生化檢驗 第十二章 骨代謝課件

第十二章骨代謝異常的生物化學(xué)檢驗一、骨代謝及其異常二、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物三、骨代謝異常的生物化學(xué)檢測指標(biāo)四、骨代謝異常生物化學(xué)檢測指標(biāo)的臨床應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容1.骨組織組成：骨礦物質(zhì)（無機物）、有機基質(zhì)和骨組織?；A(chǔ)概要游離Ca2＋45%

復(fù)合鈣15％（難解離化合物：乳酸鈣、檸檬酸鈣等）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非擴散鈣：與蛋白質(zhì)結(jié)合40%

可擴散鈣人體內(nèi)鈣的存在形式血漿中發(fā)揮生理作用的是離子鈣，離子鈣與非擴散鈣可相互轉(zhuǎn)換，但受PH影響。非擴散鈣血漿蛋白結(jié)合鈣

血漿蛋白+Ca2+

當(dāng)[H+]升高時，蛋白結(jié)合體向離子鈣轉(zhuǎn)移當(dāng)[H+]降低時，血漿離子鈣降低，而血漿總鈣量可無變化，此時可出現(xiàn)低鈣抽搐現(xiàn)象。pH每改變0.1單位,血清游離鈣濃度改變0.05mmol/lH+HCO3-血清pH對血鈣濃度的影響血清總鈣或游離鈣的異常

（二）鈣代謝異常1.高鈣血癥（Hypercalcemia）：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④骨髓的重吸收增加⑤原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)和PTH過度分泌2.低鈣血癥（hypocalcemia）：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1.高磷血癥：指血清無機磷濃度高于1.45mmol/l。常見病因:主要是腎臟排出減少，溶骨作用亢進(jìn)，磷攝入過多，磷向細(xì)胞外移出及細(xì)胞破壞等原因。

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)磷酸鹽外移

磷代謝異常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。骨骼中的鎂占總鎂的50%，主要以磷酸鎂及碳酸鎂的形式存在。鎂不易隨機體的需要從骨中動員出來，但鎂能從羥磷灰石中置換出鈣。骨鎂升高，使骨的礦化減慢。血清中鎂的濃度約為0.81～1.45mmol/l。鎂主要在回腸吸收，主要經(jīng)腎排泄。紅細(xì)胞中的鎂含量約為血清鎂的3倍，測定血清酶時應(yīng)防止溶血。三、鎂(magnesium)代謝及其異常(一）鎂代謝

四骨代謝激素調(diào)節(jié)及其異常（1，25-二羥維生素D3）1.甲狀旁腺激素(parathyroidhormone，PTH)（1）合成：甲狀旁腺主細(xì)胞（2）合成：受血Ca2+負(fù)反饋調(diào)節(jié)1，25（OH)2D3的影響降鈣素的影響一、甲狀旁腺激素對骨的作用

促進(jìn)溶骨，升高血鈣。對腎的作用

促進(jìn)磷的排出及鈣的重吸收，進(jìn)而降低血磷，升高血鈣。對維生素D的作用

升高腎25-(OH)-D3-1-羥化酶活性，從而促進(jìn)1，25-(OH)2-D3

的生成。對小腸的作用

促進(jìn)小腸對鈣和磷的吸收。靶器官主要是骨和腎，其次是小腸。甲狀旁腺激素(PTH)：升高血鈣，降低血磷和酸化血液2.甲狀旁腺激素調(diào)節(jié)異常

（1）甲狀旁腺功能亢進(jìn)繼發(fā)性甲旁亢：腎功能不全、維生素D缺乏、妊娠期或哺乳期母體失鈣過多者。原發(fā)性甲旁亢：腺瘤或增生引起表現(xiàn)為：PTH自主分泌，不受反饋調(diào)節(jié)，血鈣持續(xù)升高。高血鈣低血磷，尿結(jié)石或腎鈣鹽沉著癥，腎機能常遭受嚴(yán)重?fù)p害，骨骼的脫鈣畸形。1,25-(OH)2-D3代謝活性D3活性是維生素D3的10～15倍1,25-(OH)2-D3負(fù)反饋抑制25-(OH)-D3-1-羥化酶活性血磷負(fù)反饋調(diào)節(jié)25-(OH)-D3-1-羥化酶降鈣素抑制活性D3生成二、活性維生素D1.1,25-(OH)2-D3的調(diào)節(jié)：升高血鈣、血磷對小腸的作用

促進(jìn)十二指腸對鈣的吸收及空腸、回腸對磷的吸收和轉(zhuǎn)運。對骨的作用

促進(jìn)溶骨。對腎的作用

促性腎小管上皮細(xì)胞對鈣、磷的重吸收?？傮w作用：升高血鈣、血磷，增高的鈣、磷有利于骨的鈣化。維生素D能促進(jìn)溶骨和成骨，溶骨>成骨，有利于骨骼的更新。

