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酵素の検査の目的と、血液検査で測定される血中酵素のAST,ALT,γ-GT,LDついて解説します。

酵素と疾患

臓器の役割は,酵素によって支えられています.

それぞれの臓器には,特有の酵素があり,また,各種臓器に共通する酵素でも,濃度が異なります.

もしも,臓器疾患になったときは,組織細胞の状態の変化,あるいは,壊死により細胞中の酵素が血液中に遊出したり,放出が減少したりします.

つまり,血中の酵素の変動は,疾患臓器の特定と程度を知る目安となります.

また,代謝のほとんどすべてのステップで,酵素が関与しています.

酵素の欠損や,機能低下・機能冗進をきたすと,代謝異常（代謝疾患）となります.

酵素活性の単位

酵素活性を表す単位として,世界保健機構(WHO)は,酵素にSI単位系を設定し, μmol・min-1と表現しています.

カタール（kat）は,mol･s-1と表します.

AST,ALTについて

ASTは,アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（L-aspartate:2-oxoglutarateaminotransferase）の略称です.

また,ALTは,アラニンアミノトランスフェラーゼ（L-alanine:2-oxoglutarateaminotransfbrase）の略称です.

体内分布

ASTは心筋,肝臓に多く分泌し,ALTは肝臓や腎臓に多く分布しています。

臨床的意義

細胞の損傷程度に応じ,組織内の酵素が逸脱します.

ASTは心臓や肝臓に多く,ALTは肝臓に多いので,それぞれの臓器の損傷時に血中に増加します.

基準範囲

JSCC常用基準法における正常範囲は,ASTが「5～25U／L」,ALTが「3～30U／L」です.

検体について

ASTは溶血の影響を大きく受けるのに対し,ALTはそれほどでもありません.

γ-GTについて

γ-GTは,アミノ酸転移酵素の1つであり,ペプチドの末端アミノ基に結合したグルタミン酸のγ-カルボキシル基を加水分解して他のアミノ酸に転移させる反応を触媒します.

体内分布

γ-GTは,腎臓に最も多く分布しています.次いで,膵臓,肝臓,脾臓に存在しています.

γ-GTは,刷子縁の膜の脂質二重層に結合しているため,結合が切断されると,血中に出てきます.

一般に,肝臓での解毒機能活性時に,γ-GTの血中活性が上昇することが知られています.

なお、血清中に存在するγ-GTは,ほとんどが肝臓由来です.

ちなみに,分子量は約８６,０００と大きいものであるため,通常は,尿中へは排出されません.ただし,腎障害があると,尿中へ排泄されます.

臨床的意義

胆管閉塞症では,高値となります.このとき,ALPやLAP（ロイシンアミノペプチダーゼ）も同時に高値になります.

肝硬変症では,肝臓の線維化の活発な時期に高値となります.

アルコール性肝障害では,高値を示します.

基準値

男性の正常範囲は12～55U／Lです（JSCC法）.

女性のほうが低い傾向があります.

なお,アルコール摂取量の多い人は高値となります.

LD（乳酸デヒドロゲナーゼ）

LDは,嫌気的解糖系の最終段階であるピルビン酸と乳酸の変化を触媒する酵素です.

LDは,嫌気的解糖系の最終段階に働く酵素であり,広く全身組織に分布しています.

心筋,肝臓,骨格筋,肺などの組織や,赤血球,白血球,血小板などにも存在します.

なお,LD１～LD５のアイソザイムが知られています.

臨床診断的意義

血液疾患などで,血球が過剰に生産される病気では,LD１やLD2が上昇します.

また,心筋梗塞では,発作発生から3～4日日後に,心筋由来アイソザイム(LD１)が遊出してピークに達し,6日経過したころに正常化します.

さらに,肝炎では骨格筋型アイソザイム（LD５）が遊出されます.

肺疾患のときには,LD3やLD4が上昇します.

なお,LD1が多いのは心筋・膵臓・腎臓・甲状腺です.

LD１やLD2が高いのが血球や血清で,LD3が高いのが肺,さらに,LD4やLD５が高いのが肝臓や骨格菌です.

測定原理と基準値

測定方法は,(1)ピルビン酸から乳酸へ反応させて測定する方法と,(2)乳酸からピルビン酸に反応させて測定する方法の2つがあります.

後者を採用する日本臨床化学会OSCC)勧告法では,基準値は60～120U／Lです.

測定原理としては,まず,LDに補酵素であるNADHが結合し,このNADHに,基質であるピルビン酸が結合し,ピルビン酸のケト基がNADHの水素を取ります.

結果,ピルビン酸は乳酸に変わり,複合体からはずれます.

次に,NADがLDからはずれることで,一連の反応が終了します.

この反応は、オーダーBiBi反応と呼ばれます.

