肝臟是人體的重要代謝器官,其主要功能有1.代謝功能:如糖、脂肪、蛋白質的同化、貯藏和異化;核酸代謝、維生素的活化與貯藏;激素的滅活及排洩;膽紅素和膽酸的生成;鐵、銅及其它金屬的代謝等;2.排洩功能:如對膽紅素和某些染料的排洩;3.解毒功能:如對各種化合物的氧化、還原、水解、結合等;4.凝血和纖溶因子、纖溶抑制因子的生成及對活性凝血因子的清除;5.肝臟的免疫功能:一般的肝臟實驗及檢查可以分為兩類:肝臟損傷的檢查,如肝臟酶的釋放(經常被誤稱為“肝功能”檢查)以及真正的肝臟上述功能的檢查。肝功能試驗對診斷肝病,估計疾病的嚴重程度、判斷預後及隨訪療效均有重要的價值。但需注意的是正常人的肝臟存在相當大的代償能力,部分肝損多不能從實驗室檢查揭示;無一指標能單獨精確反應整體肝功能;肝功能檢查專案甚多,需結合臨床選擇;肝功能檢查特異性和敏感性欠高,故必須與病史和體檢相結合。
一、蛋白代謝的檢驗
反映肝實質細胞的合成功能。主要包括血清白蛋白、前白蛋白、凝血酶原時間、脂蛋白、膽鹼酯酶、磷脂膽固醇醯基轉移酶。
(一)血清白蛋白
僅在肝臟合成,可維持血漿膠體滲透壓、內源性營養源及某些物質的載體。
合成速度為每天每公斤體重100-200mg,其在體內半衰期較長(約為17~21天),每天降解4%左右。肝損害後白蛋白的降低常在病後1周才能顯示出來,故血清白蛋白非急性肝病的良好指標。在臨床運用中,低白蛋白血癥對肝病不具特異性,在攝入過少或消化吸收障礙、蛋白質分解過多(感染、發熱、癌腫等)以及從異常途徑(如失蛋白性胃腸病、合併腎病)丟失時,均可產生血清白蛋白的下降。另外,如果病人有腹水、水腫、血管內白蛋白進入血管外池,可致血清內白蛋白水平下降。故肝病患者血清白蛋白下降,除反映本身肝臟合成功能下降外,亦與患者攝身減少,腹水(血管外池擴張)、腸淤血(蛋白從腸丟失)、合併感染(分解代謝增加)等有關。若血清白蛋白水平下降至25g/L,可出現腹水,20g/L以下時,臨床預後惡劣。
(二)前白蛋白
由肝臟合成,半衰期僅1.7天,肝病時其血清水平下降早,變化更明顯,隨著病情改變,前白蛋白迅速恢復正常,而在重症肝炎病人往往一直處於低值,是隨訪急性肝炎,重症肝病的良好指標。
(二)凝血因子
凝血因子幾乎都在肝臟中合成,凝血因子半衰期比白蛋白短得多,尤其是維生素K依賴因子(Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、X),如因子Ⅶ的半衰期只有1.5 -- 6小時,因此在肝功能受損的早期,白蛋白檢測完全正常,而維生素K依賴的凝血因子卻有顯著降低,故在肝臟疾病早期可用凝血因子檢測作為過篩試驗。
在肝臟疾患時,通常進行的過篩試驗有:
1、 凝血酶原時間(PT)測定 它反映血漿因子Ⅱ 、V、 Ⅶ 、X含量,PT延長是肝硬化失代償期的特徵,也是診斷膽汁淤積,肝臟合成維生素K依賴因子Ⅱ、Ⅶ、X是否減少的重要實驗室檢查。在暴發性肝炎時,如PT延長、纖維蛋白原及血小板都降低,可診斷為DIC。急、慢性肝病時,PT延長4-5秒以上,對注射維生素K無反應,提示廣泛肝實質損害,預示遠期預後不良。在肝硬化和門脈高壓病例,PT可用於預測門脈分流手術的危險性。在膽汁淤積時脂溶性維生素吸收障礙導致PT延長,胃腸外給予維生素K後24小時內,PT至少改善30%,故可鑑別PT延長的原因。
2、活化部分凝血活酶時間測定(APTT) 嚴重肝病時,因子Ⅸ、X、Ⅺ、Ⅻ合成減少,致使APTT延長;維生素K缺乏時,因子Ⅸ、X不能啟用,APTT 亦可延長。
3、凝血酶凝固時間(TT)測定 TT 延長主要反應血漿纖維蛋白原含量減少或結構異常和FDP的存在,因子Ⅶ 、Ⅸ、X也有影響。肝硬化或急性暴發性肝功能衰竭合併DIC時, TT是一個常用的檢測手段。
