卫生部“十二五”规划教材全国高等医药教材建设研究会规划教材大连医科大学左云飞一、概述二、常用神经及精神疾病的生物化学检测指标三、常见神经及精神疾病的生物化学诊断第一节概述一、血脑屏障及脑脊液二、神经组织的生物化学代谢特点三、常见神经变性病的生物化学机制四、常见精神疾病的生物化学机制一、血脑屏障及脑脊液经系统脑脊髓脑神经脊神经内脏神经在血-脑之间有一种选择性地阻止某些物质的“屏障”存在，称为血脑屏障。

●脑毛细血管内皮细胞间紧密“焊接”●毛细血管内皮细胞外的基底膜是连续的●毛细血管壁外表面积的85%都被神经胶质细胞的终足所包绕被动性扩散载体运输主动转运其他如发生脑外伤、出血、梗死、缺氧、炎症、肿瘤等可使血脑屏障遭到破坏，血管内皮细胞的紧密连接程度破坏，局部毛细血管通透性增高，使蛋白及大分子物质、离子、细菌、病毒等通过血脑屏障进入脑组织。

无色透明的液体，充满在各脑室、蛛网膜下腔和脊髓中央管内。

脑室脉络丛产生蛛网膜下腔蛛网膜粒静脉系统①②③④●缓冲压力，避免震荡时对脑组织的冲击。

●具有淋巴液的作用，为脑组织提供营养，运走代谢产物。

●维持脑组织的渗透压及酸碱平衡。

●调节颅内压力。

●氧供给充分时主要通过糖的有氧氧化产生ATP供能。

●神经组织中磷酸戊糖途径很活跃，产生的NADH+H +参与还原反应及脂类代谢。

●通过三羧酸循环途径使脑组织中葡萄糖快速转变为神经递质，提供脂类物质合成的碳骨架。

二、神经组织的生物化学代谢特点●蛋白质占人脑干重的一半。

灰质较白质富含蛋白质。

●神经组织的蛋白质常包括白蛋白，球蛋白，核蛋白和神经角蛋白等。

脑组织中还含有谷胱甘肽、胱硫醚、磷酸乙醇胺等神经系统特有的蛋白质。

●神经组织中蛋白质含量较恒定，但转换快。

●脑组织中谷氨酸、天冬氨酸N-乙酰天冬氨酸及相关的氨基酸含量较高（与氨基酸衍生为神经递质有关），进入脑中的氨基酸可被迅速合成蛋白质。

●神经系统中脂质含量丰富。

●脑组织的脂类以磷脂为主，并含有较多的糖鞘脂和胆固醇。

●脑脂类中磷脂酰胆碱和磷脂酰肌醇转换较快。

●脑脂肪酸大部分在脑内合成，少量来自膳食。

●脑中RNA的含量特别高。

●脑中的DNA主要在神经细胞核内，成熟神经元内DNA含量恒定。

●核酸代谢速度的快慢与神经系统所处的功能状态相关。

●部分生长因子、生长激素等可促进脑内核酸的合成与更新。

●脑组织主要以葡萄糖的氧化来供能的。

在低血糖情况下也可以利用酮体供能。

●脑组织对缺糖和缺氧均极敏感，血糖下降50%即可致昏迷，中断流向脑的血流几分钟就可引起死亡。

●脑的能量消耗在于把Na＋泵出细胞外，迅速恢复膜电位维持神经的兴奋和传导。

●脑内ATP的水平高，合成和利用均很迅速。

脑内磷酸肌酸(CP)水平比ATP高，是ATP末端高能磷酸键的一种贮存形式。

三、常见神经变性病的生物化学机制是指以神经元变性为主要病理改变的一类疾病，病变可涉及大脑、小脑、脑干和脊髓等不同部位，其特点是中枢神经系统某个或某些特定部位神经元进行性病变以至坏死发生，可伴有胞质内结构紊乱，但无炎症或异常物质累积。

●基因突变●神经递质的异常●能量代谢缺陷●异常钙离子通道开放与Ca2+效应●自由基分子代谢四、常见精神疾病的生物化学机制精神疾病是指在各种生物学、心理学以及社会环境因素影响下，大脑功能失调，导致认知、情感、意志和行为等精神活动出现不同程度障碍为临床表现的疾病。

