淀粉酶在臨床疾病中的研究進展

歐俊波 綜述， 張一松 審核

(云南省彌渡縣中醫(yī)院，云南大理 675600)

淀粉酶是一種用于分解淀粉和高分子多糖的酶類物質(zhì)，在自然界中分布廣泛，具有高度的特異度和高效的催化能力。該酶主要分為α、β、γ和異淀粉酶幾種類型，其中人體內(nèi)的主要存在形式為α型，其在機體各種生理生化反應(yīng)過程中發(fā)揮著極為重要的作用。本文就淀粉酶的生物學(xué)特點及在疾病診斷中的臨床價值予以綜述。

1 淀粉酶的分類及特點

1.1α-淀粉酶 α-淀粉酶，即1,4-α-D-葡聚糖水解酶，是一種液化型的淀粉酶，可溶于水，含水量為5%～10%。該酶主要分布于動物胰臟、口腔唾液及多種植物、微生物內(nèi)，具有較強的熱耐受性，其生理學(xué)功能的發(fā)揮離不開鈣離子的參與，鈣離子能夠維持酶分子特定的生物學(xué)結(jié)構(gòu)，激活并穩(wěn)定淀粉酶的催化活性。α-淀粉酶在直鏈和支鏈淀粉上均可發(fā)揮作用，能夠特異性解開長鏈內(nèi)的α-1,4-鍵，快速降低溶液的黏稠度，抑制淀粉的碘反應(yīng)，其催化終產(chǎn)物多以葡萄糖為主，其余還有少量麥芽糖、麥芽三糖、寡糖、α-極限糊精等。α-淀粉酶含量的異常變化在胰臟、肝臟等疾病的臨床診斷方面具有重要價值[1]。

1.2β-淀粉酶 β-淀粉酶又稱為淀粉β-1,4-麥芽糖苷酶，主要分布于小麥、大麥、大豆、燕麥等高等植物和部分細菌、真菌中，但不存在于動物體內(nèi)。該酶與α-淀粉酶的主要區(qū)別在于前者為一種外切酶，自淀粉鏈的非還原性末端逐一分解α-1,4-葡聚糖鍵，其終產(chǎn)物全部為麥芽糖。但β-淀粉酶無法切斷α-1,6-糖苷鍵，故不能分解支鏈淀粉，以致殘留下相對分子質(zhì)量較大的極限糊精。根據(jù)α-和β-淀粉酶作用方式的差異，也可將其分別稱為α-1,4-葡聚糖-4-葡萄糖水解酶和 α-1,4-葡聚糖-麥芽糖水解酶。

1.3其他類型淀粉酶 γ-淀粉酶也是一種外切酶，可自淀粉長鏈的非還原性末端依次切斷α-1,4-糖苷鍵和α-1,6-糖苷鍵，水解產(chǎn)物經(jīng)轉(zhuǎn)位作用生成β-葡萄糖。異淀粉酶，即淀粉-1,6-葡萄糖苷酶，存在于動植物和微生物體內(nèi)，該酶可以作用于淀粉鏈和糖鏈中的1,6-糖苷鍵，分解生成長短不一的直鏈淀粉或多糖。異淀粉酶與其他淀粉酶共同作用時，可使長鏈淀粉和糖原完全分解。

