骨代謝異常的生物化學(xué)診斷

骨代謝異常的生物化學(xué)診斷

第十二章教學(xué)內(nèi)容骨的基礎(chǔ)概要骨無機物

有機基質(zhì)骨組織

礦物質(zhì)：鈣、磷、鎂、鈉、鐵、氟骨鹽：羥磷灰石結(jié)晶、磷酸氫鈣膠原：Ⅰ型膠原非膠原：蛋白質(zhì)、多糖、脂類、糖蛋白骨組織細胞：骨細胞、成骨細胞、破骨細胞骨纖維骨鹽骨鹽65%DBCA磷酸鈣占84%CaCO3占10%檸檬酸鈣占2%磷酸鎂占1%E

Na2HPO4

占2%骨鹽增加骨的硬度，占骨干重量的65％。共中鈣含量最多，其次為磷。骨鹽骨鹽約有60%以結(jié)晶的羥磷灰石形式存在，其余40%為無定形的CaHPO4。據(jù)認為后者可以轉(zhuǎn)變?yōu)榍罢?。羥磷灰石［Ca10（P04）6（0H）2］是微細的結(jié)晶，亦稱骨晶。每克骨鹽約含有1016個結(jié)晶，總的表面積可達100平方米，體液中其他離子如Ca2+、Mg2+、Na+

、Cl-、HC03-、F-、檸檬酸根等可吸附在羥磷灰石的晶格之間。骨晶性質(zhì)穩(wěn)定，不易解離，但在其表層進行離子交換的速度較快。骨鹽骨中鎂離子占體內(nèi)鎂離子總量的50%，鈉離子也占體內(nèi)鈉離子總量約35%，大部分鈉易于交換。所以骨骼不僅是身體的支持組織，也是貯存大量鈣、磷、鎂的器官，在維持體液電解質(zhì)濃度的穩(wěn)定性上具有重要作用。此外，骨鹽中的Ca2+還可與體液中的H＋交換，當(dāng)體液中H+增多（酸中毒）時，由于Ca2+-H＋交換，可致骨鹽溶解。

膠原

約占90％以上骨基質(zhì)

骨鈣素

非膠原

骨連接蛋白有機基質(zhì)有機基質(zhì)決定骨的形狀及韌性；主要包括蛋白質(zhì)、Ⅰ型膠原、多糖類物質(zhì)、脂類和糖蛋白復(fù)合體，如骨連接蛋白、骨鈣素和骨磷酸蛋白等。骨組織骨組織由骨組織細胞和骨纖維組成骨組織細胞占總體積的2～3

%

骨細胞：是骨的主體細胞，是由成骨細胞包埋在骨基質(zhì)中而形成成骨細胞：合成膠原纖維、糖蛋白復(fù)合體和RNA，并通過新合成的基質(zhì)控制無機物，促進骨形成；自細胞外液運送鈣離子至骨基質(zhì)，是實現(xiàn)骨骼發(fā)育、生長的主要細胞破骨細胞：由間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化而來，（產(chǎn)生酸和蛋白水解酶，分解無機物和水解有機基質(zhì)，促進骨吸收）主要是促進骨鹽溶解，同時與成骨細胞相互協(xié)調(diào)，共同維護骨的正常代謝。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，促進骨的生長、修復(fù)，參與骨骼的新陳代謝。骨的組織細胞（骨細胞、成骨細胞和破骨細胞）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)，共同維護骨的正常代謝，實現(xiàn)骨骼發(fā)育、生長。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)、成骨細胞和/或破骨細胞功能異常，引起的骨基質(zhì)、骨細胞代謝紊亂。包括骨質(zhì)疏松癥、骨軟化病、佝僂病等。第一節(jié)骨代謝及其異常鈣、磷、鎂是骨組織的主要無機元素，具有廣泛的生理功能。如果體內(nèi)這些無機元素調(diào)節(jié)失調(diào)，可導(dǎo)致多種骨代謝疾病。人體內(nèi)鈣、磷和鎂主要分布于骨和齒中，在組織及體液中分布較少；在血漿中以游離、與蛋白結(jié)合或與其他陰離子形成復(fù)合物等形式存在。人體內(nèi)鈣、磷和鎂的濃度由腸道吸收、骨質(zhì)的沉積和吸收、腎臟排泌所調(diào)節(jié)；調(diào)控這些過程的主要激素是甲狀旁腺激素、l，25-（OH）2D3和降鈣素等。鈣鹽和磷酸鹽是人體內(nèi)含量最多的無機鹽，成人體內(nèi)鈣總量約為1000g，磷為600g，約99％的鈣和85％以上的磷及一半以上的鎂存在于骨骼和牙齒中，所以，骨骼和牙齒是人體Ca、P最大的儲存庫。骨骼中有1％的鈣可自由與細胞外液交換，它起到了鈣庫的作用。Ca、P除了作為骨骼、牙齒的主要成份外，在體內(nèi)還有其他一系列十分重要的生理作用。一、鈣代謝鈣離子的生理功能1．血漿鈣離子可降低毛細血管和細胞膜的通透性，降低神經(jīng)、肌肉的興奮性，當(dāng)血漿鈣離子的濃度降低時，神經(jīng)、肌肉的興奮性增高，可引起抽搐。

Na++K+

神經(jīng)肌肉的興奮性∝

Ca2++Mg2++H+2．血漿鈣離子作為血漿凝血因子Ⅳ參與凝血過程，它是凝血酶原（Ⅱ）、因子Ⅸ、因子Ⅹ、因子ⅩⅢ的激活作用中不可缺少的輔助因子。

3．骨骼肌中的鈣離子可引起肌肉收縮，當(dāng)肌細胞內(nèi)儲存鈣離子受神經(jīng)沖動而釋放，鈣離子濃度增大到10-7～10-5mol／L時，鈣離子可迅速地與肌鈣蛋白的鈣結(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。

4．鈣離子是重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)，一方面作用于質(zhì)膜，影響膜的通透性及膜的轉(zhuǎn)運。一方面在細胞內(nèi)鈣離子作為第二信使起著重要的代謝調(diào)節(jié)作用。此外，鈣離子還是許多酶(脂肪酶、ATP酶)的激活劑，鈣離子還能抑制維生素D3lα-羥化酶的活性，從而影響代謝。鈣的吸收與排泄正常成人日攝入鈣量在0.6～1.0g之間。發(fā)育期兒童、孕婦及哺乳期婦女需較多的鈣。食物鈣主要含于牛奶、乳制品及果菜中。鈣吸收主要是在活性維生素D3調(diào)節(jié)下的主動吸收。吸收部位在十二指腸，成人每日可吸收0.1～0.4g，腸管pH明顯地影響鈣的吸收，偏堿時可以促進不吸收的Ca3(P04)2生成，因而能減少鈣的吸收。乳酸、氨基酸及胃酸等酸性物質(zhì)有利于可吸收的Ca(H2P04)2的形成，因此能促進鈣的吸收。食物中的草酸和植酸可與鈣形成不溶性鹽，影響鈣的吸收。食物中鈣磷比例對吸收也有一定影響，Ca:P=2:1時吸收最佳。鈣通過腸管及腎排泄。由消化道排出的鈣一部分是未吸收的食物鈣，另一部分是腸管分泌的鈣(每日可達600mg)，分泌的鈣量可因攝入高鈣膳食而增加，嚴重腹瀉排鈣過多可導(dǎo)致缺鈣。經(jīng)腎排泄的鈣占體內(nèi)總排鈣量的20％。每日由腎小球濾出約10g鈣，其中約一半在近曲小管被重吸收，1／5在髓袢升段被吸收，其余在遠曲小管和集合管被吸收，尿中排鈣量只占濾過量的1.5％(約150mg)。尿鈣的排出量受血鈣濃度的直接影響，血鈣低于2.4mmol／L時尿中無鈣排出。鈣的吸收與排泄

