中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病肌酶譜變化特點(diǎn)及其機(jī)制

劉志廣,朱遂強(qiáng)

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)科,武漢430030

肌酶譜主要包括肌酸激酶(creatine kinase,CK)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate transaminase,AST)等,廣泛存在于心肌、骨骼肌、肝臟及腦組織[1]。組織細(xì)胞的損傷可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)酶的漏出,經(jīng)組織液進(jìn)入血液,導(dǎo)致血清酶水平的變化。Bakay等[2,3]發(fā)現(xiàn)腦梗死、腦出血、腦外傷、腦腫瘤及顱內(nèi)感染均可引起血清肌酶譜升高。本文就肌酶譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中變化特點(diǎn)及機(jī)制作一綜述。

1 基本概念

1.1 CK CK也稱為肌酸磷酸激酶(creatine phosphokinase,CPK)[4],主要存在于骨骼肌、心肌和腦組織中,還存在于一些含有平滑肌的器官如胃腸道、子宮,在肝臟、紅細(xì)胞中含量極微或者沒有。CK是由2個亞單位組成的二聚體,有3種形式的同工酶:CK-MB、CK-MM 和CK-BB。CK-MB主要存在于心肌細(xì)胞的外漿層;CK-MM主要存在于骨骼肌中,心肌中也存在一部分;CK-BB主要存在于平滑肌、腦組織。血清CK的主要來源是CK-MM(＞90%),其次是CK-MB(＜5%),CK-BB含量甚少,且因血-腦脊液屏障,即便腦組織中有釋放亦很少進(jìn)入外周血清。CK大量存在于ATP快速再生的細(xì)胞中,在離子過膜運(yùn)輸、吞噬細(xì)胞的吞噬作用、糖酵解的調(diào)控、腦突觸中依賴ATP神經(jīng)傳遞的物質(zhì)的釋放中起著重要作用[5]。

1.2 LDH LDH是糖酵解途徑中的一種重要的酶[4],廣泛存在于各種組織中,以心肌、骨骼肌和腎臟含量最豐富,其次為肝臟、脾臟、胰腺、肺和腫瘤組織,紅細(xì)胞中 LDH含量也極為豐富。當(dāng)這些組織發(fā)生病變時,血清LDH可升高。LDH是由H亞基(心型)和M 亞基(肌型)組成的四聚體,根據(jù)亞基組合不同形成 5種同工酶:LDH1、LDH2、LDH3、LDH4、LDH5。LDH1主要分布在心肌,可占總LDH1活性50%以上,也存在于紅細(xì)胞內(nèi);LDH5主要存在于橫紋肌和肝臟;LDH3主要存在于脾臟、肺組織。

1.3 AST AST又稱谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)移酶(glutamate oxaloacetate transferase,GOT)[4,6],廣泛分布于心臟、肝臟、肺、骨骼肌、腎臟等組織細(xì)胞中,在心肌細(xì)胞中含量最高,其次為肝細(xì)胞。有2種同工酶,分別為胞漿同工酶(s-AST)和線粒體同工酶(m-AST)。s-AST升高與細(xì)胞膜通透性的改變相關(guān),可以作為炎癥反應(yīng)的指標(biāo);m-AST升高與線粒體膜的通透性改變和細(xì)胞壞死密切相關(guān),提示有細(xì)胞的變性壞死。

2 中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病肌酶譜水平變化特點(diǎn)

2.1 肌酶譜水平變化過程 腦組織病變后,肌酶譜水平變化呈動態(tài)變化。病毒性腦炎患者,病后即出現(xiàn)血清酶CK、LDH、AST升高,以CK升高幅度最大,1周左右達(dá)到最高峰,后隨著病情好轉(zhuǎn)肌酶譜水平逐漸下降[7]。腦血管病急性期也存在肌酶譜明顯升高,以CK升高幅度最大,AST、LDH等也明顯升高,隨著病程的延長,渡過急性期后血清肌酶譜均接近或恢復(fù)正常[8-10]。腦外傷患者急性期也存在血清酶顯著升高,隨著病程延長、病情好轉(zhuǎn),血清酶逐漸下降[11]。

