骨代謝異常生物化學(xué)診斷教學(xué)教材課件

細(xì)胞：35%有機(jī)成分：65%無機(jī)物鈣磷鎂少量糖蛋白，骨磷蛋白和γ-羥化蛋白

主要為Ⅰ型膠原骨基質(zhì)骨質(zhì)成骨細(xì)胞破骨細(xì)胞骨細(xì)胞骨原細(xì)胞骨的功能機(jī)械支撐保護(hù)臟器參與代謝骨代謝異常的生物化學(xué)診斷細(xì)胞：35%有機(jī)成分：65%無機(jī)物鈣1第一節(jié)鈣和磷的代謝及調(diào)節(jié)

鈣、磷、鎂在體內(nèi)的分布(%)

鈣磷鎂骨和牙齒：998555軟組織：11545細(xì)胞外液＜0.2＜0.11總量［g(mol)］1000(25)600(19.4)25(1.0)

第一節(jié)鈣和磷的代謝及調(diào)節(jié)鈣、磷、鎂在體內(nèi)的分布(%)2血漿中鈣的存在形式血鈣通常指血漿鈣，正常值為2.25~2.75mmol/L

血鈣

血漿蛋白結(jié)合鈣40%（不可擴(kuò)散）

與弱酸根結(jié)合的鈣15％離子鈣45％可擴(kuò)散血漿中鈣的存在形式血鈣通常指血漿鈣，正常值為與弱酸根結(jié)合的鈣3

血漿中磷的存在形式蛋白結(jié)合磷，游離磷（離子化），復(fù)合物磷正常成人血漿無機(jī)磷含量為0.7~1.1mmol/L血漿磷不如血鈣穩(wěn)定，兒童時期血磷增高，此后隨年齡增長而下降，在15歲時達(dá)成人水平。此變化與堿性磷酸酶的活性有關(guān)。血鈣與血磷之間有一定濃度關(guān)系以mg/dl計算每100ml血液中鈣磷的質(zhì)量之積是一常數(shù)[Ca][P]=36~40成骨作用≈溶骨作用[Ca][P]

＞

40成骨作用＞溶骨作用[Ca][P]

＜

35成骨作用＜溶骨作用（正常成人）（少年兒童）（佝僂癥）血漿中磷的存在形式血漿磷不如血鈣穩(wěn)定，兒童時期血磷增4一、鈣和磷的生理功能（一）鈣的生理功能1.細(xì)胞內(nèi)鈣含量：10-6~10-7mol/L

與磷脂、

二羧酸、鈣結(jié)合蛋白結(jié)合線粒體、肌漿、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一、鈣和磷的生理功能（一）鈣的生理功能5細(xì)胞內(nèi)鈣的功能1.觸發(fā)神經(jīng)-肌肉收縮偶聯(lián)骨骼肌細(xì)胞內(nèi)儲存Ca2+受神經(jīng)沖動而釋放，Ca2+濃度增大到10-7-10-5mol/L時，Ca2+可迅速地與鈣蛋白的鈣結(jié)合亞基結(jié)合，引起一系列構(gòu)象改變后導(dǎo)致肌肉收縮。2.作用于質(zhì)膜，降低細(xì)胞膜的通透性3.為細(xì)胞內(nèi)第二信使，參與細(xì)胞內(nèi)信號傳遞4.酶的輔助因子5.抑制維生素D3-1-羥化酶的活性，參與鈣磷代謝6.鈣結(jié)合蛋白-鈣調(diào)蛋白為酶的調(diào)節(jié)物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)鈣的功能1.觸發(fā)神經(jīng)-肌肉收縮偶聯(lián)6

細(xì)胞外鈣的功能1.是細(xì)胞內(nèi)鈣的來源2.穩(wěn)定神經(jīng)細(xì)胞膜影響其應(yīng)激性。降低神經(jīng)、肌肉的興奮性?！榇?.鈣離子可以作為凝血因子Ⅳ，參與凝血過程細(xì)胞外鈣的功能1.是細(xì)胞內(nèi)鈣的來源7特異、靈敏地反映骨吸收骨堿性磷酸酶(bonealkalinephosphatase):促進(jìn)破骨細(xì)胞凋亡：TGF-βC-端肽和N-端肽測定正常成人血漿無機(jī)磷含量為0.只是偶爾從一些鄉(xiāng)下來的孩子可以看到類似雞胸、O型腿等③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。血鈣與血磷之間有一定濃度關(guān)系一組多原因疾病，與自身免疫有關(guān)反映骨吸收和骨轉(zhuǎn)換程度，但不特異。在我國根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，60歲以上的老年人患骨質(zhì)疏松的男女比例分別為35.總量［g(mol)］1000(25)600(19.游離吡啶酚及脫氧吡啶酚細(xì)胞：磷向細(xì)胞外移出及細(xì)胞破壞[Ca][P]③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。在我國根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，60歲以上的老年人患骨質(zhì)疏松的男女比例分別為35.hypercalcemia

(血清鈣>2.慢性血清鎂與肌肉鎂有交換Ca++Ⅳ特異、靈敏地反映骨吸收Ca++Ⅳ8（二）磷的生理功能1.構(gòu)成多種重要的核苷酸（如ATP、GTP、UTP、CTP等）

2.構(gòu)成核苷酸輔酶類（如NAD+、NADP+、CoA等）和含磷酸根的輔酶（如TPP、磷酸吡哆醛等）

3.細(xì)胞膜磷脂在構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)、維持膜的功能以及代謝調(diào)控上均發(fā)揮重要作用。如酶蛋白及多種功能性蛋白質(zhì)的磷酸與脫磷酸化4.細(xì)胞內(nèi)的磷酸鹽參與許多酶促反應(yīng)如磷酸基轉(zhuǎn)移反應(yīng)、加磷酸反應(yīng)等。

（二）磷的生理功能1.構(gòu)成多種重要的核苷酸（如ATP、GTP9細(xì)胞外磷的功能1.血中磷酸鹽（HPO42-/H2PO4-）是血液緩沖體系的重要組成成分。2.細(xì)胞外磷酸鹽為細(xì)胞內(nèi)以及骨礦化所需磷酸鹽的來源細(xì)胞外磷的功能1.血中磷酸鹽（HPO42-/H2PO4-）是10食物鈣腸吸收

影響因素

血鈣（2.25-2.75mmol/L）蛋白結(jié)合有機(jī)酸結(jié)合骨(99%)其它組織(結(jié)合)(1%)[Ca++]0.01mmol/L糞鈣80%尿鈣(20%)隨血鈣調(diào)節(jié)鈣的正常代謝二、鈣和磷的代謝[Ca++]/[P]≈2/1食物鈣腸吸收影響因素血鈣骨(99%)其它組織(結(jié)合)11

鈣的代謝

1.吸收每日攝入0.6~1.0g部位：小腸上段，主指十二指腸方式：在活性VitD3下的主動吸收過程影響因素：

腸道pH：酸促進(jìn)吸收，乳酸，胃酸,草酸植酸

Ca(H2PO4)2

Ca3(PO4)2

食物中鈣磷比例：Ca:P=2:1時吸收最佳腸道中活性VitD3的影響年齡的影響。

2.排泄

部位：

腎（20％）和腸道（80％）由消化道排泄的鈣量占總量的80％(未吸收鈣及分泌鈣600mg）。由腎排出的鈣占總排鈣的20％（150mg)。鈣的代謝12磷的正常代謝食物磷腸吸收

VitD促進(jìn)

血磷（0.8~1.6mmol/L）骨和牙(85%)其它組織(結(jié)合)(15%)糞磷30%尿磷(70%)隨血磷調(diào)節(jié)磷的正常代謝食物磷腸吸收VitD促進(jìn)血磷骨和牙(813

磷的代謝

1.吸收每日攝入1.0~1.5g部位：小腸上段主指空腸（70％）方式：食物中的磷主指有機(jī)磷酸酯在磷酸酶的作用下生成H2PO4-，才能被吸收；影響因素：食物中金屬離子的影響:

長期口服氫氧化鋁凝膠以及食物中鈣、鎂、鐵離子過多，均可由于形成不溶性磷酸鹽而影響磷的吸收。2.排泄：腎是磷排泄的主要器官，腎排磷占總排磷的70％，其余30％由糞便排泄磷的代謝1.吸收每日攝入1.0~1.5g14三、鈣和磷及骨代謝的激素調(diào)節(jié)甲狀旁腺素維生素D降鈣素甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白三、鈣和磷及骨代謝的激素調(diào)節(jié)甲狀旁腺素15（一）甲狀旁腺素

parathyroidhormone，PTH合成部位：甲狀旁腺的主細(xì)胞前甲狀旁腺素原(115個Aa)

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

–25Aa

甲狀旁腺素原(90個Aa)

高爾基復(fù)合體

-6Aa

甲狀旁腺素(84個Aa單鏈多肽)