鈣在血漿中的存在形式血鈣幾乎全部存在于血漿中，正常人血鈣波動甚小，保持于2．25～2.75mmol／L(10±lmg／dl)，血漿中發(fā)揮生理功能的是離子鈣，離子選擇電極方法可直接測定血清中離子鈣的濃度。其正常參考值為0.94～1.26mmol/L。

復(fù)合鈣占15％

擴散鈣占60％

離子鈣占45％血漿鈣

非擴散鈣占40％鈣在血漿中的存在形式復(fù)合鈣：與檸檬酸、重碳酸根、磷酸鹽分子中的陰離子結(jié)合形成的不解離的鈣。離子鈣：是發(fā)揮生理作用的部分，當(dāng)離子鈣濃度降低時，非擴散鈣可逐漸釋放Ca2+；對需要大量輸血的手術(shù)病人，血液中含有檸檬酸鹽等抗凝劑，因檸檬酸鹽等與Ca2+結(jié)合為復(fù)合鈣，測定血漿中總鈣水平變化不大，但離子鈣水平下降，所以只有根據(jù)離子鈣水平來決定是否補鈣。非擴散鈣：是指與蛋白質(zhì)（主要是白蛋白占32％）結(jié)合的鈣，它們不能通過毛細血管壁，也不具有生理功能，當(dāng)血漿蛋白濃度嚴重下降時，這部分鈣可明顯減少，血清總鈣量也下降，但不影響血清Ca2+的濃度，不出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象。非擴散鈣與離子鈣可以互相轉(zhuǎn)化。血清pH值對血鈣濃度有顯著影響，酸中毒時蛋白結(jié)合鈣向離子鈣轉(zhuǎn)化；堿中毒時，血漿離子鈣濃度降低，此時雖血漿總鈣含量無改變，亦可出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象。pH每改變0.l，血清游離鈣濃度改變0.05mmol/L，故在測定Ca2+同時要測pH

HCO3-

Ca2++血漿蛋白質(zhì)蛋白結(jié)合鈣

H+多發(fā)性骨髓瘤病人，高濃度的球蛋白能大量結(jié)合鈣，引起血清總鈣濃度增加。鈣在血漿中的存在形式二、磷代謝磷的生理功能1.血中磷酸鹽是血液緩沖體系的重要組成成分。血漿中Na2HPO4紅細胞中K2HPO4NaH2PO4KH2PO42.細胞內(nèi)的磷酸鹽是許多酶促合成、轉(zhuǎn)移和分解反應(yīng)的底物或產(chǎn)物，并與許多化合物結(jié)合形成代謝的中間物，直接參與各種代謝反應(yīng)。如磷酸葡萄糖、磷酸甘油、磷酸化酶、蛋白激酶等都可以通過磷酸化作用及脫磷酸作用改變它們的活動3.磷構(gòu)成核苷酸輔酶類(如NAD+、NADP+

、FMN+

、FAD+

、CoA等)和含磷酸根的輔酶(如TPP、磷酸吡哆醛等)，還構(gòu)成多種重要的核苷酸(如ATP、GTP、UTP、CTP、CAMP、CGMP)。4.細胞膜磷脂在構(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。5.磷的有機化合物是DNA、RNA等大分子化合物的組成成份。

磷的吸收與排泄成人每日進食磷約1.0～1.5g，以有機磷酸酯和磷脂為主，在腸管內(nèi)磷酸酶的作用下分解為無機磷酸鹽。磷在空腸吸收最快，吸收率達70％，低磷膳食時吸收率可達90％。由于磷的吸收不良而引起的缺磷現(xiàn)象較少見，但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。腎是排泄磷的主要器官，腎排出的磷占總磷排出量的70％，30％由糞便排出。每天經(jīng)腎小管濾過的磷可達5g，約85％～95％被腎小管(主要是近曲小管)重吸收。血磷

血液中的磷以有機磷和無機磷兩種形式存在。有機磷酸酯和磷脂存在于血細胞和血漿中，含量甚大，血磷通常是指血漿中的無機磷，血漿無機磷酸鹽的80％～85％以HP042-的形式存在，其余為H2P04-，PO43-

僅含微量。血磷血漿磷的濃度不如血漿鈣濃度穩(wěn)定，兒童時期血磷高是由于兒童處于成骨旺盛期，堿性磷酸酶活性較高所致。

成年人血磷也有一定的生理變動，進食、攝糖、注射胰島素和腎上腺素等情況下，由于細胞內(nèi)磷的利用增加，也可引起血磷降低。

血鈣與血磷之間也有一定的濃度關(guān)系，正常人鈣、磷濃度(mg／dl)的乘積在34～40之間，病理條件下此值可高于40或低于34。

正常人血清磷參考區(qū)間為0.81～1.45mmol/L。三、鎂代謝鎂的生理功能：細胞內(nèi)與細胞外鎂具有不同的生理、生物化學(xué)功能。骨骼是鎂的主要儲備庫。細胞內(nèi)鎂的功能①是300多種酶的輔助因子，廣泛參與各種生命活動。Mg2+與ATP分子的β-和γ-磷酸基構(gòu)成螯合物，降低ATP分子的電負性，參與一切需要ATP的生物化學(xué)反應(yīng)。②參與酶底物形成，如MgATP和MgGTP。③Mg2+是許多酶系統(tǒng)的變構(gòu)效應(yīng)激活因子，如腺苷酸環(huán)化酶、Na+-K+-ATP酶(Na+-K+-ATPase)、Ca2+-ATP酶、磷酸果糖激酶以及肌酸激酶等都需要鎂的激活。鳥嘌呤核苷酸調(diào)節(jié)蛋白Gs和Gi活化亦需Mg2+參與。④Mg2+在氧化磷酸化、糖酵解、細胞復(fù)制、核苷酸代謝以及蛋白生物合成中起著重要作用。細胞外鎂的功能①細胞內(nèi)鎂的來源；②降低神經(jīng)、肌肉興奮性。③Mg2+在突觸前的神經(jīng)末梢競爭性抑制Ca2+的進入，影響神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)肌肉連接點的釋放。血清鎂濃度減少會導(dǎo)致神經(jīng)肌肉應(yīng)激性增加。

因此，Mg2+與體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、酶的結(jié)構(gòu)、代謝與功能，正常神經(jīng)、肌肉功能的維持，都有密切關(guān)系，在維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和維持機體正常生命活動中起著重要作用。鎂的吸收與排泄鎂的日攝入量約為250mg，其中2／3來自谷物和蔬菜。小腸對鎂的吸收是主動轉(zhuǎn)運過程，吸收部位主要在回腸，未吸收部分隨糞便排出。消化液中也含有多量的鎂，長期或短期大量丟失消化液是造成缺鎂的主要原因。消化道手術(shù)或造瘺術(shù)后未及時補充鎂，可出現(xiàn)缺鎂綜合征。