2 淀粉酶與多種臨床疾病及部分病理狀態(tài)的關(guān)系

2.1淀粉酶的檢測在人體胰腺疾病中的診斷價值 人體內(nèi)的淀粉酶主要為α-淀粉酶，可存在于血液、胰臟和唾液腺內(nèi)，血液淀粉酶主要是由胰腺組織分泌的。健康人體血清中的淀粉酶活性根據(jù)檢測方法的不同而較大差異，常以3倍正常區(qū)間上限數(shù)值作為淀粉酶活性異常的診斷界值[2]。該酶水平升高最常見于急性胰腺炎，是此疾病診斷的一項重要檢測指標。在一般人群中，急性胰腺炎的出現(xiàn)通常是由于高乙醇攝入量和高三酰甘油血癥，二者均損傷胰臟；胰腺腺泡細胞的破壞可能會引起血清淀粉酶濃度的瞬間快速升高，但反復(fù)的胰腺炎發(fā)作最終會導(dǎo)致胰腺細胞功能耗竭和酶物質(zhì)自胰腺實質(zhì)組織向外周循環(huán)流入的減弱，繼而出現(xiàn)血淀粉酶濃度降低[3]。急性胰腺炎患者淀粉酶活性通常在發(fā)病后6～12 h內(nèi)升高，24 h達到最高值，48 h后開始下降，通常持續(xù)3～5 d左右[4]。在長期的臨床工作中，血清淀粉酶測定往往作為急性胰腺炎診斷的首選指標，前者的異常水平可提示疾病的嚴重程度[5]，但淀粉酶的活性變化與胰臟組織的損傷程度并不呈正相關(guān)性，該項目的檢測并非是急性胰腺炎診斷的理想指標。近年來不少研究者也提出了血清淀粉酶與其他指標聯(lián)合檢測用以診斷急性胰腺炎的方法，并在臨床檢驗診斷工作中取得了一定的成效[6-7]。趙耿生等[8]研究結(jié)果顯示，血淀粉酶和脂肪酶聯(lián)合測定可顯著提高急性胰腺炎疾病的檢驗效能，并對其早期快速診斷具有重要價值；其他課題組的研究也提示，血清C-反應(yīng)蛋白和降鈣素原、尿胰蛋白酶原和尿液淀粉酶等指標與血淀粉酶聯(lián)合檢測也有助于提高急性胰腺炎診斷的靈敏度和特異度[9-11]；另外還有研究報道，尿液中的淀粉酶與肌酐水平聯(lián)合測定對于胰腺炎的確診也有幫助[12]，這些研究結(jié)果為急性胰腺炎的臨床診斷提供了更為廣闊的思路。血清淀粉酶的檢測對于急性胰腺炎伴隨的胰腺囊腫也有一定的診斷價值，在該疾病情況下淀粉酶的活性一般維持在較高水平[13]。淀粉酶活性升高還可見于腸道梗阻、消化性潰瘍穿孔、急性膽囊炎、腮腺炎、乙醇中毒、腸系膜血管病變、腎功能不良等多種疾病，在臨床診斷中需加以認真鑒別和比較。慢性胰腺炎患者淀粉酶的活性可降低或輕微升高，這與急性胰腺炎有顯著的差別，但對慢性胰腺炎的診斷無顯著價值。

2.2淀粉酶水平在肥胖和糖尿病患者體內(nèi)的異常變化 臨床上常常通過檢測血清淀粉酶活性以評估急性胰腺炎或原發(fā)性膽道疾病是否存在，但很少有醫(yī)生會以此評估慢性胰腺炎的發(fā)展變化，及其后續(xù)的伴隨體質(zhì)量減輕、脂肪瀉、營養(yǎng)不良等癥狀的繼發(fā)性糖尿病。急性胰腺炎患者的血淀粉酶活性一般會明顯升高，而慢性狀態(tài)下的淀粉酶則可能出現(xiàn)下降的情況。有研究結(jié)果顯示：體型肥胖的大鼠體內(nèi)胰淀粉酶活性降低，而偏瘦體型大鼠的淀粉酶活性則較高，臨床上對19～22歲男子的研究表明，肥胖者血清中的淀粉酶和胰蛋白酶活性與偏瘦者相比顯著降低，肥胖兒童的唾液淀粉酶含量也明顯減少[14-15]。CURD等[16]在住院患者中的研究結(jié)果提示，非糖尿病患者體內(nèi)的低淀粉酶血癥與囊性纖維化、高三酰甘油血癥、慶大霉素等抗生素的使用有關(guān)。外源性胰島素的補充可以提高1型糖尿病患者血清淀粉酶水平，而胰島素抵抗則可能弱化胰島素對淀粉酶合成的增強作用，進而導(dǎo)致較低的淀粉酶水平[17]。早期的臨床研究結(jié)果也顯示，血淀粉酶與C肽濃度及胰島β細胞的功能密切相關(guān)[14]。因此可以推測糖尿病患者和體型肥胖者血清中的淀粉酶活性明顯下降，血淀粉酶與糖尿病及肥胖之間是一種內(nèi)分泌和外分泌相互協(xié)調(diào)作用的關(guān)系。

