我們在前文《嚙齒動物血生化項目分析(上)》中介紹了嚙齒動物的蛋白質與肝膽功能指標以及腎臟功能指標的檢測意義。本文我們將繼續對嚙齒動物的脂質代謝、胰腺功能、糖代謝等相關常見血生化指標進行介紹。
脂代謝檢測
脂質的運輸對機體內細胞功能、代謝等起著至關重要的作用,此外它還對組織起著保護作用,也作為生物體最重要的能量來源之一。由于脂質具有很廣泛的作用,因此其穩態也會隨著機體疾病等發生變化。
1.總膽固醇(Total cholesterol, TC)
血清總膽固醇指血液中各脂蛋白所含膽固醇總和。嚙齒類動物的脂代謝指標與人類相比差異明顯。大小鼠體內的大部分膽固醇都以高密度脂蛋白形式存在,且缺乏膽固醇酯轉運蛋白(CETP)。膽固醇濃度的增加多見于動物內分泌、肝臟或腎臟疾病;降低則常見于動物營養不良等。
2.甘油三酯(Triglyceride, TG)
甘油三酯構成脂肪組織,參與TC合成以及血栓形成。需要注意的是,小鼠的血脂比較穩定,對抗高血脂的能力很強,甘油三酯不容易升高,尤其C57BL小鼠一般不適合單純用于高甘油三酯血癥的造模。TG升高多見于動物過度肥胖、糖尿病等,而營養不良則是導致其降低的主要因素。
3.高密度脂蛋白(High-density lipoprotein, HDL)
高密度脂蛋白主要由肝臟和小腸合成,含有膽固醇、蛋白質和磷脂,但甘油三酯很少。 與人類和非人靈長類動物不同的是,大鼠體內的HDL濃度高于LDL(低密度脂蛋白膽固醇),這可能是由于大鼠體內缺乏膽固醇酯轉運蛋白(CETP)所致。
高密度脂蛋白可以清除體內膽固醇,當HDL升高時,并非病理表現,無需關注;當動物出現動脈硬化、糖尿病、慢性腎衰時,HDL表現為降低,且老年動物更易出現降低情況。
4.低密度脂蛋白(Low-density lipoprotein, LDL)
低密度脂蛋白由極低密度脂蛋白轉化而來,含有豐富的蛋白質、少量的膽固醇和甘油三酯。因此,LDL出現降低的情況,提示動物機體血脂不高,可不予關注;但當LDL出現升高時,應該考慮甲狀腺功能低下、慢性腎衰等,尤其需要關注動脈粥樣硬化,LDL是發生動脈粥樣硬化的重要危險指標之一。
5.脂蛋白(Lipoprotein, Lip)
嚙齒類動物會在肝臟和小腸中合成載脂蛋白(apoB-100和apoB-48),它們是血漿中運輸脂類的重要成分。血漿中載脂蛋白水平上升,與糖尿病腎病、尿毒癥等相關;肝臟疾病可使載脂蛋白水平下降。
6.游離脂肪酸(Nonestesterified Fatty Acid, NEFA)
游離脂肪酸在肝臟、脂肪和乳腺組織中合成。當動物長期使用高脂肪/低碳水化合物的飼料時,會導致NEFA合成減少;當動物患有伴有脂肪酶活性增高的高血脂癥時,會導致血漿中NEFA增加。
胰腺功能檢測
胰腺分為兩部分功能,一部分具有外分泌功能,這部分又稱為胰腺腺泡,是胰腺最大的組成部分,用來評估胰腺胰泡功能的檢測包括淀粉酶和脂肪酶。另一部分具有內分泌功能,許多檢測都可用來評估胰腺的內分泌功能,如傳統的血糖監測,以及果糖胺和糖化血紅蛋白等。
1.淀粉酶(Amylase)
淀粉酶分子量較小,可被腎小球濾過,是尿液中唯一可見的血清酶。淀粉酶雖主要來源于胰腺,但唾液腺和小腸也可以產生。淀粉酶在大鼠和小鼠的唾液腺中的濃度高于其他實驗動物,因此大小鼠淀粉酶的增高也可以考慮涎腺疾病。
通常,血淀粉酶濃度升高最常見于急性胰腺炎,此外,慢性胰腺炎的復發期和胰管阻塞也可致淀粉酶升高。但是淀粉酶升高的水平與胰腺炎的嚴重程度沒有直接的比例關系。由于淀粉酶可以經腎臟排泄,因此任何原因導致腎小球濾過率降低時,都可引起血清淀粉酶升高。
2.脂肪酶(Lipase)
脂肪酶是一組催化長鏈脂肪酸甘油酯水解的酶。大多數血清脂肪酶來源于胰腺,少量來源于胃腸道黏膜。過量的脂肪酶經腎臟濾過,因此在胰腺疾病早期,脂肪酶仍處于正常水平,當病情逐漸加重時,脂肪酶水平才出現升高趨勢。
在慢性進行性胰腺疾病中,受損的胰腺細胞會被結締組織取代,導致不能產生相應的酶,因此淀粉酶和脂肪酶會呈現漸進性降低。脂肪酶活性升高多見于腎臟和肝臟功能異常。此外,服用類固醇藥物可引起脂肪酶升高,但對淀粉酶無影響。
糖代謝檢測
1.葡萄糖(Glucose, Glu)