鎂的吸收與排泄體內(nèi)鎂的主要排泄途徑是腎，每日經(jīng)腎小球濾過鎂1.8g，再由腎小管(特別是髓袢)將大部分濾過的鎂重吸收，僅有2％～5％由尿排出。紅細胞中的鎂約為血清鎂的3倍，故測血清鎂時應(yīng)防溶血。肌肉鎂：有核細胞中存在的鎂約有80％存在于肌肉中。肌肉是維持鎂平衡的重要組織。急性鎂缺乏實驗所引起的低鎂血癥不波及肌肉鎂。慢性鎂缺乏病人雖然血鎂在正常范圍，但肌肉鎂卻顯著降低。急、慢性高鎂血癥時肌肉鎂均不增加。鎂的代謝及功能與鈣、磷水平密切相關(guān)。人體含鎂量約25g，骨中鎂主要以Mg3（PO4）2和MgCO3的形式存在，吸附于羥磷灰石表面。鎂與鈣不同，不易隨機體的需要從骨中動員出來，但鎂在一定程度上可置換骨中的鈣，其置換的量取決于骨鈣動員的狀況，故鎂的含量影響骨的代謝。骨鎂含量的改變可能會造成一些骨代謝疾病，患骨質(zhì)疏松的絕經(jīng)期婦女患者中有60％發(fā)生鎂吸收不良。高鎂可影響成骨作用，骨鎂升高，使礦化過程減慢，可能發(fā)生骨營養(yǎng)不良。血鎂血清鎂：正常人血清鎂約為0.81mmo1/L～1.45mmo1/L，男略高于女。血清鎂有三種存在形式：離子鎂：Mg2+約占血清總鎂量的55％；鎂鹽：與重碳酸、磷酸、檸檬酸等形成的鎂鹽約占15％；蛋白結(jié)合鎂：約占30％。前兩類屬于可濾過鎂，離子鎂具有生理活性。四、骨代謝激素調(diào)節(jié)

鈣、磷及骨代謝的主要調(diào)節(jié)激素是PTH、1,25-(OH)2D3、l,25-(OH)2D2以及降鈣素，PTH促進骨吸收，降鈣素抑制骨吸收，活性維生素D及其代謝產(chǎn)物具有雙向調(diào)節(jié)作用。四、骨代謝激素調(diào)節(jié)(一)甲狀旁腺素甲狀旁腺素(parathyroidhormone，PTH)是由甲狀旁腺的主細胞合成并分泌的一種單鏈多肽。初合成的是含115個氨基酸殘基的前甲狀旁腺素原，再在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)去掉N端25個氨基酸殘基形成甲狀旁腺素原，后者在高爾基復(fù)合體內(nèi)從N端去掉一個六肽，形成84個氨基酸殘基的PTH，分子量9500。(一)甲狀旁腺素（PTH）在肝枯否細胞及腎小管細胞，PTH均可被分解為N端和C端兩個片段，N片段具有PTH活性，可被肝細胞、腎及骨組織攝取，C片段無PTH活性。只要具有N端的1～34個氨基酸片段，即可有完全的PTH的生物活性，甚至比84個氨基酸的PTH活性更強。(一)甲狀旁腺素（PTH）氨基酸PTH原C斷片PTH前PTH原N斷片血液PTH原PTHC斷片N斷片血管(一)甲狀旁腺素（PTH）

PTH是維持血鈣正常水平的最重要的調(diào)節(jié)因素，而PTH的分泌也主要受血鈣水平的影響，它有升高血鈣、降低血磷和酸化血液等作用，其主要靶器官是骨、腎小管，其次是小腸粘膜等。PTH的合成與分泌受細胞外液Ca2+濃度的負反饋調(diào)節(jié)，血鈣濃度降低可促進PTH合成與分泌，血鈣濃度高則抑制PTH合成與分泌。血鈣在1.3～3.9mmo1/L范圍內(nèi)與PTH分泌呈負相關(guān)。PTH對血鈣的調(diào)節(jié)(一)甲狀旁腺素（PTH）

PTH對靶器官的作用機制

PTH作用于靶細胞膜，活化腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)，增加胞質(zhì)內(nèi)cAMP及焦磷酸鹽濃度。cAMP能促進線粒體Ca2+

轉(zhuǎn)入胞質(zhì)；焦磷酸鹽則作用于細胞膜外側(cè)，使膜外側(cè)的Ca2+進入細胞，結(jié)果引起胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度增加，并激活細胞膜上的“鈣泵”，將Ca2+主動轉(zhuǎn)運至細胞外液，導(dǎo)致血鈣升高。ATP焦磷酸鹽激活Ca泵(一)甲狀旁腺素（PTH）

PTH對骨的作用骨是最大的鈣儲存庫，PTH總的作用是促進溶骨，提高血鈣。①PTH促使已形成的破骨細胞的活性增強，骨鹽溶解，血鈣升高；②PTH將前破骨細胞和間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化為破骨細胞，同時抑制成骨細胞的活動，抑制破骨細胞向成骨細胞的轉(zhuǎn)化，使破骨細胞的活性增強、數(shù)目增多，引起溶骨作用和骨鈣的大量釋放，血鈣升高。PTH對破骨細胞的作用是使細胞內(nèi)Ca2+濃度增加，進而促使溶酶體釋放各種水解酶；另一方面抑制異檸檬酸脫氫酶等酶活性，使細胞內(nèi)異檸檬酸、檸檬酸、乳酸、碳酸及透明質(zhì)酸等濃度增高，促進溶骨。此外，膠原酶活性也顯著升高，這均有利于溶骨作用。(一)甲狀旁腺素（PTH）

PTH對腎的作用主要是促進磷的排出及鈣的重吸收，進而降低血磷，升高血鈣。它作用于腎遠曲小管和髓袢上升段以促進鈣的重吸收；抑制近曲小管及遠曲小管對磷的重吸收，使尿磷增加。

(一)甲狀旁腺素（PTH）PTH對維生素D的作用它能使腎25-(OH)-D3-1α-羥化酶的活性增高，從而促進25-(OH)-D3的1α-羥化作用。PTH對小腸的作用PTH刺激腎25-(OH)-D3-1α-羥化酶，促進1α，25-(OH)2D3的生成，后者作用于小腸，促進小腸對鈣和磷的吸收。甲狀旁腺激素的調(diào)節(jié)異常甲狀旁腺功能異常多見于甲狀旁腺功能亢進的代謝性骨病。甲狀旁腺功能亢進：①繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進：好發(fā)于腎功能不全、維生素D缺乏、妊娠期或哺乳期母體失鈣過多者。上述病因?qū)е碌脱}，刺激PTH分泌增加，但血鈣低于正常。②原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進：單發(fā)甲狀旁腺腺瘤占86％，多發(fā)甲狀旁腺腺瘤占6％，甲狀旁腺增生占5％，甲狀旁腺癌占l％。上述病因?qū)е翽TH自主分泌，不受反饋調(diào)節(jié)，血鈣持續(xù)升高。甲狀旁腺激素的調(diào)節(jié)異常甲狀旁腺功能減退：①繼發(fā)性甲狀旁腺功能減退：多見于甲狀腺手術(shù)時誤將甲狀旁腺切除或損傷所致：②特發(fā)性甲狀旁腺功能減退：系自身免疫性疾病；③假性甲狀旁腺功能減退：PTH結(jié)構(gòu)異?；虬衅鞴偈荏w異常。(二)活性維生素D維生素D2(麥角鈣化醇)、維生素D3(膽鈣化醇)具有相同的生理作用，且都必須在體內(nèi)進行一定的代謝轉(zhuǎn)變，成為活化型后才能發(fā)揮其生物學(xué)作用，肝和腎是維生素D活化的主要器官。l,25-(OH)2D3對鈣、磷代謝的總效果為升高血鈣和血磷，其作用的靶器官主要是小腸、骨和腎臟。(二)活性維生素D肝細胞微粒體中有維生素D3-25-羥化酶系，可在NADPH、O2和Mg2+參與下將維生素D3羥化生成25-(OH)-D3，在肝生成的25-(OH)-D3與血漿中特異的α2-球蛋白(D結(jié)合蛋白)結(jié)合，運輸至腎，在腎近曲小管上皮細胞線粒體中的25-(OH)-D3-1α-羥化酶系(包括黃素酶、鐵硫蛋白和細胞色素P450)的催化下，羥化生成1α，25-(OH)2D3，后者具有較強的生理活性，其活性比維生素D3高10～15倍，被視為維生素D的活性型，并被當(dāng)作激素。(二)活性維生素D無機磷可抑制25(OH)-D-lα-羥化酶系的活性，故當(dāng)血磷降低時可促進1α，25-(OH)2-D3的生成，血磷正?；蛟龈邥r，25-(OH)-D3-1α-羥化酶系活性降低;甲狀旁腺激素亦可促進lα，25-(OH)2-D3的生成；PTH抑制24-羥化酶的合成，促進1α–羥化酶的合成;而降鈣素則抑制此過程。(二)活性維生素D1α，25-(OH)2-D3能反饋地抑制25-OH-D3-lα-羥化酶的活性，但可誘導(dǎo)腎25-OH-D3-24-羥化酶的合成。故當(dāng)體內(nèi)lα，25(OH)2-D3減少時，25-(OH)-D3傾向于合成高活性的1α，25(OH)2D3，而當(dāng)lα，25(OH)2-D3過多時，可形成低活性的1，24，25-(OH)3-D3，這對于防止體內(nèi)活性維生素D產(chǎn)生過多，控制維生素D中毒有重要意義。(二)活性維生素D對小腸的作用1α，25-(OH)2-D3具有促進小腸對鈣、磷的吸收和轉(zhuǎn)運的雙重作用，即促進腸粘膜細胞膜對鈣的通透、細胞內(nèi)的結(jié)合及轉(zhuǎn)運。腸粘膜上皮細胞刷狀緣存在著可控制Ca2+通透的孔道，而在基底膜一側(cè)Ca2+向血液的轉(zhuǎn)運是在Ca-ATP酶作用下的主動耗能過程。(二)活性維生素D

