如何确定肝功能是否正常(如何正确认识肝功能检测并根据其异常识别肝衰竭)
文·郝礼森(华北理工大学附属医院消化内科主任医师、医学博士)
张明婷(硕士研究生)
一、肝脏的功能
肝脏作为人体最大的消化腺,由肝实质细胞、胆道系统及单核-吞噬细胞系统构成。肝脏的功能极其复杂,但其最主要的功能是物质代谢,它参与了包括糖、蛋白质、脂肪等三大营养物质及维生素等的代谢,是上述物质合成代谢的主要场所;同时,肝脏也是体内主要的解毒器官,参与机体对药物、毒物、激素、血氨等物质的生物转化及解毒,被称为人体最大的“化工厂”;另外,肝脏还通过对胆红素的摄取、结合和分泌参与胆红素的代谢,以及通过合成、分泌及摄取胆汁酸参与胆汁酸的代谢。
二、评估肝脏功能的实验检测项目
临床上为发现肝脏损伤及评估肝脏的功能状态而设计了一系列实验检测方法,这些方法被称为肝功能实验。根据检测目的,这些实验检测项目主要分为两大类,即反映肝脏代谢功能的检测项目和反映肝脏损伤的检测项目,而肝癌标志物、血清肝炎病毒标志物、肝纤维化的血清学检测及基因检测等则不属于肝功能检测范畴。
具体而言,肝功能检测项目包括:(1)狭义的肝功能检测即在肝功能化验单上能看到的检测项目,包括血清总蛋白、血清白蛋白、血清胆红素(总胆红素、直接胆红素、间接胆红素)、血清丙氨酸氨基转移酶、血清天冬氨酸氨基转移酶、血清胆汁酸、碱性磷酸酶、γ-谷氨酰转移酶等;(2)反映血浆凝血因子含量的凝血功能检测,包括凝血酶原时间、凝血酶原活动度、活化部分凝血活酶时间等;(3)血脂检测。
三、各种肝功能实验检测项目的意义
由于设计各种肝功能实验检测的目的是为了评估肝脏的功能状态及发现肝脏损伤,因此各种肝功能实验检测项目大体可分为:主要反映肝脏功能状态的检测项目、主要反映肝损伤的检测项目以及其他与肝胆疾病相关的检测项目。
1、反映肝脏代谢功能的检测项目
(1) 反映肝脏合成功能的检测项目
肝脏的最主要功能是参与包括糖、蛋白质及脂类的物质代谢,其中血糖水平不仅与肝脏合成功能有关还受内分泌激素、神经因素、饮食等的影响,故临床上很少用检测血糖水平来评估肝脏功能。而通过对血浆某些蛋白质及血脂,特别是对血浆某些蛋白质的检测则可反映肝脏的合成功能。因为除免疫球蛋白、von Willebrand因子以外的多数血浆蛋白,如白蛋白、糖蛋白、脂蛋白、多种凝血因子、抗凝因子、纤溶因子及各种转运蛋白等均在肝脏合成,当肝组织受到广泛破坏、肝功能严重减退时,上述血浆蛋白的合成减少。通过检测上述血浆蛋白,特别是血浆白蛋白及凝血因子的水平可评估肝脏的物质代谢功能。
①血清总蛋白及白蛋白检测的意义
由于全部血清白蛋白及90%以上的血清总蛋白均由肝脏合成,因此血清总蛋白,特别是血清白蛋白含量是反映肝脏合成功能的重要指标。血清总蛋白包括血清白蛋白及球蛋白,其中白蛋白至少占60%,而球蛋白不超过40%。血清白蛋白是正常人体血清中的主要蛋白质组分,在维持血浆胶体渗透压及体内代谢物质转运方面发挥重要作用,正常成年人的肝脏每天合成白蛋白大约120 mg/kg,如血清白蛋白显著下降可引起皮下水肿及胸腹水;而血清球蛋白则是多种蛋白质的混合物,包括免疫球蛋白、各种糖蛋白、金属结合蛋白、脂蛋白及酶类等,其中只有免疫球蛋白由B淋巴细胞及浆细胞产生,其他球蛋白均由肝脏产生。因此,血清总蛋白的降低与血清白蛋白减少相平行,而血清总蛋白升高则多同时伴有球蛋白升高。
