1、一、骨代謝及其異常一、骨代謝及其異常二、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物二、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)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)容教學(xué)內(nèi)容1.骨組織組成：骨礦物質(zhì)（無機(jī)物）、有機(jī)基質(zhì)和骨組織。基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 概概 要要第一節(jié)第一節(jié) 骨代謝及其異常骨代謝及其異常 一、鈣（calcium, Ca）代謝及其異常鈣磷鎂是骨組織的主要無機(jī)元素。鈣磷鎂是骨組織的主要無機(jī)元素。血鈣血鈣l 血液中的鈣幾乎全部存在于血漿中，故血鈣通常指血漿鈣。l血鈣正常值為2.252.75mmol/l，l離子鈣為0.961.26mmo

2、l/l。游離游離CaCa2 245% 復(fù)合鈣復(fù)合鈣15（難解離化（難解離化合物：乳酸鈣、檸檬酸合物：乳酸鈣、檸檬酸鈣等）鈣等）人體中鈣的人體中鈣的存在狀態(tài)存在狀態(tài)骨鹽骨鹽體液鈣體液鈣羥磷灰石結(jié)晶羥磷灰石結(jié)晶無定形磷酸鈣沉淀無定形磷酸鈣沉淀非擴(kuò)散鈣：與蛋白質(zhì)結(jié)合非擴(kuò)散鈣：與蛋白質(zhì)結(jié)合40% 可擴(kuò)散鈣可擴(kuò)散鈣人體內(nèi)鈣的存在形式人體內(nèi)鈣的存在形式l血漿中發(fā)揮生理作用的是離子鈣，血漿中發(fā)揮生理作用的是離子鈣，l離子鈣與非擴(kuò)散鈣可相互轉(zhuǎn)換，但受離子鈣與非擴(kuò)散鈣可相互轉(zhuǎn)換，但受PH影響。影響。非擴(kuò)散鈣非擴(kuò)散鈣 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

3、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,血清游離鈣濃度改變0.05mmol/lH+HCO3-血清血清pH對血鈣濃度的影響對血鈣濃度的影響 血清總鈣或游離鈣的異常 （二）鈣代謝異常（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:鈣溢出進(jìn)入細(xì)胞外液腎對鈣的重吸收增加腸道對鈣吸收增強(qiáng)骨髓的重吸收增加原發(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：低清蛋白血癥：血清總鈣降低慢性腎功能衰竭甲狀旁腺功能減退,PTH分泌不足維生素D缺乏

4、電解質(zhì)代謝紊亂二、磷二、磷(phospsorus)代謝及其異常代謝及其異常磷代謝 血液中的磷通常指血漿中的無機(jī)磷，8085以HPO42-形式存在，正常成人血漿無機(jī)磷含量為0.811.45mmol/l。 磷在空腸吸收率達(dá)70%，主要由腎排泄。 兒童時(shí)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。l1.高磷血癥：指血清無機(jī)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。 腎排泌磷酸鹽能力下降 磷酸鹽攝入過多 細(xì)胞內(nèi)磷酸鹽外移 磷代謝異常磷代謝異常l2.低磷血癥：血清無機(jī)磷濃度低于0.81mmol/l。 常見病因:

5、 磷向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移 腎磷酸鹽閾值降低 腸道磷酸鹽的吸收減少 細(xì)胞外磷酸鹽丟失l鎂存在于除脂肪以外的所有動(dòng)物組織及植物性食品中，日攝入量為250mg。l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。l鎂不易隨機(jī)體的需要從骨中動(dòng)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。l血清中鎂的濃度約為0.811.45mmol/l。l鎂主要在回腸吸收，主要經(jīng)腎排泄。l紅細(xì)胞中的鎂含量約為血清鎂的3倍，測定血清酶時(shí)應(yīng)防止溶血。三、鎂三、鎂(magnesium)代謝及其異常代謝及其異常(一）鎂代謝一）鎂代謝l 1. 高鎂血癥 血鎂1.45mmol/l，不常見。 鎂攝入過多 排鎂過少

