骨代謝疾病的實驗室檢查

1、骨代謝疾病的實驗室檢查概述概述 骨骼從出生到老年，骨質(zhì)的形成(成骨)和吸收(破骨)以及礦物質(zhì)的沉積和去除都是有規(guī)律地進行著。自出生到成年，骨的發(fā)育與生長占優(yōu)勢。成年后骨的形成與吸收保持平衡。到老年則成骨作用緩慢，而破骨作用照常進行，以致引起老年性骨質(zhì)疏松。骨骼的發(fā)育、生長和礦物質(zhì)代謝的正常進行，主要系由適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)和正常內(nèi)分泌腺功能的調(diào)節(jié)所保證。營養(yǎng)不足、維生素缺乏和內(nèi)分泌腺功能障礙均可能引起全身性骨骼改變。在不同的發(fā)育、生長時期產(chǎn)生不同的表現(xiàn)。骨的組成骨的組成 骨組織的構(gòu)成成分：無機物和有機物。 無機物質(zhì)占骨重70%，其中95%為磷酸鈣鹽形成的羥磷灰石。 有機物占骨重30%，其中98%為I型膠

2、原，2%為非膠原蛋白如骨聯(lián)結(jié)蛋白、骨鈣素、骨橋蛋白和骨涎蛋白。這些構(gòu)成的組分在血清或血漿中的含量以及在尿中排泄量是臨床監(jiān)測骨代謝的重要依據(jù)。正常骨的代謝正常骨的代謝（一）成骨和破骨成骨：成骨細(xì)胞分泌骨基質(zhì)和骨鹽沉積于骨基質(zhì)的過程。成骨過程，間充質(zhì)細(xì)胞先分化成骨細(xì)胞，成骨細(xì)胞及其所分沁的基質(zhì)與纖維組成類骨組織，鈣鹽沉著于內(nèi)，使類骨間質(zhì)成為骨間質(zhì)，成骨細(xì)胞失去分泌作用成為骨細(xì)胞。 破骨：破骨細(xì)胞（多核巨細(xì)胞）吸收和溶解骨質(zhì)（包括骨基質(zhì)和骨鹽）。此活動主要受甲狀旁腺激素的影響。不同時期（生長期、成年、老年）正常骨的代謝正常骨的代謝（二）鈣和磷的代謝鈣、磷大部分存在于骨內(nèi)，鈣99.7%位于骨內(nèi)，血和體

3、液內(nèi)鈣很少，但很重要。體內(nèi)鈣磷代謝保持動態(tài)平衡。鈣磷來源于食物和小腸吸收。影響小腸鈣吸收的因素：維生素D、腸內(nèi)磷酸鹽、PH值、游離脂肪酸鈣磷的排泄：80%腸道，20%腎臟，大部分被重吸收。 （三）影響骨代謝的因素 1、食物中蛋白質(zhì)和鈣磷的含量 2、腸和腎的功能 3、內(nèi)分泌： 4、維生素: 5、人體運動和力的作用甲狀旁腺激素降鈣素腎上腺皮質(zhì)激素：抑制成骨生長激素甲狀腺激素性激素調(diào)節(jié)血鈣濃度vitD:促進鈣吸收,成骨vitC:維持成骨細(xì)胞正常分泌骨基質(zhì)及足量堿性磷酸酶,缺乏可致明顯骨質(zhì)疏松.vitA:影響骨骺板軟骨細(xì)胞變形過程骨的轉(zhuǎn)換骨的轉(zhuǎn)換常見骨代謝疾病常見骨代謝疾病 一、骨質(zhì)疏松（osteop

