一)血清白蛋白
仅在肝脏合成,可维持血浆胶体渗透压、内源性营养源及某些物质的载体。
合成速度为每天每公斤体重100-200mg,其在体内半衰期较长(约为17~21天),每天降解4%左右。肝损害后白蛋白的降低常在病后1周才能显示出来,故血清白蛋白非急性肝病的良好指标。在临床运用中,低白蛋白血症对肝病不具特异性,在摄入过少或消化吸收障碍、蛋白质分解过多(感染、发热、癌肿等)以及从异常途径(如失蛋白性胃肠病、合并肾病)丢失时,均可产生血清白蛋白的下降。另外,如果病人有腹水、水肿、血管内白蛋白进入血管外池,可致血清内白蛋白水平下降。故肝病患者血清白蛋白下降,除反映本身肝脏合成功能下降外,亦与患者摄身减少,腹水(血管外池扩张)、肠淤血(蛋白从肠丢失)、合并感染(分解代谢增加)等有关。若血清白蛋白水平下降至25g/L,可出现腹水,20g/L以下时,临床预后恶劣。
(二)前白蛋白
由肝脏合成,半衰期仅1.7天,肝病时其血清水平下降早,变化更明显,随着病情改变,前白蛋白迅速恢复正常,而在重症肝炎病人往往一直处于低值,是随访急性肝炎,重症肝病的良好指标。
(二)凝血因子
凝血因子几乎都在肝脏中合成,凝血因子半衰期比白蛋白短得多,尤其是维生素K依赖因子(Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、X),如因子Ⅶ的半衰期只有1.5 -- 6小时,因此在肝功能受损的早期,白蛋白检测完全正常,而维生素K依赖的凝血因子却有显著降低,故在肝脏疾病早期可用凝血因子检测作为过筛试验。
在肝脏疾患时,通常进行的过筛试验有:
1、 凝血酶原时间(PT)测定 它反映血浆因子Ⅱ 、V、 Ⅶ 、X含量,PT延长是肝硬化失代偿期的特征,也是诊断胆汁淤积,肝脏合成维生素K依赖因子Ⅱ、Ⅶ、X是否减少的重要实验室检查。在暴发性肝炎时,如PT延长、纤维蛋白原及血小板都降低,可诊断为DIC。急、慢性肝病时,PT延长4-5秒以上,对注射维生素K无反应,提示广泛肝实质损害,预示远期预后不良。在肝硬化和门脉高压病例,PT可用于预测门脉分流手术的危险性。在胆汁淤积时脂溶性维生素吸收障碍导致PT延长,胃肠外给予维生素K后24小时内,PT至少改善30%,故可鉴别PT延长的原因。
2、活化部分凝血活酶时间测定(APTT) 严重肝病时,因子Ⅸ、X、Ⅺ、Ⅻ合成减少,致使APTT延长;维生素K缺乏时,因子Ⅸ、X不能激活,APTT 亦可延长。
3、凝血酶凝固时间(TT)测定 TT 延长主要反应血浆纤维蛋白原含量减少或结构异常和FDP的存在,因子Ⅶ 、Ⅸ、X也有影响。肝硬化或急性暴发性肝功能衰竭合并DIC时, TT是一个常用的检测手段。
4、肝促凝血酶原激酶试验(HPT) HPT能反映因子II、Ⅶ 、X 的综合活性,试验灵敏度高,但由于其灵敏度太高,故与预后相关性较差。
5、抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)测定 AT-Ⅲ主要在肝脏合成,70%一80%凝血酶由其灭活,它与凝血酶形成1:1共价复合物而抑制凝血酶。严重肝病时AT-Ⅲ活性明显降低,合并DIC时减低更显著。
(四)脂蛋白
α-脂蛋白在急性肝损害时,常常明显降低。急性病毒性肝炎初期,血清α脂蛋白多数消失,重症肝病患者病程的第60天后缓慢增加。
(五)胆碱酯酶(CHE)和卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)