4、肝促凝血酶原激酶試驗(HPT) HPT能反映因子II、Ⅶ 、X 的綜合活性,試驗靈敏度高,但由於其靈敏度太高,故與預後相關性較差。
5、抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)測定 AT-Ⅲ主要在肝臟合成,70%一80%凝血酶由其滅活,它與凝血酶形成1:1共價複合物而抑制凝血酶。嚴重肝病時AT-Ⅲ活性明顯降低,合併DIC時減低更顯著。
(四)脂蛋白
α-脂蛋白在急性肝損害時,常常明顯降低。急性病毒性肝炎初期,血清α脂蛋白多數消失,重症肝病患者病程的第60天后緩慢增加。
(五)膽鹼酯酶(CHE)和卵磷脂膽固醇醯基轉移酶(LCAT)
CHE由肝臟合成,肝硬化時其下降水平與白蛋白相平行,可作為判斷預後的指標。但在肝膿瘍時,CHE明顯降低,病因不明。LCAT也由肝合成和分泌,可反映肝儲備功能,且較敏感。肝細胞損害時,血清LCAT降低程度與肝損害嚴重程度相平行。
(六)血氨測定
正常人血液中含少量遊離氨,大部分氨在肝內通過鳥氨酸迴圈合成尿素,當肝功能嚴重損害(80%肝組織遭破壞),氨不能被解毒,並在中樞神經系統聚集,會引起肝性腦病。肝硬化、肝癌、暴發性肝功能衰竭,門體分流術後和TIPS術後的病人如出現神經精神紊亂的症狀,應即做血氨測定,考慮肝性腦病的診斷。但急性肝性腦病患者血氨可以正常,須綜合判斷。尿毒症、上消化道大出血、休克病人靜脈血氨亦可大於正常值(小於45umol/l)。
二、脂類代謝的檢驗
肝是合成膽固醇的主要臟器,並可將血漿脂蛋白分子中的膽固醇及卵磷脂分子中的脂肪酸結合成膽固醇酯。內源性膽固醇80%由肝臟合成。當肝細胞損傷時,膽固醇合成減少,由於LCAT的減少或缺乏,導致膽固醇酯的含量減少。
正常情況下,酯型膽固醇佔70%,遊離型膽固醇佔30%,兩者的比值為3:1。肝細胞疾患時,血清膽固醇酯所佔的比例下降(常小於70%),肝細胞損害越嚴重,膽固醇酯的降低也越明顯。在急性肝壞死時,血清膽固醇酯含量可減至極低甚至消失,為預後險惡的表現。
膽汁淤積性黃疸時,血清膽固醇含量增高,尤其在惡性膽道梗阻時,升高更明顯。慢性膽道梗阻時,升高幅度大於急性膽道梗阻。膽汁淤積時,血清中升高的膽固醇主要為非酯化膽固醇,除非併發肝細胞損害,膽固醇酯比例一般正常。
三、碳水化合物代謝的檢驗
肝是調節糖代謝的重要器官,正常肝臟通過糖原合成、糖原分解、糖酵解,以及糖異生反應使機體血糖維持正常水平。正常肝臟的糖原儲存量足以維持血葡萄糖水平大約只有24h,在24h以後空腹狀態血葡萄糖水平的維持完全低賴於糖原異生,也就是從乳酸鹽、丙酮酸鹽和氨基酸等前體物質重新合成葡萄糖,這一合成過程受高血糖素和腎上腺素刺激,而被胰島素抑制。肝臟疾患時,糖代謝機制不穩或是衰竭,可產生低血糖或葡萄糖不耐受。在無併發症的急性病毒性肝炎患者中,約50%發生輕度低血糖症,其血糖濃度為45-60mg/dl。但在大多數病例,低血糖症並無臨床意義。而在肝壞死和Reye氏綜合症時,可能很顯著,且有生命危險。對於明顯急性肝病、肝癌,飲酒或接觸有機磷中毒的患者,如出現精神狀態的改變,在鑑別診斷方面需考慮到低血糖症的可能。另一方面,慢性肝病、肝硬化多見高血糖症和葡萄糖不耐受症。這主要是肝病時,外周血單核細胞的胰島素受體數目及其親和力下降,有廣泛的受體缺陷。還由於門體側支迴圈,胰島素從肝臟分流,其對肝臟的作用減弱。
四、膽紅素代謝的檢驗