由于肝脏具有极强的代偿能力,且白蛋白半衰期较长(19~21天),故只有肝脏病变达到一定程度和一定病程后才出现血清总蛋白及白蛋白的下降,且其下降可反映肝实质细胞储备功能的下降。临床上,如能除外其他引起血清白蛋白下降的原因,如肾脏疾病、营养不良、蛋白丢失性肠病、严重烧伤、急性大失血、慢性消耗性疾病等,则血清白蛋白及总蛋白下降提示肝脏的合成功能显著下降。
②血浆凝血因子检测的意义
除组织因子及由内皮细胞合成的vW因子外,其他凝血因子几乎都在肝脏中合成,尤其是维生素K依赖的II、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ因子。由于凝血因子的半衰期比白蛋白短,因此在肝功能受损的早期,白蛋白尚在正常水平时,血浆凝血因子已显著降低。临床上通过检测血浆凝血酶原时间(prothrombin time,PT)、凝血酶原活动度(prothrombin time activaty,PTA)及活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time,APTT)等反映血浆凝血因子的水平,进而评估肝脏的合成功能。PT是反映肝脏凝血因子合成的重要指标,它主要反映血浆凝血因子II、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ的含量,正常值大约11~14 s;而临床上为使不同实验室和不同试剂测定的PT具有可比性,以便于统一用药标准,常用PT的国际标准化比值(international normalized ratio, INR)来反应凝血功能,其正常值为0.8~1.2,如PT及INR延长并同时排除其他病因,则提示肝脏合成功能受到损伤。凝血酶原活动度(prothrombin time activaty, PTA)是PT测定值的常用表示方法,正常值为75%~100%,PTA是判断肝细胞坏死程度及预后的敏感指标,如肝病患者的PTA 进行性下降至40%以下则提示存在肝衰竭。此外,血浆APTT延长表明血浆凝血因子Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ合成减少,如能排除其他病因,则提示存在严重肝病。
③血脂检测的意义
尽管临床上很少有医师将血脂检测异常作为肝脏疾病的诊断指标,但需要明确的是肝脏疾病可引起脂代谢异常。因为肝脏不仅能合成胆固醇、脂肪酸,还能利用食物中的脂类及来源与脂肪组织的游离脂肪酸合成甘油三酯,并能合成极低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。当肝脏合成功能受损时,血中高密度脂蛋白及胆固醇水平降低;而胆汁淤积时,由于胆汁排除受阻而返流入血,肝脏合成胆固醇能力增加,血中胆固醇含量也升高。
(2)血清胆红素检测的意义
80%~85%的胆红素由血液循环中衰老的红细胞在肝脏、脾脏及骨髓的单核吞噬系统中破坏分解产生,只有约15%~20%的胆红素来自含有亚铁血红素的非血红蛋白物质(如肌红蛋白、过氧化物酶及细胞色素酶)及骨髓中无效造血的血红蛋白。血清总胆红素(total bilirubin,TBIL)包括间接(非结合)胆红素(indirect bilirubin,IBIL)和直接(结合)胆红素(direct bilirubin,DBIL)两种形式。间接胆红素在血液循环中与白蛋白结合,运输至肝脏后被肝细胞摄取,并在肝细胞内与配体蛋白(Y、Z蛋白)结合后,再与谷胱甘肽转移酶B结合被转运至肝细胞的光面内质网;在光面内质网间接胆红素与配体结合蛋白分离后,在葡萄糖醛酸转移酶作用下与葡萄糖醛酸结合形成水溶性的直接胆红素经胆道系统随胆汁排入肠道,在肠道直接胆红素在细菌作用下进行水解还原,形成尿胆素及尿胆素原,大部分随粪便排除,约20%被肠道重吸收,经门静脉入肝重新转变为直接胆红素,再随胆汁排入肠道。当上述胆红素代谢过程中任一环节发生障碍时,均可引起血清胆红素升高。
