神经与精神疾病的生物化诊断

关于神经与精神疾病的生物化诊断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。借此协调控制着人的运动、感觉、语言、记忆、思维和情绪。第2页,共61页，2024年2月25日，星期天第3页,共61页，2024年2月25日，星期天

脑中枢神经系统脊髓神经系统脑神经周围神经系统脊神经植物神经（解剖学）第4页,共61页，2024年2月25日，星期天第5页,共61页，2024年2月25日，星期天第6页,共61页，2024年2月25日，星期天

神经元（神经细胞）神经组织（微观）神经胶质细胞及其间质第7页,共61页，2024年2月25日，星期天髓鞘轴突树突第8页,共61页，2024年2月25日，星期天Neuroglialcell第9页,共61页，2024年2月25日，星期天第一节概述神经系统功能正常运转所需条件：神经细胞的外在环境神经细胞间的信号传递神经生长因子和营养因子作用第10页,共61页，2024年2月25日，星期天一、脑脊液的形成、功能与血脑屏障（一）脑脊液的形成与功能形成：主要由脉络丛生成主要功能：运送营养物质，带走代谢产物保护作用，避免震荡冲击脑内触脑脊液神经元感受内环境变化的窗口及其分泌激素的运输通道调整颅内压第11页,共61页，2024年2月25日，星期天（二）血脑屏障：血-脑之间选择性阻止各种物质由血入脑的“屏障”。1、血脑屏障（blood-brainbarrier)的结构：脑毛细血管内皮细胞基膜星形胶质突起形成的血管鞘第12页,共61页，2024年2月25日，星期天第13页,共61页，2024年2月25日，星期天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第14页,共61页，2024年2月25日，星期天二、神经组织的生物化学特点（一）糖代谢Glu：浓度低，但是神经组织最重要和唯一有效的能量来源。糖代谢方式：主要是有氧氧化和无氧酵解；其次是磷酸戊糖途径。第15页,共61页，2024年2月25日，星期天（二）脂类代谢神经系统富含脂质。脑组织中脂类主要包括甘油磷脂、糖鞘脂（脑苷脂和神经节苷脂）、胆固醇等。饥饿时酮体可部分代替glucose供能。第16页,共61页，2024年2月25日，星期天（三）蛋白质代谢神经组织蛋白质一般包括清蛋白、球蛋白、核蛋白和神经角蛋白等。神经系统特有蛋白：S-100：在pH7的饱和硫酸铵中可溶。功能可能多重性，有待进一步研究。14-3-2蛋白质：神经元特异性烯醇化酶（NSE）第17页,共61页，2024年2月25日，星期天（四）核酸代谢脑中RNA含量特别高。代谢速度随神经的功能活动程度而变化，含量高说明脑的功能和代谢活跃。第18页,共61页，2024年2月25日，星期天（五）水和电解质代谢脑含水量丰富。神经元含多种离子通道。神经元的泵（Ca2+ATP酶）与Na+：Ca2+交换系统及Na+-K+泵协同作用，参与突触功能的调控。第19页,共61页，2024年2月25日，星期天（六）能量代谢脑耗氧量明显高于其他组织的耗氧量。脑内ATP处于高稳定水平：迅速生成迅速利用。基础状况下：ATP/ADP为10~20第20页,共61页，2024年2月25日，星期天三、神经递质的生物化学神经递质（neurotransmitter）：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。第21页,共61页，2024年2月25日，星期天四、神经生长因子和神经营养因子神经营养因子（neurotrophicfactors，NTFs）：是一组超出普通维持生存所必需的基本营养物质以外的，对神经细胞起特殊营养作用的多肽分子。作用：促进神经细胞的生长和延长其生存时间；在胚胎发育，细胞分化，创伤愈合，免疫调节及肿瘤的发生等许多方面发挥重要的生物学调节作用。第22页,共61页，2024年2月25日，星期天神经生长因子（nervegrowthfactor，NGF）是最先被发现而且研究得最清楚的一个神经营养因子，归为神经营养素族。作用：促进神经细胞生长和神经纤维的延长。NTFs成为一种有望抗神经元蜕变的因子。第23页,共61页，2024年2月25日，星期天五、神经和精神疾病的概念神经系统疾病：是指脑、脊髓及周围神经由于感染、血管病变、外伤、肿瘤、中毒、免疫障碍、变性、遗传、营养缺陷和代谢障碍等因素所致的疾病。精神疾病：是以精神活动失调或紊乱为主要表现的一类疾病。第24页,共61页，2024年2月25日，星期天六、神经病变的生化机制神经变性病（neurodegenerativedisorder)：以神经元变性(neuronaldegeneration)为主要病理改变的一类疾病。特点：中枢神经系统中某个或某些特定的部位的神经元进行性变性以至坏死，伴有胞质内结构紊乱，或出现包涵体等，但无炎症或异常物质的累积。第25页,共61页，2024年2月25日，星期天与神经变性病理相关重要生物化学环节及过程（一）基因突变研究显示：遗传物质的改变可能是部分神经变性病最根本的原因。基因突变蛋白质分子结构或表达发生改变代谢或功能改变神经细胞变性乃至死亡。第26页,共61页，2024年2月25日，星期天（二）能量代谢缺陷线粒体的功能障碍可影响能量代谢，并可通过影响其他代谢损害神经细胞。第27页,共61页，2024年2月25日，星期天respiratorychain第28页,共61页，2024年2月25日，星期天（三）自由基分子代谢自由基（freeradical）：指在原子核外层轨道上带有不配对的电子。自由基增多：导致细胞膜上脂质过氧化物的作用增强，引起线粒体等膜结构的改变和损害。可促进兴奋性氨基酸释放，对神经细胞有毒性作用。第29页,共61页，2024年2月25日，星期天（四）兴奋性氨基酸释放过度作用于相应的受体，诱使离子通道开放，通过离子触发一系列对细胞造成损害的反应，产生毒性效应。第30页,共61页，2024年2月25日，星期天（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（apoptosis）（八）神经营养因子缺乏第31页,共61页，2024年2月25日，星期天