多年观察研究，发现精神疾病的发病与神经、遗传、自身因素有关。

第二节常见神经系统疾病的临床生物化学一、脑脊液的一般检查二、脑脊液蛋白质测定三、脑脊液中特殊酶的测定四、分子生物学诊断一、脑脊液的一般检查●透明的无色液体，不是血浆的简单过滤液。

●比重为1.004～1.007 ，蛋白质含量为200～400mg/L，葡萄糖的含量为2.5～4.4mmol/L。

●除含有较血浆多的镁和氯外，其他离子成分均比血浆低。

●正常人的脑脊液分泌速度为0.3～0.4ml/min，每天产生约600～700ml ，每天的转换率为4～5次。

检测脑脊液成分可辅助推知血脑屏障的功能状况及引起改变的中枢神经系统疾病的情况。

脑脊液的检查内容及其临床意义检测项目参考范围临床意义外观透明的无色液体淡红色或血性：颅内或脊髓腔内有出血淡黄色或红黄色：蛋白含量增高云雾状或毛玻璃样：白细胞增多压力60～180mm水柱增高：颅内占位病变或脑积水细胞数白细胞计数为0～5／mm3；红细胞应不存在白细胞增多：中枢神经系统有炎症红细胞增多：出血蛋白质15～45mg％蛋白增高：炎症或脑和脊髓占位性病变葡萄糖 2.5～4.4mmol/L 过高：糖尿病过低：细菌、霉菌感染或脑膜癌氯化物118～130mEq/L过低：细菌性感染IgA0.001～0.006g／L 增高：脑血管病、变性疾患、Jacob-Greutzfeldt病降低：支原体脊髓膜炎、小脑性共济失调、癫痫IgG0.01～0.04g／L 显著增高：化脓性脑膜炎增高：结核性脑膜炎、亚急性硬化性全脑炎、多发性硬化症、种痘后脑炎、麻疹脑炎、神经梅毒、急性病毒性脑膜炎、脊髓腔梗阻降低：癫痫、X线照射、服类固醇药物二、神经递质的测定临床常用于检测神经、精神疾病的神经递质主要分为三类：生物胺、氨基酸与肽类。

●生物胺类递质常检测5-羟色胺（5-HT）及代谢终产物5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）、多巴胺（DA）及代谢终产物3-甲氧基-4-羟基乙酸(HVA)；●氨基酸类常检测抑制性递质γ-氨基丁酸（GABA）及兴奋性递质谷氨酸、天冬氨酸及高半胱氨酸；●肽类递质主要检测有阿片肽、P物质及胆囊收缩素（CCK）等。

脑脊液中常用神经递质的检测及临床意义递质名称常用方法参考值临床意义5-HT高效液相色谱法、酶学分析法、荧光法等＜20ng/ml增高：颅脑外伤与脑血管疾病降低：精神发育迟滞、PD患者及抑郁型精神病等5-HIAA17.1〒6.5ng/ml谷氨酸高效液相色谱法、荧光分光光度法、高压电泳法等0.41～22.75µmol/dl增高：精神分裂症等降低：PA患者GABA0～0.1µmol/dl降低：癫痫病P物质放射免疫法增高：精神抑郁性患者降低：帕金森病患者，但病情严重时升高β-内啡肽增高：躁狂症、精神分裂症降低：AD患者脑啡肽增高：癫痫患者CCK降低：精神分裂症生长抑素降低：Alzheimer型老年痴呆患者三、脑脊液蛋白质和特殊的酶测定●脑脊液蛋白质定量正常不同部位脑脊液蛋白质总量为：脑室液50～150mg/L；脑池液150～250mg/L；腰池液150～450mg/L。

●蛋白质电泳蛋白组分脑脊液血清临床意义前白蛋白2%～6% 0 增高：脑积水、脑外伤、脑萎缩及中枢神经系统退行性变降低：脑内炎性疾病白蛋白44%～62%56%增高：椎管阻塞、脑血管疾病及脑肿瘤降低：脑外伤α1球蛋白4%～8% 4.5%增高：中枢神经系统感染α2球蛋白5%～11%9.5%β球蛋白13%～26%12% 增高：肌萎缩及退行性病变γ球蛋白6%～13% 18 % 增高：脱髓鞘疾病及感染（一）脑脊液蛋白质测定蛋白质指数白蛋白指数=CSF白蛋白mg/L血清白蛋白g/dLIgG和白蛋白比率=免疫球蛋白指数=CSFIgG mg/dL〓血清白蛋白g/dLCSF中白蛋白mg/dL〓血清IgG g/dLCSF中IgGmg/dLCSF中白蛋白mg/dL反映血脑屏障功能诊断脱髓鞘疾病反映鞘内IgG合成蛋白S100蛋白是一种酸性的钙离子结合蛋白。