各種含血紅素成分分解成的膽紅素稱間接膽紅素 (UCB),其以白蛋白為載體運行於血迴圈,在肝竇被肝細胞所攝取,內質網中的葡萄糖醛酸與之結合,形成直接膽紅素(CB),隨膽汁達腸腔,細菌將之還原成膽素原,其中少部分經門脈回到肝臟,進入腸肝迴圈;一部分膽素原通過腎臟,隨尿排出。
正常人血清膽紅素每日生成量少於50mg,而肝臟每日處理膽紅素達1500mg,由於肝臟處理膽紅素的儲備能力甚大,故血清膽紅素測定非肝功能的敏感試驗,臨床上主要用於(1).黃疸的診斷和分類:溶血性黃疸時總膽紅素(TSB)一般不超過85umol/l,直接膽紅素與總膽紅素的比值在溶血性黃疸時小於20%,一般肝細胞性黃疸則大於40%,而膽汁淤積性黃疸時常在60%以上。
(2).反映肝損傷程度和判斷預後:慢性肝病時,持久而顯著的高膽紅素血癥提示預後嚴重。血清膽紅素>340umol/l為高度黃疸,若TSB>500umol/l常提示存在嚴重肝實質性病變,或伴有溶血或腎功能衰竭 。
(3).判斷療效和指導治療。血清膽紅素測定有助於判斷膽道梗阻術後治療效果,有助於判斷原發性膽汁性肝硬化的治療反應和病情進度;有助於判斷肝癌化療時肝臟受損的程度。
(4).某些肝外因素影響血清膽紅素的測定結果:如服用雌激素,膽道造影劑,口服避孕藥物,妊娠,敗血症等。
阻塞性脂蛋白-X測定:在膽汁淤滯、阻塞性黃疸時出現在血中的異常脂蛋白,其生成和膽汁中卵磷脂逆流有關。經肝組織活檢為膽汁淤滯的病例中,有80%以上的病例LP-X呈陽性反應。
五、膽汁酸代謝檢驗
膽汁酸是肝內由膽固醇合成的主要有機陰離子,能較特異地反映肝的排洩功能,體內每天共有18-24g的膽汁酸進行腸肝迴圈,在病毒性肝炎和肝外膽道梗阻時空腹血清膽汁酸升高顯著。在活動期慢性肝炎病人,血清膽汁酸水平的升高常先於轉氨酶的升高,即使肝組織學改善,如果血清膽汁酸持續升高,則復發可能性大。在膽汁淤積性肝病,尤其是原發性膽汁性肝硬化和原發性硬化性膽管炎時,血清膽汁酸常明顯升高。血清膽酸/鵝去氧膽酸比率測定:有助於鑑別肝病的原因。正常人該比率為0.5-1.0,肝硬化時減少到0.1-0.5,而肝外梗阻時增加到0.96-3.6,病毒性肝炎和肝腫瘤病人的比率常與健康人和肝硬化病人重疊,接受肝移植病人發生急性排異反應時,比率常下降,並可出現於標準肝功能試驗現異常之前。
六、血清酶學檢查
(一)轉氨酶
包括丙氨酸轉氨酶(ALT)和天冬氨酸轉氨酶(AST)。
肝臟內轉氨酶含量約為血中含量的100倍,只要有1%的肝細胞受損,就足以使血清中酶活性增加1倍。肝細胞內轉氨酶濃度比血清高1000-5000倍,在15000個肝細胞中有2個肝細胞被破壞,轉氨酶即可升高。迄今仍被認為是肝細胞損害的“金標準”。
ALT 主要位於肝細胞胞漿中,少數線上粒體;而腎臟、心肌和骨骼肌中有少量存在。AST在心肌中含量最高,次為肝臟、骨骼肌、腎臟和紅細胞。在肝臟,80% 位於線粒體,20%在胞漿。
轉氨酶升高意義:
1、急性病毒性肝炎:升高比較早,以ALT為著,1~2周達高峰
2、慢性病毒性肝炎:輕~中度升高,持續數月~數年,或波動
3 、肝硬化:取決於肝細胞壞死、肝纖維化程度
肝炎後:活動期輕~中度升高;靜止期正常或稍高
酒精性:較低或正常
膽汁性:較高,與膽紅素水平平行
4、急性重症肝炎:酶膽分離,預後不良
5 、亞急性重症肝炎:ALT升高,或升高後突然出現酶膽分離
6、肝臟缺血:迅速升高,1天內下降,以AST為速
7、藥物性肝損:停藥後可恢復
8、其他:膽道病變(尤其是梗阻)、心肌疾病、肌肉疾病,以及胰腺、肺、腎臟、甲亢等疾病
約20%的轉氨酶升高一時找不到原因,應檢查有無血色病、Wilson病或α1-抗胰蛋白酶缺乏性肝病;以及某些非肝性疾病,如乳糜瀉、Addison病、神經性厭食、肌炎或過度運動後肌肉損傷
