【教學(xué)】第十二章-骨代謝異常的生物化學(xué)診斷

第十二章

骨代謝異常的生物化學(xué)診斷

佝僂病骨質(zhì)疏松整理ppt骨骨纖維骨相關(guān)細(xì)胞無機(jī)成分

骨組織細(xì)胞間質(zhì)（骨基質(zhì)）有機(jī)成分礦物質(zhì)：鈣、磷、鎂骨鹽：羥磷灰石結(jié)晶蛋白質(zhì)Ⅰ型膠原多糖蛋白質(zhì)脂類糖蛋白復(fù)合體骨細(xì)胞成骨細(xì)胞破骨細(xì)胞基礎(chǔ)概要A.骨組成骨主要由骨礦物質(zhì)（無機(jī)物）、有機(jī)基質(zhì)和骨組織組成。整理ppt成骨作用包括兩個(gè)過程，即骨的有機(jī)（基）質(zhì)形成和

骨鹽沉積。骨的有機(jī)（基）質(zhì)形成是成骨細(xì)胞分泌蛋白多糖和膠原、由膠原聚合成膠原纖維作為骨鹽沉積的骨架。成骨細(xì)胞被埋在骨的有機(jī)（基）質(zhì)中成為骨細(xì)胞。骨鹽沉積于膠原纖維表面，先形成無定形骨鹽（如磷酸氫鈣等），繼而形成羥磷灰石結(jié)晶。整理ppt溶骨作用是破骨細(xì)胞釋放溶酶體中的蛋白水解酶，使骨的有機(jī)質(zhì)（膠原）水解，同時(shí)破骨細(xì)胞還釋放出一些酸性物質(zhì)，如乳酸、檸檬酸、碳酸等，使局部酸性物質(zhì)增加，促進(jìn)骨鹽溶解，這種骨的有機(jī)質(zhì)水解及骨鹽溶解稱為溶骨作用。

整理ppt正常成人體內(nèi)的成骨和溶骨作用保持著動態(tài)平衡，不僅保證了骨的正常生長，還維持了鈣磷的動態(tài)平衡，這種作用稱為骨的更新作用。整理pptB.骨的正常代謝

骨礦物質(zhì)（鈣、磷、鈉、鎂、鐵、氟等）和骨鹽維持骨密度。骨的有機(jī)物質(zhì)(蛋白質(zhì)、I型膠原、脂類和糖蛋白復(fù)合體等)參與了骨小梁和骨基質(zhì)的形成，促進(jìn)骨的生長、修復(fù)，參與骨骼的新陳代謝。骨的組織細(xì)胞（骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞）在相關(guān)激素（甲狀旁腺素、降鈣素、活性維生素D）的作用下，相互協(xié)調(diào)，共同維護(hù)骨的正常代謝，實(shí)現(xiàn)骨骼發(fā)育、生長。整理pptC.骨代謝性疾病

骨代謝疾病是指由多種因素引起骨組織中鈣、磷等礦物質(zhì)、成骨細(xì)胞和/或破骨細(xì)胞功能異常，引起的骨基質(zhì)、骨細(xì)胞代謝紊亂。包括骨質(zhì)疏松癥、骨軟化病、佝僂病等。整理ppt主要內(nèi)容

一、鈣、磷、鎂代謝及其異常二、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物三、骨代謝異常生化指標(biāo)的檢測四、骨代謝異常生化指標(biāo)的臨床應(yīng)用整理ppt

第一節(jié)骨代謝及其異常一、鈣代謝及其異常

二、磷代謝及其異常

三、鎂代謝及其異常

四、骨代謝激素

整理ppt鈣、磷、鎂是人體重要組成物質(zhì)，具有廣泛的生理功能。鈣、磷、鎂的分布和存在形式

整理ppt鈣的代謝食物鈣(乳制品、果菜)十二指腸主動吸收

鈣的代謝

腸道排泄腎排泄近曲小管被重吸收遠(yuǎn)曲小管和集合管被吸收活性維生素D3

20%

50%

20%

一、鈣代謝及其異常80%

整理ppt人體內(nèi)鈣的存在狀態(tài)

人體中鈣存在狀態(tài)