分子量9500（一）甲狀旁腺素

parathyroidh16肝肝肝肝17PTH對血鈣和血磷的調(diào)節(jié)作用

PTH是維持血鈣正常水平的最重要的調(diào)節(jié)因素，它有升高血鈣、降低血磷和酸化血液、促進(jìn)溶骨等作用，其主要靶器官是骨、腎小管，其次是小腸粘膜等。

PTH對血鈣和血磷的調(diào)節(jié)作用PT18

作用機(jī)制：作用于靶細(xì)胞膜，活化腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)，激活A(yù)TP生成cAMP及PPi，cAMP能促使線粒體的鈣轉(zhuǎn)入細(xì)胞漿，PPi則作用于細(xì)胞膜外側(cè)，使膜外側(cè)的鈣進(jìn)入細(xì)胞的，致細(xì)胞的內(nèi)Ca2+升高，并激活胞膜上的鈣泵將Ca2+主動轉(zhuǎn)至胞外。引起血鈣升高。具體如圖作用機(jī)制：作用于靶細(xì)胞膜，活化腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)，激活A(yù)191.對骨的作用：PTH濃度升高時，骨細(xì)胞則有溶骨效應(yīng)。

間質(zhì)網(wǎng)狀細(xì)胞→破骨細(xì)胞→成骨細(xì)胞→骨細(xì)胞

PTH的作用機(jī)理可表現(xiàn)在二個方面使前破骨細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞向破骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，抑制破骨細(xì)胞向成骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致溶骨和骨鈣的大量釋放。使破骨細(xì)胞的活動性增強(qiáng)，骨鹽溶解，血鈣升高

溶酶體釋放各種水解酶；抑制異檸檬酸脫氫酶的活性，使細(xì)胞內(nèi)檸檬酸，異檸檬酸，乳酸，碳酸及透明質(zhì)酸濃度增加；膠原酶活性增加1.對骨的作用：PTH濃度升高時，骨細(xì)胞則有溶骨效應(yīng)。202.對腎作用促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管和髓袢上段對鈣的重吸收，抑制近曲小管及遠(yuǎn)曲小管對磷的重吸收，結(jié)果使血鈣升高，血磷降低，尿鈣減少，尿磷增加3.促進(jìn)活性VitD3的形成。4.對小腸的作用為一種間接反應(yīng)，促進(jìn)腸道對鈣磷的重吸收2.對腎作用21第五節(jié)骨代謝相關(guān)指標(biāo)的

實驗室檢查此變化與堿性磷酸酶的活性有關(guān)。這是退行性骨質(zhì)疏松癥最常見和最嚴(yán)重的并發(fā)癥。（四）甲狀旁腺相關(guān)蛋白測定白內(nèi)障皮膚干燥毛發(fā)枯燥指甲易斷出牙異常各種原因?qū)е碌哪I衰引起的骨骼異常。25-(OH)2-D3③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。只是偶爾從一些鄉(xiāng)下來的孩子可以看到類似雞胸、O型腿等據(jù)報道，在南方，1歲以下嬰幼兒，發(fā)生的佝僂病的比率為20～30％，在北方就更高了，（20～45％，與日照時間有密切關(guān)系）但是，有一點值得高興，絕大多數(shù)都是輕中度的缺鈣，重度缺鈣的現(xiàn)在已經(jīng)很少見了PTH的作用機(jī)理可表現(xiàn)在二個方面特異、靈敏地反映骨吸收Ca(H2PO4)2Ca3(PO4)2抑制維生素D3-1-羥化酶的活性，參與鈣磷代謝骨鈣素血清尿素氮、肌酐升高，高磷、低鈣、高鎂血癥(highperformanceliquidchromatography,HPLC)多種細(xì)胞因子、激素和維生素PTH是維持血鈣正常水平的最重要的調(diào)節(jié)因素，它有升高血鈣、降低血磷和酸化血液、促進(jìn)溶骨等作用，其主要靶器官是骨、腎小管，其次是小腸粘膜等。在突觸前的神經(jīng)末梢競爭性的抑制Ca++的進(jìn)入第三節(jié)骨代謝異常的臨床生化(二)維生素D(VitaminD,VitD)

合成

肝和腎是VitD3活化的主要器官

麥角固醇紫外線麥角鈣化醇(D2)D2

脫氫

7-脫氫膽固醇紫外線膽鈣化醇(D3)活化：VitD3(活性D3)肝腎25-OH-D31.25-(OH)2-D3VitD3羥化酶25-（OH）-D31a羥化酶第五節(jié)骨代謝相關(guān)指標(biāo)的

實驗室檢22高Ca2+外源性食物內(nèi)源性(皮膚)維生素D3肝臟25-羥化酶1,25-(OH)2D325-(OH)D3低P3-高P3-腎1-a羥化酶降鈣素甲狀旁腺素?zé)o生物活性微弱生物活性生物活性明顯增加低Ca2+()

(＋)(＋)()()()高Ca2+外源性食物內(nèi)源性(皮膚)維生素D3肝臟223對小腸的作用促進(jìn)小腸對鈣磷的吸收①改變膜磷脂結(jié)構(gòu)，增加對鈣的通透性。②上調(diào)與鈣轉(zhuǎn)運相關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá)③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。對小腸的作用①改變膜磷脂結(jié)構(gòu)，增加對鈣的通透性。②上調(diào)與鈣轉(zhuǎn)242.對骨骼的作用：直接作用是促進(jìn)溶骨：加速破骨細(xì)胞的形成，增強(qiáng)破骨細(xì)胞的活性間接作用是促進(jìn)骨的鈣化：促進(jìn)腸道對鈣磷的吸收，增加血鈣結(jié)果表現(xiàn)為促進(jìn)骨組織的更新3.對腎的作用：促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞對鈣磷的重吸收（同PTH比較）

其機(jī)制是增加細(xì)胞內(nèi)鈣結(jié)合蛋白的生物合成，從而促進(jìn)鈣磷的吸收。2.對骨骼的作用：25（三）降鈣素（calcitonin,CT）

合成：由甲狀腺濾泡旁細(xì)胞合成和分泌的一種單鏈多肽。32Aa,分子量3418

血鈣增高時，CT分泌增多；血鈣降低時，CT分泌減少作用：1.對骨的作用抑制骨基質(zhì)分解和骨鹽溶解：抑制破骨細(xì)胞的活性；促進(jìn)骨鹽沉積：促使破骨細(xì)胞向成骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致骨鹽沉積。2.對腎臟的作用

CT可直接作用于腎臟的近曲小管，抑制鈣磷的重吸收，使尿鈣的排出增加。3.對小腸的作用：主要是間接作用，通過抑制活性D3的形成，而抑制小腸的鈣磷的重吸收。（三）降鈣素（calcitonin,CT）合成：由26甲狀旁腺素維生素D3降鈣素來源甲狀旁腺皮膚甲狀腺C細(xì)胞對鈣磷代謝的影響骨溶骨作用↑↑↓成骨作用↓↑↑腎重吸收鈣↑↑↓重吸收磷↓↑↓腸吸收鈣↑↑無明顯影響血鈣血磷總效應(yīng)↑↑↓↓↑↓保鈣排磷保鈣保磷排鈣排磷甲狀旁腺素、維生素D、降鈣素對鈣磷代謝的影響甲狀旁腺素維生素D3降鈣素來源甲狀旁腺皮膚甲狀腺C27（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

(PTHrP)1987年研究某些癌癥引起惡性腫瘤體液性高鈣血癥(humoralhypercalcemiaofmalignancy，HHM)時發(fā)現(xiàn)。約有75～80%惡性腫瘤并發(fā)高鈣血癥，如乳癌,腎癌,多發(fā)性骨髓瘤,淋巴瘤和白血病等。它與PTH的氨基酸結(jié)構(gòu)相近，可與PTH受體結(jié)合，并發(fā)揮甲狀旁腺素的功能，引起血鈣升高。（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

28③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。兩點法IRMA,酶免疫法，化學(xué)發(fā)光法甲狀旁腺素(84個Aa單鏈多肽)三、了解骨代謝異常的生物化學(xué)（一）甲狀旁腺素

parathyroidhormone，PTH75mmol/L主要表現(xiàn)為神經(jīng)和精神與行動的異常PTH的作用機(jī)理可表現(xiàn)在二個方面第三節(jié)骨代謝異常的臨床生化少量糖蛋白，骨磷蛋白和γ-羥化蛋白hyperphosphatemia

(血清磷>1.第四節(jié)骨代謝疾病的生化標(biāo)志物與檢測前膠原肽腎疾患在突觸前的神經(jīng)末梢競爭性的抑制Ca++的進(jìn)入骨質(zhì)軟化癥

（osteomalacia)佝僂病1,25-(OH)2D3二、代謝性骨病的臨床生物化學(xué)血清堿性磷酸酶測定、鈣、磷、腸Ca2+、P3-吸收↓25-（OH）-D31a羥化酶第二節(jié)鈣、磷、鎂代謝紊亂