临床上通过检测血清总胆红素、间接胆红素及直接胆红素水平,除可判断肝脏对胆红素的代谢功能进而评判肝脏的功能状态外,还可判断有无黄疸、黄疸程度及推断黄疸类型。当血清TBIL大于17.1 μmol/L而小于34.2μmol/L时为隐性黄疸,34.2~171 μmol/L为轻度黄疸,171~342 μmol/L为中度黄疸,大于342 μmol/L为重度黄疸。此外,血清胆红素水平也是诊断肝衰竭的重要指标。
(3)血清胆汁酸检测的意义
胆汁酸由肝细胞以胆固醇为原料合成,并在肝细胞内与甘氨酸或牛磺酸结合形成结合胆汁酸随胆汁分泌入肠道,经肠道细菌分解脱去甘氨酸或牛磺酸后形成游离胆汁酸;在回肠95%的游离胆汁酸被重吸收经门静脉入肝,大部分被肝细胞摄取再次与甘氨酸或牛磺酸结合形成结合胆汁酸随胆汁分泌入肠道,只有少量进入血液循环。由于胆汁酸的合成、分泌、重吸收及转化与肝胆密切相关,因此肝胆疾病必然影响胆汁酸代谢,测定血清胆汁酸的含量除能反映肝细胞的合成、摄取及分泌功能外,还能反映胆道的排泄功能。
2、反映肝脏损伤的检测项目
肝脏是机体内含酶最丰富的器官,肝细胞损伤时肝细胞内的一些酶释放入血液循环中,使血清中这些酶的含量升高,通过检测这些酶的血清含量可反映肝细胞的损伤程度,如临床上常通过检测某些氨基转移酶的血清含量来评估肝脏损伤。氨基转移酶简称转氨酶,是一组催化氨基酸与α-酮酸之间氨基转移反应的酶类,用于肝功能检测的主要有丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)及天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)。ALT旧称谷氨酸丙酮酸转移酶(谷丙转氨酶——GPT),主要分布于肝脏,其次存在于骨骼肌、肾脏及心肌;AST旧称谷氨酸草酰乙酸转移酶(谷草转氨酶——GOT),主要分布于心肌,其次分布于肝脏、骨骼肌和肾脏。血清ALT和AST是反映肝细胞损伤程度的重要指标,正常血清含量很低,当肝细胞受损时,肝细胞膜的通透性增加,血清中的ALT和AST明显增加。由于在肝细胞中,ALT主要存在于非线粒体中,而AST主要存在于线粒体中,因此如血清ALT升高并同时伴有AST明显升高则提示肝细胞严重受损。此外,由于ALT和AST也存在于骨骼肌、心肌、肾脏等组织,特别是AST在心肌的含量高于肝脏,因此骨骼肌、心肌及肾脏受损时血清ALT及AST也会升高。
3、其他与肝胆疾病相关的检测项目
在狭义的肝功能化验项目中,除上述血清白蛋白、血清胆红素、血清转氨酶及血清胆汁酸外,还包括碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)及γ-谷氨酰转移酶(γ-glutamyl transferase,GGT)。这两种酶的血清含量变化主要与胆汁淤积有关。
(1)血清ALP检测的意义