第二节常见几种神经与精神疾病的生化变化一、帕金森病（Parkinsondisease）

PhysicaltherapistBettyKargacosofHealthSouthRehabilitationHospitalinSewickleyhelpsParkinson'sdiseasepatientCliffordBaguleylearnhowtogetoutofhischairwithoutusinghisarmrests.

第32页,共61页，2024年2月25日，星期天第33页,共61页，2024年2月25日，星期天临床表现：静息时震颤，肌强直，随意运动减慢，姿势不稳定等。第34页,共61页，2024年2月25日，星期天一、一般的生化机制第35页,共61页，2024年2月25日，星期天（二）分子遗传病理PARK1基因编码产物为α-synuclein蛋白，是一种突触前膜蛋白，起着整和突触前信号和膜囊泡转运的作用，与神经元的可塑性有关PARK2正常基因产物为Parkin，具有泛素E3连接酶活性。Parkin基因突变致使非泛素化的α-synuclein在神经元内不能有效清除而堆积，由于其毒性作用致使黑质多巴胺能神经元选择的丢失第36页,共61页，2024年2月25日，星期天二、癫痫（epilepsy)癫痫是大脑神经元突发性异常放电，导致短暂的大脑功能障碍的一种慢性疾病由于异常放电神经元所涉及的部位不同，可表现为发作的运动、感觉、植物神经、意识及精神障碍它是多种原因引起的临床常见的症状之一据国内流行病学调查，其发病率约为人群的1‰，患病率约为人群的5‰第37页,共61页，2024年2月25日，星期天第38页,共61页，2024年2月25日，星期天癫痫病因：

