第十四章神经及精神疾病的生物化学检验

神经及精神疾病的

临床生物化学检验中南大学湘雅医学院

检验系临床生物化学教研室

彭剑雄

主要内容第一节概述第二节

神经和精神疾病的生物化学第三节常见神经系统疾病的生物化学检验第一节概述

神经系统是由神经元相互联系构筑的一个错综复杂的电及化学信号网络。籍此协调控制着人的运动、感觉、语言、记忆、思维和情绪神经网络神经网络神经元一、脑脊液的形成脉络丛

脑室中

蛛网膜下腔

硬脑膜窦

静脉系统0.3ml/min～0.4ml/min每天总量被置换3－4次

脉络丛（choroidplexus）脑脊液的功能①

运输营养物质至脑细胞，带走代谢产物。②

似“水垫”起保护作用，以免震荡对脑的冲击；受到打击时，分散压力避免直接冲击③

是脑内触脑脊液神经元感受内环境变化的窗口，如pH、温度、化学成分（激素，离子）；亦是分泌激素的运输通道。④调整颅内的压力。二、血脑屏障

blood-brainbarrier,BBB

结构：由脑毛细血管内皮细胞、基膜及星形胶质细胞突起形成的血管鞘构成2．血脑屏障的选择通透性（1）蛋白质不易通过（2）高脂溶性物质可自由通透（3）低脂溶性分子转运由载体介导（4）金属离子交换缓慢（5）内皮中代谢调控转运三、神经组织的生物化学特点三、神经组织的生物化学特点（一）糖含量低以血糖为主要能源（二）脂类含量高且独特代谢缓慢（三）蛋白质含量丰富氨基酸池组成特别（四）核酸（RNA）合成活跃（五）水含量大离子转运活跃（六）氧和能量消耗高四、神经递质的生化

神经递质(neurotransmitter)：为神经元间或神经元与靶细胞(肌肉、腺细胞)间起信号传递作用的化学物质。神经调质（neuromodulator）：部分递质在突触处实际无传递信号的功能，不直接触发靶细胞的效应，只对其他递质引发的效应起调制作用，称为神经调质。五、神经生长因子与神经营养因子上世纪50年代早期，Rita和Stanley神经生长因子(nervegrowingfactors,NGF)。NGF外，还从神经组织分离出一系列生长因子，如成纤维细胞生长因子（FGF），表皮生长因子（EGF），血小板衍化的生长因子（PDGF），胰岛素样生长因子Ⅰ，Ⅱ（IGF-Ⅰ，Ⅱ）等

上世纪80年代，提出了神经营养因子或神经细胞营养因子(neurotrophicfactors,NTFs)的概念。神经营养因子：即一类对神经细胞起营养作用的多肽分子，能调节神经细胞生存，包括多肽，神经递质，神经肽，细胞间基质分子和酶及酶的抑制物；通过突触成分、胶质细胞和血流到达特定神经细胞，与特定受体结合而发挥作用。功能：神经元发生时存活、分化及损伤时

再生的必需因子第二节、神经和精神疾病的生物化学

一、神经变性的生化基础二、帕金森病三、亨廷顿病四、阿尔茨海默病五、其他神经变性病六、精神分裂症一、神经变性的生化基础（一）基因突变（二）能量代谢缺陷（三）自由基分子代谢（四）兴奋性氨基酸释放过度（五）异常钙离子通道开放与Ca2+效应（六）异常蛋白磷酸化和蛋白糖基化作用（七）神经细胞凋亡（八）神经营养因子缺乏（一）基因突变（一）基因突变（二）能量代谢缺陷（三）自由基分子代谢(四）自由基、EAA、离子

通道-Ca2+效应、凋亡

NMDA受体(N-methyl-D-asparticacidreceptor)：为N-甲基-D-天冬氨酸受体(四）自由基、EAA、离子通道-Ca2+效应、凋亡（五）神经细胞凋亡调亡（apoptosis）：是指经一定途径启动细胞内固有程序而发生的死亡，是一种特殊的细胞死亡形式，又称为细胞程序性死亡（programmedcelldeath,PCD）。不同于病理性的细胞坏死（necrosis）,凋亡是一个主动的耗能的自杀过程。在胎儿及出生后神经系统的生长发育及神经网络的构筑过程中，凋亡起到了重要作用凋亡细胞外因子受体第二信使启动凋亡FasCa2+核酸内切酶TNF等cAMP等天冬半胱酶（caspase）

天冬半胱酶属半胱氨酸蛋白酶家族，能对天冬酰胺键特异酶切如DXXD↓X（D代表Asp,X代表任意氨基酸）。

调控凋亡程序的基因：bax、p53(促进)bcl-2、pRb(对抗)

caspase－cysteinylaspartate-specificproteinase,（六）异常蛋白磷酸化和蛋白糖基化作用二、帕金森病(ParkinsonDisease,PD)三、亨廷顿病

（HuntingtonDisease,HD）四、阿尔茨海默病

（Alzheimerdisease,AD）Comparisonofanormalagedbrain(left)andthebrainofapersonwithAlzheimer's(right).Differentialcharacteristicsarepointedout六、精神分裂症

精神分裂症（schizophrenia）:是以精神活动，即思维、情感、行为之间的互不协调，以及精神活动脱离现实环境为特征的疾病，是最常见的精神病。两类：按行为特征可以分为阳性行为-幻觉，错觉和怪异行为等；阴性行为-社交回避和情绪迟钝等病因:不清楚，研究显示可能与遗传、环境、精神、发育、解剖、生化等因素有关。神经递质的代谢异常及遗传因素引人注目（一）多巴胺功能亢进假说1.药理作用研究：有两方面的依据(1)中枢多巴胺促进剂的致精神病作用(2)抗精神病药物的药理机制2.多巴胺及其代谢产物的检测3.多巴胺受体的研究（二）遗传因素

家系调查和血缘分析，证明精神分裂症有显著的遗传倾向。国内：1198例精神分裂症患者的54，570名家族成员的调查，患者家族中精神病的患病率比当地一般人口中的患病率高6.2倍，近亲中的父母及同胞的患病率最高。国外：资料显示父母患精神分裂症，其子女患病率为39%。单卵双胞胎同病率为47%。遗传方式和基因定位：尚无定论。有单基因显性遗传不完全外显，修饰基因及多基因等假设。多基因假设认为精神分裂症的遗传没有特异性基因。异常基因在人群中存在，但量少。当多个这种基因积累的量超过一定阈值，就可在环境因素作用下发病。已应用DNA标记进行连锁分析，来鉴定与本病有关的各个基因，尚未得到普遍公认和可重复的结果。第三节常见神经系统疾病及

临床生化检验一、蛋白质检查二、酶活力测定三、神经递质的检查四、基因诊断一、蛋白质检查（一）总蛋白质（二）蛋白指数（三）特异性蛋白质1.β-淀粉样蛋白（β-Amyloid）2.APP（β-淀粉样蛋白前体，β-AmyloidPrecursorProtein）3.C反应蛋白4.β2-微球蛋白（β2-M）5.免疫球蛋白6.神经组织特异蛋白二、酶活力测定1．LDH及同工酶2．AST增高3．CPK（CK）及同工酶4．酸性磷酸酶增高5．核糖核酸酶（RNase）6．多巴胺-β-羟化酶（DβH）7．乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase，AchE）及假胆碱酯酶（Pseudocholinesterase，PchE）8．β-葡萄糖苷酶增高三、神经递质的检查1．Ach2．DA及HVA3．5-HT及5-HIAA4．GABA5．谷氨酸6