2.3淀粉酶水平在機體部分生理條件或病理狀態(tài)下的變化 人體內(nèi)淀粉酶含量及活性還與飲酒、吸煙、運動、壓力等多種情況有關(guān)。長期的乙醇攝入可損害胰腺組織，降低胰淀粉酶和唾液淀粉酶的分泌，進而獨立地影響血清淀粉酶水平[18]，但該過程可能由于不同人體內(nèi)乙醇對葡萄糖穩(wěn)態(tài)作用效果的差異而有所不同[19]。吸煙者血清淀粉酶水平比不吸煙者明顯降低[19]，而經(jīng)常進行體育鍛煉者或高質(zhì)量長跑運動員的血淀粉酶水平則明顯升高，鑒于吸煙和運動與胰島素的生理作用有密切關(guān)系，這些變化可能與胰島素的敏感性有關(guān)[20]。SHIMIZU等[21]研究發(fā)現(xiàn)，O型血女性外周循環(huán)中胰淀粉酶水平高于A型血者，前者血清總淀粉酶水平也明顯升高，此現(xiàn)象在其他研究中也有類似報道[22]，同時還有臨床研究發(fā)現(xiàn)O型血人群患2型糖尿病的概率也較其他血型者低[23]，這些研究提示：在嚴格的基因調(diào)控之下，ABO血型與胰腺疾病易感性方面可能存在一定的關(guān)系，進而一定程度上影響著機體內(nèi)血清淀粉酶的水平。另外，血淀粉酶含量升高也可在飲食紊亂的人群中觀察到，如神經(jīng)性厭食癥和神經(jīng)性貪食癥患者。有研究顯示，神經(jīng)性貪食癥患者血淀粉酶水平顯著升高，嘔吐也會增加該類患者血淀粉酶的水平[24]，由于頻繁的嘔吐可能與頜下腺和腮腺腫大有關(guān)，因此可以推測神經(jīng)性厭食癥和貪食癥患者的高淀粉酶血癥可能與唾液淀粉酶活性升高有關(guān)[25]。這些結(jié)果顯示：血清淀粉酶升高可能很大程度上與唾液腺的增大有關(guān)，同時也可能伴隨了體質(zhì)量減輕和能量存儲的消耗。從人體整體機制上來講，這些異常的病理生理學(xué)現(xiàn)象之間也存在著復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。

3 小 結(jié)

淀粉酶是生物體內(nèi)一種重要的酶類物質(zhì)，參與著機體內(nèi)的多種新陳代謝活動，血清淀粉酶主要來源于胰腺和唾液腺的分泌，其含量和活性的變化與多種循環(huán)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病，及眾多病理生理學(xué)狀態(tài)均有著直接或間接的聯(lián)系。血淀粉酶活性的測定不僅可以為急性胰腺炎等疾病的早期診斷提供重要依據(jù)，而且也可能為糖尿病等代謝性疾病及多種異常狀態(tài)的病理學(xué)機制探究提供一定的線索。不過受當前醫(yī)學(xué)水平的限制，部分疾病的病因和發(fā)病機制尚未明了，筆者期待后續(xù)的相關(guān)研究能夠為這些疾病的病理學(xué)機制及其與淀粉酶活性關(guān)系的研究提供足夠的證據(jù)。