2.2 肌酶譜水平變化與腦損傷病變的關(guān)系 肌酶譜水平變化與腦損傷病變性質(zhì)無關(guān),與病變范圍、病情輕重相一致,有助于判斷患者預(yù)后[12-20]。腦血管病、腦外傷、顱內(nèi)感染、癲癇、缺血缺氧性腦病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者都存在血清酶不同程度的升高。腦出血患者與腦梗死患者的血清肌酶譜都明顯升高,兩者之間升高的幅度無明顯差異;病毒性腦炎、化膿性腦炎及結(jié)核性腦炎患者中,血清酶活性都有升高,三者之間并無顯著差異。因此,腦損傷后肌酶譜的升高不能用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的鑒別診斷。在顱內(nèi)感染、腦外傷和急性腦血管患者中,病情危重、伴有意識障礙者,血清AST、LDH、CK等顯著升高,升高程度明顯高于無意識障礙、病情較輕者;并發(fā)癥(電解質(zhì)紊亂、感染等)較多者,繼發(fā)癲癇發(fā)作患者肌酶譜升高更明顯;死亡者比存活者肌酶譜顯著升高。中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者,病情越重,意識障礙程度越深,肌酶譜升高程度越高。

2.3 肌酶譜水平變化與腦損傷部位的關(guān)系 肌酶譜水平變化與腦損傷部位有一定關(guān)系。Olsson等[21]研究表明肌酶譜改變與腦組織特定部位受損有關(guān),如顳葉、島葉、丘腦或下丘腦的損害容易產(chǎn)生植物神經(jīng)功能紊亂和電解質(zhì)異常;吳冶夫等[10]研究發(fā)現(xiàn)基底核及腦干部位出血或梗死的患者肌酶譜升高明顯,相反周邊部位的變化較小,呈同心圓性改變,與國外學(xué)者Gawaz等[22,23]相關(guān)研究報(bào)道一致。俸軍林等[24]研究報(bào)道左右半球?qū)Ρ炔町悷o統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但顳葉損害組比無顳葉損害組肌酶譜顯著升高。李長清等[25]研究報(bào)道血清酶及心電圖異常與損傷部位有一定的聯(lián)系。由此可見,肌酶譜升高確實(shí)可能與腦組織損害部位有一定關(guān)系,其機(jī)制可能與大腦深部受損易影響視丘下部植物神經(jīng)中樞功能紊亂,導(dǎo)致血漿兒茶酚胺濃度升高有關(guān),但肌酶譜的升高是否能做為定位診斷指標(biāo),目前尚有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

3 中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致腦損傷后引起肌酶譜升高的機(jī)制

目前認(rèn)為腦損傷后肌酶譜水平升高是多方面綜合作用的結(jié)果:①CK、LDH、AST等廣泛存在于腦細(xì)胞內(nèi),在正常情況下不能透過血-腦脊液屏障。中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病直接導(dǎo)致腦損傷及腦組織病變,繼發(fā)腦水腫、缺血缺氧,細(xì)胞變性、水腫及壞死,細(xì)胞內(nèi)血清酶釋放到細(xì)胞外,同時血-腦脊液屏障受到不同程度破壞,通透性增高,這些酶進(jìn)入血液,肌酶譜升高[26]。②繼發(fā)心臟等全身各組織臟器損害,導(dǎo)致肌酶譜升高[27-32]。腦部發(fā)生病變時,易累及下丘腦下部和腦干的植物神經(jīng)調(diào)節(jié)中樞,對心臟的興奮與抑制的調(diào)節(jié)功能發(fā)生紊亂,出現(xiàn)心律失常及心肌缺血等繼發(fā)性心肌損害而引起血清肌酶譜升高。③腦損傷使機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài),體內(nèi)兒茶酚胺、腎上腺素水平升高,同時精氨酸升壓素、一氧化氮及血管緊張肽II也明顯升高[33,34],可進(jìn)一步引起冠狀動脈的痙攣和收縮,從而造成心肌缺血、缺氧及心肌損傷,引起肌酶譜的升高。