CHE由肝脏合成,肝硬化时其下降水平与白蛋白相平行,可作为判断预后的指标。但在肝脓疡时,CHE明显降低,病因不明。LCAT也由肝合成和分泌,可反映肝储备功能,且较敏感。肝细胞损害时,血清LCAT降低程度与肝损害严重程度相平行。
(六)血氨测定
正常人血液中含少量游离氨,大部分氨在肝内通过鸟氨酸循环合成尿素,当肝功能严重损害(80%肝组织遭破坏),氨不能被解毒,并在中枢神经系统聚集,会引起肝性脑病。肝硬化、肝癌、暴发性肝功能衰竭,门体分流术后和TIPS术后的病人如出现神经精神紊乱的症状,应即做血氨测定,考虑肝性脑病的诊断。但急性肝性脑病患者血氨可以正常,须综合判断。尿毒症、上消化道大出血、休克病人静脉血氨亦可大于正常值(小于45umol/l)。
二、脂类代谢的检验
肝是合成胆固醇的主要脏器,并可将血浆脂蛋白分子中的胆固醇及卵磷脂分子中的脂肪酸结合成胆固醇酯。内源性胆固醇80%由肝脏合成。当肝细胞损伤时,胆固醇合成减少,由于LCAT的减少或缺乏,导致胆固醇酯的含量减少。
正常情况下,酯型胆固醇占70%,游离型胆固醇占30%,两者的比值为3:1。肝细胞疾患时,血清胆固醇酯所占的比例下降(常小于70%),肝细胞损害越严重,胆固醇酯的降低也越明显。在急性肝坏死时,血清胆固醇酯含量可减至极低甚至消失,为预后险恶的表现。
胆汁淤积性黄疸时,血清胆固醇含量增高,尤其在恶性胆道梗阻时,升高更明显。慢性胆道梗阻时,升高幅度大于急性胆道梗阻。胆汁淤积时,血清中升高的胆固醇主要为非酯化胆固醇,除非并发肝细胞损害,胆固醇酯比例一般正常。
三、碳水化合物代谢的检验
肝是调节糖代谢的重要器官,正常肝脏通过糖原合成、糖原分解、糖酵解,以及糖异生反应使机体血糖维持正常水平。正常肝脏的糖原储存量足以维持血葡萄糖水平大约只有24h,在24h以后空腹状态血葡萄糖水平的维持完全低赖于糖原异生,也就是从乳酸盐、丙酮酸盐和氨基酸等前体物质重新合成葡萄糖,这一合成过程受高血糖素和肾上腺素刺激,而被胰岛素抑制。肝脏疾患时,糖代谢机制不稳或是衰竭,可产生低血糖或葡萄糖不耐受。在无并发症的急性病毒性肝炎患者中,约50%发生轻度低血糖症,其血糖浓度为45-60mg/dl。但在大多数病例,低血糖症并无临床意义。而在肝坏死和Reye氏综合症时,可能很显著,且有生命危险。对于明显急性肝病、肝癌,饮酒或接触有机磷中毒的患者,如出现精神状态的改变,在鉴别诊断方面需考虑到低血糖症的可能。另一方面,慢性肝病、肝硬化多见高血糖症和葡萄糖不耐受症。这主要是肝病时,外周血单核细胞的胰岛素受体数目及其亲和力下降,有广泛的受体缺陷。还由于门体侧支循环,胰岛素从肝脏分流,其对肝脏的作用减弱。
四、胆红素代谢的检验
各种含血红素成分分解成的胆红素称间接胆红素 (UCB),其以白蛋白为载体运行于血循环,在肝窦被肝细胞所摄取,内质网中的葡萄糖醛酸与之结合,形成直接胆红素(CB),随胆汁达肠腔,细菌将之还原成胆素原,其中少部分经门脉回到肝脏,进入肠肝循环;一部分胆素原通过肾脏,随尿排出。
正常人血清胆红素每日生成量少于50mg,而肝脏每日处理胆红素达1500mg,由于肝脏处理胆红素的储备能力甚大,故血清胆红素测定非肝功能的敏感试验,临床上主要用于(1).黄疸的诊断和分类:溶血性黄疸时总胆红素(TSB)一般不超过85umol/l,直接胆红素与总胆红素的比值在溶血性黄疸时小于20%,一般肝细胞性黄疸则大于40%,而胆汁淤积性黄疸时常在60%以上。
