간 기능 검사 - 측정법 및 임상적 의의

A. 빌리루빈(Bilirubin)의 대사 과정

Unconjugated bilirubin은 간세포에서 UDP-GT (UDP-Glucuronosyltransferase)에 의해 glucuronic acid와 결합하여 Conjugated bilirubin으로 변환되어 수용성을 띄게 된다. Conjugated bilirubin은 장으로 배출되고, 장 내 미생물에 의해 산화되어 Urobilinogen이 된다. Urobilinogen의 80~90%는 분변으로 배설되고, 나머지 10~20%는 장관에서 재흡수되어 portal vein을 거쳐 간으로 다시 이동한다. (= enterohepatic circulation)

빌리루빈의 대사 과정

 

B. 빌리루빈(Bilirubin)의 임상적 의의

1) 고빌리루빈혈증의 분류

비결합 빌리루빈(Unconjugated bilirubin) 상승의 원인

-  용혈: 적혈구가 파괴되어 bilirubin 생성 증가

-  Conjugation 장애: Gilbert syndrome, Crigler-Najjar syndrome. UDP-GT 효소를 부호화하는 UGT1A1 gene 변이로 효소 활성도가 감소한다. 즉, Conjugation enzyme의 loss of function으로 인해 Unconjugated bilirubin이 증가. Gilbert syn은 T.bil ~5mg/dL까지 상승, Crigler-Najjar syn은 ~20mg/dL까지 상승 가능.

 

결합 빌리루빈(Conjugated bilirubin) 상승의 원인

- 배설 장애: Dubin-Johnson syndrome

- 담도 폐쇄: Extrahepatic, Intrahepatic obstruction으로 구분. 성인에서는 담석증이 가장 흔한 원인. 특히, 간염에서는 bilirubin의 결합 장애 및 conjugated bilirubin의 배설 장애가 동시에 일어나서 direct & indirect bilirubin이 모두 증가한다.

고빌리루빈혈증의 분류 및 원인

 

2) 빌리루빈 측정법(Diazo Malloy-Evelyn method) 및 interference

                    acid

Bilirubin + Diazonium ion ----------→  Azobilirubin

 

Bilirubin은 diazonium salt와 반응하여 자색의 azobilirubin을 생성하며, 이것은 540nm에서 최대 흡광도를 보인다.

촉진제 없이 빠르게 Diazo 반응을 보이는 bilirubin을 direct bilirubin이라고 하고, methanol과 같은 반응 촉진제를 사용해야 Diazo 반응을 보이는 bilirubin을 indirect bilirubin이라 한다.

 

Cf) 1980년 초까지 Direct bilirubin = Conjugated bilirubin으로 생각했으나, conjugated & unconjugated를 각각 측정할 수 있는 감별분광광도법이 도입되면서, delta-bilirubin(=unconjugated bilirubin이 albumin과 공유결합한 물질)의 존재가 밝혀졌고 Direct bilirubin은 conjugated bilirubin + delta-bilirubin 70~80% 임이 밝혀졌다.

 

Interference: 용혈 시 증가, 직사광선에 노출 시 감소

 

3) 유로빌리노겐의 임상적 의의 및 측정법

Urobilinogen은 para-dimethylaminobenzaldehyde(DMAB)을 함유한 Ehrlich(에를리히) 시약과 반응시켜 분홍색에 가까운 붉은색을 띄게 된다.

Urobilinogen은 오직 장내 미생물에 의해서 생성되므로,

소변에서 urobilinogen의 증가는 고빌리루빈혈증 상태 또는 재흡수된 urobilinogen을 간에서 잘 분비하지 못하는 경우를 의미한다. 소변에서 urobilinogen의 감소는 bile duct가 폐쇄되어 bilirubin이 창자에 도달하지 못하는 경우, 광범위한 항생제 치료로 인해 장내 미생물총이 파괴된 경우 발생할 수 있다.

Urobilinogen은 무색이나, Urobilin은 소변 색깔인 노란색을 띈다. 창자 내의 urobilinogen은 stercobilin으로 변환되어 분변이 갈색을 띄게 된다.

 

C. 간질환에 사용되는 효소검사

1) 간질환에서의 혈청단백검사

간은 대부분의 혈장 단백을 합성하는 장소로, 모든 단백질의 90% 이상과 알부민의 100%가 간에서 합성된다. 따라서, 전격성간부전, 간경변 같이 광범위한 간세포 손상/괴사 상황에서 혈청 총 단백과 알부민 농도가 감소한다. 감소 정도는 혈장 단백의 반감기에 따라 다르다.

예외) Immunoglobulin, vWF은 간에서 생성되지 않음.

혈청단백분획 관련 내용은 아래 글을 참고하시면 좋습니다. 

 

단백질(Protein) 측정법 및 임상적 의의

단백질(Protein) 측정법 및 임상적 의의

 

2) 혈중 암모니아 검사의 임상적 의의 및 측정방법

             Glutamate Dehydrogenase

2-Oxoglutarate + NH4+ + NADPH   -----------------------> L-glutamate + NADP+ + H20

 

혈중 암모니아 측정은 Glutamate Dehydrogenase를 활용한 효소법을 이용한다. 340nm에서의 흡광도 감소는 감소한 NADPH의 농도 및 NH4+의 농도에 비례한다.

암모니아는 아미노산과 핵산의 주 대사산물이며, 암모니아를 요소로 전환시키는 urea cycle의 주요 효소들이 간에만 존재하므로 암모니아 역시 간에서만 대사된다. 전격성간부전, 간경변 환자에서 혈중 암모니아 농도가 상승하고 (mechanism이 정확히 밝혀져 있지는 않지만), 이로 인해 간성뇌병증이 발생한다.

 

3) Bile acid의 임상적 의의 및 측정방법

Bile acid는 콜레스테롤 대사 산물로, bilirubin이 분비될 때 쓸개즙의 상당 부분을 차지하므로 쓸개즙 정체의 진단에 도움이 될 수 있다. 특히, bile duct obstruction에서 bile acid가 증가하여 난치성 가려움증을 유발한다.

Bile acid는 주로 HPLC 방법으로 측정한다. 음식 섭취는 bile acid 농도를 크게 높이므로 검사 전 반드시 금식한다.

 

4) 간질환의 혈청학적 검사

<주요 간세포 효소의 세포 내 위치>

세포질: LD, ALT, ASTc(cytoplasmic AST) – 바이러스 혹은 약물에 의한 간염에서 간세포막이 파괴되면 LD, AST, ALT가 방출되어 굴모양혈관으로 들어가 혈청 LD, AST, ALT 증가

미토콘드리아: ASTm(mitochondrila AST)

쓸개모세관쪽 세포막: ALP, GGT – 쓸개즙 정체 시 쓸개즙산 축적에 의해 간세포막이 용해되면 ALP, GGT가 방출.

- 비알코올성 무증상 환자에서 간질환의 발견에는 AST보다 ALT가 더 특이적이다.

- AST는 간독성 약물의 치료 감시에 이용되며, 참고지 상한(~40 IU/L)의 3배 이상으로 증가되면 치료 중단해야 한다.

- 무증상 환자에서 AST/ALT의 만성적인 상승은 알코올 혹은 약물 복용, 만성 바이러스 감염, 비알코올성 지방간, 비만 등이 원인이다.

- GGT 검사의 주 목적은 ALP 상승의 원인 감별로, ALP와 GGT가 함께 상승한 경우, 그 원인은 담도 정체이다.

 

간기능검사 결과는 다양한 간 질환을 감별하는데에 도움이 된다.

Reference)

진단검사의학 제6판