另外神經(jīng)系統(tǒng)疾病往往易繼發(fā)癲癇發(fā)作,導(dǎo)致心臟、骨骼肌等組織器官病變引起血清酶升高[18],易導(dǎo)致電解質(zhì)紊亂(低鉀血、低鎂血等),感染等并發(fā)癥[35,36],這些并發(fā)癥又會加重腦損傷,導(dǎo)致惡性循環(huán),引起血清酶進(jìn)一步升高。

4 肌酶譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的臨床應(yīng)用價值

中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病以腦損傷、腦組織病變?yōu)橹饕Y狀,容易忽視腦損傷后繼發(fā)的心臟等組織臟器損害。隨著臨床醫(yī)生對神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的心肌酶譜變化特點(diǎn)及其升高機(jī)制的不斷深入認(rèn)識及研究,對于神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者不僅需要進(jìn)行頭顱CT、MRI等常規(guī)檢查,同時還應(yīng)該動態(tài)檢測患者血清肌酶譜變化,不僅有助于判斷患者病情輕重、腦損傷的病變程度,還可以及早發(fā)現(xiàn)繼發(fā)性心肌損害及其它系統(tǒng)器官的病變,有利于改善患者預(yù)后。

[1]Klun B.Spinal Fluid and Blood Serum Enzyme Aactivity in Brain Injures[J].J Neurosurg(S0022-3085),1974,41(2):224-228.

[2]Bakay RA,Ward AA.Enzymatic Change in Serum and Cerebrospinal Fluid in Nervous Neural Injury[J].J Neurosurg(S0022-3085),1983,58(2):27-37.

[3]Lutsar L,Haldre S,Topman M,et al.Enzymatic Changes in the Cerebrospinal Fluid in Patients with Infections of the Central Neurvous System[J].Acta Paediatr(S0001-656X),1994,83(11):1146-1150.

[4]陳文彬,潘祥林.診斷學(xué)(第六版)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2004,402-403,424-426.

[5]Wallimann T,Wyss M,Brdicaka D.Intracellular Comparemention,Structure and Function of Creatine Kinase:Isoenzymes in Tissues with High and Fluctuating Energy Demand:the Phosphocrestine Circuit for Cellular Energy Homeostasis[J].Biochem J(S0264-6021),1992,281(1):21-40.

[6]孫步彤,盛傳倫,關(guān)勇,等.線粒體型天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶同工酶測定及其應(yīng)用價值[J].中國實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2005,9(5):770-772.

[7]李海濤.腦炎患者肌酸激酶升高的臨床意義探討[J].中國實(shí)用神經(jīng)疾病雜志,2007,10(8):122-124.

[8]Pick K.Extraction Complication of Severe Head Injury[J].J Neurosurg(S0022-3085),1998,77(3):901-935.

[9]吳曉秋.腦梗死急性期血清鐵蛋白和心肌酶譜水平的變化及其臨床意義[J].臨床神經(jīng)病學(xué)雜志,2005,18(2):133-134.

[10]吳冶夫,譚盛.急性腦血管病對心肌的損害[J].中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志,2005,4(7):708-709.

[11]干朝暉,蘇偉,臧國堯,等.嚴(yán)重腦外傷患者心電圖及心肌酶譜改變的臨床意義[J].中國急救醫(yī)學(xué),2008,25(8):607-608.

[12]Furio C,Andrea B,Massino S,et al.Prognostic Implications of Right-sided Insular Damage,Cardiac Autonomic Derangement,and Arrhythmias After Acute Ischemic Stroke[J].Stroke(S0039-2499),2005,36(8):1710-1715.

[13]Wartofsky L,Burman KD.Alterations in Thyroid Function Inpatients with Systemic Illness the Euthyroid Sick Syndrome[J].Endocr Rev(S0163-769X),1982,3(2):164-217.

[14]吳彩堂.中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染血清心肌酶的變化及其臨床意義[J].臨床薈萃,2009,24(3):207-209.

[15]俸軍林,林劍鋒,曾愛源,等.成人顱內(nèi)感染血清心肌酶和腦脊液乳酸脫氫酶的改變及其臨床意義[J].臨床神經(jīng)病學(xué)雜志,2003,16(5):269-271.