(2).反映肝损伤程度和判断预后:慢性肝病时,持久而显著的高胆红素血症提示预后严重。血清胆红素>340umol/l为高度黄疸,若TSB>500umol/l常提示存在严重肝实质性病变,或伴有溶血或肾功能衰竭 。
(3).判断疗效和指导治疗。血清胆红素测定有助于判断胆道梗阻术后治疗效果,有助于判断原发性胆汁性肝硬化的治疗反应和病情进度;有助于判断肝癌化疗时肝脏受损的程度。
(4).某些肝外因素影响血清胆红素的测定结果:如服用雌激素,胆道造影剂,口服避孕药物,妊娠,败血症等。
阻塞性脂蛋白-X测定:在胆汁淤滞、阻塞性黄疸时出现在血中的异常脂蛋白,其生成和胆汁中卵磷脂逆流有关。经肝组织活检为胆汁淤滞的病例中,有80%以上的病例LP-X呈阳性反应。
五、胆汁酸代谢检验
胆汁酸是肝内由胆固醇合成的主要有机阴离子,能较特异地反映肝的排泄功能,体内每天共有18-24g的胆汁酸进行肠肝循环,在病毒性肝炎和肝外胆道梗阻时空腹血清胆汁酸升高显著。在活动期慢性肝炎病人,血清胆汁酸水平的升高常先于转氨酶的升高,即使肝组织学改善,如果血清胆汁酸持续升高,则复发可能性大。在胆汁淤积性肝病,尤其是原发性胆汁性肝硬化和原发性硬化性胆管炎时,血清胆汁酸常明显升高。血清胆酸/鹅去氧胆酸比率测定:有助于鉴别肝病的原因。正常人该比率为0.5-1.0,肝硬化时减少到0.1-0.5,而肝外梗阻时增加到0.96-3.6,病毒性肝炎和肝肿瘤病人的比率常与健康人和肝硬化病人重叠,接受肝移植病人发生急性排异反应时,比率常下降,并可出现于标准肝功能试验现异常之前。
六、血清酶学检查
(一)转氨酶
包括丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)。
肝脏内转氨酶含量约为血中含量的100倍,只要有1%的肝细胞受损,就足以使血清中酶活性增加1倍。肝细胞内转氨酶浓度比血清高1000-5000倍,在15000个肝细胞中有2个肝细胞被破坏,转氨酶即可升高。迄今仍被认为是肝细胞损害的“金标准”。
ALT 主要位于肝细胞胞浆中,少数在线粒体;而肾脏、心肌和骨骼肌中有少量存在。AST在心肌中含量最高,次为肝脏、骨骼肌、肾脏和红细胞。在肝脏,80% 位于线粒体,20%在胞浆。
转氨酶升高意义:
1、急性病毒性肝炎:升高比较早,以ALT为著,1~2周达高峰
2、慢性病毒性肝炎:轻~中度升高,持续数月~数年,或波动
3 、肝硬化:取决于肝细胞坏死、肝纤维化程度
肝炎后:活动期轻~中度升高;静止期正常或稍高
酒精性:较低或正常
胆汁性:较高,与胆红素水平平行
4、急性重症肝炎:酶胆分离,预后不良
5 、亚急性重症肝炎:ALT升高,或升高后突然出现酶胆分离
6、肝脏缺血:迅速升高,1天内下降,以AST为速
7、药物性肝损:停药后可恢复
8、其他:胆道病变(尤其是梗阻)、心肌疾病、肌肉疾病,以及胰腺、肺、肾脏、甲亢等疾病
约20%的转氨酶升高一时找不到原因,应检查有无血色病、Wilson病或α1-抗胰蛋白酶缺乏性肝病;以及某些非肝性疾病,如乳糜泻、Addison病、神经性厌食、肌炎或过度运动后肌肉损伤
转氨酶升高仅反应肝细胞受损,不反映有功能肝细胞的多少。
AST/ALT 比值:因在肝细胞中分布不一,不同病变时,两者升高幅值不一。
1、酒精性肝损>2(线粒体受损,AST释入血中;ALT活性降低,与VitB6缺乏相关)