一、鈣代謝異常（一）低鈣血癥

hypocalcemia

(血清鈣

<2.25mmol/L)應(yīng)注意血鈣與血Ca++的區(qū)別Ca2++清蛋白[OH

-]

（游離鈣/擴(kuò)散鈣）（結(jié)合鈣/非擴(kuò)散鈣）（具有生理活性作用）[H+]

Ca2+-清蛋白③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用29原因與機(jī)制低清蛋白血癥，血清總鈣降低VitD代謝障礙

VitD缺乏

食物中缺乏VD——營養(yǎng)性佝僂病腸吸收障礙：慢性腹瀉等VitD羥化障礙甲狀旁腺功能減退

原發(fā)性

一組多原因疾病，與自身免疫有關(guān)

繼發(fā)性

醫(yī)源性慢性腎功能衰竭高磷血癥原因與機(jī)制VitD代謝障礙VitD缺乏食物中30低鈣癥狀口周麻木四肢遠(yuǎn)端感覺異常（早期）神經(jīng)肌肉興奮性上升→肌肉痙攣抽搐佝僂?。悍斤BX形腿O形腿雞胸念珠胸ALP↑白內(nèi)障皮膚干燥毛發(fā)枯燥指甲易斷出牙異常CT影像學(xué)檢查頭顱有基底結(jié)鈣化低鈣癥狀口周麻木四肢遠(yuǎn)端感覺異常（早期）31佝僂病佝僂病就是我們常說的嬰幼兒“缺鈣”，（老年人缺鈣容易引起骨質(zhì)疏松）即使是現(xiàn)在的生活水平提高了很多，但是現(xiàn)在佝僂病的發(fā)病率還是很高的。據(jù)報道，在南方，1歲以下嬰幼兒，發(fā)生的佝僂病的比率為20～30％，在北方就更高了，（20～45％，與日照時間有密切關(guān)系）但是，有一點值得高興，絕大多數(shù)都是輕中度的缺鈣，重度缺鈣的現(xiàn)在已經(jīng)很少見了只是偶爾從一些鄉(xiāng)下來的孩子可以看到類似雞胸、O型腿等佝僂病佝僂病就是我們常說的嬰幼兒“缺鈣”，（老年人缺鈣容易引32佝僂病實例圖片佝僂病實例圖片33雞胸病實例圖片雞胸病實例圖片34膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠原的成分占到有機(jī)質(zhì)的90%，I型膠原一、鈣、磷、鎂的實驗室檢查各種原因?qū)е碌哪I衰引起的骨骼異常。（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

(PTHrP)甲狀旁腺功能亢進(jìn)遺傳性腎小管重吸收↓以mg/dl計算每100ml血液中鈣磷的質(zhì)量之積是一常數(shù)促進(jìn)活性VitD3的形成。8-羥基喹啉遮蓋鎂離子hyperphosphatemia

(血清磷>1.吡啶酚/羥賴氨酰吡啶酚25-(OH)2-D3腸Ca2+、P3-吸收↓游離（離子)鈣的測定25-（OH）-D31a羥化酶（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

(PTHrP)骨代謝異常的生物化學(xué)診斷少量糖蛋白，骨磷蛋白和γ-羥化蛋白血漿中磷的存在形式血中磷酸鹽（HPO42-/H2PO4-）是血液緩沖體系的重要組成成分。血清尿素氮、肌酐升高，高磷、低鈣、高鎂血癥O型腿實例圖片膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠原的成分占到有機(jī)質(zhì)的9035(二）高鈣血癥

主要原因：溶骨作用于增強(qiáng)，小腸鈣吸收增強(qiáng)，以及腎對鈣的重吸收增加所致1.鈣溢出細(xì)胞外液：惡性腫瘤2.腎對鈣重吸收增加：噻嗪類藥物3.腸道對鈣的吸收增加：VitD中毒4.骨骼的重吸收增加5.原發(fā)性甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)hypercalcemia

(血清鈣

>2.75mmol/L)(二）高鈣血癥主要原因：溶骨作用于增強(qiáng)，小腸鈣吸收增強(qiáng)36

二、磷代謝異常（一）低磷血癥hypophosphatemia

(血清磷

<0.81mmol/L)原因與機(jī)制胃腸道吸收減少腎磷酸鹽閾值降低

嘔吐腹瀉VitD

缺乏細(xì)胞外轉(zhuǎn)向細(xì)胞內(nèi)

呼吸性堿中毒大量葡萄糖，胰島素

甲狀旁腺功能亢進(jìn)

遺傳性腎小管重吸收↓

二、磷代謝異常（一）低磷血癥hypophosphatem37（三）高磷血癥原因：1.腎排出減少急慢性腎功能不全,急慢性腎功能不全,肢端肥大癥2.磷攝入過多3.磷向細(xì)胞外移出及細(xì)胞破壞乳酸酸中毒，呼吸性酸中毒，細(xì)胞溶解hyperphosphatemia

(血清磷>1.45mmol/L)（三）高磷血癥原因：hyperphosphatemia

(血38補(bǔ)鈣是預(yù)防低鈣高磷攝入對骨質(zhì)不良影響的最佳方案，當(dāng)然作什么事情都有度，過分補(bǔ)鈣也有不良影響，如鈣奶綜合征等。有人提出“大量飲用可樂會增加婦女骨質(zhì)疏松的危險”。補(bǔ)鈣是預(yù)防低鈣高磷攝入對骨質(zhì)不良影響的最佳方案，當(dāng)然作什么事39

鎂的代謝及其異常總量與分布：21~28g，居構(gòu)成機(jī)體元素的第11位，調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝，調(diào)控細(xì)胞生長血清(Mg++)0.75-1.00mmol/L骨(55%)其它組織(結(jié)合)(45%)鎂的生理功能：

1.細(xì)胞內(nèi)鎂的功能：

Mg2+是近300種酶的輔助因子，廣泛參與各種生命活動。參與酶的底物形成。是許多酶的變構(gòu)激活因子。

氧化磷酸化、糖酵解、細(xì)胞復(fù)制、核苷酸代謝、蛋白質(zhì)。鎂的代謝及其異常總量與分布：21~28g，居構(gòu)成機(jī)體元素的402.細(xì)胞外鎂的功能血清鎂：正常值：0.75～1.00mmol/L血清鎂的存在形式：蛋白結(jié)合鎂30％，離子鎂55％，鎂鹽15％1.細(xì)胞內(nèi)鎂的來源2.降低神經(jīng)、肌肉的興奮性3.在突觸前的神經(jīng)末梢競爭性的抑制Ca++的進(jìn)入

功能AchCa++Ca++Mg++2.細(xì)胞外鎂的功能血清鎂：正常值：0.75～1.00m41鎂的代謝食物250mg鎂血清(Mg++)0.75-1.00mmol/L骨(55%)

其它組織(結(jié)合)(45%)約95%重吸收腎尿鎂(2-5%)甲狀腺素醛固酮(－)VitDPTH甲狀腺素+鎂的代謝食物鎂血清骨(55%)其它組織(結(jié)合)(45%42肌肉鎂：

在有核細(xì)胞中存在的鎂約有80％存在于肌肉中。肌肉是維持鎂平衡的重要組織。鎂缺乏：急性血清鎂與肌肉鎂無交換慢性血清鎂與肌肉鎂有交換鎂增加：無論是急性與慢性均無血清鎂與肌肉鎂的交換肌肉鎂：43（一）低鎂血癥血鎂<0.75mmol/L

主要表現(xiàn)為神經(jīng)和精神與行動的異常原因：消化道丟失腎臟丟失

腎疾患利尿高鈣血癥—腎小管對鈣鎂重吸收時相互競爭酸中毒（二）高鎂血癥血鎂>1.00mmol/L臨床較少見原因：過多鎂鹽攝入靜脈輸入三、鎂的代謝異常三、鎂的代謝異常44甲狀旁腺素(84個Aa單鏈多肽)25-OH-D31，25(OH)2D可以促進(jìn)其合成。穩(wěn)定神經(jīng)細(xì)胞膜影響其應(yīng)激性。三、了解骨代謝異常的生物化學(xué)慢性血清鎂與肌肉鎂有交換親和色譜法反相色譜法麥角固醇紫外線麥角鈣化醇(D2)直接作用是促進(jìn)溶骨：加速破骨細(xì)胞的形成，增強(qiáng)破骨細(xì)胞的活性腸道pH：酸促進(jìn)吸收，乳酸，胃酸,草酸植酸(highperformanceliquidchromatography,HPLC)膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠原的成分占到有機(jī)質(zhì)的90%，I型膠原破骨細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)：雌激素和VitK甲狀旁腺素(84個Aa單鏈多肽)65%無機(jī)物鈣磷鎂C-端肽和N-端肽測定75mmol/L主要表現(xiàn)為神經(jīng)和精神與行動的異常乳酸酸中毒，呼吸性酸中毒，細(xì)胞溶解尿半乳糖羥賴氨酸測定：反相HPLC促進(jìn)小腸對鈣磷的吸收第三節(jié)骨代謝異常的臨床生化