主要由神经胶质细胞合成和分泌，特别是星形胶质细胞和少突胶质细胞。

●检测方法：S100蛋白测定主要有免疫放射测定法(IRMA法)、放射免疫测定法(RIA法)和荧光免疫测定法(FIA法)三种，以FIA法灵敏度高，应用较广。

●参考区间：0～0.105ug/l。

●临床意义：S100β升高见于缺血缺氧性脑损伤、脑中风、脑栓死、恶性黑色素瘤、肾癌、心肌梗死等。

蛋白tau蛋白是一种重要的微管相关蛋白，对微管的构成和保持稳定起着关键作用。

●检测方法：采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验检测。

●参考区间：异常磷酸化tau蛋白的参考区间为0.2～10ng。

●临床意义：阿尔兹海默病患者和其他各种原因引起的痴呆CSF中tau蛋白均明显高于对照组，但AD组比其他原因引起的痴呆病例组升高更加明显，表明tau蛋白是CNS神经元变性的一个敏感指标，可用于痴呆的诊断和鉴别。

-淀粉样蛋白β-淀粉样蛋白是老年斑和血管壁淀粉样变性的主要成分，是各种原因诱发AD的共同通路，是AD形成和发展的关键因素。

●检测方法：采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验检测和放射免疫分析法。

●参考区间：40.5〒5.5pg/ml。

●临床意义：神经元中β-淀粉样蛋白的聚积能够激发老年性痴呆患者的记忆减退，脑脊液中该蛋白的升高对Alzheimer病的诊断有重要价值，颅脑外伤亦出现β-淀粉样蛋白升高。

●髓鞘碱性蛋白：含量增高是急性脑实质损伤和脱髓鞘改变的特异性生化指标。

脑白质损害，尤其是多发性硬化患者增高。

●胶质纤维酸性蛋白：含量升高可见于脑星形细胞病、Alzheimer型痴呆、神经胶质瘤及海绵状脑病等。

●寡克隆区带：是检测中枢神经系统亚急性、慢性炎性病变鞘内免疫球蛋白合成的最可靠指标。

（二）脑脊液及血液中某些酶的测定●神经元特异性烯醇化酶（NSE）脑脊液中NSE含量的改变是神经元损伤的特异性生化标志。

在脑梗死、癫痫、颅内高压、脑外伤、脑肿瘤等各种原因导致的中枢神经损害时，NSE 含量均增加。

●脑型肌酸激酶（CKMB）CKMB主要分布在脑内神经元，是神经损伤的特异性生化标志。

在脑肿瘤、假肥大型肌营养不良症、癫痫、脑膜炎、脑损伤及脑血管性疾病时可增高。

●其它酶类第三节常见神经系统疾病的生物化学一、帕金森病二、亨廷顿病三、阿尔茨海默病四、神经分裂症五、肝豆状核变性六、癫痫七、其他一、帕金森病帕金森病（PD）是一种常见于中老年的神经系统变性疾病，多在60岁以后发病。

静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿势反射障碍。

黑质纹状体通路的多巴胺能神经元发生退行性变，lewy's小体的出现，以及纹状体多巴胺含量明显减少。

●氧化应激●谷氨酸毒性●线粒体功能缺陷●遗传因素黑质纹状体●血清学的生物化学检验：血清中肾素活力降低、酪氨酸含量减少；黑质和纹状体内NE、5-HT含量减少，谷氨酸脱羧酶活性较对照组降低50%。

●脑脊液的生物化学检验：脑脊液中GABA下降，DA和5-HT的代谢产物HVA含量明显减少。

生长抑素含量降低。

●尿液的生物化学检验：尿中DA及其代谢产物3-甲氧酪胺、5-HT减少。

肾上腺素和去NE减少。

二、亨廷顿病亨廷顿病（HD）是一种以不自主运动、精神异常和进行性痴呆为主要临床特点的显性遗传性神经系统变性病。

属于基因动态突变病或多谷酰胺重复病的范畴。