骨鹽

體液鈣羥磷灰石結(jié)晶無定形磷酸鈣沉淀非擴(kuò)散鈣：與蛋白質(zhì)結(jié)合可擴(kuò)散鈣游離Ca2＋復(fù)合鈣乳酸鈣、檸檬酸鈣等40%60%整理ppt紅細(xì)胞內(nèi)鈣含量較少，絕大多數(shù)存在于血漿中，故血鈣通常指血漿鈣，正常值為2.25～2.75mmol/L。

離子鈣45%

血鈣

復(fù)合鈣15％

與血漿蛋白結(jié)合的鈣40%擴(kuò)散鈣非擴(kuò)散鈣結(jié)合鈣注：血漿中發(fā)揮生理作用的是離子鈣，離子鈣與非擴(kuò)散鈣可相互轉(zhuǎn)換，但受PH影響。整理ppt血漿蛋白結(jié)合鈣血漿蛋白+Ca2+當(dāng)[H+]升高時(shí)，蛋白結(jié)合體向離子鈣轉(zhuǎn)移當(dāng)[H+]降低時(shí)，血漿離子鈣降低，而血漿總鈣量可無變化，此時(shí)可出現(xiàn)低鈣抽搐現(xiàn)象。pH每改變0.1單位,血清游離鈣濃度改0.05mmol/LH+HCO3-整理ppt總鈣的異常2.25-2.75mmol/L表現(xiàn)為游離鈣的異常0.94-1.26mmol/L總鈣和游離鈣的異常鈣代謝異常整理ppt1.高鈣血癥（Hypercalcemia）定義：血鈣濃度高于2.75mmol/L常見病因:①鈣溢出進(jìn)入細(xì)胞外液②腎對鈣的重吸收增加③腸道對鈣吸收增強(qiáng)④骨骼的重吸收增加⑤原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)和PTH過度分泌整理ppt2.低鈣血癥（hypocalcemia）定義：血鈣濃度低于2.25mmol/L常見病因：①低清蛋白血癥：血清總鈣降低②慢性腎功能衰竭③甲狀旁腺功能減退,PTH分泌不足④維生素D缺乏⑤電解質(zhì)代謝紊亂并發(fā)高磷血癥整理ppt磷的代謝食物有機(jī)磷酸酯和磷脂磷的代謝無機(jī)磷酸鹽在空腸腸管內(nèi)磷酸酶腸道排泄腎排泄腎小管（主要是近曲小管）重吸收85%～95%

30%

70%

二、磷代謝及其異常整理ppt血中磷通常指血漿中的無機(jī)磷，主要以HPO42-的形式存在占80％～85％以上。正常成人血漿無機(jī)磷含量為0.81～1.45mmol/L。整理ppt1.高磷血癥定義:指血清無機(jī)磷濃度高于1.45mmol/L。①腎排泌磷酸鹽能力下降②磷酸鹽攝入過多③細(xì)胞內(nèi)磷酸鹽大量轉(zhuǎn)運(yùn)出

磷代謝異常整理ppt2.低磷血癥定義：血清無機(jī)磷濃度低于0.81mmol/L。常見病因:①磷向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移②腎磷酸鹽閾值降低③腸道磷酸鹽的吸收減少④細(xì)胞外磷酸鹽丟失整理ppt三、鎂代謝及其異常

骨中的鎂主要以磷酸鎂及碳酸鎂的形式存在。

鎂存在于除脂肪以外的所有動物組織及植物性食品中，日攝入量為250mg。

1.吸收部位：主要在回腸方式：主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程

2.排泄消化道排泄

腎排泄（主要途徑）

整理ppt3.對骨代謝的調(diào)節(jié)（1）鎂能從羥磷灰石中置換出鈣，故鎂能夠影響骨的代謝。（2）高鎂可影響成骨作用，骨鎂升高，礦化過程減慢，可能發(fā)生骨營養(yǎng)不良。整理ppt高鎂血癥