細(xì)胞：35%有機(jī)成分：65%無機(jī)物鈣磷鎂少量糖蛋白，骨磷蛋白和γ-羥化蛋白

主要為Ⅰ型膠原骨基質(zhì)骨質(zhì)成骨細(xì)胞破骨細(xì)胞骨細(xì)胞骨原細(xì)胞一、骨的組成：甲狀旁腺素(84個Aa單鏈多肽)第三節(jié)骨代謝異常的臨床45骨的功能：1.機(jī)械支撐

2.保護(hù)臟器

3.參與鈣磷等的儲備和代謝骨的功能：46二、骨的代謝：1.成骨作用（兩個過程）（P298）①骨的有機(jī)質(zhì)形成②骨鹽沉積2.溶骨作用二、骨的代謝：1.成骨作用（兩個過程）（P298）47三、骨細(xì)胞的凋亡：概念：骨細(xì)胞的程序性死亡（一）破骨細(xì)胞的凋亡1.表現(xiàn)（丫啶橙熒光染色）正常細(xì)胞：體積大，多核，發(fā)綠色熒光凋亡細(xì)胞：體積縮小，核固縮發(fā)橙紅色熒光壞死細(xì)胞：細(xì)胞腫脹，可見均勻淡紅色熒光三、骨細(xì)胞的凋亡：概念：骨細(xì)胞的程序性死亡（一）破骨細(xì)胞的凋48三、骨細(xì)胞的凋亡：（一）破骨細(xì)胞的凋亡2.調(diào)節(jié)多種細(xì)胞因子、激素和維生素維持破骨細(xì)胞生存：M-CSF、IL-1、促進(jìn)破骨細(xì)胞凋亡：TGF-β破骨細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)：雌激素和VitK三、骨細(xì)胞的凋亡：（一）破骨細(xì)胞的凋亡2.調(diào)節(jié)49（二）軟骨內(nèi)成骨細(xì)胞的凋亡（P300）

1.骺板軟骨細(xì)胞的凋亡現(xiàn)象

2.細(xì)胞凋亡與軟骨發(fā)育不良

3.關(guān)節(jié)生長發(fā)育和功能改建中細(xì)胞凋亡（二）軟骨內(nèi)成骨細(xì)胞的凋亡（P300）50（一）骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis)概念：是因多種原因引起的骨組織顯微結(jié)構(gòu)受損，骨礦成分和骨基質(zhì)等成分比例減少，骨質(zhì)變薄，骨小梁數(shù)量減少，骨脆性增加，使骨折危險度增高的一種全身骨代謝障礙性疾病。

在美國由于骨質(zhì)疏松，每年引起150萬骨折。1/3的65歲以上女性有脊柱壓迫性骨折。一生中患髖骨骨折的約15%。在我國根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，60歲以上的老年人患骨質(zhì)疏松的男女比例分別為35.8%和73%；45—59歲者為16.9%和51.5%。據(jù)估計我國患骨質(zhì)疏松者約有6000—8000萬之多。二、代謝性骨病的臨床生物化學(xué)（一）骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis)二、代謝性骨病51病因：1.生長發(fā)育期鈣和維生素D攝入不足2.激素水平不穩(wěn)定3.1，25（OH）2D3合成不足4某些藥物羅格列酮、糖皮質(zhì)激素類藥物病因：52◆臨床表現(xiàn)：

1.疼痛。原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥最常見的癥癥，以腰背痛多見，占疼痛患者中的70%-80%。

2.身長縮短、駝背。

3.骨折。這是退行性骨質(zhì)疏松癥最常見和最嚴(yán)重的并發(fā)癥?！魧嶒炇覚z查

X光片、骨密度掃描◆臨床表現(xiàn)：53骨代謝異常生物化學(xué)診斷教學(xué)教材課件54骨質(zhì)軟化癥

（osteomalacia)佝僂病是繼發(fā)于骨質(zhì)疏松的疾病骨礦物質(zhì)吸收，顯微鏡下非礦化骨—類骨質(zhì)（非礦化有機(jī)質(zhì)）增加，1.病因：維生素D缺乏，磷酸鹽缺乏胃腸切除術(shù)小腸疾病肝膽疾病胰腺功能不全，依賴維生素DⅠ型佝僂?。ㄈ狈?,25-(OH)2D羥化酶），依賴維生素DⅡ型佝僂?。ㄊ荏w與1,25-(OH)2D結(jié)合的親合力差）低磷血癥骨質(zhì)軟化癥：(維生素D抵抗佝僂?。┠I小管磷酸鹽轉(zhuǎn)運缺陷，大量排泄磷酸鹽藥物骨質(zhì)軟化癥

（osteomalacia)佝僂病是繼發(fā)于骨質(zhì)疏55維生素D缺乏腸Ca2+、P3-

吸收↓血Ca2+↓甲狀旁腺代償機(jī)制增強(qiáng)尿P3-

排出舊骨脫鈣↑血P3-↓血鈣正?；蛏缘外}磷乘積↓骨樣組織鈣化障礙骨質(zhì)軟化骨樣組織堆積成骨作用↓維生素D缺乏腸Ca2+、P3-吸收↓血Ca2+↓甲狀旁腺56

肌無力，張力過低骨骼改變：

脊柱側(cè)彎，

“O”、“X”形腿

其它：外傷易骨折肋骨串珠方顱2.臨床表現(xiàn)其它：外傷易骨折肋骨串珠2.臨床表現(xiàn)573.

實驗室檢查：血清堿性磷酸酶測定、鈣、磷、血清25(OH)D濃度測定

腎小管磷酸鹽最大吸收率：測定空腹血清磷酸鹽肌酐和同時收集的2小時尿磷酸鹽、肌酐，分別計算出磷酸鹽和肌酐的清除率腎磷酸鹽轉(zhuǎn)運缺陷3.實驗室檢查：血清堿性磷酸酶測定、鈣、磷、血清25(OH58Paget’s病變形性骨炎骨的局部性病變，骨吸收后被混亂形式的骨質(zhì)所替代。1.臨床表現(xiàn)：受侵部位出現(xiàn)局部骨痛和發(fā)熱，骨胳變形，關(guān)節(jié)炎，神經(jīng)壓迫。2.實驗室檢查：血清ALP,B-ALP增高，尿脫氧吡啶酚、羥脯氨酸增高，Paget’s病變形性骨炎骨的局部性病變，骨59骨代謝異常生物化學(xué)診斷教學(xué)教材課件60腎性骨營養(yǎng)障礙

（renalosteodystrophy)各種原因?qū)е碌哪I衰引起的骨骼異常。纖維性骨炎，骨軟化癥，骨發(fā)育不全，骨骼淀粉樣變發(fā)病機(jī)制臨床表現(xiàn)：骨痛：小腿臀部脊柱兒童骨骼畸形骨組織外骨化：關(guān)節(jié)周區(qū)域，動脈中間層，肺，心肌

實驗室檢查：血清尿素氮、肌酐升高，高磷、低鈣、高鎂血癥PTH升高，1,25-(OH)2D減少腎性骨營養(yǎng)障礙

（renalosteo61第四節(jié)骨代謝疾病的生化標(biāo)志物與檢測一、骨代謝的標(biāo)志物骨形成標(biāo)志物骨鈣素骨性堿性磷酸酶前膠原肽骨吸收標(biāo)志物膠原交聯(lián)耐酒石酸酸性磷酸酶尿半乳糖羥賴氨酸尿羥脯氨酸