4、orosis) 有機和無機成分呈比例減少。 二、維生素D缺乏癥vitD缺乏 鈣磷代謝紊亂 骨基質(zhì)鈣鹽沉著缺乏 佝僂?。ㄐ海┖凸琴|(zhì)軟化（成人） 1.佝僂病(rickets) 2.骨質(zhì)軟化 三、維生素C缺乏癥常見骨代謝疾病常見骨代謝疾病 四、腎性骨病 又稱腎性骨營養(yǎng)不良，是CRF時由于鈣、磷及維生素D代謝障礙，繼發(fā)甲狀旁腺機能亢進，酸堿平衡紊亂等因素而引起的骨病。 1.腎小球性腎病又稱慢性腎小球腎病尿毒癥性骨營養(yǎng)不良； 2.腎小管性骨病 3.透析性骨病常發(fā)生于透析6個月后，臨床上常有骨痛和瘙癢。提示血鈣增高。 4.腎移植后：原有骨病可不再發(fā)展，但常可見缺血性壞死?？赡芘c大量應(yīng)用皮質(zhì)激素有關(guān)。激素

5、引起的高血脂和脂肪栓塞及骨髓骨脂肪沉積對血管的壓迫是導(dǎo)致骨壞死的原因。常位于股骨頭、肱骨頭和膝部。常見骨代謝疾病常見骨代謝疾病 五、內(nèi)分泌性骨病 1.巨人癥和肢端肥大癥 發(fā)生在青春期前的垂體前葉機能亢進癥，腺腦垂體分泌生長激素（GH）過多，引起組織、骨骼及內(nèi)臟的增生肥大及內(nèi)分泌代謝紊亂的疾病。發(fā)病在青春期前、骺部未閉合者為巨人癥。發(fā)病在青春期后、骺部已閉合者為肢端肥大癥。多數(shù)病人起病在青春期前，至成人后繼續(xù)發(fā)展，形成“肢端肥大性巨人癥”。 2.垂體性侏儒 系在青春期前發(fā)生垂體前葉功能不足，于童年時期出現(xiàn)發(fā)育停止現(xiàn)象，常為顱咽管瘤或空泡蝶鞍所引起?；颊唧w型瘦小，但勻稱，智力正常，性發(fā)育不全。常見

6、骨代謝疾病 3.甲狀腺功能亢進系因甲狀腺彌漫性或結(jié)節(jié)性腫大，致甲狀腺素分泌過多而引起的內(nèi)分泌代謝性疾病。骨骼表現(xiàn)全身性骨質(zhì)疏松，嚴(yán)重時可繼發(fā)脊椎壓縮性骨折，但對診斷并不具特征性。 4.呆小病系因飲食中缺碘或先天性甲狀腺素缺如引起的身體和智力發(fā)育障礙。分地方性和散發(fā)性兩種。骨骼表現(xiàn)骨發(fā)育遲緩、骨齡落后、發(fā)育不良、畸形和骨質(zhì)疏松。 5.腎上腺皮質(zhì)功能亢進柯興綜合征：主要是糖皮質(zhì)激素促使蛋白分解過多使骨樣組織生成不足而引起骨質(zhì)疏松，骨齡落后。常并發(fā)骨折，多見于胸腰椎、坐骨、恥骨和肋骨等。骨折疼痛不重。關(guān)節(jié)退行性變顯著。X線上易于顯示骨質(zhì)疏松及并發(fā)的骨折與畸形。常見骨代謝疾病常見骨代謝疾病 6.甲狀旁

7、腺功能亢進 PTH作用并非直接對血鈣、磷的影響，而是通過： a. 加速破骨細(xì)胞活躍加速骨溶解釋放鈣、磷入血。 b. 促進骨細(xì)胞釋放AKP促進骨溶解釋放鈣入血。 c. 促使枸緣酸濃度PH值有利于骨鹽溶解血鈣、磷 d. 腎臟的作用：抑制腎小管對磷的回收尿磷血磷。 e. 腸道作用：增加腸道對鈣的吸收（對磷的吸收無影響）。 常見骨代謝疾病 7.甲狀旁腺功能減低 甲狀腺手術(shù)誤將甲狀旁腺一并切除或原因不明，特發(fā)性者。使得甲狀旁腺激素（PTH）下降： a、 破骨細(xì)胞活躍骨溶解骨鹽不釋放。 b、 AKP正?；蚬侨芙?。 c、 枸緣酯濃度PH值不利骨溶解。 d、 腎小管磷回吸收尿磷血磷血鈣。 腎小管抑制對鈣吸收尿