ALP主要分布于肝脏、骨骼、肾、小肠及胎盘等组织中。血清中的ALP以游离形式存在,极少量与脂蛋白、免疫球蛋白形成复合物。由于血清中大部分ALP来源于肝脏与骨骼,因此血清ALP的检测常作为诊断肝胆疾病及骨骼疾病的指标。各种肝内外胆管阻塞性疾病引起肝内外胆汁淤积时,由于ALP产生过多而排泄减少,引起血清ALP明显升高,且与血清胆红素升高相平行;而累及肝实质的肝胆疾病如肝炎、肝硬化,也可引起血清ALP轻度升高。如仅有血清ALP升高,而无其他肝胆疾病的表现,则可能为骨骼疾病、营养不良、严重贫血、重金属中毒、胃十二指肠损伤等引起。
(2)血清GGT检测的意义
GGT旧称γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl transpeptidase,γ-GT),是催化谷胱甘肽上γ-谷氨酰基转移到另一个肽或另一个氨基酸上的酶。GGT在肾脏、肝脏和胰腺等组织中含量丰富,但血清中GGT主要来自肝胆系统。GGT在肝脏广泛分布于肝细胞的毛细胆管一侧和整个胆管系统,当肝内合成亢进或胆汁排出受阻时血清中GGT增高。因此,血清GGT明显增高见于胆道阻塞性疾病引起的胆汁淤积,如原发性胆汁性肝硬化、硬化性胆管炎等;而酒精性肝病患者,其血清GGT可显著升高,并且当停止饮酒后GGT可下降。此外,急慢性病毒性肝炎、肝硬化时血清GGT可中度升高;而脂肪肝、胰腺炎、胰腺肿瘤、前列腺肿瘤患者的血清GGT也可轻度增高。
四、如何根据肝功能检测异常识别肝衰竭?
肝衰竭是多种因素引起的严重肝损害,导致肝脏合成、解毒、排泄和生物转化等功能发生严重障碍或失代偿,出现以凝血功能障碍、黄疸、肝性脑病、腹水等为主要表现的一组严重肝病症候群。由于肝衰竭的病情严重,病死率高,因而及时识别并做出正确的治疗极其重要。临床上根据患者有无基础性肝病、病情发展速度及病理组织学特征,肝衰竭可分为四类:急性肝衰竭(acute liver failure,ALF)、亚急性肝衰竭(subacute liver failure,SALF)、慢加急性肝衰竭(acute-on-chronic liver failure,ACLF)和慢性肝衰竭(chronic liver failure,CLF)。
急性肝衰竭:急性起病,无基础肝病史,2周以内出现以Ⅱ度以上肝性脑病为特征的肝衰竭临床表现;亚急性肝衰竭:起病较急,无基础肝病史,2~26周出现肝功能衰竭的临床表现;慢加急性肝衰竭:在慢性肝病基础上,出现急性(通常在4周内)肝功能失代偿的临床表现;慢性肝衰竭:在肝硬化基础上,出现肝功能进行性减退引起的以腹水或肝性脑病等为主要表现的慢性肝功能失代偿的临床表现。
从上述肝衰竭的定义及分类可知,各类肝衰竭除有肝功能严重减退的临床表现,如极度乏力、厌食、恶心、呕吐、腹胀等一般表现及可有腹水、肝性脑病外,在实验检测方面,主要有凝血功能检测显示的凝血障碍及肝功能化验显示的血清胆红素升高。
在凝血功能检测方面,存在出血倾向,PTA≤40%(或INR≥1.5),并能排除其他引起出血倾向的原因;在血清胆红素方面,出现短期内黄疸迅速加深,在亚急性及慢加急性肝衰竭患者血清TBIL大于正常值上限10倍或每日上升≥17.1 μmol/L,并同时排除其他引起胆红素升高的原因。
很显然,从肝功能实验检测项目看,血清转氨酶不是诊断肝功能衰竭的指标,不论血清转氨酶升高到多么严重的程度,仅只反映肝脏的损伤,而不提示肝功能衰竭;只有反映凝血功能障碍程度的PTA及INR和血清胆红素是诊断肝衰竭的重要指标。
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