生化骨代謝疾病ppt課件

1、骨代謝紊亂與相關(guān)元素生物化學(xué)檢驗,主要內(nèi)容,概述（鈣、磷、鎂及骨的代謝,鈣、磷、鎂代謝紊亂及生物化學(xué)檢驗,骨代謝疾病,骨代謝疾病的生物化學(xué)檢驗與應(yīng)用,第一節(jié) 概述,一、骨組織組成： 骨主要由骨礦物質(zhì)（無機(jī)質(zhì)）、有機(jī)質(zhì)和骨組織細(xì)胞組成,二、 鈣、磷、鎂的代謝,一）鈣（calcium，Ca）代謝,鈣的吸收,小腸,鈣的排泄,腎臟20% 腸道80,影響鈣排泄,腸道鈣吸收障礙 血鈣濃度影響,影響鈣吸收,活性維生素D 酸堿環(huán)境 食物中鈣磷比例 機(jī)體對鈣的需要,人體內(nèi)鈣的存在狀態(tài),人體中鈣的 存在狀態(tài),骨鹽,體液鈣,羥磷灰石結(jié)晶 無定形磷酸鈣沉淀,不擴(kuò)散鈣：與蛋白質(zhì)結(jié)合 可擴(kuò)散鈣,游離Ca2 難解離化合物

2、乳酸鈣、檸檬酸鈣等,圖15-1鈣在血漿中存在形式,鈣在血漿中存在形式,pH每改變0.1單位,血清游離鈣濃度改變0.05mmol/L,細(xì)胞內(nèi)鈣,細(xì)胞外鈣,一種主要第二信使 作用于質(zhì)膜，影響膜的通透性及膜的轉(zhuǎn)運(yùn) 增強(qiáng)心肌收縮，維持心跳節(jié)律 Ca2是許多酶的激活劑或抑制劑 Ca2+是鈣調(diào)蛋白的別構(gòu)激活劑,穩(wěn)定神經(jīng)細(xì)胞膜，降低神經(jīng)肌肉的應(yīng)激性 是凝血因子 ，參與血液凝固過程 降低毛細(xì)血管的通透性 作為結(jié)構(gòu)成分，參與成骨作用,生理功能,二）磷（phosphorus, P）代謝,磷的吸收,小腸,影響磷吸收,低磷膳食時，吸收高 食物中鈣、鎂、鐵、鋁等,磷的排泄,腸道30% 腎臟70,影響磷排泄,血磷濃度 腎

3、功能不全,磷（phosphorus, P）占成人體重的0.8%1.2%，分布于細(xì)胞內(nèi)外，其含量僅次于鈣，骨骼是磷的最大儲備庫,細(xì)胞內(nèi)磷含量比細(xì)胞外液豐富。正常人鈣、磷濃度（mg/dl）的乘積在3640之間,細(xì)胞內(nèi)磷,細(xì)胞外磷,遺傳物質(zhì)核酸的組成成分 構(gòu)成ATP、ADP和磷酸肌酸 參與許多酶促反應(yīng) 磷脂是構(gòu)成生物膜主要成分 參與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝及氧化磷酸化作用,血中磷酸鹽是血液緩沖體系的重要組成部分 是細(xì)胞內(nèi)及骨礦化所需磷酸鹽的來源,生理功能,三）鎂（magnesium，Mg）的代謝,鎂的吸收,小腸,影響鎂吸收,氨基酸促進(jìn)鎂吸收 磷酸鹽、鈣、纖維、脂肪,鎂的排泄,腎臟,影響鎂排泄,血漿鎂濃度

4、減少，尿鎂減少 鎂攝入顯著增加，尿鎂增多,鎂（magnesium，Mg）一半以上沉積于骨和牙齒。鎂在細(xì)胞內(nèi)的含量占體內(nèi)總鎂的38%，細(xì)胞外液鎂含量僅占1,血鎂的存在形式,離子鎂（約55,具有生理活性,與體內(nèi)數(shù)百種酶的活性密切相關(guān) 與核酸的結(jié)構(gòu)與功能相關(guān) 參與蛋白質(zhì)的生物合成 維持骨骼生長 調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉興奮性,生理功能,第15頁,靶器官,骨、腸和腎,三、鈣、磷、鎂代謝的激素調(diào)節(jié),一）甲狀旁腺激素(parathyroid hormone，PTH,甲狀旁腺主細(xì)胞,PTH 84aa,升高血鈣，降低血磷，升高血鎂， 酸化血液，促進(jìn)骨吸收,第17頁,1. 對骨的作用,鈣重吸收,磷重吸收,保鈣排磷,2. 對