8、鈣血鈣鈣（鈣（CalciumCalcium）一、概述一、概述實驗室檢查實驗室檢查二、鈣的代謝二、鈣的代謝 1 1、鈣的代謝、鈣的代謝2 2、血鈣血鈣磷磷(phosphorus)(phosphorus)一、概述一、概述二、磷的代謝二、磷的代謝 1 1、磷的代謝、磷的代謝2 2、血磷、血磷（2）分類無機磷 HPO42- 80%-85% H2PO4- 其余 PO43- 微量 ： 維生素D, 又名抗佝僂病維生素，鈣化醇；人體維生素D, 主要來源于日照（7脫氫膽固醇） 少量來源于動物性食物（如大馬哈魚，青魚等） 或通過藥物來補充維生素D缺乏的原因 外周循環(huán)的維生素D水平隨著年齡而下降 日照減少，攝食減少

9、 腎功能有問題 胃腸功能紊亂等 維生素（維生素（Vitamin）D1,25-OH Vitamin D325-OH Vitamin D325-OH Vitamin D21,25-OH Vitamin D295 % of the circulating Vitamin D is Vitamin D3 (Europe)25-(OH) Vitamin D3 25-羥維生素D3 25-(OH) Vit D3 是Vit D的代謝產(chǎn)物 因其含量多，并且穩(wěn)定 檢測25-(OH) Vit D3更具臨床意義25-(OH) Vitamin D3 25-羥維生素 D3 最終的活性產(chǎn)物1, 25 (OH)2 Vitam

10、in D的生理作用： 促進小腸對鈣、磷的吸收 促進細(xì)胞外鈣離子，通過和PTH相互作用達到平衡狀態(tài) 促進骨骼鈣化 Vit D缺乏導(dǎo)致缺鈣，臨床表現(xiàn)為: 骨密度下降 高的骨轉(zhuǎn)換 骨折風(fēng)險增加 骨軟化 骨骼，肌肉疼痛或/無力25-(OH) Vitamin D3 甲狀旁腺素甲狀旁腺素(parathyroid hormone(parathyroid hormone，PTH)PTH)PTH對細(xì)胞內(nèi)鈣代謝的調(diào)節(jié)對細(xì)胞內(nèi)鈣代謝的調(diào)節(jié)甲狀旁腺素甲狀旁腺素 生物學(xué)特性: 甲狀旁腺主細(xì)胞分泌的84個氨基酸組成的多肽 分子量約為9.5 KD 分泌呈現(xiàn)日夜節(jié)律波動(6:00最高，16:00最低) 臨床意義: 與降鈣素、

11、Vit D協(xié)同作用，調(diào)節(jié)鈣、磷水平，升鈣降磷 促進小腸粘膜上皮細(xì)胞對鈣的吸收 促進骨鹽沉積和骨的形成降鈣素降鈣素(CT)(CT)骨鈣素和骨鈣素和N-MID骨鈣素骨鈣素BGP是體內(nèi)骨骼中最豐富的非膠原蛋白，成熟成骨細(xì)胞分泌的一種特異非膠原骨基質(zhì)蛋白；是成骨細(xì)胞的敏感和特異標(biāo)志。 BGP基因位于1號染色體。生物學(xué)特性: 骨合成過程中由成骨細(xì)胞產(chǎn)生 Vit K依賴性，49個氨基酸組成，分子量約為5.8 KD 骨基質(zhì)中最重要的特異性非膠原鈣結(jié)合蛋白完整BGP有49個氨基酸組成，有三個谷氨酸羧基化，分子量為5800。血清中約1/3為完整骨鈣素，1/3為骨鈣素N端中分子片段，1/3為氨基酸短肽。血標(biāo)本放在