第四節(jié)骨代謝疾病的生化標(biāo)志物與檢測一、骨代謝的標(biāo)志物62關(guān)節(jié)生長發(fā)育和功能改建中細(xì)胞凋亡膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠原的成分占到有機(jī)質(zhì)的90%，I型膠原間質(zhì)網(wǎng)狀細(xì)胞→破骨細(xì)胞→成骨細(xì)胞→骨細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)的磷酸鹽參與許多酶促反應(yīng)如磷酸基轉(zhuǎn)移反應(yīng)、加磷酸反應(yīng)等。軟組織：11545調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝，調(diào)控細(xì)胞生長競爭性單克隆抗體ELISA法（NTx）：單克隆抗正常青春期尿液N-端肽片段抗體，檢測N-端肽NTx1,25-(OH)2D3游離吡啶酚及脫氧吡啶酚等分子交叉反應(yīng)法檢測吡啶酚以mg/dl計算每100ml血液中鈣磷的質(zhì)量之積是一常數(shù)血清骨鈣素可以反映成骨細(xì)胞的活性或者是骨的形成的指標(biāo)骺板軟骨細(xì)胞的凋亡現(xiàn)象關(guān)節(jié)生長發(fā)育和功能改建中細(xì)胞凋亡Ca(H2PO4)2Ca3(PO4)2耐酒石酸酸性磷酸酶測定(二)維生素D(VitaminD,VitD)吡啶酚和脫氧吡啶酚的測定是因多種原因引起的骨組織顯微結(jié)構(gòu)受損，骨礦成分和骨基質(zhì)等成分比例減少，骨質(zhì)變薄，骨小梁數(shù)量減少，骨脆性增加，使骨折危險度增高的一種全身骨代謝障礙性疾病。Ca(H2PO4)2Ca3(PO4)2由消化道排泄的鈣量占總量的80％(未吸收鈣及分泌鈣600mg）。骨鈣素(osteocalcin)分子量為5669，含49個氨基酸，骨鈣素是在骨中含量十分豐富的非膠原蛋白，其總量占骨組織中非膠原蛋白的15％～20％。骨鈣素由成骨細(xì)胞合成和分泌，與羥磷灰石有較強(qiáng)的親和力，約50％沉著于骨基質(zhì)，其余50％進(jìn)入血循環(huán)。1，25(OH)2D可以促進(jìn)其合成。生理功能是維持骨的正常礦化速率，抑制異常的羥基磷灰石結(jié)晶的形成，抑制軟骨礦化速率。血清骨鈣素可以反映成骨細(xì)胞的活性或者是骨的形成的指標(biāo)關(guān)節(jié)生長發(fā)育和功能改建中細(xì)胞凋亡骨鈣素(osteocalci63骨堿性磷酸酶(bonealkalinephosphatase):

在骨內(nèi)堿性磷酸酶來源于成骨細(xì)胞。

成骨細(xì)胞活性和骨形成增加時，骨堿性磷酶活性增加。在血清中穩(wěn)定，不受晝夜變化影響在反映骨細(xì)胞活性及骨形成上優(yōu)于骨鈣素堿性磷酸酶：骨，肝，腎，小腸，胎盤骨堿性磷酸酶(bonealkalinephosphata64前膠原肽

I型膠原前肽是最常見的骨膠原，是骨基質(zhì)的重要組成部分，幾乎組成總蛋白部分的90％。反映成骨細(xì)胞活動和骨形成以及反映I型膠原合成速率的特異指標(biāo)。前膠原

膠原前膠原氨基端肽（PINP）前膠原羧基端肽（PICP）前膠原肽I型膠原前肽是最常見的骨膠原，是骨基質(zhì)的重要65（二）骨吸收標(biāo)志物1.膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠原的成分占到有機(jī)質(zhì)的90%，I型膠原I型膠原結(jié)構(gòu):由兩條a1(I)和一條a2

(I)鏈組成，其結(jié)構(gòu)為「a1(I)2a2(I)（二）骨吸收標(biāo)志物1.膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠66I型前膠原（N-、C-末端延伸鏈）1000Aa,140kD脯氨酸賴氨酸羥基化糖基化三鏈間二硫鍵形成三股螺旋結(jié)構(gòu)N-、C-端前肽I型膠原分子未成熟纖維分子內(nèi)部、分子間共價交聯(lián)分泌后2羥賴氨酸側(cè)鏈，1賴氨酸側(cè)鏈脫氧吡啶酚/賴氨酸吡啶酚3個羥賴氨酸側(cè)鏈吡啶酚/羥賴氨酰吡啶酚成環(huán)穩(wěn)定的成熟纖維I型前膠原（N-、C-末端延伸鏈）1000Aa,140kD67吡啶酚和脫氧吡啶酚

吡啶酚存在于硬連接組織：軟骨*脫氧吡啶酚存在于骨、韌帶、主動脈

脫氧吡啶酚：由膠原自然合成，非生物合成從尿中排出前不被代謝骨是脫氧吡啶酚的重要來源僅來源于天然基質(zhì)的降解產(chǎn)物，不受飲食等干擾。特異、靈敏地反映骨吸收吡啶酚和脫氧吡啶酚吡啶酚存在于硬連接組織：軟骨68耐酒石酸酸性磷酸酶（Tartratercsistantacidphosphatase,TRAP）血漿抗酒石酸酸性磷酸酶主要存在于破骨細(xì)胞，而成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞中含量甚少。骨吸收時，TRAP由破骨細(xì)胞釋放入血循環(huán)中，所以血漿中TRAP水平被認(rèn)為是骨吸收的一項生化指標(biāo)，主要反映破骨細(xì)胞活性和骨吸收狀態(tài)。耐酒石酸酸性磷酸酶（Tartratercsistantac693.尿半乳糖羥賴氨酸膠原纖維

糖基化半乳糖羥賴氨酸糖化半乳糖羥賴氨酸羥賴氨酸骨膠原皮膚膠原4.尿羥脯氨酸

體內(nèi)膠原代謝的終產(chǎn)物之一，其中一半來自骨膠原的破壞，還有一部分來自骨以外的各種膠原組織及飲食中膠原的破壞。反映骨吸收和骨轉(zhuǎn)換程度，但不特異。3.尿半乳糖羥賴氨酸膠原纖維糖基化半乳糖羥賴氨酸糖化半乳糖703.實驗室檢查

骨吸收標(biāo)志物

尿鈣，尿膠原交聯(lián)（尿N端肽、脫氧吡啶酚、C端肽)血堿性磷酸酶，骨鈣素骨形成標(biāo)志物3.實驗室檢查骨吸收標(biāo)志物尿鈣，尿膠71第五節(jié)骨代謝相關(guān)指標(biāo)的

實驗室檢查一、鈣、磷、鎂的實驗室檢查（一）鈣測定1.總鈣測定(1)分光光度法鄰甲酚酞絡(luò)合酮PH12Ca紫紅色獒合物570-580nm偶氮砷ⅢpH6藍(lán)紫色復(fù)合物650-660nm(2)原子吸收分光光度法鑭-鹽酸溶液（50）血清Ca（1）乙炔火焰基態(tài)鈣原子吸收422.7nm光波8-羥基喹啉遮蓋鎂離子Ca檢測吸光值第五節(jié)骨代謝相關(guān)指標(biāo)的

實驗室檢72離子選擇電極法游離（離子)鈣的測定（二）血清磷的測定無機(jī)磷＋鉬酸銨磷鉬酸絡(luò)合物340nm(三)鎂測定1.血清總鎂測定分光光度法：鈣鎂試劑(calmagite)，羥甲基偶氮苯萘酚磺酸鹽鄰苯二胺鉬藍(lán)600-700nmMgMg-Calmagite530-550nmEGTACaKCN金屬離子聚乙烯吡咯烷酮表面活性劑蛋白質(zhì)，脂血離子選擇電極法游離（離子)鈣的測定（二）血清磷的測定無機(jī)磷73甲基麝香草酚藍(lán)Mg藍(lán)色復(fù)合物

原子吸收分光光度法鑭-鹽酸溶液（50）血清Mg（1）乙炔火焰基態(tài)鎂原子吸收285.2nm光波檢測吸光值2.游離鎂離子測定離子選擇電極法甲基麝香草酚藍(lán)Mg藍(lán)色復(fù)合物原子吸收分光光度法鑭-鹽酸溶74二、鈣、鎂及骨代謝調(diào)節(jié)激素的測定（一）甲狀旁腺激素測定放射免疫法，免疫化學(xué)發(fā)光法（二）維生素D測定放射競爭結(jié)合法（competitiveradioimmunoassay,CPB)放射受體測定法

(radioreceptorassay,RRA)放射免疫法(radio-immunityassay,RIA)HPLC法(highperformanceliquidchromatography,HPLC)二、鈣、鎂及骨代謝調(diào)節(jié)激素的測定（一）甲狀旁腺激素測定（二）75(三）降鈣素測定兩點免疫法（四）甲狀旁腺相關(guān)蛋白測定競爭性免疫法測定PTHrP氨基端1～34、PTHrP中端氨基酸殘基37～67，37～74測定PTHrP羧基親和色譜法反相色譜法人降鈣素基礎(chǔ)水平低于10-29ng(三）降鈣素測定兩點免疫法（四）甲狀旁腺相關(guān)蛋白測定競爭性免76三、骨代謝標(biāo)志物測定（一）骨形成標(biāo)志物測定1.骨鈣素測定：抗人骨鈣素抗體，兩點法IRMA,酶免疫法，化學(xué)發(fā)光法2.骨性堿性磷酸酶測定化學(xué)法和儀器檢測：熱失活法化學(xué)抑制法（L-苯丙氨酸，L-高精氨酸，左旋咪唑）電泳法，等電聚焦法，麥胚凝集素法，HPLC免疫法：單克隆B-ALP抗體,與肝性-ALP存在5-20%交叉反應(yīng)三、骨代謝標(biāo)志物測定（一）骨形成標(biāo)志物測定1.骨鈣素測定：抗77（二）骨吸收標(biāo)志物測定1.吡啶酚和脫氧吡啶酚的測定HPLC法：小膠原肽段酸水解游離吡啶酚及脫氧吡啶酚色譜柱純化HPLC免疫法：競爭性酶免疫測定（competitiveEIA)單抗檢測脫氧吡啶酚等分子交叉反應(yīng)法檢測吡啶酚競爭性單克隆抗體ELISA法：測定脫氧吡啶酚（二）骨吸收標(biāo)志物測定1.吡啶酚和脫氧吡啶酚的測定小膠原肽段782.C-端肽和N-端肽測定商品化試劑盒：競爭性單克隆抗體ELISA法（NTx）：單克隆抗正常青春期尿液N-端肽片段抗體，檢測N-端肽NTxC-端肽ELISA法（cross-Laps)：兔多克隆抗體，識別與人一致的7肽片段3.耐酒石酸酸性磷酸酶測定不特異4.尿半乳糖羥賴氨酸測定：反相HPLC5.尿羥脯氨酸測定:無組織特異2.C-端肽和N-端肽測定3.耐酒石酸酸性磷酸酶測定4.尿79要求：一、掌握鈣磷鎂的代謝及其異常。二、掌握鈣磷鎂測定的原理，評價及臨床意義三、了解骨代謝異常的生物化學(xué)要求：一、掌握鈣磷鎂的代謝及其異常。80(二)維生素D(VitaminD,VitD)