靶器官主要是小腸、骨和腎。合成由甲狀腺濾泡旁細(xì)胞合成、分泌的一種單鏈多肽激素。合成調(diào)節(jié)血鈣升高,CT分泌增加;血鈣降低,CT分泌減少。三、降鈣素（calcitonin,CT)1降鈣素的調(diào)節(jié)作用：降低血鈣和血磷

對骨的作用

增強成骨作用，促進(jìn)骨鹽沉積，抑制破骨作用。對腎的作用抑制腎小管對鈣、磷重吸收。對小腸的作用通過抑制1,25-(OH)2-D3的生成，間接抑制鈣的吸收。與雌激素的關(guān)系雌激素能使降鈣素(CT)的分泌增加。CT減少可能是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松發(fā)病的一個因素。重要原因。

靶器官主要是骨和腎，對小腸間接影響。

第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物成骨作用（osteogenesis)有機質(zhì)形成：成骨細(xì)胞分泌蛋白多糖和膠原，膠原纖維聚合作為骨鹽沉積的骨架。成骨細(xì)胞被埋在有機質(zhì)中成為骨細(xì)胞。骨鹽沉積：骨鹽沉積于膠原纖維表面，形成羥磷灰石結(jié)晶。溶骨作用：骨鹽溶解（osteolysis)

一、骨形成標(biāo)志物是人骨中主要的、最多的非膠原蛋白。由成骨細(xì)胞合成。主要功能是抑制異常的羥基磷灰石結(jié)晶的形成，維持骨的正常礦化速率。循環(huán)中的骨鈣素半衰期僅為5分鐘可反映成骨細(xì)胞活性和骨形成情況。1.骨鈣素測定（OC或BGP）3.I型前膠原肽I型前膠原羧基端前肽（PICP）I型前膠原氨基端前肽（PINP）骨膠原占骨有機（基）質(zhì)的90%-95%，且絕大多數(shù)為I型膠原。Ⅰ型膠原是由成骨細(xì)胞的前體細(xì)胞合成，含N端和C端兩個延伸段，在形成纖維和釋放入血時從Ⅰ型膠原上斷裂下來，成為I型前膠原羧基端前肽PICP和I型前膠原氨基端前肽PINP，并以等摩爾濃度釋入血中。PICP、PINP均可作為評價骨形成的指標(biāo)?，F(xiàn)多檢測PICP。Ⅰ型膠原也是其他組織的主要基質(zhì)，故敏感性和特異性不如骨鈣素和B-ALP。1.吡啶酚（pyridinoline，Pyr）和脫氧吡啶酚（deoxypydinoline,

D-Pyr）骨的有機基質(zhì)中膠原交聯(lián)90%為Ⅰ型膠原。Pyr和D-Pyr是Ⅰ型膠原分子之間構(gòu)成膠原纖維的交聯(lián)物。骨吸收期間Ⅰ型膠原被水解，生成的Pyr和D-Pyr釋放入血，不經(jīng)肝臟進(jìn)一步降解而直接排泄到尿中，故可作為反映骨吸收的指標(biāo)。

二、骨吸收標(biāo)志物Pyr

存在于軟骨，而D-Pyr主要來源于骨，所以D-Pyr有更高的特異性和靈敏度。尿中Pyr和D-Pyr不受飲食和體力活動的影響，是反映骨膠原降解和骨吸收的最靈敏和特異的指標(biāo)之一。二、骨吸收標(biāo)志物2.I型膠原C端肽(carboxy-terminaltelopeptideoftypeⅠcollagen,CTX)和N端肽（N-terminaltelopeptideoftypeⅠcollagen,NTX）測定

CTX和NTX

均是Ⅰ型膠原分解的產(chǎn)物。Ⅰ型膠原降解時，CTX與Ⅰ型膠原的降解按1：1釋入血中血清CTX水平是破骨細(xì)胞性膠原降解的靈敏指標(biāo)。骨吸收時，破骨細(xì)胞產(chǎn)生和分泌TRAP，釋放入血。血漿中TRAP水平，能反映破骨細(xì)胞活性和骨吸收情況。3.抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrateresistantacidphosphatase,TRAP)尿HOP是體內(nèi)膠原代謝的最終產(chǎn)物之一。大約10%的羥脯氨酸在膠原分解時被釋放從尿排出。尿HOP濃度還受人體骨以外的其他組織和飲食中所含有的膠原的干擾。所以尿HOP對骨更新或骨吸收不特異，不靈敏。4.尿羥脯氨酸檢測（hydroxyproline,HOP)

第四節(jié)骨代謝異常的生物化學(xué)檢測指標(biāo)（一）血清鈣的測定1.血清總鈣（TCa2+）的測定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推薦的決定性方法一、血清鈣、磷、鎂檢測2.血清游離（離子）鈣測定