検体について

血球中のLD活性は,血清中の活性と比較して約160倍ありますので,溶血試料は測定に注意する必要があります.

尿中の非糸球体型赤血球と糸球体型赤血球とについて解説します。

非糸球体型の赤血球

下部尿路系の出血（非糸球体性）では、赤血球は、同一標本上では、大きさにバラツキはあっても、形態がほぼ均一で単調です。

このような尿中赤血球形態を示すものは、非糸球体型赤血球あるいは均一赤血球（isomorphic RBC）と呼ばれます。

小分類には、『円盤状赤血球』、『球状赤血球』、『円盤•球状移行型赤血球』、『膜部顆粒成分凝集状脱ヘモグロビン赤血球』があります。

非糸球体型赤血球には、尿浸透圧や尿 pH などにより、萎縮状や膨化状、円盤状、球状などの形態を示すものも含まれます。

糸球体型の赤血球

糸球体からの出血（糸球体性）では、赤血球は、不均一な形態を呈し大小不同または小球性を示します。

形状はコブ状、ドーナツ状、標的状など多彩です。

このような尿中赤血球形態を示すものは、糸球体型赤血球あるいは変形赤血球（dysmorphic RBC）と呼ばれます。

小分類には、『有棘状不均一赤血球』、『ドーナツ状不均一赤血球』、『ドーナツ•有棘状不均一混合型赤血球』があります。

赤血球円柱をはじめ種々の円柱や蛋白尿を伴う場合が多くなります。

なお、糸球体糸球体型赤血球の出現機序については諸説あり、1）赤血球が糸球体基底膜を通過する際に赤血球膜に機械的損傷を受けるため変形するとの説、2）赤血球がネフロンを通過する際に急激な浸透圧変化を受けるために変形するとの説、3）その両方であるとする説があります。

鑑別のポイント

両者は、赤血球のくぼみの形状が均一か、そうでないかが、鑑別のポイントとなります。

一般的に、「非糸球体型」の赤血球は、赤血球の中央部分（くぼみ部分）の膜の形状が均一で、丸くくぼんでいます。

一方、糸球体型の赤血球は、くぼみの形状が、不均一でいびつな形状をしています。これは、糸球体型赤血球の多くが、脱ヘモグロビンの状態にあることと関連しています。

なお、判断が難しいものとして、『コブ赤血球』、『球状赤血球』がありますが、これらのうち、穴があいていないものや、穴があっても穴の小さいものは、「非糸球体型」の赤血球であり、それら以外は、「糸球体型」であると考えられています。

また、『ドーナツ型赤血球』については、辺縁が丸く均一なものは、「非糸球体型」の赤血球であり、穴が大きいものや、穴の形状がいびつなものは、「糸球体型」の赤血球であると考えられています。

血清中のリン（P）の代謝、基準範囲、測定法について解説します。

代謝

リンは小腸からの吸収、細胞内外の移動、腎からの排出によって調節されています。

通常、副甲状腺ホルモンと活性型ビタミンDが作用し、カルシウム（Ca）値と連動します。

ヒトの体内では、リンは「無機リン」あるいは「有機リン酸化合物」として存在します。

無機リン

無機リンは、自由に細胞の内外を移動します。

血清中の無機リンの約1/4は、蛋白質に吸着し、約3/4は、遊離型で存在しています。

また、体液中の遊離型無機リンは、PH調節、組織細胞内でのエネルギー代謝、窒素代謝などの基礎的代謝に重要な役割を果たしています。

有機リン酸化合物

有機リン酸化合物は、その大部分がカルシウム（Ca）やマグネシウム（Mg）と結合し、骨組織や、骨格筋の構成成分として多量に存在します。

また、細胞成分として、リン脂質、核酸、高エネルギーリン酸化合物などの多くのリン酸エステルとして体内に存在します。

基準範囲

血清中の無機リンを検査対象とします。

正常範囲は、2.5～4.8mg/dl　(0.81～155mmol/L）です。

日内変動や、日差変動はありません。

ただし、年齢差があります。小児から思春期にかけて成人より高くなりがちです。

また、男女差もあります。中年では女性の方が男性より高くなります。

測定法

化学的測定法と、酵素的測定法があります。

化学測定法

化学測定法は、還元法（モリブデン酸法）です。

血清を除蛋白後、リン酸が酸性溶液中でモリブデン酸塩と反応することで形成するリン・モリブデン酸錯体を、還元剤（アミノナフトールスルホン酸など)で還元（Mo6＋　→　Mo3+）します。