2、急性肝损绝大多数1
3 、肝硬化可>1,甚达 2
4、急性Wilson病时增高,暴发型Wilson病 >4
(二)腺苷脱氢酶(ADA)
急性肝炎恢复期,肝硬化时ADA升高的阳性率高于转氨酶。阻塞性黄疸时ADA正常,有助于黄疸鉴别。
(三)乳酸脱氢酶(LDH)
对肝病缺乏特异性。共有5种同工酶,心肌疾病时LDH升高,LDH1>LDH2;肝病时LDH5升高,LDH5>LDH4。
(四)谷氨酸脱氢酶(GDH)
主要存在于肝脏线粒体中。GDH在肝脏中央小叶内活力比周围小叶高1.7倍,酒精性肝病时肝损害主要发生于肝中央小叶,故血清GDH活力可作为反映酒精性肝病的良好指标。
(五)碱性磷酸酶(ALP)
以肝脏、骨、肾脏、小肠与胎盘分布居多,青少年期可增高,妊娠晚期亦可增高,脂肪餐后可升高。在肝脏主要位于血窦侧和毛细胆管侧的微绒毛,随胆汁排入肠道,毛细胆管内压增高时产生增多,阻塞性黄疸、淤胆时升高;胆囊炎、胆石症、肝癌、淀粉样变性、结节病、肉芽肿性肝炎、肝内淋巴瘤等疾病可见升高 。
ALP明显升高(高于正常的4倍)是胆汁淤积的特征表现,升高水平往往与血清胆红素平行。而肝内占位性病变尤其是肝癌时,即使无黄疸,ALP也常升高。ALP有6种同工酶,ALP2为肝性ALP,ALP3来自骨骼,AP4来自胎盘,ALP5为小肠性ALP,在阻塞性黄疸时ALP1升高,急性高于以ALP2为主,肝硬化时ALP5明显增加。
(六)血清r谷氨酰转肽酶(GGT)
分布广泛,以肝脏居多,次为肾脏、胰腺,心肌、肺、脑等处亦有,而骨骼中无。在肝脏,GGT位于肝细胞的毛细胆管侧和胆系,肝合成增加、各种原因致胆汁排泄不畅时血清水平增高:1胆汁淤积、肝癌时,明显升高,与另几个淤胆指标相平行;2 急性肝炎时中度升高;3慢性肝炎、肝硬化非活动时正常,活动时持续增高;4 酒精性和药物性肝炎时,中度或明显升高,而GGT 与AKP比值常>2.5。
由于该酶在骨病时不升高,因此其能弥补ALP的不足,有助于判断ALP的来源。γ-GT有若干同工酶,但各家报道不一致,最具有意义的是肝癌特异性GGTⅡ。有报道认为GGTⅡ在瘤灶甚小甚至临床尚未发现时即可阳性。
(七)其它酶类
单胺氧化酶、脯氨酰羟化酶用于肝纤维化的诊断,亮氨酸氨基肽酶(LAP)的活力主要在胰腺癌、胆管癌、肝癌及各种阻塞性黄疸时明显升高。
七、无机离子检查
急性肝炎时,肝细胞发生变性坏死,使肝的储藏铁释放入血,血清铁升高。慢性肝炎复发、肝细胞性黄疸时,血清铁也升高,而阻塞性黄疸时正常或降低。
肝是人体组织中含铜量最大的器官,在胆汁淤积,转移性肝癌、原发性肝硬化时,血清铜和血浆铜蓝蛋白同时升高。
八、免疫学检查
肝病时血浆球蛋白浓度增加,A/G比值下降。可能的机制包括因门静脉血中细菌性抗原清除下降或抗原性物质自损害的肝细胞释放而产生的刺激使抗体产量增加。另外在原发性胆汁性肝硬化时,IgM浓度升高。约90%的PBC患者,其血浆中出现抗线粒体抗体。部分非病毒性慢性活动性肝炎患者中可出现抗核抗体和平滑肌抗体。
上述肝功能检查在临床运用中,一般将血清转氨酶、碱性磷酸酶、胆红素、凝血酶源时间、白蛋白作为常规试验,在此基础上根据需要加用其他试验。诊断特殊疾病时,还需检测各种标志物(肝炎病毒标志物、甲胎蛋白等),并结合影像学检查做出综合性分析和判断。
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