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。

（二）血清磷測定還原鉬藍(lán)法我國推薦的常規(guī)方法黃嘌呤氧化酶法WHO推薦的常規(guī)方法同位素稀釋質(zhì)譜法決定性方法（三）血清鎂測定比色法我國推薦MTB法鈣鎂試劑法作為常規(guī)方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)等決定性方法血清鎂測定鈣鎂試劑是一種金屬色原指示劑，在堿性溶液中與鎂結(jié)合形成紫色復(fù)合物檢測。加入鈣螯合劑EGTA可減少鈣的干擾，減少蛋白質(zhì)及血脂的干擾。甲基麝香草酚藍(lán)法：MTB與鎂形成藍(lán)色復(fù)合物，加入EGTA可減少鈣的干擾。（一）甲狀旁腺激素測定放射免疫法化學(xué)發(fā)光免疫分析法

ELISA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.二、骨代謝相關(guān)激素檢測（二）1,25-(OH)2-D3的測定ELISA法

由于1,25-(OH)2-D3是血清中維生素D的主要活性形式（三）血清降鈣素測定RIA三、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物檢測1.骨鈣素測定

放射免疫法（RIA法）化學(xué)發(fā)光免疫分析法(CLIA)（一）骨形成標(biāo)志物的檢測2.骨性堿性磷酸酶測定

（1）免疫活性測定法（2）酶聯(lián)免疫法3.I型前膠原肽

I型前膠原羧基端前肽（PICP）I型前膠原氨基端前肽（PINP）檢測方法：放射免疫法（RIA法）化學(xué)發(fā)光法

1.吡啶酚（PYD）和脫氧吡啶酚（DPD）測定方法：

ELISA法（二）骨吸收標(biāo)志物檢測2.I型膠原C端肽和N端肽測定

測定方法：ELISA法3.耐酒石酸酸性磷酸酶檢測方法:酶動力學(xué)法酶聯(lián)免疫法

4.尿羥脯氨酸檢測（HOP）

測定方法：氯胺T化學(xué)法第五節(jié)骨代謝異常檢測的臨床應(yīng)用骨代謝異常：骨鈣和磷等礦物質(zhì)、成骨細(xì)胞和（或）破骨細(xì)胞功能異常，引起的骨形成、骨吸收間轉(zhuǎn)換異常，骨礦化不足或沉積過多的疾病。常見原因：1.生長期骨形成缺陷。2.成骨細(xì)胞骨形成受損。3.增加骨吸收的其他病理生理過程。一、骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis）

骨質(zhì)疏松癥是一種全身性的骨量減少，以骨組織顯微結(jié)構(gòu)退化為特征，骨脆性增加、骨強度降低的疾病。基本特點是單位體積內(nèi)骨量減少和骨折危險度升高。原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（primaryosteoporosis）占90%絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（I型）老年性骨質(zhì)疏松癥（II型）繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（secondaryosteoporosis）占10%分型骨吸收增加，骨量快速丟失骨形成減弱，骨丟失緩慢1.I型骨質(zhì)疏松癥

（1）發(fā)病機制：雌激素分泌不足，使破骨細(xì)胞過于活躍，影響骨膠原的成熟、轉(zhuǎn)換和骨礦化。同時雌激素抑制PTH的分泌，使腎臟1α羥化酶的活化發(fā)生障礙，造成1，25-(OH)2D3合成減少，腸吸收鈣減少，骨礦含量減少，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。（一）原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（primaryosteoporosis）（2）臨床表現(xiàn)：主要為腰背疼痛，身高縮短、駝背，易發(fā)生骨折，以脊椎壓縮性骨折和橈骨遠(yuǎn)端骨折為主。

I型骨質(zhì)疏松癥（3）實驗室檢查：①血清鈣、磷、ALP一般均在正常范圍。②血清骨鈣素（BGP）、總堿性磷酸酶（TALP）、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）及25-(OH)D3、尿NTX/Cr明顯增高。③血清甲狀腺素和1，25-(OH)2D3降低。④性激素中血清E2明顯低于絕經(jīng)前的婦女，F(xiàn)SH和LH明顯高于絕經(jīng)前的婦女。I型骨質(zhì)疏松癥2.Ⅱ型骨質(zhì)疏松癥

(1)發(fā)病機制：中老年人骨的吸收大于骨形成，其機制是由于破骨細(xì)胞的吸收增加和由于成骨細(xì)胞功能的衰減導(dǎo)致骨量減少。

Ⅱ型骨質(zhì)疏松癥

（2）臨床表現(xiàn)：骨質(zhì)疏松癥的最嚴(yán)重的后果是骨折，一生中如發(fā)生幾次椎體壓縮性骨折就會引起駝背和身高變矮。（3）實驗室檢查：

①血清鈣、磷、ALP一般在正常范圍內(nèi)。②骨形成與骨吸收的生化指標(biāo)均有降低傾向，血清BGP、尿HOP和NTX均在正常范圍。③血清1,25（OH）2D3和25（OH）D3明顯下降，血清PTH有升高的趨勢。④性激素如女性雌二醇和男性睪酮均下降。Ⅱ型骨質(zhì)疏松癥（二）繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（secondaryosteoporosis）

繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥指已知病因的骨量損失1.病因①營養(yǎng)缺乏：如蛋白質(zhì)、鈣或維生素C或D缺乏。②多種內(nèi)分泌系統(tǒng)疾患，如Cushing綜合征、甲狀