12、室溫血標(biāo)本放在室溫11時時骨鈣素大量降解骨鈣素大量降解檢測完整分子數(shù)值降低檢測完整分子數(shù)值降低1491143 444919 2043C-terminal完整分子完整分子N-terminal中分子片段中分子片段MIG fragment1/31/31/31/31/31/3AA血清骨鈣素的不穩(wěn)定性血清骨鈣素的不穩(wěn)定性檢測檢測 酶標(biāo)法和電化學(xué)發(fā)光免疫法 完整BGP很不穩(wěn)定，羧基端43-44間的氨基酸極易被蛋白酶水解，列解成大的N片段，使大多數(shù)多價抗體不能識別而不起免疫反應(yīng)。 用先進的ECL法測定骨鈣素N-MIN片段，靈敏度高，穩(wěn)定性好。 羅氏N-端骨鈣素試劑特點同時識別N-端片斷和完整片斷骨鈣素從完整

13、分子檢測到中分子片斷檢測解決了骨鈣素檢測不穩(wěn)定的問題臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 BGP反映成骨細(xì)胞功能水平，凡屬高轉(zhuǎn)移代謝骨病、腫瘤骨轉(zhuǎn)移BGP水平可增高。骨發(fā)育生長過程中BGP水平高，如兒童期為成人水平數(shù)倍，在青春期為成人5倍，以后緩慢下降，30-35歲穩(wěn)定在一水平上。骨折愈合過程中，成骨功能加強，BGP水平增高。臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 糖皮質(zhì)激素抑制BGP的合成。 BGP最好與ALP同時檢測。腎衰時BGP增高但ALP正常；高轉(zhuǎn)移代謝性骨病時兩者都升高，肝衰時BGP正常而ALP可有升高。I型前膠原氨基端前肽型前膠原氨基端前肽PINP 型前膠原氨基端前肽（N-terminal propeptide of ty

14、pe procollagen，PINP）是從1型前膠原分子的兩端分解出來的前膠原肽，型前膠原是型膠原前體，型前膠原經(jīng)蛋白酶水解作用，從1型前膠原分子的兩端分解出兩個前膠原肽，即為PINP，PICP。P1NPP1NPI型前膠原氨基端延長肽型前膠原氨基端延長肽 骨合成過程中，釋放骨合成過程中，釋放PINP原膠原原膠原原骨膠原原骨膠原PINP 它們是沉集于基質(zhì)之前所釋放出的物質(zhì)，是各自從未成熟膠原釋放的（在型膠原合成增殖期），兩者可反映型膠原形成速率 當(dāng)成骨細(xì)胞活性增強時，前膠原合成增多，PINP在血液中濃度增高臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 PINP在血清中的含量反映成骨細(xì)胞合成骨膠原的能力，構(gòu)成監(jiān)測成骨細(xì)胞活

15、力和骨形成的實驗室指標(biāo)基礎(chǔ)。 PTH類藥物治療的患者：類藥物治療的患者： 三個月后三個月后tPINP上升了上升了150 在在Teriparatide特立帕肽特立帕肽注射液注射液(禮來制藥，禮來制藥，F(xiàn)orsteo)的治療方的治療方案中也觀察到同樣的模型案中也觀察到同樣的模型 相對于基礎(chǔ)值，如果相對于基礎(chǔ)值，如果PINP再次檢測時上升再次檢測時上升 40%提示促進骨合提示促進骨合成治療成功成治療成功 （IOF導(dǎo)則）導(dǎo)則）PINPPINPI型前膠原氨基端延長肽型前膠原氨基端延長肽臨床意義：療效監(jiān)測臨床意義：療效監(jiān)測堿性磷酸酶和骨堿性磷酸酶堿性磷酸酶和骨堿性磷酸酶ALP，BALP 骨堿性磷酸酶由成骨