合成

肝和腎是VitD3活化的主要器官

麥角固醇紫外線麥角鈣化醇(D2)D2

脫氫

7-脫氫膽固醇紫外線膽鈣化醇(D3)活化：VitD3(活性D3)肝腎25-OH-D31.25-(OH)2-D3VitD3羥化酶25-（OH）-D31a羥化酶(二)維生素D(VitaminD,VitD)合81對小腸的作用促進(jìn)小腸對鈣磷的吸收①改變膜磷脂結(jié)構(gòu)，增加對鈣的通透性。②上調(diào)與鈣轉(zhuǎn)運相關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá)③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。對小腸的作用①改變膜磷脂結(jié)構(gòu)，增加對鈣的通透性。②上調(diào)與鈣轉(zhuǎn)82

二、磷代謝異常（一）低磷血癥hypophosphatemia

(血清磷

<0.81mmol/L)原因與機(jī)制胃腸道吸收減少腎磷酸鹽閾值降低

嘔吐腹瀉VitD

缺乏細(xì)胞外轉(zhuǎn)向細(xì)胞內(nèi)

呼吸性堿中毒大量葡萄糖，胰島素

甲狀旁腺功能亢進(jìn)

遺傳性腎小管重吸收↓

二、磷代謝異常（一）低磷血癥hypophosphatem83（一）骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis)概念：是因多種原因引起的骨組織顯微結(jié)構(gòu)受損，骨礦成分和骨基質(zhì)等成分比例減少，骨質(zhì)變薄，骨小梁數(shù)量減少，骨脆性增加，使骨折危險度增高的一種全身骨代謝障礙性疾病。

在美國由于骨質(zhì)疏松，每年引起150萬骨折。1/3的65歲以上女性有脊柱壓迫性骨折。一生中患髖骨骨折的約15%。在我國根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，60歲以上的老年人患骨質(zhì)疏松的男女比例分別為35.8%和73%；45—59歲者為16.9%和51.5%。據(jù)估計我國患骨質(zhì)疏松者約有6000—8000萬之多。二、代謝性骨病的臨床生物化學(xué)（一）骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis)二、代謝性骨病84骨代謝異常生物化學(xué)診斷教學(xué)教材課件85維生素D缺乏腸Ca2+、P3-

吸收↓血Ca2+↓甲狀旁腺代償機(jī)制增強(qiáng)尿P3-

排出舊骨脫鈣↑血P3-↓血鈣正常或稍低鈣磷乘積↓骨樣組織鈣化障礙骨質(zhì)軟化骨樣組織堆積成骨作用↓維生素D缺乏腸Ca2+、P3-吸收↓血Ca2+↓甲狀旁腺86離子選擇電極法游離（離子)鈣的測定（二）血清磷的測定無機(jī)磷＋鉬酸銨磷鉬酸絡(luò)合物340nm(三)鎂測定1.血清總鎂測定分光光度法：鈣鎂試劑(calmagite)，羥甲基偶氮苯萘酚磺酸鹽鄰苯二胺鉬藍(lán)600-700nmMgMg-Calmagite530-550nmEGTACaKCN金屬離子聚乙烯吡咯烷酮表面活性劑蛋白質(zhì)，脂血離子選擇電極法游離（離子)鈣的測定（二）血清磷的測定無機(jī)磷87（二）骨吸收標(biāo)志物測定1.吡啶酚和脫氧吡啶酚的測定HPLC法：小膠原肽段酸水解游離吡啶酚及脫氧吡啶酚色譜柱純化HPLC免疫法：競爭性酶免疫測定（competitiveEIA)單抗檢測脫氧吡啶酚等分子交叉反應(yīng)法檢測吡啶酚競爭性單克隆抗體ELISA法：測定脫氧吡啶酚（二）骨吸收標(biāo)志物測定1.吡啶酚和脫氧吡啶酚的測定小膠原肽段88

細(xì)胞：35%有機(jī)成分：65%無機(jī)物鈣磷鎂少量糖蛋白，骨磷蛋白和γ-羥化蛋白

主要為Ⅰ型膠原骨基質(zhì)骨質(zhì)成骨細(xì)胞破骨細(xì)胞骨細(xì)胞骨原細(xì)胞骨的功能機(jī)械支撐保護(hù)臟器參與代謝骨代謝異常的生物化學(xué)診斷細(xì)胞：35%有機(jī)成分：65%無機(jī)物鈣89第一節(jié)鈣和磷的代謝及調(diào)節(jié)

鈣、磷、鎂在體內(nèi)的分布(%)

鈣磷鎂骨和牙齒：998555軟組織：11545細(xì)胞外液＜0.2＜0.11總量［g(mol)］1000(25)600(19.4)25(1.0)

第一節(jié)鈣和磷的代謝及調(diào)節(jié)鈣、磷、鎂在體內(nèi)的分布(%)90血漿中鈣的存在形式血鈣通常指血漿鈣，正常值為2.25~2.75mmol/L

血鈣

血漿蛋白結(jié)合鈣40%（不可擴(kuò)散）

與弱酸根結(jié)合的鈣15％離子鈣45％可擴(kuò)散血漿中鈣的存在形式血鈣通常指血漿鈣，正常值為與弱酸根結(jié)合的鈣91

血漿中磷的存在形式蛋白結(jié)合磷，游離磷（離子化），復(fù)合物磷正常成人血漿無機(jī)磷含量為0.7~1.1mmol/L血漿磷不如血鈣穩(wěn)定，兒童時期血磷增高，此后隨年齡增長而下降，在15歲時達(dá)成人水平。此變化與堿性磷酸酶的活性有關(guān)。血鈣與血磷之間有一定濃度關(guān)系以mg/dl計算每100ml血液中鈣磷的質(zhì)量之積是一常數(shù)[Ca][P]=36~40成骨作用≈溶骨作用[Ca][P]

＞

40成骨作用＞溶骨作用[Ca][P]

＜

35成骨作用＜溶骨作用（正常成人）（少年兒童）（佝僂癥）血漿中磷的存在形式血漿磷不如血鈣穩(wěn)定，兒童時期血磷增92一、鈣和磷的生理功能（一）鈣的生理功能1.細(xì)胞內(nèi)鈣含量：10-6~10-7mol/L

與磷脂、

二羧酸、鈣結(jié)合蛋白結(jié)合線粒體、肌漿、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一、鈣和磷的生理功能（一）鈣的生理功能93細(xì)胞內(nèi)鈣的功能1.觸發(fā)神經(jīng)-肌肉收縮偶聯(lián)骨骼肌細(xì)胞內(nèi)儲存Ca2+受神經(jīng)沖動而釋放，Ca2+濃度增大到10-7-10-5mol/L時，Ca2+可迅速地與鈣蛋白的鈣結(jié)合亞基結(jié)合，引起一系列構(gòu)象改變后導(dǎo)致肌肉收縮。2.作用于質(zhì)膜，降低細(xì)胞膜的通透性3.為細(xì)胞內(nèi)第二信使，參與細(xì)胞內(nèi)信號傳遞4.酶的輔助因子5.抑制維生素D3-1-羥化酶的活性，參與鈣磷代謝6.鈣結(jié)合蛋白-鈣調(diào)蛋白為酶的調(diào)節(jié)物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)鈣的功能1.觸發(fā)神經(jīng)-肌肉收縮偶聯(lián)94