對骨的作用1α，25-(OH)2-D3對骨的直接作用是促進溶骨，1α，25-(OH)2-D3與PTH協(xié)同作用下，加速破骨細胞的形成，增強破骨細胞活性；通過促進腸管鈣、磷的吸收及促進溶骨，使血鈣、血磷水平增高以利于骨的鈣化。也就是說，1α，25-(OH)2-D3能維持骨鹽溶解與沉積的對立統(tǒng)一過程，有利于骨的更新與生長。對腎的作用1α，25-(OH)2-D3對腎小管上皮細胞的作用是促進對鈣、磷的重吸收。其機制也是增加細胞內(nèi)鈣結(jié)合蛋白的生物合成。活性維生素D的調(diào)節(jié)異常臨床常見維生素D缺乏或代謝障礙而導(dǎo)致骨組織內(nèi)類骨組織過多聚積的慢性全身性疾病，如佝僂病（rickets）和骨軟化癥（osteomalacia）。⑴佝僂病和骨軟化癥：由于維生素D攝入不足或接受陽光太少，致l,25-(OH)2D3缺乏，使鈣、磷從腸道吸收減少，導(dǎo)致血鈣、磷下降，而促使PTH分泌增加、骨質(zhì)脫鈣，以維持血鈣正常。由于腎小管對磷的重吸收減少，使尿磷增加而血磷堿少，鈣、磷不能在骨基質(zhì)中充分沉積，導(dǎo)致類骨組織大量堆積。病變?nèi)绨l(fā)生在生長中的骨骼，則引起佝僂病，多見于嬰幼兒，稱為嬰幼兒佝僂病；發(fā)生在年齡較大的兒童者，稱為晚期佝僂病，較為少見。病變?nèi)绨l(fā)生在成年人，骨的生長已停止者，則稱為骨軟化癥活性維生素D的調(diào)節(jié)異常

⑵肝性佝僂病和腎性佝僂病：維生素D代謝障礙：嚴重肝損害時，肝細胞25-羥化酶合成障礙，維生素D羥化不足，引起肝性佝僂病。慢性腎功能不全時，腎小管合成25-(OH)D3-lα-羥化酶不足，而使l,25-(OH)2D3減少，鈣、磷吸收減少，又因腎小球濾過功能下降，磷酸鹽潴留，也使鈣排出增加，最終血磷偏高，血鈣減少。上述改變促使PTH分泌增加，骨質(zhì)脫鈣，鈣鹽沉積障礙，引起腎性佝僂病?；钚跃S生素D的調(diào)節(jié)異常

⑶維生素D依賴性佝僂病（VDDR）：又稱假性維生素D缺乏癥，是一種罕見的先天性維生素D代謝缺陷性疾病。VDDR分力Ⅰ型和Ⅱ型：①VDDRI型：患者血中l(wèi),25-(OH)2D3水平下降，此病的缺陷為腎臟25-(OH)D3-lα-羥化酶缺乏，多發(fā)生于2歲以前，常在6個月內(nèi)即可發(fā)病，用大劑量維生素D可使疾病緩解；②VDDRⅡ型：該型患者血中l(wèi),25-(OH)2D3正?；蛏?，細胞內(nèi)l,25-(OH)2D3受體有缺陷。有報道該類患者約50％對任何形式的維生素D治療無效，有學(xué)者將該病命名為遺傳性l,25-(OH)2D3抵抗疾病。

(三)降鈣素（CT）是由甲狀腺濾泡旁細胞(C細胞)合成、分泌的一種單鏈多肽激素，由32個氨基酸殘基組成，分子3418D。CT在初合成時是由136個氨基酸殘基組成的分子量為15000的前體物。此前體物中還含有一個稱為降鈣蛋白（下鈣素）的2l肽肽段。當(dāng)血鈣增高時，降鈣素及降鈣蛋白等分子分泌，降鈣蛋白能增強降鈣素降低血鈣的作用，血鈣低于正常時CT分泌減少。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)。(三)降鈣素（CT）CT作用的主要靶器官是骨、腎和小腸。CT對骨的作用：CT的作用與PTH相反，是抑制破骨細胞活性，從而抑制骨基質(zhì)的分解和骨鹽溶解，同時抑制破骨細胞的生成，還有使間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒羌毎淖饔?，結(jié)果促進骨鹽沉積，降低血鈣。CT對腎的作用：主要抑制腎小管對鈣、磷的重吸收，以增加尿鈣、尿磷，降低血鈣、血磷。CT對小腸的作用：目前認為CT對胃腸道鈣、磷的吸收有輕度影響，其通過抑制l,25-(OH)2D3生成，間接抑制鈣的吸收。(三)降鈣素（CT）與雌激素的關(guān)系：成年后血中CT含量隨年齡增長而逐漸下降，給予雌激素后也能使血中CT含量增加，說明雌激素對降鈣素的分泌可能有直接影響。研究表明，絕經(jīng)后婦女血中CT含量明顯低于同年齡組男性，因此，絕經(jīng)后婦女雌激素缺乏，以致CT減少可能是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松發(fā)病的一個重要原因。降鈣素的調(diào)節(jié)異常

近年發(fā)現(xiàn)一些惡性腫瘤可使血中降鈣素增加，是甲狀腺髓樣癌（MTC）較敏感且特異的腫瘤標志物，目前主要用于惡性腫瘤的療效觀察和預(yù)后判斷。四、骨代謝的激素調(diào)節(jié)PTH、CT及l(fā),25-(OH)2D3均可調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，三者相互協(xié)調(diào)、相互制約，以維持血中鈣、磷的動態(tài)平衡。