致高鎂血癥的主因有：鎂攝入過多

靜脈內(nèi)補(bǔ)鎂過快過多，這種情況在腎功能受損的病人中易發(fā)生。排鎂過少

腎排鎂減少是高鎂血癥最重要的原因。內(nèi)分泌紊亂

甲狀腺功能減退，某些粘液水腫的病人可能發(fā)生高鎂血癥；醛固酮減少，某些Addison

病患者可發(fā)生高鎂血癥。鎂代謝異常整理ppt低鎂血癥缺鎂的主要表現(xiàn)是神經(jīng)-肌肉障礙和精神與行動的異常，如乏力、衰弱感、體溫調(diào)節(jié)不良。嚴(yán)重時(shí)可有神經(jīng)過敏、震顫、搐搦、肌肉痙攣、眼顫以及吞咽困難等。鎂缺乏通常因胃腸道及腎臟的丟失胃腸道病癥腎臟丟失整理ppt四、骨代謝激素調(diào)節(jié)及其異常

主要調(diào)節(jié)激素

是甲狀旁腺主細(xì)胞合成與分泌的一種單鏈多肽。84個(gè)氨基酸殘基的PTH，分子量9500。

是維生素D3在肝

和腎經(jīng)過一定的代謝轉(zhuǎn)變成為活化型后才能發(fā)揮其生物學(xué)作用,并被認(rèn)為是一種激素。

是由甲狀腺濾泡旁細(xì)胞（C細(xì)胞）合成分泌的一種單鏈多肽激素，由32個(gè)氨基酸殘基組成，分子量3418。

甲狀旁腺激素（PTH）1，25-二羥維生素D3降鈣素（CT）整理ppt1.甲狀旁腺激素（1）血鈣負(fù)反饋調(diào)節(jié)PTH的合成與分泌（2）調(diào)節(jié)骨代謝：靶器官為腎臟、骨骼、小腸。升高血Ca2+，降低血P整理ppt（1）甲狀旁腺功能亢進(jìn)

原發(fā)性甲旁亢：腺瘤或增生引起

繼發(fā)性甲旁亢：維生素D缺乏及慢性腎臟疾病。

表現(xiàn)為：甲狀旁腺激素增高，高血鈣低血磷，尿結(jié)石或腎鈣鹽沉著癥，腎機(jī)能常遭受嚴(yán)重?fù)p害，骨骼的脫鈣畸形。2.甲狀旁腺激素功能異常整理ppt（2）甲狀旁腺功能減退繼發(fā)性甲旁減：最多見甲狀腺手術(shù)時(shí)誤將甲狀旁腺切除或損傷所致特發(fā)性甲旁減：系自身免疫性疾病。假性甲旁減：PTH結(jié)構(gòu)異?；虬衅鞴偈荏w異常表現(xiàn)為：PTH減少，血鈣降低，尿磷減少，血磷濃度增高。手足搐搦，尿鈣顯著增加，皮膚、毛發(fā)、指甲等外胚層組織病變，小兒牙齒發(fā)育不全。

2.甲狀旁腺激素功能異常整理ppt2.活性維生素D活性D3活性是維生素D3的10～15倍1,CT①②③④整理ppt骨代謝調(diào)節(jié):靶器官是小腸、骨、腎臟。整理ppt（1）維生素D攝入不足

佝僂病和骨軟化癥（2）肝性佝僂病和腎性佝僂病（3）維生素D依賴性佝僂病表現(xiàn)為1，25-二羥維生素D3降低，血清磷降低，血清鈣含量低或正常，血清骨堿性磷酸酶增高。發(fā)生佝僂病和骨軟化病，同時(shí)肌肉松弛、非特異性神經(jīng)精神癥狀、生長遲緩、免疫力低下等表現(xiàn)?；钚跃S生素D的調(diào)節(jié)異常整理ppt3.降鈣素（CT）(1)受血漿中的鈣離子的影響，CT的分泌隨血鈣升高而增加，兩者呈正相關(guān)。(2)骨代謝調(diào)節(jié):靶器官主要是骨和腎，對小腸間接影響。整理ppt（3）降鈣素分泌異常