5、腎的作用,促進(jìn)溶骨，升高血鈣,骨鈣動員,激活腎臟1-羥化酶,3.對小腸的作用,活性D3 增加,腸道吸收鈣增加,二） 活性維生素D 1. 合成（活性D3活性是維生素D3的1015倍,2. 調(diào)節(jié)： 對鈣、磷代謝的總效果為升高血鈣和血磷,三）降鈣素（calcitonin，CT,甲狀腺濾泡旁細(xì)胞,CT 32aa,生理作用,降低血鈣和血磷,合成分泌,血鈣是影響CT分泌的主要因素,四）鈣、磷代謝調(diào)節(jié)與相關(guān)因素,升高；：顯著升高；：降低,三種激素對鈣、磷代謝的調(diào)節(jié),一）骨吸收 骨吸收（bone resorption）是破骨細(xì)胞移除骨礦物質(zhì)和骨有機(jī)基質(zhì)的過程。 首先，破骨細(xì)胞釋放H+，酸化微環(huán)境，溶解礦物質(zhì)，

6、使鈣磷等無機(jī)成分游離入血 。然后，破骨細(xì)胞開始合成蛋白水解酶，消化骨有機(jī)基質(zhì),四、骨的代謝,骨形成（bone formation）是指主要由成骨細(xì)胞介導(dǎo)的，新骨發(fā)生和成熟的過程。 成骨細(xì)胞首先分泌膠原蛋白和其他基質(zhì)物質(zhì)，形成類骨質(zhì)，匯集成膠原纖維，為礦物質(zhì)的沉積提供纖維網(wǎng)架；隨后大量骨鹽沉積于此，從而完成類骨質(zhì)的礦化過程，形成新骨,二）骨形成,三）骨重建循環(huán)過程,第25頁,第二節(jié) 鈣、磷鎂代謝紊亂與生化檢驗 一、鈣代謝異常與檢驗,第27頁,低鈣血癥對機(jī)體的影響,檢測方法與原理】 1.血清總鈣（TCa2+）測定 滴定法（氧化還原滴定法、絡(luò)合滴定法） 比色法 鄰甲酚酞絡(luò)合酮法 WHO和我國推薦的常

7、規(guī)方法 堿性溶液 鈣 鄰甲酚絡(luò)合酮 -鈣鄰甲酚絡(luò)合酮復(fù)合物 甲基麝香草酚藍(lán)法 偶氮胂法 火焰光度法 原子吸收分光光度法 IFCC推薦的參考方法 同位素稀釋質(zhì)譜法 IFCC推薦的決定性方法,2.離子鈣測定 生物學(xué)法 透析法 超濾法 金屬指示劑法 離子選擇性電極法(ISE,二、磷代謝異常與檢驗,檢測方法】 磷鉬酸還原法 我國推薦的常規(guī)方法 無機(jī)磷 鉬藍(lán) - 硫酸磷鉬酸 影響因素：受溶血、黃疸、脂血的干擾較大 紫外分光光度法 黃嘌呤氧化酶比色測定法 WHO推薦的常規(guī)方法 CV多元絡(luò)合超微量測定法 同位素稀釋質(zhì)譜法 決定性方法 原子吸收分光光度法等,三、鎂代謝異常與檢驗,檢測方法】 比色法 我國推薦M

8、TB法鈣鎂試劑法作為常規(guī)方法 熒光法 離子層析法 離子選擇性電極法(ISE) 酶法 原子吸收分光光度法(AAS) 參考方法 同位素稀釋質(zhì)譜法(ID-MS)等 決定性方法,一）甲狀旁腺激素測定,四、激素調(diào)節(jié)異常與檢驗,檢測方法】 放射免疫法（RIA） 酶聯(lián)免疫法 免疫化學(xué)發(fā)光法（CLIA) 干擾因素：該方法不受黃疸、溶血、脂血、風(fēng)濕因子干擾等干擾,第36頁,甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白,腫瘤細(xì)胞,PTHrP 139aa，141aa,173aa,生理作用,高鈣血癥和低磷血癥,合成分泌,修飾加工,占優(yōu)勢,parathyroid hormone-related protein, PTHrP,二）活性維生素D測

9、定,檢測方法】 放射競爭性蛋白結(jié)合法(CPB) 高效液相色譜法(HPLC) 放謝免疫法(RIA) 放射受體法(RRA) 酶聯(lián)免疫法 （ELISA,三）降鈣素測定,檢測方法】 放射免疫測定法（RRA） 化學(xué)發(fā)光法 影響因素：EDTA對實驗存在影響，建議不采用此類型樣本，避免溶血、脂血,其它微量元素與骨代謝,骨骼生長必需,氟,鍶,硼,鋅,錳,銅,骨骼生長發(fā)育必需微量元素,氟,鍶,錳,負(fù)面影響,骨代謝,一）骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis，OP,第三節(jié) 骨代謝疾病與臨床生物化學(xué)檢驗,一、骨代謝疾病,骨質(zhì)疏松癥的分類,原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（最常見） 繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（疾病或藥物等原因所致 ） 特發(fā)性骨