（一）原发性癫痫：又称真性或特发性或隐原性癫痫。其真正的原因不明。

（二）继发性癫痫：又称症状性癫痫。指能找到病因的癫痫。常见的原因有：

1．脑部疾病：

（1）先天性疾病。（2）颅脑肿瘤。（3）颅脑外伤。（4）颅内感染。（5）脑血管病。

2．全身或系统性疾病：

（1）缺氧。（2）代谢疾病。（3）内分泌疾病。（4）心血管疾病。（5）中毒性疾病。第39页,共61页，2024年2月25日，星期天癫痫的生化机制：（一）惊厥发作时的代谢紊乱（二）惊厥所致的脑损伤的生化机制（三）慢性癫痫的点燃效应生化机制第40页,共61页，2024年2月25日，星期天三、精神分裂症（schizophrenia）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。分类：阳性行为和阴性行为。是最常见的精神病，病因尚不清楚。第41页,共61页，2024年2月25日，星期天（一）多巴胺功能亢进学说中枢多巴胺功能亢进或异常（二）去甲肾上腺素学说中枢去甲肾上腺素能神经元通路变性（三）遗传因素有显著遗传倾向第42页,共61页，2024年2月25日，星期天四、老年性痴呆主要类型为：Alzheimer型痴呆多发性痴呆第43页,共61页，2024年2月25日，星期天第44页,共61页，2024年2月25日，星期天AlzheimerdiseaseNo-oneknowswhatcausesAlzheimer'sDisease.It'sdifficulttodiagnose,largelyuntreatableandtotallyuncurable.Yetbecausethenumberofelderlypeopleworldwideisgrowingrapidly,theincidenceofAlzheimer'sDiseasewillalsogreatlyincrease.

第45页,共61页，2024年2月25日，星期天WhatisAlzheimer'sDisease?

Firstdescribedin1906byGermanneurologist,DrAloisAlzheimer,thisdiseaseisaprogressive,degenerativedisorderthataffectsthebrain.Thefirstnoticeablesymptomsarelossofmemory,inabilitytothinkandunderstandandgradualchangesinbehaviour.TheAlzheimer'spatientwilleventuallydiefromthisdisease-usuallywithin8yearsofthefirstsymptomsbeingdetected,althoughapersonmaylivewiththisdisorderforupto20years....第46页,共61页，2024年2月25日，星期天概述阿尔茨海默病（AD）老年最常见的痴呆原因之一。临床：进行性记忆、认知、分析、综合能力等全方面智能减退。病理：全脑性萎缩、大脑皮质及皮质下的广泛神经元脱失、神经纤维缠结、老年斑及神经元颗粒空泡变性。第47页,共61页，2024年2月25日，星期天临床诊断依据：临床上慢性进行性痴呆神经影象：全脑萎缩神经病理：镜检可见-淀粉样轴突斑块，神经细胞内纤维纠缠。第48页,共61页，2024年2月25日，星期天第49页,共61页，2024年2月25日，星期天神经病理尸检是诊断的金标准。一般可依据临床诊断，准确率很高。第50页,共61页，2024年2月25日，星期天第三节生物化学指标在神经与精神疾病诊治中的应用一、脑脊液常规生化检测（一）特异性蛋白质-淀粉样蛋白：对AD的诊断具有重要价值。-淀粉样蛋白前体：AD的患者CSF、血浆及血小板中均含有。C反应蛋白2-微球蛋白免疫球蛋白（IgA结核性；IgM化脓性；IgAIgM均不升高多为病毒性）神经组织特异性蛋白（神经胶质纤维酸性蛋白、髓碱性蛋白）第51页,共61页，2024年2月25日，星期天（二）总蛋白质CSF中蛋白质一部分是血浆中小分子量蛋白质经血脑屏障的毛细血管内皮细胞孔隙进入，以清蛋白为主，另部分为中枢神经系统本身合成，含量甚微。第52页,共61页，2024年2月25日，星期天不同部位的脑脊液蛋白质的含量有所不同，并随年龄的增加有所增加。正常人超过450mg/L，一般为病理性改变。可见于感染、出血、占位病变及蛛网膜粘连等。第53页,共61页，2024年2月25日，星期天CSF蛋白电泳前清蛋白：脑积水、脑外伤、脑萎缩及中枢神经系统退行性变等。前清蛋