16、細(xì)胞分泌，是成骨細(xì)胞成熟和具有活性的標(biāo)志。 ALP由骨、肝、腸、腎、胎盤等同功酶組成，骨型占50%，余者主要來自肝臟。檢測檢測 ALP有比色法和動力學(xué)法 BALP有電泳分離法 熱失活法 麥胚凝集素沉淀法 酶標(biāo)法 化學(xué)發(fā)光法臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用凡屬高轉(zhuǎn)換的代謝性骨病均可有TALP和BPLP的增高，如變形性骨炎、原發(fā)和繼發(fā)甲旁亢、甲亢高轉(zhuǎn)換骨質(zhì)疏松癥佝僂病、軟骨病骨轉(zhuǎn)移癌。I型膠原型膠原C端肽端肽CTX CTX又稱-Crosslaps 存在于成熟的骨膠原中，當(dāng)破骨細(xì)胞活性增強時骨膠原溶解釋放I型膠原蛋白，再分解為NTX，CTX，它們均為細(xì)胞外膠原纖維降解產(chǎn)物，均可在血清和尿液中檢測到。I型膠原型膠原C

17、端肽端肽CTX抗重吸收治療抗重吸收治療respondernon-responder or non compliantnon-compliant% 相對于基礎(chǔ)值相對于基礎(chǔ)值的的下降下降+10+100 0-2020-4040周周0 4 8 12 16 20 24-6060-55% least change required for showing treatment effectiveness-55%-55%SourcesSources: adapted from Tanko et al. (2003) Bone, 32: 687-693. -crosslaps （CTX）I型膠原羧基端降解產(chǎn)物

18、監(jiān)測療效及治療依從性監(jiān)測療效及治療依從性T score: a T score of plus one = 1 standard deviation above the average reference groupOdds Ratio Probability of fracture(%) for 5 yearsAll women13Low femoral neck BMD (T score +2)2.125High urinary free DPD (T score +2)1.824CombinationLow BMD + high serum CTX3.854Low BMD + high f

19、ree DPD2.145骨折風(fēng)險評估 高濃度CrossLaps 使臀部、脊柱等部位的骨折風(fēng)險增加一倍（25） 與BMD 聯(lián)合評估，可預(yù)測絕經(jīng)后女性的高骨折風(fēng)險（45倍，54)-crosslaps （CTX）I型膠原羧基端降解產(chǎn)物 用電化學(xué)發(fā)光免疫法測定用電化學(xué)發(fā)光免疫法測定 利用多克隆抗體對利用多克隆抗體對I型膠原交連型膠原交連C端肽端肽特殊氨基酸序列反應(yīng)而測定。特殊氨基酸序列反應(yīng)而測定。I型膠原型膠原C端肽端肽CTX臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 原發(fā)性骨質(zhì)疏松患者高轉(zhuǎn)換型升高，女性絕經(jīng)后高于絕經(jīng)前，老年婦女骨折患者明顯高于非骨折婦女。 代謝性骨病、原發(fā)性甲旁亢、甲亢，Pagets病明顯升高。 NTX是I型膠原交聯(lián)末端肽，為總的N端交聯(lián)物，結(jié)果用同時檢測的尿肌酐來校正。NTX也是反映骨轉(zhuǎn)換骨吸收特異指標(biāo)。出生時尿中濃度最高，隨著年齡增加逐漸下降，生長終止時處于相對恒定狀態(tài)。絕經(jīng)后婦女顯著高于絕經(jīng)前，高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松癥明顯升高。I型膠原型膠原N端肽端肽NTX臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 NTX升高見于高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松。青少年期男性高于女性，女性絕經(jīng)后明顯升高。 代謝性骨病升高羥脯氨酸羥脯氨酸 尿羥脯氨酸 目前檢測的方法一般精度較差，且受食物（肉食或其他富含明膠食品）、組織炎癥、創(chuàng)傷等非骨膠原代謝物的影響。 其特異性較差。血漿抗酒石酸酸性磷酸酶血漿抗酒石