五、鈣磷鎂代謝異常1．高鈣血癥系多種原因引起的綜合征，一般在血鈣濃度稍高或慢性持續(xù)高血鈣時，多無特殊的臨床表現(xiàn)。病因：主要是溶骨作用增強、小腸鈣吸收增加以及腎對鈣的重吸收增加等。常見于：①原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進和PTH異位分泌：這兩種情況都造成PTH過多，促進溶骨作用，又促進了維生素D的活化，間接地促進了腸管對鈣的吸收，引起高鈣血癥。原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進是門診高鈣血癥患者最常見的原因。②惡性腫瘤：惡性腫瘤病人中有10％～20％可出現(xiàn)HHM(惡性腫瘤體液性高鈣血癥)。原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進和惡性腫瘤這兩種病因占所有高鈣血癥的90％～95％。惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移是引起血鈣升高的最常見的原因。65％的乳腺癌病人有骨轉(zhuǎn)移，多發(fā)性骨髓瘤亦多有骨轉(zhuǎn)移。這些腫瘤細胞可分泌破骨細胞激活因子，這種多肽因子能激活破骨細胞。腎癌、胰腺癌、肺癌等即使未發(fā)生骨轉(zhuǎn)移亦可引起高鈣血癥。住院患者中高鈣血癥多見于惡性腫瘤。③甲狀腺功能亢進：甲狀腺素具有溶骨作用，中度甲亢病人約15％～20％伴有高鈣血癥。④腸道對鈣吸收增加（如維生素D中毒）：治療甲狀旁腺功能低下或預(yù)防佝僂病而長期服用大量維生素D可造成維生素D中毒，維生素D在體內(nèi)的半壽期長，中毒可持續(xù)數(shù)月，高鈣高磷血癥引起頭痛惡心等一系列癥狀及軟組織和腎的鈣化⑤腎臟重吸收鈣增加（如應(yīng)用噻嗪類藥物）⑥骨骼的重吸收增加（固定不能活動）血清總鈣濃度可因白蛋白結(jié)合部分減少或游離部分減少而降低。①甲狀旁腺功能低下：可因甲狀旁腺或甲狀腺手術(shù)的失誤所引起。由于PTH的分泌減少，骨中破骨細胞減少，成骨細胞增加，造成一時性低鈣血癥。②假性甲狀旁腺功能低下：主要是由于PTH的靶器官受體異常，對PTH應(yīng)答不良所引起③維生素D缺乏：食物中維生素D缺乏或紫外線照射不足，或消化系統(tǒng)疾病造成維生素D吸收障礙都可引起維生素D缺乏性佝僂病。此時血循環(huán)中的活性維生素D減少，引起腸鈣吸收減少及血鈣降低。血鈣降低又刺激PTH的分泌，促進骨鈣動員和增加腎小管對鈣的重吸收，通過此種代償機制維持血鈣正常水平。2.低鈣血癥④電解質(zhì)代謝紊亂并發(fā)高磷血癥，升高的血磷破壞了鈣磷間的正常比例，使血鈣降低；并發(fā)鎂缺乏，可因干擾PTH分泌，并影響其在骨和腎中的活性，導(dǎo)致低鈣血癥。⑤慢性肝病、腎病綜合征、充血性心衰以及營養(yǎng)不良均可造成低白蛋白血癥。致血清總鈣降低，但直接檢測離子鈣多正常。⑥急性胰腺炎時機體對PTH的反應(yīng)性降低，CT和胰高血糖素分泌亢進。急性胰腺炎時的低血鈣與溶骨作用的抑制可能有關(guān)。⑦腎功能不全：由于：A.血磷升高，鈣磷乘積下降；B.腎實質(zhì)破壞，25-（OH）2D3羥化為1,25-（OH）2D3功能發(fā)生障礙；C.與白蛋白結(jié)合的鈣隨白蛋白從腎臟排出；D.血磷升高刺激甲狀旁腺細胞分泌降鈣素。

主要是由于腎排出減少，溶骨作用亢進，磷攝入過多，磷向細胞外移出及細胞破壞等原因造成。見于：①磷酸鹽攝入過多：如經(jīng)口或靜脈補給磷酸鹽藥或使用含磷酸鹽的緩瀉劑和灌腸液②細胞內(nèi)磷酸鹽外移：乳酸酸中毒、呼吸性酸中毒或糖尿病酮癥；細胞溶解，如橫紋肌溶解、血管內(nèi)溶血、細胞毒性抗癌藥治療、白血病及淋巴瘤。③急、慢性腎功能不全：腎小球濾過率在20～30ml／min以下時，腎排磷減少，血磷上升，血鈣降低，PTH的分泌增多。腎的病變使l，25-(OH)2-D3的生成減少，血漿鈣濃度降低，也有利于高磷血癥的發(fā)生。④甲狀旁腺功能低下時尿排磷減少，導(dǎo)致血磷增高。3.高磷血癥⑤維生素D中毒：由于維生素D的活性型促進溶骨，并促進小腸對鈣、磷的吸收以及腎對磷的重吸收，因而維生素D中毒時伴有高磷血癥。⑥甲狀腺功能亢進：同時出現(xiàn)高鈣血癥與高磷血癥，這與溶骨作用亢進有關(guān)。⑦肢端肥大癥：活動期可出現(xiàn)高磷血癥。生長激素可促進小腸對鈣的重吸收，增加尿鈣排出，減少尿磷排泄，導(dǎo)致血磷增高。通常血磷低于0.48mmo1/L才會出現(xiàn)臨床癥狀。見于：①磷向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移：在葡萄糖、營養(yǎng)素、胰島素存在時（用胰島素治療時，細胞內(nèi)磷缺乏，磷向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致低磷血癥）；呼吸性堿中毒；②腸道磷酸鹽的吸收減少：如嘔吐、腹瀉丟失或與口服制酸劑結(jié)合；吸收減少如吸收障礙綜合征、維生素D缺乏。③維生素D缺乏：維生素D攝入減少或腎1a-羥化酶受抑制，1，25-(OH)2-D3合成不足，均可引起小腸磷吸收降低，尿排磷增加，導(dǎo)致低磷血癥。④細胞外磷酸鹽丟失：酮癥酸中毒、乳酸性酸中毒。4.低磷血癥⑤腎磷酸鹽閾值降低：甲狀旁腺功能亢進癥：無機磷隨尿排出增多，造成低磷血癥。腎小管缺損：腎小管性酸中毒時由于H+排出受阻導(dǎo)致鈣、磷代謝障礙，酸中毒可抑制腎小管對鈣的重吸收，出現(xiàn)低鈣血癥、高PTH和低磷血癥。Fanconi綜合征表現(xiàn)為高鈣血癥、低磷血癥和高堿性磷酸酶血癥。低磷血癥是由于腎小管對磷的重吸收顯著減低所致。病人尿中大量排磷，即使血磷很低，尿磷仍很高。高鎂血癥不常見，即使有也多是輕微升高。見于：①鎂攝入過多：見于靜脈內(nèi)補鎂過快過多，這種情況在腎功能受損患者中易發(fā)生；②排鎂過少：腎排出鎂減少是高鎂血癥最重要的原因，腎功能不全及急性腎功能不全少尿期，腎清除作用降低；③內(nèi)分泌紊亂：甲狀腺功能減退，因甲狀腺素有抑制腎小管重吸收鎂、促進尿鎂排出的作用，某些黏液水腫患者可能發(fā)生高鎂血癥。醛固酮減少，因醛固酮也有抑制腎小管重吸收鎂、促進尿鎂排出的作用，某些艾迪生（Addison）病患者可發(fā)生高鎂血癥。5.高鎂血癥