血糖的水平可以用來評估胰腺功能,其調節機制比較復雜,除了胰島素分泌缺乏外,胰高血糖素、甲狀腺素、腎上腺素和糖皮質激素都可以使血糖升高;葡萄糖降低多見于營養不良、慢性貧血等。由于成熟紅細胞會利用葡萄糖提供能量,因此在使用血漿或者血清樣本時,應立即將血清或血漿與紅細胞分離,否則在室溫條件下,紅細胞會使樣本中血糖含量每小時下降10%。在檢測葡萄糖前,應對動物進行禁食,但對于嚙齒動物(尤其小鼠)來說,由于它們屬于夜間進食動物,如果進行夜間禁食,其代謝消耗相當于靈長類動物禁食24-48小時(肝臟糖原基本耗盡),因此5-6小時禁食更適合小鼠。
2.糖化血紅蛋白(Glycated hemoglobin, GHb)
糖化血紅蛋白也稱為血紅蛋白A1C(HbA1c),是血紅蛋白與葡萄糖發生不可逆結合反應的產物。當機體發生高血糖時,血紅蛋白與葡萄糖結合增加,從而使糖化血紅蛋白升高,因此糖化血紅蛋白可以直接反映機體血糖水平。糖化血紅蛋白反映的是紅細胞壽命期間的平均血糖濃度,大鼠紅細胞壽命約60天,小鼠紅細胞壽命約為35-50天。因此和果糖胺相比,糖化血紅蛋白反映了更長時間內的血糖水平。但需要注意的是如果檢測是基于高效液相層析法原理,由于溶血性貧血動物的紅細胞壽命短,因此會導致糖化血紅蛋白結果出現假性降低。
3.果糖胺(Fructosamine)
果糖胺是葡萄糖與蛋白質(尤其白蛋白)發生不可逆結合的產物。果糖胺升高表示動物持續存在高血糖;但動物發生低蛋白血癥,其血清果糖胺水平會假性降低。
有研究表明,果糖胺可在臨床研究中,可作為糖尿病動物的血糖監測的有效指標。
其他
在臨床檢測中,還有一些生化項不針對任何器官或系統,但可以輔助提供一些診斷信息,如乳酸脫氫酶、肌酸激酶等。
1.肌酸激酶(creatine kinase, CK)
許多組織中都含有肌酸激酶,胃腸道、腎臟、脾臟和胰腺中含有少量CK,而骨骼肌、心肌和大腦中含有大量CK。因此當骨骼肌、心肌受損時,CK會從細胞中滲出,導致血液中CK含量增加。
由于任何損傷肌細胞膜的物質都可以導致血液中CK升高,在實際檢測時,可對CK同工酶檢測來進行區分損傷來源。CK有3中主要同工酶:CK-MB(心臟型)、CK-BB(腦型)、CK-MM(骨骼型)。比較特殊的是,在大鼠血小板中,CK含量是紅細胞的30倍,且目前僅發現存在CK-BB。
另外,肌內注射、手術等導致肌肉損傷可引起CK升高; EDTA、陽光直射或測定不及時可引起樣本中CK假性升高。
2.乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase, LDH)
乳酸脫氫酶是一種催化乳酸轉化為丙酮酸的血清酶。LDH一般不具有器官特異性,它來源廣泛,幾乎所有的組織中都含有LDH,但是物種間分布具有差異。如大鼠骨骼肌中分布最多,其次是心肌(77%)和肝臟(41%)。
LDH的升高雖然多見于肝臟受損和肌肉損傷,但是它缺乏評價肝損傷的特異性和敏感性。因此在嚙齒動物中,LDH一般多用于檢測實驗性誘導心肌損傷。為了提高LDH測定心肌損傷的特異性,也可以測定其同工酶,即LDH1和LDH2。
需要注意的是,在常用的實驗動物中,血小板、紅細胞、白細胞、肝臟中都可能會表達LDH同工酶,因此肝損傷、溶血和凝血均會混淆心臟損傷的診斷。另外,感染乳酸脫氫酶增高病毒(LDEV)的小鼠,血清中LDH含量可增高3-5倍。
3.C-反應蛋白(C-reactive protein, CRP)
CRP是第一個在人類身上發現的急性期反應蛋白(Acute Phase Reaction Proteins,APR),目前CRP也被認為是嚙齒動物的APR蛋白,肝細胞是合成CRP的主要部位。CRP的主要生物學功能是通過于配體(凋亡或壞死的細胞,或入侵的細菌、真菌、寄生蟲等的磷酰膽堿)結合,激活補體和單核吞噬細胞系統,將帶有配體的病原體或病理性細胞清除。在嚙齒動物體內,當炎癥或創傷發生后6h內,CRP可迅速升高至上千倍,在疾病治愈后,其含量急速下降。發生心臟病、敗血癥和腫瘤等多種疾病,CRP都會急劇上升。
比較特殊的是,健康大鼠體內CRP值較高,且CRP的水平與年齡相關并呈正比。在健康小鼠和豚鼠血清中,幾乎無法檢出CRP。在這兩種動物體內,CRP不作為急性期蛋白而發揮作用。特別是豚鼠,在正常狀態和急性期豚鼠血清中,都無法檢出CRP,這主要是因為豚鼠CRP基因中缺乏適當的啟動子區域。
延伸閱讀:嚙齒動物血生化項目分析(上)
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