10、質(zhì)疏松癥（多伴有家族遺傳史 ，多見于814歲的 青少年或成人,臨床表現(xiàn),骨痛、肌無力、不適和易骨折。疼痛是最常見、最主要的癥狀。骨折是骨質(zhì)疏松癥的并發(fā)癥,與骨質(zhì)疏松癥有關(guān)的激素,雌激素 、 甲狀旁腺激素 、降鈣素 、活性維生素D （1-25（OH）2D3)、甲狀腺素 、 雄激素 、皮質(zhì)類固醇激素 、生長激素,骨質(zhì)疏松癥的危險因素,年齡、性別、種族（白人黑人黃種） 長期低鈣飲食 PTH增加 絕經(jīng)或卵巢切除 長期臥床 營養(yǎng)缺乏 糖尿病 腎功能不全 胃腸切除 脂肪瀉 類風(fēng)濕 慢性肝炎,1.原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥,型骨質(zhì)疏松癥（絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥,高轉(zhuǎn)換型,型骨質(zhì)疏松癥（老年性骨質(zhì)疏松癥,型（絕經(jīng)后）和型（老

11、年性）骨質(zhì)疏松的特點,2.繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥骨質(zhì)疏松癥,實驗室檢查：主要是原發(fā)病的生化異常,3.特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥 （1）特發(fā)性青少年骨質(zhì)疏松癥 青少年以背部段、髖部和腳的隱痛開始，發(fā)生膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)疼痛和下肢骨折。 （2）特發(fā)性成年骨質(zhì)疏松癥 骨體積下降，骨小梁厚度下降、骨表面活性降低、骨礦化降低和與骨形成率降低,二）佝僂病和骨軟化癥 實驗室檢查：主要是血清鈣和(或)磷的降低、血清堿性磷酸酶升高、血清25-羥基維生素D降低、尿鈣排泄減少與甲狀旁腺激素增高,活性維生素D缺乏,兒童,成人,骨質(zhì)軟化癥,佝僂病,磷酸鹽缺乏,第51頁,臨床表現(xiàn),佝僂病,肌無力和張力過低，骨不能正常地承受體重而變彎，軟骨因

12、不能及時鈣化而生長過度，可呈現(xiàn)方顱畸形、串珠肋、雞胸、形或形腿等,骨質(zhì)軟化癥,骨痛是最普遍的癥狀，無紅腫畸形，可能發(fā)生應(yīng)力性骨折,三）Pagets病 Pagets病又稱變形性骨炎(osteitis deformans)或畸形性骨炎。該病是骨重建(bone remodeling)異常所致的臨床綜合征。 實驗室檢查：血ALP升高，部分病人血鈣升高，血磷稍低。血中骨源性堿性磷酸酶水平和尿羥脯氨酸增加,二、骨代謝標(biāo)志物的生物化學(xué)檢驗,間接標(biāo)志物】 1激素：雌二醇，睪酮，PTH, 25-OH Vit D3等 2細(xì)胞因子：IL1, 6, TNF等 3RANKL/RANK: OPG/OGF,直接標(biāo)志物】 1

13、骨形成：P1NP, BGP, ALP 2骨吸收：CTX, NTX，PYD, D-PYD HOP，etc,臨床意義,骨形成標(biāo)志物,骨吸收標(biāo)志物,一）骨形成標(biāo)志物檢測 1.骨鈣素（osteocalcin, OC）檢測 由成骨細(xì)胞合成和分泌的一種活性多肽。 放射免疫法（RIA）法 化學(xué)發(fā)光免疫分析法(CLIA) 血中骨鈣素分子非均一性，完整分子在血中的不穩(wěn)定性，在室溫標(biāo)本放置幾小時，活性明顯下降。 注意事項：避免溶血，紅細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶能降解骨鈣素。標(biāo)本采集后立即離心分離血清或血漿,2.骨性堿性磷酸酶（bone alkaline phosphatase，B-ALP）測定 血清中TALP50%來源于骨即