鎂缺乏非常普遍，住院病人中約10％和重癥監(jiān)護中心約65％的病人有缺鎂，中等及嚴重鎂缺乏通常因胃腸道及腎臟的丟失。低鎂血癥的發(fā)病原因較多，且常伴有其他電解質(zhì)的紊亂。①腎疾?。耗I疾病可因腎小管對鎂的重吸收能力降低而引起低鎂血癥。長期服用利尿劑的慢性心功能不全病人和高血壓病人可同時發(fā)生鎂與鉀的缺乏。此外，任何原因引起的高鈣血癥均可使腎小管重吸收鎂減少。6.低鎂血癥與鎂缺乏癥②消化系統(tǒng)疾?。褐緸a時由于消化管內(nèi)的鎂與脂肪結(jié)合成不能被吸收的堿性復(fù)合物而引起低鎂血癥。慢性腹瀉、小腸切除均可因鎂在腸管內(nèi)通過時間過短而導(dǎo)致吸收減少。每升消化液中含鎂12mg，引流、瘺管等造成的消化液的丟失也是缺鎂的重要原因。下消化道腸液中鎂的濃度較高，潰瘍性結(jié)腸炎、細菌性腸炎、蛋白—能量營養(yǎng)不良綜合征以及長期服用瀉劑都可引起鎂的丟失過多。③鎂攝入不足：營養(yǎng)不良、長期禁食、厭食、長期經(jīng)靜脈營養(yǎng)未注意鎂的補充均可導(dǎo)致鎂攝入不足。③內(nèi)分泌紊亂：原發(fā)性醛固酮癥時尿中排鎂增加。原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進時可出現(xiàn)癥候性鎂缺乏癥，這是由于高鈣血癥導(dǎo)致腎保留鎂的能力降低所致，此時尿鎂的丟失增加。腸管對鈣和鎂的吸收具有相互競爭作用，腸管對鈣的吸收增加，勢必造成鎂吸收的降低。糖尿病酸中毒用胰島素治療時，由于鎂向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，可造成低鎂血癥。④一些抗生素如慶大霉素可因腎的損害造成大量鉀和鎂的丟失。慢性酒精中毒可造成大量鎂的丟失。各種原因引起的饑餓狀態(tài)下，尿鎂的排出并不因進食不足而減少，腎不具備防止體內(nèi)鎂丟失的防御機制。不含鎂的高能量輸液有癥狀性缺鎂的可能，至少每日補充96mg的鎂才有可能抵消腎鎂的丟失。第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物骨細胞包括成骨細胞和破骨細胞，成骨細胞的主要功能是生成骨組織的骨纖維和有機基質(zhì)，破骨細胞的功能則是破壞并吸收分解骨組織，兩種細胞協(xié)調(diào)作用，共同維護骨的正常代謝。第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物

成骨作用又稱骨形成，是骨的生長、修復(fù)或重建過程。包括兩個階段，即骨的有機（基）質(zhì)形成和骨鹽沉積。①骨的有機（基）質(zhì)形成是成骨細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，成骨細胞被埋在骨的有機（基）質(zhì)中成為骨細胞的過程。②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)晶的過程。這種骨的有機（基）質(zhì)形成和骨鹽沉積過程稱為成骨作用。在骨鹽沉積的同時，成骨細胞內(nèi)和骨的有機（基）質(zhì)中的堿性磷酸酶活性增高，堿性磷酸酶可使磷酸酯水解，提高局部磷酸鹽的濃度，同時該酶還可使焦磷酸水解，減少對骨鹽沉積的抑制，有利于成骨作用。第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物

溶骨作用又稱骨吸收，指骨的溶解和消失的過程。①破骨細胞釋放溶酶體中的蛋白水解酶，使骨的有機（基）質(zhì)（膠原）水解，②同時破骨細胞還釋放出一些酸性物質(zhì)，如乳酸、檸檬酸和碳酸等，使局部酸性物質(zhì)增加，促進骨鹽溶解，這種骨的有機（基）質(zhì)水解及骨鹽溶解稱為溶骨作用。第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物正常成人體內(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。骨的更新主要依賴于骨細胞之間的相互轉(zhuǎn)化與激素的調(diào)節(jié)。第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物

①骨形成標志物有骨鈣素、骨性堿性磷酸酶和I型膠原前肽；②骨吸收標志物有血抗酒石酸酸性磷酸酶、尿羥脯氨酸、吡啶酚和脫氧吡啶酚，I型膠原羧基/氨基端肽等。一、骨形成標志物骨形成是指骨的生長、修復(fù)或重建過程。影響骨形成作用的主要因素是：①血液及骨組織微環(huán)境中的［Ca］×［P］的濃度②正常血液中存在的焦磷酸鹽等抑制成分③基質(zhì)中的骨連接素促進羥磷灰石結(jié)晶的形成④膠原纖維的成熟和類骨質(zhì)的正常與否骨鈣素骨鈣素（osteocalcin）又稱骨谷氨?；鞍?boneglutamylprotein，BGP），為依賴維生素K的小分子酸性蛋白質(zhì)，分子量5669，是骨中主要的和最多的非膠原蛋白。骨鈣素是l,25-(OH)2D3刺激下由成骨細胞合成和分泌的一種活性多肽，骨鈣素的谷氨酸殘基在γ位羧化為γ-羧基谷氨酸，與羥磷灰石有較強的親和力，約50％沉積于骨基質(zhì)，其余50％進入血液循環(huán)。骨鈣素骨鈣素的主要生理功能是抑制異常的羥磷灰石結(jié)晶的形成，維持骨的正常礦化速度。臨床評價：血中骨鈣素是反映骨代謝狀態(tài)的一個特異和靈敏的生化指標，監(jiān)測血中骨鈣素的濃度，不僅可以直接反映成骨細胞活性和骨形成情況，而且對觀察藥物治療前后的動態(tài)變化有一定的參考價值，還可了解成骨細胞的狀態(tài)，是骨更新的敏感指標。血清骨鈣素水平基本上能夠反映近期骨細胞合成骨鈣素和骨形成的情況。骨性堿性磷酸酶(B-ALP)血清總堿性磷酸酶（totalalkalinephosphatase，TALP）廣泛存在于人體各器官組織中，其含量以肝臟最多，其次是腎臟、胎盤、小腸、骨骼等。血清中TALP50％來源于骨，即B-ALP，由成骨細胞分泌；另外50％主要來源于肝臟和其他組織。B-ALP在反映成骨細胞活性和骨形成上則有較高的特異性，并優(yōu)于骨鈣素。因為B-ALP在血清中比骨鈣素更穩(wěn)定，血清中的半衰期為1～2天，并且不受晝夜變化的影響，標本亦不需特殊處理。小兒體內(nèi)缺乏VitD時，骨鈣化不足，成骨細胞活躍，血中B-ALP活性上升。I型膠原前肽

Ⅰ型膠原（procollagenpeptideⅠ）是由成骨細胞的前體細胞合成，含N端（氨基端）和C端（羧基端）兩個延伸段，延伸段又稱為前肽，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（procollagentypeIcarboxy-terminalprocollagen，PICP）和l型前膠原氨基端前肽（procollagentypeIN-terminalpropeptide，PINP），并以等摩爾濃度釋放入血，它們均可作為評價骨形成的指標?，F(xiàn)多檢測PlCP。I型膠原前肽臨床評價

血清中Ⅰ型膠原前肽水平在一定范圍內(nèi)是反映成骨細胞活動和骨形成以及反映Ⅰ型膠原合成速率的特異指標。但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。但在評價體內(nèi)1，25（OH）2D3代謝紊亂及替代治療的療效上，Ⅰ型膠原前肽則優(yōu)于骨鈣素和B-ALP。

PINP與骨形成標志物骨性堿性磷酸酶和骨鈣素水平呈高度正相關(guān)。二、骨吸收標志物

骨吸收是指骨基質(zhì)的水解和骨鹽的溶解，主要過程是由破骨細胞引起的脫鈣過程。二、骨吸收標志物膠原蛋白的氨基酸組成有如下特征：①甘氨酸幾乎占總氨基酸殘基的三分之一，即每隔兩個其他氨基酸殘基(X，Y)即有一個甘氨酸，故其肽鏈可用(甘－X－Y)n來表示。②含有較多在其他蛋白質(zhì)中少見的羥脯氨酸和羥賴氨酸殘基，也有較多脯氨酸和賴氨酸。羥脯氨酸殘基可通過形成分子內(nèi)氫鍵穩(wěn)定膠原蛋白分子。而羥賴氨酸上可結(jié)合半乳糖－葡萄糖苷，與特定組織功能相關(guān)。二、骨吸收標志物在膠原纖維中，膠原蛋白分子的單位稱為原膠原。每個原膠原分子由三條α-肽鏈組成，原膠原分子平行排列成束，原膠原分子之間通過共價交聯(lián),相互呈階梯式有序排列合成直徑50～200nm,長150nm至數(shù)微米的原纖維。膠原原纖維中的交聯(lián)鍵是由側(cè)向相鄰的賴氨酸或羥賴氨酸殘基氧化后所產(chǎn)生的兩個醛基間縮合而形成的。膠原原纖維進一步行聚集成束，形成膠原纖維。膠原纖維分子通過分子內(nèi)或分子間的交聯(lián)成為不溶性的纖維。

