學習重點 人類澱粉酶屬於 α-澱粉酶,是含鈣的金屬酵素,最適反應酸鹼值約為 pH 6.9~7.0。 澱粉酶水解 α-1,4 糖苷鍵,不能切斷 α-1,6 分支鍵;澱粉與肝醣都可作為受質。 P 型主要來自胰臟,S 型主要來自唾液腺;急性胰臟炎主要升高 P 型,腮腺炎主要升高 S 型。 健康成人尿液可測得澱粉酶活性;巨澱粉酶血症則呈現血清澱粉酶升高、尿液澱粉酶偏低。 巨澱粉酶血症可用澱粉酶/肌酸酐廓清率比協助判斷,其比值降低。阿片類藥物也可能使血清澱粉酶上升。 核心觀念 一、澱粉酶的生化特性 澱粉酶(amylase,AMY)可催化多醣的分解。人類的澱粉酶屬於 α-澱粉酶,並非 β-澱粉酶。這裡的 α、β 是酵素類別,與依組織來源區分的 P 型、S 型屬於不同分類概念。 澱粉酶是含鈣的金屬酵素(metalloenzyme),鈣離子有助於維持酵素的構造與穩定性;氯離子也可作為活化因子。其最適反應酸鹼值約為 pH 6.9~7.0,接近中性。 二、受質與可切斷的糖苷鍵 人類 α-澱粉酶主要水解多醣內部的 α-1,4 糖苷鍵,可作用於澱粉與肝醣,產生麥芽糖、麥芽三糖及寡糖等產物。它不能直接水解 α-1,6 糖苷鍵,因此無法單獨完成分支多醣的全部分解。 物質結構與澱粉酶作用 直鏈澱粉(amylose)主要由 α-1,4 糖苷鍵連接,可被澱粉酶作用。 支鏈澱粉(amylopectin)含 α-1,4 主鏈及 α-1,6 分支;可水解主鏈中的 α-1,4 鍵,但不能切斷分支鍵。 肝醣(glycogen)同樣具有 α-1,4 主鏈及 α-1,6 分支,可作為澱粉酶受質。 乳糖為含 β-1,4 糖苷鍵的雙醣,不是人類澱粉酶的受質。 半乳糖、葡萄糖均為單醣,沒有可供澱粉酶水解的多醣鏈。 澱粉酶作用於支鏈澱粉或肝醣後,分支附近會留下 α-極限糊精,須由其他去分支酵素進一步處理。判斷時要分清楚:能分解含分支的多醣,不代表能切斷其 α-1,6 分支鍵。此外,直鏈澱粉本身主要含 α-1,4 鍵,不應把它描述為具有 α-1,6 分支的多醣。 三、P 型與 S 型同功酶 血清總澱粉酶包含不同來源的同功酶,主要分為胰臟型與唾液腺型。總澱粉酶升高只能提示異常,不能單憑此結果確定來源。 比較項目P-AMYS-AMY 名稱胰臟型澱粉酶唾液腺型澱粉酶 主要來源胰臟唾液腺 典型相關疾病急性胰臟炎腮腺炎等唾液腺疾病 小麥胚芽抑制劑相對不敏感,並非主要抑制對象可被抑制 腮腺炎(mumps)會造成 S 型澱粉酶活性上升。急性胰臟炎則以 P 型升高為典型,不能因為發病後數小時血清澱粉酶上升,就把上升的型別寫成 S 型。膽道疾病或腸阻塞也可能伴隨總澱粉酶異常,但辨認典型 S 型升高的疾病時,應優先想到唾液腺病變。 小麥胚芽抑制劑(wheat germ inhibitor)主要抑制 S-AMY,可利用兩型對抑制劑的敏感度差異協助區分。不可將其主要抑制對象記成 P-AMY。 四、健康成人的尿液澱粉酶 一般澱粉酶可經腎絲球濾過,因此健康成人尿液中即可測得澱粉酶活性。能測得酵素活性不等於發生疾病,仍須依檢驗參考範圍及臨床情況判讀。 尿液澱粉酶會受腎功能、採尿時間及尿液濃縮或稀釋程度影響。判讀時應合併血清澱粉酶,尤其要留意血清升高、尿液卻偏低的組合。 五、巨澱粉酶血症的機轉與檢驗 巨澱粉酶血症(macroamylasemia)常因澱粉酶與免疫球蛋白結合,形成高分子量複合體。這些複合體仍可保有酵素活性,但因分子較大,不易通過腎絲球,導致澱粉酶滯留於血液中。 血清澱粉酶活性升高:主要與腎臟清除減少有關。 尿液澱粉酶活性偏低:高分子量複合體不易濾入尿液。 不一定伴隨胰臟炎:患者可無明顯症狀,不能只憑血清澱粉酶升高診斷急性胰臟炎。 協助判斷的指標為澱粉酶/肌酸酐廓清率比(amylase/creatinine clearance ratio,ACCR),即比較澱粉酶與肌酸酐的腎臟清除情形: ACCR=(尿液澱粉酶×血清肌酸酐)÷(血清澱粉酶×尿液肌酸酐)×100% 巨澱粉酶血症時,澱粉酶的廓清率相對減少,因此ACCR 降低。由公式也可理解:尿液澱粉酶偏低、血清澱粉酶升高,都使此比值下降。這是廓清率的比值,並非單純將血清澱粉酶除以血清肌酸酐;判讀仍須考慮腎功能。 六、阿片類藥物與澱粉酶升高 使用嗎啡等阿片類藥物(opiates)後,血清澱粉酶可能上升。其作用可涉及 Oddi 括約肌收縮、胰膽管壓力升高。因此,血清澱粉酶升高時,除了考慮胰臟與唾液腺疾病,也要注意用藥史。 常考陷阱 「人類血清澱粉酶為 β-form」:錯在人類澱粉酶屬 α-澱粉酶;P、S 則是依來源區分的同功酶。 「能作用於肝醣,所以能切 α-1,6 鍵」:肝醣含可被水解的 α-1,4 主鏈,因此能作為受質,但分支鍵仍無法被澱粉酶切斷。 「小麥胚芽抑制劑主要抑制 P 型」:應記為主要抑制 S 型。 「急性胰臟炎主要使 S 型上升」:胰臟炎看 P 型,腮腺炎看 S 型,不能被發病時間的描述混淆。 「健康成人尿液沒有澱粉酶」:健康尿液可測得其活性;可測得與病理性升高是不同概念。 「巨澱粉酶血症使血、尿澱粉酶一起上升」:典型表現為血清升高、尿液偏低,且 ACCR 降低。 「澱粉酶升高一定是胰臟炎」:腮腺炎、巨澱粉酶血症及阿片類藥物使用都可能造成升高,須合併來源、清除情形與臨床表現判斷。 記憶口訣 「含鈣近中性,切四不切六;肝醣能作用,單醣不適用。」 「胰臟 P,腮腺 S,小麥抑制 S。」 「巨澱分子大,血高尿偏低,廓清比也低。」