轉氨酶升高僅反應肝細胞受損,不反映有功能肝細胞的多少。
AST/ALT 比值:因在肝細胞中分佈不一,不同病變時,兩者升高幅值不一。
1、酒精性肝損>2(線粒體受損,AST釋入血中;ALT活性降低,與VitB6缺乏相關)
2、急性肝損絕大多數1
3 、肝硬化可>1,甚達 2
4、急性Wilson病時增高,暴發型Wilson病 >4
(二)腺苷脫氫酶(ADA)
急性肝炎恢復期,肝硬化時ADA升高的陽性率高於轉氨酶。阻塞性黃疸時ADA正常,有助於黃疸鑑別。
(三)乳酸脫氫酶(LDH)
對肝病缺乏特異性。共有5種同工酶,心肌疾病時LDH升高,LDH1>LDH2;肝病時LDH5升高,LDH5>LDH4。
(四)穀氨酸脫氫酶(GDH)
主要存在於肝臟線粒體中。GDH在肝臟中央小葉內活力比周圍小葉高1.7倍,酒精性肝病時肝損害主要發生於肝中央小葉,故血清GDH活力可作為反映酒精性肝病的良好指標。
(五)鹼性磷酸酶(ALP)
以肝臟、骨、腎臟、小腸與胎盤分佈居多,青少年期可增高,妊娠晚期亦可增高,脂肪餐後可升高。在肝臟主要位於血竇側和毛細膽管側的微絨毛,隨膽汁排入腸道,毛細膽管內壓增高時產生增多,阻塞性黃疸、淤膽時升高;膽囊炎、膽石症、肝癌、澱粉樣變性、結節病、肉芽腫性肝炎、肝內淋巴瘤等疾病可見升高 。
ALP明顯升高(高於正常的4倍)是膽汁淤積的特徵表現,升高水平往往與血清膽紅素平行。而肝內佔位性病變尤其是肝癌時,即使無黃疸,ALP也常升高。ALP有6種同工酶,ALP2為肝性ALP,ALP3來自骨骼,AP4來自胎盤,ALP5為小腸性ALP,在阻塞性黃疸時ALP1升高,急性高於以ALP2為主,肝硬化時ALP5明顯增加。
(六)血清r谷氨醯轉肽酶(GGT)
分佈廣泛,以肝臟居多,次為腎臟、胰腺,心肌、肺、腦等處亦有,而骨骼中無。在肝臟,GGT位於肝細胞的毛細膽管側和膽系,肝合成增加、各種原因致膽汁排洩不暢時血清水平增高:1膽汁淤積、肝癌時,明顯升高,與另幾個淤膽指標相平行;2 急性肝炎時中度升高;3慢性肝炎、肝硬化非活動時正常,活動時持續增高;4 酒精性和藥物性肝炎時,中度或明顯升高,而GGT 與AKP比值常>2.5。
由於該酶在骨病時不升高,因此其能彌補ALP的不足,有助於判斷ALP的來源。γ-GT有若干同工酶,但各家報道不一致,最具有意義的是肝癌特異性GGTⅡ。有報道認為GGTⅡ在瘤灶甚小甚至臨床尚未發現時即可陽性。
(七)其它酶類
單胺氧化酶、脯氨醯羥化酶用於肝纖維化的診斷,亮氨酸氨基肽酶(LAP)的活力主要在胰腺癌、膽管癌、肝癌及各種阻塞性黃疸時明顯升高。
七、無機離子檢查
急性肝炎時,肝細胞發生變性壞死,使肝的儲藏鐵釋放入血,血清鐵升高。慢性肝炎復發、肝細胞性黃疸時,血清鐵也升高,而阻塞性黃疸時正常或降低。
肝是人體組織中含銅量最大的器官,在膽汁淤積,轉移性肝癌、原發性肝硬化時,血清銅和血漿銅藍蛋白同時升高。
八、免疫學檢查
肝病時血漿球蛋白濃度增加,A/G比值下降。可能的機制包括因門靜脈血中細菌性抗原清除下降或抗原性物質自損害的肝細胞釋放而產生的刺激使抗體產量增加。另外在原發性膽汁性肝硬化時,IgM濃度升高。約90%的PBC患者,其血漿中出現抗線粒體抗體。部分非病毒性慢性活動性肝炎患者中可出現抗核抗體和平滑肌抗體。
上述肝功能檢查在臨床運用中,一般將血清轉氨酶、鹼性磷酸酶、膽紅素、凝血酶源時間、白蛋白作為常規試驗,在此基礎上根據需要加用其他試驗。診斷特殊疾病時,還需檢測各種標誌物(肝炎病毒標誌物、甲胎蛋白等),並結合影像學檢查做出綜合性分析和判斷。
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