二、骨吸收標志物兩個天然的不能被還原的交聯(lián)已被確定，它們是由兩個羥賴氨酸側(cè)鏈和一個賴氨酸側(cè)鏈反應(yīng)生成的脫氧吡啶酚或賴氨酰吡啶酚，由三個羥賴氨酸側(cè)鏈反應(yīng)生成的吡啶酚或羥賴氨酰吡啶酚。吡啶酚和脫氧吡啶酚吡啶酚（pyridino1ine，Pyr）存在于軟骨，而脫氧吡啶酚（deoxypyridinoline，D-Pyr）存在于骨、韌帶、主動脈，是Ⅰ型膠原分子之間構(gòu)成膠原纖維的交聯(lián)物，起穩(wěn)定膠原鏈的作用。骨吸收期間Ⅰ型膠原被水解，生成的吡啶酚和脫氧吡啶酚交聯(lián)釋放入血并從尿中排出，故可作為反映骨吸收的指標。其中D-Pyr即成為降解產(chǎn)物釋放到血液循環(huán)中，不經(jīng)肝臟進一步降解而直接排泄到尿中，故D-Pyr有更高的特異性和靈敏度。尿中Pyr和D-Pyr的濃度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、最特異的生化指標之一。尿中D-Pyr的含量通常以尿肌酐來校正，所以受肌酐水平的影響Ⅰ型膠原C端肽和N端肽測定Ⅰ型膠原C端肽（carboxy-terminaltelopeptideoftypeIcollagen，CTX）Ⅰ型膠原N端肽（N-terminaltelopeptideoftypeIcollagen，NTX）均是Ⅰ型膠原分解的產(chǎn)物。骨吸收增強時，骨膠原溶解釋放出I型膠原蛋白，該蛋白在肝臟中分解成為NTX和CTX。CTX是骨組織中的Ⅰ型膠原羧基末端通過呲啶酚類結(jié)構(gòu)連接起來的肽鏈部分，Ⅰ型膠原降解時，CTX與Ⅰ型膠原的降解按1∶l釋放入血液中，血清CTX的變化與骨形態(tài)計量學(xué)骨吸收參數(shù)呈顯著正相關(guān)，并與其他骨吸收生化指標如Pyr和D-Pyr呈正相關(guān)。因此，血清CTX水平是破骨細胞性膠原降解的靈敏指標。Ⅰ型膠原交聯(lián)區(qū)的N-和C-端肽也是一種骨吸收的指標，與吡啶酚和脫氧吡啶酚一樣具有較好特異性，不受飲食等干擾?？咕剖崴嵝粤姿崦?/p>

酸性磷酸酶（acidphosphatase，AP）主要存在于骨、前列腺、溶酶體、紅細胞、血小板和脾臟中。血漿抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrateresistantacidphosphatase，TRAP）是骨吸收期間，破骨細胞產(chǎn)生和分泌一種酶，進入破骨細胞與骨表面之間的間隙，并能在血清中測得，所以認為血漿中TRAP水平是骨吸收的一項生化指標，能反映破骨細胞活性和骨吸收情況。

尿羥脯氨酸（hydroxyproline，HOP）是體內(nèi)膠原代謝的最終產(chǎn)物之一，由脯氨酸羥化而成。尿中HOP50％來自骨，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。尿中HOP排出的量可以反映骨吸收和骨轉(zhuǎn)換程度，但不特異。食物中膠原蛋白的攝入量影響尿中羥脯氨酸排泄入尿的量，因此若食用含膠原蛋白較多的動物的皮膚、肌腱和軟骨等，也可能影響尿HOP的濃度。因此尿HOP指標特異性較差。此外，HOP在排入尿液前大部分己降解，因此，尿HOP也缺乏靈敏性。所以尿羥脯氨酸對骨吸收和骨更新不特異。

尿羥脯氨酸檢測第三節(jié)骨代謝異常的生化檢測指標血清鈣磷鎂檢測骨代謝相關(guān)激素檢測骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物檢測一、血清鈣磷鎂檢測（一）血清鈣的測定

1.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)方法甲基麝香草酚藍法偶氮胂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推薦的決定性方法（一）血清鈣的測定2.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。臨床意義血清鈣升高見于原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進、結(jié)節(jié)病引起腸道鈣的過量吸收、維生素D過多癥、多發(fā)性骨髓瘤、惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移等。血清鈣降低見于成人佝僂病、骨軟化癥、軟骨病、甲狀旁腺功能減退或不全、維生素D缺乏癥、肝硬化、腎病綜合征等，血漿白蛋白降低可導(dǎo)致血總鈣量降低，但游離鈣正常，反之，血漿蛋白增高時血總鈣量也增高，可見于多發(fā)性骨髓瘤、結(jié)節(jié)病等引起球蛋白增高者。（二）血清磷測定磷鉬酸還原法我國推薦的常規(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臨床意義血清無機磷升高見于甲狀旁腺功能減退、過量維生素D治療、過量紫外線照射、多發(fā)性骨髓瘤及某些骨病、骨折愈合期、巨人癥、肢端肥大癥等。血清無機磷降低見于甲狀旁腺功能亢進、骨軟化癥、胰島素過多癥、佝僂病等。

（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)等決定性方法我國衛(wèi)生部臨床檢驗中心推薦甲基麝香草酚藍（MTB）比色法、鈣鎂試劑（calmagite）法作為常規(guī)方法。臨床意義血清鎂增高見于腎臟疾病，如慢性腎炎少尿期、尿毒癥、急性或慢性腎功能衰竭等；內(nèi)分泌疾病，如甲狀腺功能減退癥（黏液性水腫），甲狀旁腺功能減退癥，Addison病，未治療的糖尿病昏迷。血清鎂減低見于消化道丟失，如長期禁食、吸收不良、慢性腹瀉、嚴重嘔吐等；尿路丟失，如慢性腎炎多尿期或利尿后、肝硬化腹水利尿后；內(nèi)分泌疾病，如甲狀腺功能亢進癥、甲狀旁腺功能亢進癥、原發(fā)性醛固酮增多癥以及長期使用皮質(zhì)激素治療后，均使尿鎂排泄增加。

二、骨代謝相關(guān)激素檢測（一）甲狀旁腺激素測定放射免疫法（RIA法）酶聯(lián)免疫法（ELISA法）化學(xué)發(fā)光免疫分析法（CLIA法）

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。臨床意義PTH增高見于原發(fā)性和繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進、甲狀旁腺瘤、佝僂病、骨軟化癥、骨質(zhì)疏松癥等。PTH降低見于甲狀旁腺功能減退、先天性甲狀旁腺和胸腺發(fā)育不全等。二、骨代謝相關(guān)激素檢測（二）活性維生素D測定維生素D在體內(nèi)的活性形式有25-(OH)D3、1,25-(OH)2D3、24,25-(OH)2D3等。其中25-(OH)D3為主要形式，濃度比1,25-(OH)2D3高500～1000倍，并且半衰期最長（15～45天），是反映皮膚合成和食物攝取維生素D營養(yǎng)狀態(tài)的理想指標，是指導(dǎo)維生素D用量的最適指標。二、骨代謝相關(guān)激素檢測活性維生素D測定方法：放射競爭性蛋白結(jié)合法（CPB）放射受體法（RRA）放射免疫法（RIA）高效液相色譜法（HPLC）