そして、生成したモリブデンブルー(青色）を、比色定量します（フィスケ・サバロウ法）。

また、リン・モリブデン酸と塩基性色素マラカイトグリーンとを反応させて、緑色の複合体を生成させ、578nmで比色する方法もあります（マラカイトグリーン法）。

酵素的測定法

酵素的測定法には、①グリコーケンからグルコース1-リン酸を生成させ、ホスホグルコムターゼでグルコース6－リン酸とし、グルコースー6-リン酸デヒドロゲナーゼでNADP十をNADPHにして340nmの吸光度変化としてとらえる方法（PL-PGM-G6PD法）、および、②イノシンと未知量のリン酸とでヒポキサンチンを生成させ、キサンチンオキシダーゼで酸化し、過酸化水素を生成させて発色させる方法（NP-XOD+POD法）があります。

留意点

検体を全血のまま長時間放置したり、溶血状態であったりすると、高値を示します。

血清電解質の検査を解説します。

電解質

生体に含まれる無機質として検出されているものは、60種類程度あります。

無機質は、体重の約５％を占め、Ca、Mg、K、Na、P、Clが、その６０～８０%を占めます。

一方、ヒトの血液検査の対象として重要なのは、Na、K、Ca、Mg、Fe、Cuなどの陽イオンであり、また、Cl、HCO3、HPO4などの陰イオンです。

中でも、ヒトの生体内で重要な働きをする血中の無機質が、ナトリウム（Na）、カリウム（K）、クロール（Cl）などの電解質です。

ナトリウム、カリウム

代謝について

ナトリウム(Na)は細胞外液、カリウム(K)は細胞内液中の無機質の大部分を占めています。

ナトリウムの生理的役割は、下記の４つがあります。

1）酸塩基平衡の維持
2）細胞外液の浸透圧の維持
3）神経,筋肉の興奮性の維持

また、カリウムの生理的役割は,下記の４つがあります。

１）酸塩基平衡の維持
２）細胞内浸透圧の維持
３）細胞膜電位の維持
４）筋収縮の因子となる

ナトリウムおよびカリウムの代謝は、主に、腎臓で調節されています。

副腎皮質から分泌される鉱質コルチコイドが関係しています。

たとえば、アルドステロンは、近位尿細管および遠位尿細管におけるナトリウムの再吸収を促進したり、遠位尿細管におけるカリウムおよび水素生オンの排出を促進したりします。

検体について

血清中のナトリウム濃度やカリウム濃度を測定します。

血液検体は、採血後に、直ちに血清分離することが望ましいです。

一定時間、全血のまま放置すると、ナトリウムは血球中に移行し、後に血清分離したときに、Na濃度の低下となるからです。

また、溶血によって血清K 値は高くなり、さらに、凝固阻止剤としてNaを含むもの（ヘパリンNaやクエン酸Naなど）を用いると、血清Na値が高くなります。

基準範囲

血清Naおよび血清Kの基準範囲は下記のとおりです。
・血清Na　１３５～１４５mEq/Ｌ　(１３５～１４５mmol/Ｌ）
・血清K　３.５～５.０mEq/Ｌ　(３.５～５.０mmol/Ｌ）

臨床的意義

ナトリウム

高ナトリウム血症は、糖尿病、尿崩症、原発性アルドステロン症、クッシング症候群などに見られます。

低ナトリウム血症は、激しい下痢、嘔吐、腎不全、粘液水腫などに見られます。

カリウム

高カリウム血症は、腎不全や、高度の脱水、アジソン病などに見られます。なお、高カリウム血症が生ずると、心臓・中枢袖経系の興奮が異常に高まり、最後に心臓が停止します。

カリウムが高値になる原因は、Kの摂取増加、腎臓のK排出低下、Kの細胞内から細胞外への移動などがあります。

低カリウム血症は、手術後や、栄養不足の場合、あるいは、,副腎皮質ホルモンや副腎皮質刺激ホルモンが過剰に投与されたときなどに見られます。なお、低カリウム血症になると、筋肉に脱力感や弛緩性麻揮が起こり、ついで神経過敏、昏睡、深部腱反射消失などが認められます。