①升高見于：孕婦、兒童、甲狀旁腺功能亢進(jìn)、腎衰、慢性炎癥、甲狀腺髓樣癌、白血病、骨髓外骨髓增殖癥、肺癌等。

②降低見于：甲狀腺先天發(fā)育不全、甲狀腺全切患者、低血鈣等。整理ppt整理ppt一、骨形成標(biāo)志物

第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物

二、骨吸收標(biāo)志物

整理ppt骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物

骨形成標(biāo)志物骨鈣素骨性堿性磷酸酶Ⅰ型膠原前肽骨吸收標(biāo)志物吡啶酚和脫氧吡啶酚Ⅰ型膠原C端肽和N端肽抗酒石酸酸性磷酸酶尿羥脯氨酸骨代謝過程中，破骨細(xì)胞活動所降解的骨基質(zhì)成分和分泌的產(chǎn)物，以及成骨細(xì)胞形成新骨所釋放的代謝產(chǎn)物進(jìn)入血液和尿液中，構(gòu)成了反映破骨細(xì)胞活性的骨吸收指標(biāo)和反映成骨細(xì)胞活性的骨形成指標(biāo)。整理ppt骨鈣素是含49個(gè)氨基酸，分子量5669的小蛋白，為人骨中主要的和最多的非膠原蛋白，占總蛋白的1%。骨鈣素是1,25-(OH)2-D3刺激下由成骨細(xì)胞合成。50%結(jié)合羥磷灰石中的Ca2+，50%游離入血，由腎臟清除。骨鈣素骨形成標(biāo)志物整理ppt其主要功能是保持骨的正常礦化和抑制異常羥磷灰石結(jié)晶形成。循環(huán)中的骨鈣素半壽期僅5min左右，因此，血清骨鈣素水平基本上能夠反映近期成骨細(xì)胞活性和骨形成功能。骨鈣素骨形成標(biāo)志物整理ppt由成骨細(xì)胞合成和分泌。它在成骨過程中能水解多種磷酸酯，

為羥磷灰石的沉積提供所需的磷酸，同時(shí)水解焦磷酸鹽，維

持局部堿性環(huán)境，促進(jìn)骨的礦化。血清骨性堿性磷酸酶：在反映成骨細(xì)胞活性和骨形成上有較高特異性，優(yōu)于骨鈣素。因?yàn)锽-ALP在血清中比骨鈣素更穩(wěn)定，血清中的半壽期為1～2d，并且不受晝夜變化的影響骨性堿性磷酸酶整理pptN末端肽C末端肽前膠原膠原N端前肽C端前肽三螺旋區(qū)Ⅰ型膠原是由成骨細(xì)胞的前體細(xì)胞合成，含N-和C-端延伸段。這些延伸段又稱前肽，在形成纖維和釋放入血時(shí)從Ⅰ型膠原上斷裂下來?，F(xiàn)多檢測C-端前肽。Ⅰ型膠原前肽整理ppt

Ⅰ型膠原也是其他組織的主要基質(zhì)，故Ⅰ型膠原前肽評估骨形成的敏感性和特異性不如骨鈣素和B-ALP。Ⅰ型膠原前肽整理ppt

骨吸收過程中，由于破骨細(xì)胞的酶解作用，膠原等有機(jī)基質(zhì)降解，產(chǎn)生肽類、游離氨基酸等產(chǎn)物，可從血或尿中檢出。骨吸收標(biāo)志物整理ppt在膠原纖維成熟過程中，由兩個(gè)羥賴氨酸側(cè)鏈和一個(gè)賴氨酸側(cè)鏈反應(yīng)生成脫氧吡啶酚，由三個(gè)羥賴氨酸側(cè)鏈反應(yīng)生成吡啶酚。1.吡啶酚（Pyr）和脫氧吡啶酚（D-Pyr）PyrD-Pyr整理pptPyr和D-Pyr作為骨吸收標(biāo)志物的優(yōu)越性：①由于Pyr和D-Pyr是膠原纖維的交聯(lián)物，為其結(jié)構(gòu)成分，因此只能由成熟的骨基質(zhì)降解產(chǎn)生；②膠原降解產(chǎn)生的Pyr和D-Pyr入血后不經(jīng)中間代謝而直接由尿排出；③在骨中含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它組織，更具代表性；④不受飲食和體力活動影響。Pyr和D-Pyr比較：Pyr在軟骨中含量最高，而D-Pyr主要來源于骨，所以評價(jià)骨吸收，D-Pyr的特異性和靈敏度優(yōu)于Pyr。整理ppt2.Ⅰ型膠原C端肽和N端肽