[16]Dash M.ECG Changes in Pediatric Patients with SevereHead Injury[J].JNeurosurg Anesthesiol(S0898-4921),2003,15(3):270-273.

[17]Florez G,Cabeza A.Changes in Serum and Cerebrospinal Fluid Enzymes Activity After Head Injury[J].Acta Neurochir(S0001-6268),1987,35(1):3-6.

[18]張丹紅,秦青通.癲癇持續(xù)狀態(tài)致心肌和腎功能損害的臨床研究[J].中國危重病急救醫(yī)學(xué),2002,14(8):495-495.

[19]Shorvon S.The Management of Status Epilepticus[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry(S0022-3050),2001,70(Suppl 2):II22-II27.

[20]?；萘?缺氧缺血性腦病新生兒心肌酶譜變化的意義[J].實(shí)用兒科臨床雜志,2008,23(18):1470-1471.

[21]Olsson T,Marklund N,Gustafson Y,et al.Abnormalities at Different Levels of the Hypothalamic-pituitary-adrenocortical Axis Early After Stroke[J].Stroke(S0039-2499),1992,23(11):1573-1574.

[22]Gawaz M.Role of Platelets in Coronary Thrombosis and Reperfusion of Ischemic Myocardium[J].Cardiovasc Res(S0008-6363),2004,61(3):498-511.

[23]Eckardt M.Prolongation of the Frequency-corrected QT Dispersion Following Cerebral Strokes with Involvement of the Insula of Reil[J].Eur Neurol 3022),1999,42(4):190-193.

[24]俸軍林,林劍鋒,曾愛源,等.急性腦血管病患者心肌酶譜改變及其臨床意義[J].臨床薈萃,2003,18(13):742-744.

[25]李長清,董為偉,胡長林.不同部位腦梗死患者心率變異性與血漿肌酸激酶同工酶活性變化[J].中華老年心腦血管病雜志,2004,6(4):247-249.

[26]Castro Gago M,Rodriguez Nunez A,Novo Rodriguez MI,et al.Biochemical Parameters Predictive of Neuronal Damage in Childhood[J].Rev Neurol(S0210-0010),2001,32(12):1141-1150.

[27]Christensen H.Insular Lesions,ECG Abnormalities,and Outcome in Acute Stroke[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry(S0022-3050),2005,76(2):269-271.

[28]Grandgirard D,Bifrare YD,Pleasure SJ,et al.Pneumococcal Meningitis Induces Apoptosis in Recently Postmitotic Iimmature Neurons in the Dentate Gyrus of Neonatal Rats[J].Dev Neurosci(S0378-5866),2007,29(1-2):134-142.

[29]龔瑞圣.急性腦出血患者血清心肌酶水平的變化及其意義[J].臨床神經(jīng)病學(xué)雜志,2008,21(1):60-61.

[30]Streck EL,Amboni G,Scaini G,et al.Brain Creatine Kinase Activity in an Animal Model of Mania[J].Life Sci(S0024-3205),2008,82(7-8):424-429.

[31]Sander D,Klingelhofer J.Stroke-associated Pathological Sympathetic Activation Related to Size of Infarction and Exent of Insular Damage[J].Cerebrovasc Dis(S1015-9770),1995,5(6):381-385.

[32]Wei W.Interaction Between Vasodilators and Vasopressin in Internal Mammary Artery and Clinical Significance[J].Ann Thorac Surg(S0003-4975),2002,73(2):516-522.

[33]王丹,朱浩佳,盧岑,等.腦卒中患者急性期血漿一氧化氮水平變化的意義[J].中國臨床康復(fù),2005,9(1):228-229.

[34]Huang W.Early Changes of Arginine Vasopressin and Angiotensin II in Patients with Aacute Ccerebral Injury[J].Chin J Traumatol(S1008-1275),2001,4(3):161-163.

[35]Polderman KH.HypomagnesemiaandHypophosphatemia at Admission in Patients with Severe Head Injury[J].Crit Care Med(S0090-3493),2000,28(6):2022-2025.

[36]Lazar L.Brain Concussion Produces Transient Hypokalemia in Children[J].J Pediatr Surg(S0022-3468),1997,32(1):88-90.