細(xì)胞外鈣的功能1.是細(xì)胞內(nèi)鈣的來源2.穩(wěn)定神經(jīng)細(xì)胞膜影響其應(yīng)激性。降低神經(jīng)、肌肉的興奮性。↓抽搐3.鈣離子可以作為凝血因子Ⅳ，參與凝血過程細(xì)胞外鈣的功能1.是細(xì)胞內(nèi)鈣的來源95特異、靈敏地反映骨吸收骨堿性磷酸酶(bonealkalinephosphatase):促進(jìn)破骨細(xì)胞凋亡：TGF-βC-端肽和N-端肽測定正常成人血漿無機(jī)磷含量為0.只是偶爾從一些鄉(xiāng)下來的孩子可以看到類似雞胸、O型腿等③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。血鈣與血磷之間有一定濃度關(guān)系一組多原因疾病，與自身免疫有關(guān)反映骨吸收和骨轉(zhuǎn)換程度，但不特異。在我國根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，60歲以上的老年人患骨質(zhì)疏松的男女比例分別為35.總量［g(mol)］1000(25)600(19.游離吡啶酚及脫氧吡啶酚細(xì)胞：磷向細(xì)胞外移出及細(xì)胞破壞[Ca][P]③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。在我國根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，60歲以上的老年人患骨質(zhì)疏松的男女比例分別為35.hypercalcemia

(血清鈣>2.慢性血清鎂與肌肉鎂有交換Ca++Ⅳ特異、靈敏地反映骨吸收Ca++Ⅳ96（二）磷的生理功能1.構(gòu)成多種重要的核苷酸（如ATP、GTP、UTP、CTP等）

2.構(gòu)成核苷酸輔酶類（如NAD+、NADP+、CoA等）和含磷酸根的輔酶（如TPP、磷酸吡哆醛等）

3.細(xì)胞膜磷脂在構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)、維持膜的功能以及代謝調(diào)控上均發(fā)揮重要作用。如酶蛋白及多種功能性蛋白質(zhì)的磷酸與脫磷酸化4.細(xì)胞內(nèi)的磷酸鹽參與許多酶促反應(yīng)如磷酸基轉(zhuǎn)移反應(yīng)、加磷酸反應(yīng)等。

（二）磷的生理功能1.構(gòu)成多種重要的核苷酸（如ATP、GTP97細(xì)胞外磷的功能1.血中磷酸鹽（HPO42-/H2PO4-）是血液緩沖體系的重要組成成分。2.細(xì)胞外磷酸鹽為細(xì)胞內(nèi)以及骨礦化所需磷酸鹽的來源細(xì)胞外磷的功能1.血中磷酸鹽（HPO42-/H2PO4-）是98食物鈣腸吸收

影響因素

血鈣（2.25-2.75mmol/L）蛋白結(jié)合有機(jī)酸結(jié)合骨(99%)其它組織(結(jié)合)(1%)[Ca++]0.01mmol/L糞鈣80%尿鈣(20%)隨血鈣調(diào)節(jié)鈣的正常代謝二、鈣和磷的代謝[Ca++]/[P]≈2/1食物鈣腸吸收影響因素血鈣骨(99%)其它組織(結(jié)合)99

鈣的代謝

1.吸收每日攝入0.6~1.0g部位：小腸上段，主指十二指腸方式：在活性VitD3下的主動吸收過程影響因素：

腸道pH：酸促進(jìn)吸收，乳酸，胃酸,草酸植酸

Ca(H2PO4)2

Ca3(PO4)2

食物中鈣磷比例：Ca:P=2:1時吸收最佳腸道中活性VitD3的影響年齡的影響。

2.排泄

部位：

腎（20％）和腸道（80％）由消化道排泄的鈣量占總量的80％(未吸收鈣及分泌鈣600mg）。由腎排出的鈣占總排鈣的20％（150mg)。鈣的代謝100磷的正常代謝食物磷腸吸收

VitD促進(jìn)

血磷（0.8~1.6mmol/L）骨和牙(85%)其它組織(結(jié)合)(15%)糞磷30%尿磷(70%)隨血磷調(diào)節(jié)磷的正常代謝食物磷腸吸收VitD促進(jìn)血磷骨和牙(8101

磷的代謝

1.吸收每日攝入1.0~1.5g部位：小腸上段主指空腸（70％）方式：食物中的磷主指有機(jī)磷酸酯在磷酸酶的作用下生成H2PO4-，才能被吸收；影響因素：食物中金屬離子的影響:

長期口服氫氧化鋁凝膠以及食物中鈣、鎂、鐵離子過多，均可由于形成不溶性磷酸鹽而影響磷的吸收。2.排泄：腎是磷排泄的主要器官，腎排磷占總排磷的70％，其余30％由糞便排泄磷的代謝1.吸收每日攝入1.0~1.5g102三、鈣和磷及骨代謝的激素調(diào)節(jié)甲狀旁腺素維生素D降鈣素甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白三、鈣和磷及骨代謝的激素調(diào)節(jié)甲狀旁腺素103（一）甲狀旁腺素

parathyroidhormone，PTH合成部位：甲狀旁腺的主細(xì)胞前甲狀旁腺素原(115個Aa)

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

–25Aa

甲狀旁腺素原(90個Aa)

高爾基復(fù)合體

-6Aa

甲狀旁腺素(84個Aa單鏈多肽)

分子量9500（一）甲狀旁腺素

parathyroidh104肝肝肝肝105PTH對血鈣和血磷的調(diào)節(jié)作用

PTH是維持血鈣正常水平的最重要的調(diào)節(jié)因素，它有升高血鈣、降低血磷和酸化血液、促進(jìn)溶骨等作用，其主要靶器官是骨、腎小管，其次是小腸粘膜等。

PTH對血鈣和血磷的調(diào)節(jié)作用PT106

作用機(jī)制：作用于靶細(xì)胞膜，活化腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)，激活A(yù)TP生成cAMP及PPi，cAMP能促使線粒體的鈣轉(zhuǎn)入細(xì)胞漿，PPi則作用于細(xì)胞膜外側(cè)，使膜外側(cè)的鈣進(jìn)入細(xì)胞的，致細(xì)胞的內(nèi)Ca2+升高，并激活胞膜上的鈣泵將Ca2+主動轉(zhuǎn)至胞外。引起血鈣升高。具體如圖作用機(jī)制：作用于靶細(xì)胞膜，活化腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)，激活A(yù)1071.對骨的作用：PTH濃度升高時，骨細(xì)胞則有溶骨效應(yīng)。

間質(zhì)網(wǎng)狀細(xì)胞→破骨細(xì)胞→成骨細(xì)胞→骨細(xì)胞

PTH的作用機(jī)理可表現(xiàn)在二個方面使前破骨細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞向破骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，抑制破骨細(xì)胞向成骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致溶骨和骨鈣的大量釋放。使破骨細(xì)胞的活動性增強(qiáng)，骨鹽溶解，血鈣升高

溶酶體釋放各種水解酶；抑制異檸檬酸脫氫酶的活性，使細(xì)胞內(nèi)檸檬酸，異檸檬酸，乳酸，碳酸及透明質(zhì)酸濃度增加；膠原酶活性增加1.對骨的作用：PTH濃度升高時，骨細(xì)胞則有溶骨效應(yīng)。1082.對腎作用促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管和髓袢上段對鈣的重吸收，抑制近曲小管及遠(yuǎn)曲小管對磷的重吸收，結(jié)果使血鈣升高，血磷降低，尿鈣減少，尿磷增加3.促進(jìn)活性VitD3的形成。4.對小腸的作用為一種間接反應(yīng)，促進(jìn)腸道對鈣磷的重吸收2.對腎作用109第五節(jié)骨代謝相關(guān)指標(biāo)的

實驗室檢查此變化與堿性磷酸酶的活性有關(guān)。這是退行性骨質(zhì)疏松癥最常見和最嚴(yán)重的并發(fā)癥。（四）甲狀旁腺相關(guān)蛋白測定白內(nèi)障皮膚干燥毛發(fā)枯燥指甲易斷出牙異常各種原因?qū)е碌哪I衰引起的骨骼異常。25-(OH)2-D3③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。只是偶爾從一些鄉(xiāng)下來的孩子可以看到類似雞胸、O型腿等據(jù)報道，在南方，1歲以下嬰幼兒，發(fā)生的佝僂病的比率為20～30％，在北方就更高了，（20～45％，與日照時間有密切關(guān)系）但是，有一點值得高興，絕大多數(shù)都是輕中度的缺鈣，重度缺鈣的現(xiàn)在已經(jīng)很少見了PTH的作用機(jī)理可表現(xiàn)在二個方面特異、靈敏地反映骨吸收Ca(H2PO4)2Ca3(PO4)2抑制維生素D3-1-羥化酶的活性，參與鈣磷代謝骨鈣素血清尿素氮、肌酐升高，高磷、低鈣、高鎂血癥(highperformanceliquidchromatography,HPLC)多種細(xì)胞因子、激素和維生素PTH是維持血鈣正常水平的最重要的調(diào)節(jié)因素，它有升高血鈣、降低血磷和酸化血液、促進(jìn)溶骨等作用，其主要靶器官是骨、腎小管，其次是小腸粘膜等。在突觸前的神經(jīng)末梢競爭性的抑制Ca++的進(jìn)入第三節(jié)骨代謝異常的臨床生化(二)維生素D(VitaminD,VitD)