Ⅰ型膠原交聯(lián)區(qū)的C端和N端肽也是一種骨吸收的指標(biāo)，與脫氧吡啶酚和吡啶酚一樣具有較好特異性，不受飲食等干擾。整理ppt血清中的酸性磷酸酶有6種同工酶，抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)是其中的一種，具有抗酒石酸的特性，其主要來源于骨。TRAP是成熟破骨細(xì)胞的主要標(biāo)志。在骨吸收時(shí)，破骨細(xì)胞產(chǎn)生并分泌TRAP。同時(shí)，破骨細(xì)胞產(chǎn)生并分泌的部分TRAP進(jìn)入血清，故血清中的TRAP可反映破骨細(xì)胞的活性和骨吸收的狀況。3.抗酒石酸酸性磷酸酶整理ppt

由脯氨酸羥化而成。易受各種疾病或其他因素包括飲食的干擾。對骨更新或骨吸收不特異，不是骨更新或骨吸收的常規(guī)標(biāo)志物。4.尿羥脯氨酸整理ppt

第三節(jié)骨代謝異常的生物化學(xué)檢測指標(biāo)

整理ppt一、鈣、磷、鎂檢查

血清總鈣（TCa2+）的測定滴定法（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和我國推薦的常規(guī)法甲基麝香草酚藍(lán)法偶氮胂Ⅲ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推薦的決定方法整理ppt原子吸收分光光度法元素在熱解石墨爐中被加熱原子化，成為基態(tài)原子蒸汽，能吸收相同原子發(fā)射的特定波長的光。在一定濃度范圍內(nèi)，其吸收強(qiáng)度與試液中被檢原子的含量成正比。其定量關(guān)系可用Lambert-beer定律。主要用于痕量元素雜質(zhì)的分析整理ppt同位素稀釋質(zhì)譜法將已知質(zhì)量的同位素作為稀釋劑加入樣品中，均勻混合，用質(zhì)譜儀測定混合前后同位素豐度的變化的比值，由此計(jì)算出該樣品中該元素含量的方法。主要用于痕量元素的測定整理ppt血清游離（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)

目前應(yīng)用最多，此方法簡便、快速、重復(fù)性好，正確和敏感性高，已成為鈣離子測定的參考方法。整理ppt電極管內(nèi)電極（內(nèi)參比電極）電極內(nèi)充溶液（內(nèi)參比溶液）電極膜（敏感膜）ISE基本結(jié)構(gòu)整理ppt血清磷測定還原鉬藍(lán)法我國推薦的常規(guī)方法非還原法染料結(jié)合法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)方法同位素稀釋質(zhì)譜法

決定性方法原子吸收分光光度法等參考方法

整理ppt血清鎂測定比色法我國推薦甲基麝香草酚藍(lán)法（MTB法）和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

參考方法同位素稀釋質(zhì)譜法

決定性方法整理ppt二、骨代謝相關(guān)激素檢測

甲狀旁腺激素測定放射免疫法（RIA）酶聯(lián)免疫法(ELISA)免疫化學(xué)發(fā)光法(CLIA)CLIA法是新近發(fā)展起來的方法，具有快速、靈敏、無同位素污染的優(yōu)點(diǎn).整理ppt25-OH-D3的測定放射競爭性結(jié)合法（CPB）放射受體測定法（RRA）放射免疫法（RIA）高效液相色譜法（HPLC）整理ppt1,25-(OH)2-D3的測定酶聯(lián)免疫法CT的測定放射免疫法整理ppt三、骨代謝標(biāo)志物測定

骨鈣素測定

放射免疫法雙位免疫放射法酶聯(lián)免疫法親和素-生物素酶免疫測定法(BAEIA)化學(xué)發(fā)光免疫分析法(CLIA)免疫熒光分析法(FIA)等目前應(yīng)用最多的是RIA法和CLIA法整理ppt骨性堿性磷酸酶測定

先識別或分離出BALP，再測定其堿性磷酸酶的活性。近來建立了對BALP特異性很強(qiáng)的單克隆抗體的免疫分析法，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。整理ppt吡啶酚和脫氧吡啶酚測定

HPLC法：用HPLC-熒光檢測法測定。免疫法：用等分子交叉反應(yīng)法檢測吡啶酚。競爭性單克隆抗體ELISA法測定脫氧吡啶酚。C-端肽和N-端肽測定

ELISA法

耐酒石酸酸性磷酸酶測定

免疫法羥脯氨酸測定

離子交換色譜法、反相HPLC