14、B-ALP，由成骨細(xì)胞分泌。 （1）化學(xué)法：先識別或分離出BALP，再測定其堿性磷酸酶的活性。 （2）化學(xué)發(fā)光免疫分析法：具有高度的特異性和敏感性，而且操作簡便，被認(rèn)為是目前鑒別和定量分析BALP的最佳方法,3）I型前膠原前肽（procollagen I propeptide，PIP） 放射免疫法（ RIA法） 酶聯(lián)免疫法（ ELISA法） 制備抗PINP1 鏈的抗體建立的免疫標(biāo)記法是測定PINP的主要方法,成骨細(xì)胞,前膠原肽,蛋白分解酶,型膠原,PICP, PINP,第59頁,型膠原的分子結(jié)構(gòu),PINP,PICP,二）骨吸收標(biāo)志物的測定方法 1.吡啶酚（pyridinoline，Pyr）和脫

15、氧吡啶酚（deoxypydinoline, D-Pyr）測定 HPLC法：用HPLC-熒光檢測法測定。 ELISA法：用競爭性單克隆抗體測定脫氧吡啶酚。 RIA 法 ：用用同位素標(biāo)記抗體檢測吡啶酚,吡啶酚，脫氧吡啶酚 型膠原降解產(chǎn)物 型膠原交聯(lián)N末端肽 型膠原交聯(lián)C末端肽,游離型40,結(jié)合型60,2.I型膠原C-端肽（CTX）和N-端肽(NTX) 測定 HPLC法：用HPLC-熒光檢測法測定。 ELISA法：用競爭性單克隆抗體測定型膠原交聯(lián)區(qū)的C-端和N-端肽是目前主要采用的方法。 RIA法：用同位素標(biāo)記抗體檢測吡啶酚,3. 耐酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistant acid

16、phosphatase，TRAP） 由破骨細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的 酶動力學(xué)法：以L酒石酸鈉作為抑制劑，以4-硝基苯磷酸鹽為底物測定酶活性。 ELISA免疫法：用純化的TRACP抗體包被微孔板，制成固相載體，往微孔中依次加入標(biāo)本或標(biāo)準(zhǔn)品和質(zhì)控品，TRACP與孔內(nèi)包被的抗TRACP單克隆抗體結(jié)合,4）尿羥脯氨酸（hydroxyproline,HOP） HOP是體內(nèi)膠原代謝的最終產(chǎn)物之一，尿中50來自骨，其它來自骨以外的各種膠原組織及飲食中膠原的破壞。 化學(xué)試劑法：尿總HOP測定采用酸性環(huán)境中將膠原肽鏈上的HOP水解下來，再氧化生成吡咯，用Ehrlich試劑（酸性對二甲氨基苯甲醛試劑）顯色 。 離子交換色

17、譜反向HPLC法,第64頁,疾病狀態(tài)下骨代謝生化標(biāo)志物指標(biāo)的變化,注：增加；減少；o無變化；N未知,病歷分析,某患，鄭某某，女， 67歲，49歲絕經(jīng)。 主訴：腰痛2月。 既往史：既往有剝脫性皰疹病史，服用糖皮質(zhì)激素治療，起始劑量50mg,目前已減量為5mg，治療時間18個月,查體：胸腰段后凸畸形，T12-L4段棘突壓痛、叩痛明顯，椎旁肌壓痛，胸、腰椎活動受限。 X線報告：骨盆具有粗糙小梁形成和骨密度減低的改變,1.初步診斷是什么？ 2.應(yīng)與哪些疾病鑒別？ 3.進(jìn)一步做哪些檢查,實驗室檢查（一,實驗室檢查（二,本章小結(jié),骨由骨礦物質(zhì)（無機(jī)質(zhì)）、有機(jī)基質(zhì)和骨組織組成。 維持骨的正常代謝調(diào)節(jié)激素是P

18、TH、CT、活性維生素D，這些激素代謝發(fā)生紊亂可引起代謝性骨病。骨代謝的標(biāo)志物有骨形成標(biāo)志物和骨吸收標(biāo)志物。 本章重點講述了與骨代謝相關(guān)的檢驗項目的檢測方法、檢測原理、方法學(xué)評價及它們對臨床診斷、治療骨代謝疾病的應(yīng)用,思考題,1與骨代謝相關(guān)的激素有哪些，對骨的作用是什么？ 2引起低鈣血癥的原因有哪些？ 3判斷鈣和磷代謝紊亂常用的檢測項目有哪些？ 4為什么說脫氧吡啶酚作為骨吸收標(biāo)志物具有更高的特異性和靈敏度？ 5反映骨形成的標(biāo)志物有哪些？ 6引起原發(fā)性骨質(zhì)疏松常見的原因有哪些,填空題,1骨的主要成分是_、_、_。 2. 鈣、磷及骨代謝的主要調(diào)節(jié)激素是_、_和_這三大重要激素的調(diào)節(jié)下進(jìn)行的。 3. CT的作用與PTH相反，是