合成

肝和腎是VitD3活化的主要器官

麥角固醇紫外線麥角鈣化醇(D2)D2

脫氫

7-脫氫膽固醇紫外線膽鈣化醇(D3)活化：VitD3(活性D3)肝腎25-OH-D31.25-(OH)2-D3VitD3羥化酶25-（OH）-D31a羥化酶第五節(jié)骨代謝相關(guān)指標(biāo)的

實驗室檢110高Ca2+外源性食物內(nèi)源性(皮膚)維生素D3肝臟25-羥化酶1,25-(OH)2D325-(OH)D3低P3-高P3-腎1-a羥化酶降鈣素甲狀旁腺素?zé)o生物活性微弱生物活性生物活性明顯增加低Ca2+()

(＋)(＋)()()()高Ca2+外源性食物內(nèi)源性(皮膚)維生素D3肝臟2111對小腸的作用促進(jìn)小腸對鈣磷的吸收①改變膜磷脂結(jié)構(gòu)，增加對鈣的通透性。②上調(diào)與鈣轉(zhuǎn)運相關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá)③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。對小腸的作用①改變膜磷脂結(jié)構(gòu)，增加對鈣的通透性。②上調(diào)與鈣轉(zhuǎn)1122.對骨骼的作用：直接作用是促進(jìn)溶骨：加速破骨細(xì)胞的形成，增強(qiáng)破骨細(xì)胞的活性間接作用是促進(jìn)骨的鈣化：促進(jìn)腸道對鈣磷的吸收，增加血鈣結(jié)果表現(xiàn)為促進(jìn)骨組織的更新3.對腎的作用：促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞對鈣磷的重吸收（同PTH比較）

其機(jī)制是增加細(xì)胞內(nèi)鈣結(jié)合蛋白的生物合成，從而促進(jìn)鈣磷的吸收。2.對骨骼的作用：113（三）降鈣素（calcitonin,CT）

合成：由甲狀腺濾泡旁細(xì)胞合成和分泌的一種單鏈多肽。32Aa,分子量3418

血鈣增高時，CT分泌增多；血鈣降低時，CT分泌減少作用：1.對骨的作用抑制骨基質(zhì)分解和骨鹽溶解：抑制破骨細(xì)胞的活性；促進(jìn)骨鹽沉積：促使破骨細(xì)胞向成骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致骨鹽沉積。2.對腎臟的作用

CT可直接作用于腎臟的近曲小管，抑制鈣磷的重吸收，使尿鈣的排出增加。3.對小腸的作用：主要是間接作用，通過抑制活性D3的形成，而抑制小腸的鈣磷的重吸收。（三）降鈣素（calcitonin,CT）合成：由114甲狀旁腺素維生素D3降鈣素來源甲狀旁腺皮膚甲狀腺C細(xì)胞對鈣磷代謝的影響骨溶骨作用↑↑↓成骨作用↓↑↑腎重吸收鈣↑↑↓重吸收磷↓↑↓腸吸收鈣↑↑無明顯影響血鈣血磷總效應(yīng)↑↑↓↓↑↓保鈣排磷保鈣保磷排鈣排磷甲狀旁腺素、維生素D、降鈣素對鈣磷代謝的影響甲狀旁腺素維生素D3降鈣素來源甲狀旁腺皮膚甲狀腺C115（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

(PTHrP)1987年研究某些癌癥引起惡性腫瘤體液性高鈣血癥(humoralhypercalcemiaofmalignancy，HHM)時發(fā)現(xiàn)。約有75～80%惡性腫瘤并發(fā)高鈣血癥，如乳癌,腎癌,多發(fā)性骨髓瘤,淋巴瘤和白血病等。它與PTH的氨基酸結(jié)構(gòu)相近，可與PTH受體結(jié)合，并發(fā)揮甲狀旁腺素的功能，引起血鈣升高。（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

116③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用。兩點法IRMA,酶免疫法，化學(xué)發(fā)光法甲狀旁腺素(84個Aa單鏈多肽)三、了解骨代謝異常的生物化學(xué)（一）甲狀旁腺素

parathyroidhormone，PTH75mmol/L主要表現(xiàn)為神經(jīng)和精神與行動的異常PTH的作用機(jī)理可表現(xiàn)在二個方面第三節(jié)骨代謝異常的臨床生化少量糖蛋白，骨磷蛋白和γ-羥化蛋白hyperphosphatemia

(血清磷>1.第四節(jié)骨代謝疾病的生化標(biāo)志物與檢測前膠原肽腎疾患在突觸前的神經(jīng)末梢競爭性的抑制Ca++的進(jìn)入骨質(zhì)軟化癥

（osteomalacia)佝僂病1,25-(OH)2D3二、代謝性骨病的臨床生物化學(xué)血清堿性磷酸酶測定、鈣、磷、腸Ca2+、P3-吸收↓25-（OH）-D31a羥化酶第二節(jié)鈣、磷、鎂代謝紊亂

一、鈣代謝異常（一）低鈣血癥

hypocalcemia

(血清鈣

<2.25mmol/L)應(yīng)注意血鈣與血Ca++的區(qū)別Ca2++清蛋白[OH

-]

（游離鈣/擴(kuò)散鈣）（結(jié)合鈣/非擴(kuò)散鈣）（具有生理活性作用）[H+]

Ca2+-清蛋白③提高腺苷環(huán)化酶的活性，作為第二信使發(fā)揮作用117原因與機(jī)制低清蛋白血癥，血清總鈣降低VitD代謝障礙

VitD缺乏

食物中缺乏VD——營養(yǎng)性佝僂病腸吸收障礙：慢性腹瀉等VitD羥化障礙甲狀旁腺功能減退

原發(fā)性

一組多原因疾病，與自身免疫有關(guān)

繼發(fā)性

醫(yī)源性慢性腎功能衰竭高磷血癥原因與機(jī)制VitD代謝障礙VitD缺乏食物中118低鈣癥狀口周麻木四肢遠(yuǎn)端感覺異常（早期）神經(jīng)肌肉興奮性上升→肌肉痙攣抽搐佝僂病：方顱X形腿O形腿雞胸念珠胸ALP↑白內(nèi)障皮膚干燥毛發(fā)枯燥指甲易斷出牙異常CT影像學(xué)檢查頭顱有基底結(jié)鈣化低鈣癥狀口周麻木四肢遠(yuǎn)端感覺異常（早期）119佝僂病佝僂病就是我們常說的嬰幼兒“缺鈣”，（老年人缺鈣容易引起骨質(zhì)疏松）即使是現(xiàn)在的生活水平提高了很多，但是現(xiàn)在佝僂病的發(fā)病率還是很高的。據(jù)報道，在南方，1歲以下嬰幼兒，發(fā)生的佝僂病的比率為20～30％，在北方就更高了，（20～45％，與日照時間有密切關(guān)系）但是，有一點值得高興，絕大多數(shù)都是輕中度的缺鈣，重度缺鈣的現(xiàn)在已經(jīng)很少見了只是偶爾從一些鄉(xiāng)下來的孩子可以看到類似雞胸、O型腿等佝僂病佝僂病就是我們常說的嬰幼兒“缺鈣”，（老年人缺鈣容易引120佝僂病實例圖片佝僂病實例圖片121雞胸病實例圖片雞胸病實例圖片122膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠原的成分占到有機(jī)質(zhì)的90%，I型膠原一、鈣、磷、鎂的實驗室檢查各種原因?qū)е碌哪I衰引起的骨骼異常。（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

(PTHrP)甲狀旁腺功能亢進(jìn)遺傳性腎小管重吸收↓以mg/dl計算每100ml血液中鈣磷的質(zhì)量之積是一常數(shù)促進(jìn)活性VitD3的形成。8-羥基喹啉遮蓋鎂離子hyperphosphatemia

(血清磷>1.吡啶酚/羥賴氨酰吡啶酚25-(OH)2-D3腸Ca2+、P3-吸收↓游離（離子)鈣的測定25-（OH）-D31a羥化酶（四）甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白

(PTHrP)骨代謝異常的生物化學(xué)診斷少量糖蛋白，骨磷蛋白和γ-羥化蛋白血漿中磷的存在形式血中磷酸鹽（HPO42-/H2PO4-）是血液緩沖體系的重要組成成分。血清尿素氮、肌酐升高，高磷、低鈣、高鎂血癥O型腿實例圖片膠原交聯(lián)

骨由無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成，膠原的成分占到有機(jī)質(zhì)的90123(二）高鈣血癥

主要原因：溶骨作用于增強(qiáng)，小