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(zhì)與肝膽功能指標(biāo)以及腎臟功能指標(biāo)的檢測意義。本文我們將繼續(xù)對嚙齒動物的脂質(zhì)代謝、胰腺功能、糖代謝等相關(guān)常見血生化指標(biāo)進(jìn)行介紹。
脂代謝檢測
脂質(zhì)的運(yùn)輸對機(jī)體內(nèi)細(xì)胞功能、代謝等起著至關(guān)重要的作用,此外它還對組織起著保護(hù)作用,也作為生物體最重要的能量來源之一。由于脂質(zhì)具有很廣泛的作用,因此其穩(wěn)態(tài)也會隨著機(jī)體疾病等發(fā)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(biāo)與人類相比差異明顯。大小鼠體內(nèi)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(zhuǎn)運(yùn)蛋白(CETP)。膽固醇濃度的增加多見于動物內(nèi)分泌、肝臟或腎臟疾?。唤档蛣t常見于動物營養(yǎng)不良等。
2.甘油三酯(Triglyceride, TG)
甘油三酯構(gòu)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(wěn)定,對抗高血脂的能力很強(qiáng),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(yǎng)不良則是導(dǎo)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(zhì)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(nèi)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(nèi)缺乏膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(CETP)所致。
高密度脂蛋白可以清除體內(nèi)膽固醇,當(dāng)HDL升高時,并非病理表現(xiàn),無需關(guān)注;當(dāng)動物出現(xiàn)動脈硬化、糖尿病、慢性腎衰時,HDL表現(xiàn)為降低,且老年動物更易出現(xiàn)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(zhuǎn)化而來,含有豐富的蛋白質(zhì)、少量的膽固醇和甘油三酯。因此,LDL出現(xiàn)降低的情況,提示動物機(jī)體血脂不高,可不予關(guān)注;但當(dāng)LDL出現(xiàn)升高時,應(yīng)該考慮甲狀腺功能低下、慢性腎衰等,尤其需要關(guān)注動脈粥樣硬化,LDL是發(fā)生動脈粥樣硬化的重要危險指標(biāo)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(yùn)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(guān);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(dāng)動物長期使用高脂肪/低碳水化合物的飼料時,會導(dǎo)致NEFA合成減少;當(dāng)動物患有伴有脂肪酶活性增高的高血脂癥時,會導(dǎo)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(nèi)分泌功能,許多檢測都可用來評估胰腺的內(nèi)分泌功能,如傳統(tǒng)的血糖監(jiān)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(chǎn)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(fù)發(fā)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(yán)重程度沒有直接的比例關(guān)系。由于淀粉酶可以經(jīng)腎臟排泄,因此任何原因?qū)е履I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(shù)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(jīng)腎臟濾過,因此在胰腺疾病早期,脂肪酶仍處于正常水平,當(dāng)病情逐漸加重時,脂肪酶水平才出現(xiàn)升高趨勢。
在慢性進(jìn)行性胰腺疾病中,受損的胰腺細(xì)胞會被結(jié)締組織取代,導(dǎo)致不能產(chǎn)生相應(yīng)的酶,因此淀粉酶和脂肪酶會呈現(xiàn)漸進(jìn)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(diào)節(jié)機(jī)制比較復(fù)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(zhì)激素都可以使血糖升高;葡萄糖降低多見于營養(yǎng)不良、慢性貧血等。由于成熟紅細(xì)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(yīng)立即將血清或血漿與紅細(xì)胞分離,否則在室溫條件下,紅細(xì)胞會使樣本中血糖含量每小時下降10%。在檢測葡萄糖前,應(yīng)對動物進(jìn)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(jìn)食動物,如果進(jìn)行夜間禁食,其代謝消耗相當(dāng)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(fā)生不可逆結(jié)合反應(yīng)的產(chǎn)物。當(dāng)機(jī)體發(fā)生高血糖時,血紅蛋白與葡萄糖結(jié)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(jī)體血糖水平。糖化血紅蛋白反映的是紅細(xì)胞壽命期間的平均血糖濃度,大鼠紅細(xì)胞壽命約60天,小鼠紅細(xì)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(nèi)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(xì)胞壽命短,因此會導(dǎo)致糖化血紅蛋白結(jié)果出現(xiàn)假性降低。
3.果糖胺(Fructosamine)
果糖胺是葡萄糖與蛋白質(zhì)(尤其白蛋白)發(fā)生不可逆結(jié)合的產(chǎn)物。果糖胺升高表示動物持續(xù)存在高血糖;但動物發(fā)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(jiān)測的有效指標(biāo)。
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(tǒng),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(dāng)骨骼肌、心肌受損時,CK會從細(xì)胞中滲出,導(dǎo)致血液中CK含量增加。
由于任何損傷肌細(xì)胞膜的物質(zhì)都可以導(dǎo)致血液中CK升高,在實際檢測時,可對CK同工酶檢測來進(jìn)行區(qū)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(xì)胞的30倍,且目前僅發(fā)現(xiàn)存在CK-BB。
另外,肌內(nèi)注射、手術(shù)等導(dǎo)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(zhuǎn)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?。?7%)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(dǎo)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(xì)胞、白細(xì)胞、肝臟中都可能會表達(dá)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(yīng)蛋白(C-reactive protein, CRP)
CRP是第一個在人類身上發(fā)現(xiàn)的急性期反應(yīng)蛋白(Acute Phase Reaction Proteins,APR),目前CRP也被認(rèn)為是嚙齒動物的APR蛋白,肝細(xì)胞是合成CRP的主要部位。CRP的主要生物學(xué)功能是通過于配體(凋亡或壞死的細(xì)胞,或入侵的細(xì)菌、真菌、寄生蟲等的磷酰膽堿)結(jié)合,激活補(bǔ)體和單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng),將帶有配體的病原體或病理性細(xì)胞清除。在嚙齒動物體內(nèi),當(dāng)炎癥或創(chuàng)傷發(fā)生后6h內(nèi),CRP可迅速升高至上千倍,在疾病治愈后,其含量急速下降。發(fā)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(nèi)CRP值較高,且CRP的水平與年齡相關(guān)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(nèi),CRP不作為急性期蛋白而發(fā)揮作用。特別是豚鼠,在正常狀態(tài)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(dāng)?shù)膯幼訁^(qū)域。
延伸閱讀:嚙齒動物血生化項目分析(上)