臨床意義25-(OH)D3升高見于維生素D中毒癥（＞100ng/m1）。25-(OH)D3降低見于維生素D缺乏性佝僂病、骨軟化癥、手足搐搦癥、腎臟疾病、乳兒肝炎、骨腫瘤患者等。血清25-(OH)D3有隨季節(jié)變化的特點，夏秋季高于冬春季；有隨年齡增高而后下降的趨勢。

臨床意義1,25-(OH)2D3升高：妊娠期，原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進VDDRII型及高鈣血癥性類肉瘤；1,25-(OH)2D3降低見于尿毒癥、骨質(zhì)疏松癥、甲狀旁腺功能減退、維生素D缺乏性佝僂病及VDDRI型等。測定1,25-(OH)2D3的重要價值在于鑒別診斷。在正常的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定機制失調(diào)時導(dǎo)致1,25-(OH)2D3生成過量或生成不足，會引起高鈣血癥或低鈣血癥。甲狀旁腺功能減退和假性甲狀旁腺功能減退、甲狀旁腺功能損害或衰竭都與1,25-(OH)2D3減少及低鈣血癥有關(guān)。而在原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進時甲狀旁腺素分泌過剩，使1,25-(OH)2D3生成增加，并引起高鈣血癥。二、骨代謝相關(guān)激素檢測降鈣素在血中的含量甚微，到目前為止，降鈣素的測定方法主要是放射免疫測定法。臨床意義升高見于孕婦、兒童、甲狀旁腺功能亢進、血胃泌素過多、腎功能衰竭、慢性炎癥、泌尿系統(tǒng)感染、急性肺損傷、甲狀腺降鈣素分泌細胞癌、白血病、骨髓增殖癥、肺癌、食管癌、乳腺癌。降低見于甲狀腺先天發(fā)育不全、甲狀腺全切患者、婦女停經(jīng)以后、低血鈣、老年性骨質(zhì)疏松等。

三、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物檢測（一）骨形成標志物的檢測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法)酶聯(lián)免疫法（ELISA法）親和素-生物素酶免疫測定法(BAEIA)免疫熒光分析法(FIA)等目前應(yīng)用最多的是RIA法和CLIA法臨床意義骨鈣素升高見于兒童生長期、腎性骨營養(yǎng)不良、畸形性骨炎、甲狀旁腺功能亢進、甲狀腺功能亢進、骨折、骨轉(zhuǎn)移癌、低磷血癥、腎功能不全等。老年性骨質(zhì)疏松癥可有輕度升高。高轉(zhuǎn)換率的骨質(zhì)疏松患者，絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松BGP升高明顯，雌激素治療2～8周后BGP下降50％以上。骨鈣素降低見于甲狀旁腺功能減退、甲狀腺功能減退、肝病、長期應(yīng)用腎上腺皮質(zhì)激素治療等。三、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物檢測2.骨性堿性磷酸酶測定（1）化學(xué)法：先識別或分離出B-ALP，再測定其堿性磷酸酶的活性。（2）免疫放射法(IRMA)測定B-ALP：IRMA法定量檢測骨ALP可作為篩選試驗，高值標本須用電泳法證實除去肝ALP干擾，檢測骨ALP過低標本時，以電泳法為首選。（3）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，被認為是目前鑒別和定量分析B-ALP的最佳方法。臨床意義堿性磷酸酶活性降低極少見。多數(shù)均為骨性堿性磷酸酶增高。血清堿性磷酸酶和骨性堿性磷酸酶增高見于甲狀腺功能亢進、甲狀旁腺功能亢進、骨轉(zhuǎn)移癌、佝僂病、軟骨病、骨折、畸形性骨炎、氟骨癥、高骨轉(zhuǎn)換型的骨質(zhì)疏松患者［如絕經(jīng)后的骨質(zhì)疏松癥（老年骨質(zhì)疏松癥形成緩慢，ALP變化不顯著）］。發(fā)生肝膽疾病時，血清總堿性磷酸酶升高，骨性堿性磷酸酶正常。絕經(jīng)期后堿性磷酸酶增高，但不超過正常值的1倍。骨性堿性磷酸酶也可用于骨轉(zhuǎn)移癌患者的病程和治療效果的監(jiān)測。

三、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標志物檢測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）酶聯(lián)免疫法（ELISA法）化學(xué)發(fā)光法（CLIA法）制備抗PINPα1鏈的抗體建立的免疫標記法是測定PINP的主要方法。臨床意義PINP增高見于：①兒童發(fā)育期，正常兒童血清PINP含量平均為正常成人的2倍；②妊娠最后3個月；③骨腫瘤和腫瘤的骨轉(zhuǎn)移，特別是前列腺癌骨轉(zhuǎn)移、乳腺癌骨轉(zhuǎn)移；④其他：畸形性骨炎、酒精性肝炎、肺纖維化等。PINP降低見于絕經(jīng)期后骨質(zhì)疏松患者經(jīng)雌激素治療6個月后PINP可降低30％（雌激素對骨代謝的影響可通過測定PINP的濃度進行評價，但其降低的機制尚不清楚）。（二）骨吸收標志物檢測1.吡啶酚（Pyr）和脫氧吡啶酚（D-Pyr）測定方法：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：用同位素標記抗體檢測吡啶酚。紙層析法臨床意義吡啶酚水平評價已用于骨質(zhì)疏松、Paget病、其他代謝性骨病、原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進和甲狀腺功能亢進，以及其他伴有骨吸收增加的疾病的診斷或病情評價。絕經(jīng)后婦女與絕經(jīng)前比較，Pyr和D-Pyr通常比其他吸收和形成標志物增高明顯，如果絕經(jīng)后婦女或骨質(zhì)疏松癥用二磷酸鹽或雌激素治療，Pyr和D-Pyr會降低。（二）骨吸收標志物檢測2.I型膠原C端肽和N端肽測定測定方法：HPLC法：用HPLC-熒光檢測法測定。ELISA法：用競爭性單克隆抗體測定Ⅰ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：用同位素標記抗體檢測。紙層析法臨床意義交聯(lián)C端肽水平的評價可用于骨質(zhì)疏松、Paget病、其他代謝性骨病、原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進和甲狀腺功能亢進以及其他伴有骨吸收增加性疾病的診斷或病情評價。尿液中的I型膠原N端肽（NTX）測定臨床意義同上。（二）骨吸收標志物檢測3.抗酒石酸酸性磷酸酶檢測方法：酶動力學(xué)法電泳法放射免疫法酶聯(lián)免疫法臨床意義增高見于原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進、慢性腎功能不全、畸形性骨炎、骨轉(zhuǎn)移癌、卵巢切除術(shù)后、高轉(zhuǎn)換率的骨質(zhì)疏松患者。降低見于骨吸收降低的疾病，如甲狀旁腺功能降低。老年性骨質(zhì)疏松癥患者TRAP增高不顯者。

（二）骨吸收標志物檢測4.尿羥脯氨酸檢測（HOP）測定方法：⑴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。⑵離子交換色譜法⑶反相高效液相色譜法臨床意義增加見于各種骨代謝性疾病，如Paget病、骨軟化癥，骨腫瘤等。嚴重骨折患者尿屮也可增加。兒童生長期、甲狀旁腺功能亢進、甲狀腺功能亢進、骨轉(zhuǎn)移癌、慢性腎功能不全、畸形性骨炎、高轉(zhuǎn)換的骨質(zhì)疏松癥患者、佝僂病和軟骨病，絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥等HOP升高。降低見于甲狀腺功能低下、侏儒癥等。老年性骨質(zhì)疏松癥HOP的變化不顯著。

第四節(jié)骨代謝異常生化檢測指標的臨床應(yīng)用

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)、成骨細胞和（或）破骨細胞功能異常，引起骨形成和骨吸收兩者之間的轉(zhuǎn)換異常，骨礦化缺乏、不足或沉積過多的全身性骨病。常