Kが低値になる原因は、Kの摂取や吸収の不足、腎臓のKの排出増加、Kの細胞外から細胞内への移動などがあります。

薬剤の影響

ACTHや、コルチコステロイドの投与により血潰Na値は高くなり、血清K値は低くなります。

また、アセタゾラミド、クロロサイアザイド、ジギタリスなどの投与により、低カリウム血症となることがあります。

測定法

測定法としては、イオン選択電極法、炎光光度分析法、酵素法などがありますが、検査室で最も使用されているのはイオン選択電極法です。

イオン選択電極法は、Na電極として硝子電極やクラウンエーテル電極を使い、K電極としてニュートラルキャリア膜電極やクラウンエーテル電極を用います。

クロール

代謝について

人の体内のClイオンは、主に体液中に存在します。約70％が細胞外液中に、約30％が細胞内液中に存在します。

Clイオンは、水分代謝や浸透圧の調節、酸塩基平衡の維持を担っています。

生体内のClは、ナトリウムとほぼ並行して増減する場合が多いです。

ただし、酸塩基平衡障害の場合には、Clイオンは、Naと独立して、重炭酸イオンと反対方向に増減します。

なお、血漿中のCO2が放出され、CO2の圧が変化すると、陰イオンの不足を補うために赤血球中のClイオンが、血漿中に移動します（塩素移動と呼ばれます）。

検体について

血清中のクロール濃度を測定します。

なお、全血で室温放置すると、CO２の放出により、塩素移動が起こりますが、反対に血球から血漿中にH2Oの移動が生じて相殺されるため、放置して1時間ぐらいはCl値に変動はないといわれています。

基準範囲

血清Clの基準範囲は、96～107mEq/Ｌ　(96～107mmol/Ｌ）です。

なお、食事後、胃液の分泌が促進されると血清Clは低値となりますが、血清中の重炭酸イオン（HCO3－）が増量することでバランスが保たれます。

臨床的意義

Clが高値を示す疾患には、過呼吸呼吸性アルカローシス、高ナトリウム血症、低蛋白血症、クッシング症候群、腎炎などがあります。

Clが低値を示す疾患には、呼吸性アシドーシス、低ナトリウム血症、代謝性アルカローシス、嘔吐、アジソン病などがあります。

なお、Clは、Naとほぼ同じように変動しますが、 Naの変動や酸塩基平衡の異常に伴う二次的な変化が主体であり、Cl自 体の異常値が臨床上問題になることはあまりありません。

薬剤の影響

炭酸デヒドロケナーゼ抑制剤や塩化アンモニウムの過剰投与によって、高値を示すことがあります。

また、利尿剤の投与により低値を示すことがあります。

測定法

Clの測定法には、比色法（ハミルトン法：チオシアン酸第2水銀法）、モール法、滴定法（シャールズ・シャールズ法）、電量滴定量（クロライドメーター法：銀電極法）、イオン選択電極法、酵素法などがあります。

現在は、イオン選択電極法が一般的です。

抗凝固剤には、後述するように、様々なものがあります。

これらは、血漿を得るために、採血管に入れられています。

抗凝固剤は、作用により、２種類に大別されます。

脱Ca作用の抗凝固剤

EDTA塩

エチレンジアミンテトラアセテートを略してEDTAと呼びます。

EDTA塩は、キレート剤として、血液1mlに対し約1mgが添加されています。

特にカルシウム、銅、鉄（3価）に強く結合します。

血漿中の遊離Ca++イオンが EDTAによりキレート化することでトロンビンの形成が阻止されて血液凝固を阻害します。

2Na塩、2K塩、3K塩などがあります（血球検査には、2K塩が広く用いられます）。

EDTA塩の用途は、血球計算（血算）やアンモニア測定です。

白血球の形態がよく保たれる点にメリットがあります。

しかし、脱Ca作用が強く、凝固検査には不適です。

なお、EDTAは、in vitroで血小板の凝集を引き起こし、偽血小板減少となる場合がある点がデメリットです。

クエン酸ナトリウム

3.2%の等張液として用います。

血液9に対して、1の割合で添加します。

用途は凝固検査です。

検査時に、Ca添加で凝固させることが可能です。

希釈されるので、血球計算（血算）や生化学検査に不適です。

フッ化ナトリウム

用途は、血糖検査です。

解糖の阻止ができます。

二重シュウ酸塩

二重シュウ酸塩は、シュウ酸カリウムとシユウ酸アンモニウムを混合したものです。

血液1ml当り2mgを用います。

なお、二重シュウ酸塩は血小板凝集、白血球減少作用が強く、血球形態変化も高度で、近年は用いられません。

抗トロンビン作用の抗凝固剤

ヘパリン

ヘパリンは、アンチトロンビン皿（AT-III）を活性化することで凝固系を抑制します。

AT-Ⅲは、トロンビン、第Xa因子のセリンプロテアーゼを阻害します。

通常は、ナトリウム（Na）塩や、リチウム（Li）塩として採決管に添加されています。

ヘパリンの添加量は、血液1mlに対し0.1～0.2mgです。

なお、ヘパリンは白血球・血小板の凝集を起こしやすいです。

代表的な用途は、血液ガス測定です。

留意点

血漿中には、抗凝固剤の成分が残存したままとなり、検査データに影響を与えます。

成分は採血管の種類によりますが、カリウム、ナトリウム、リチウム等が影響を受けます。

また、EDTA等のキレート作用がある抗凝固剤を使用した採血管では、カルシウム、マグネシウム、鉄等の金属成分が低値となります。

それらの金属を補酵素とする酵素活性についても、著しい低下をきたします。