6、內(nèi)分泌紊亂：甲狀腺功能減退和醛固酮減少 l 2. 低鎂血癥 血鎂 成骨，有利于骨骼的更新。成骨，有利于骨骼的更新。 靶器官主要是小腸、骨和腎。靶器官主要是小腸、骨和腎。2. 1,25- (OH)2-D3的調(diào)節(jié)異常l （1）維生素D 攝入不足佝僂病（rickets)和骨軟化癥(osteomalacia) 活性維生素D攝入不足，使血鈣和磷下降，PTH增加，骨質(zhì)脫鈣，類骨組織大量堆積。l （2）肝性佝僂病和腎性佝僂病 嚴(yán)重肝損害時(shí)，肝細(xì)胞25-羥化酶合成障礙；慢性腎功不全時(shí)，腎小管合成1-羥化酶不足，均致維生素D 減少性佝僂病。l （3）維生素D 依賴性佝僂病（假性維生素D缺乏癥）是先天性維生素D

7、代謝缺陷性疾病。型：腎1-羥化酶缺乏；型： 1,25-(OH)2-D3受體缺陷。 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)。l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。l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（三、降鈣素（calcitonin,CT)calcitonin,CT)1 降鈣素的調(diào)節(jié)作用：降低血鈣和血磷 n對骨的作用對骨的作用 增強(qiáng)成骨作用，促進(jìn)骨鹽沉積，抑制破骨作用。增強(qiáng)成骨作用，促進(jìn)骨鹽沉積，抑制破骨作

8、用。n對腎的作用對腎的作用 抑制腎小管對鈣、磷重吸收。抑制腎小管對鈣、磷重吸收。n對小腸的作用對小腸的作用 通過抑制通過抑制1,25-(OH)1,25-(OH)2 2-D-D3 3的生成，間接抑制鈣的生成，間接抑制鈣的吸收。的吸收。n與雌激素的關(guān)系與雌激素的關(guān)系 雌激素能使降鈣素雌激素能使降鈣素(CT)(CT)的分泌增加。的分泌增加。CTCT減少可能是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松發(fā)病的一個(gè)因素。減少可能是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松發(fā)病的一個(gè)因素。 重要原因。 靶器官主要是骨和腎，對小腸間接影響。靶器官主要是骨和腎，對小腸間接影響。l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(biāo)志物

9、。l目前主要用于惡性腫瘤的療效觀察和預(yù)后判斷。2 2 降鈣素的調(diào)節(jié)異常降鈣素的調(diào)節(jié)異常 第二節(jié)第二節(jié) 骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物 成骨作用（osteogenesis)有機(jī)質(zhì)形成有機(jī)質(zhì)形成：成骨細(xì)胞分泌蛋白多糖和膠原，：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。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(jī)質(zhì)中成為骨細(xì)胞。成骨細(xì)胞被埋在有機(jī)質(zhì)中成為骨細(xì)胞。骨鹽沉積：骨鹽沉積：骨鹽沉積于膠原纖維表面，骨鹽沉積于膠原纖維表面， 形成羥磷灰石結(jié)晶。形成羥磷灰石結(jié)晶。n溶骨作用：骨鹽溶解溶骨作用：骨鹽溶解（osteolysis) 一、骨形成標(biāo)志物一、骨形成標(biāo)志物l是人骨中

10、主要的、最多的非膠原蛋白。由成骨細(xì)胞合成。是人骨中主要的、最多的非膠原蛋白。由成骨細(xì)胞合成。l主要功能是抑制異常的羥基磷灰石結(jié)晶的形成，維持骨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。的正常礦化速率。l循環(huán)中的骨鈣素半衰期僅為循環(huán)中的骨鈣素半衰期僅為5 5分鐘分鐘l可反映成骨細(xì)胞活性和骨形成情況。可反映成骨細(xì)胞活性和骨形成情況。1.1.骨鈣素測定（骨鈣素測定（OCOC或或BGPBGP）2.骨性堿性磷酸酶（B-ALP）lB-ALP由成骨細(xì)胞分泌，半衰期為1-2天。l當(dāng)成骨細(xì)胞活躍，可見血清BALP活性增高。故BALP活性可作為骨更新的指標(biāo)。lBALP在反映成骨細(xì)胞活性和骨形

11、成上有較高特異性，并優(yōu)于骨鈣素。因?yàn)锽-ALP在血清中比骨鈣素更穩(wěn)定，不受晝夜變化的影響，標(biāo)本不需特殊處理。 一、骨形成標(biāo)志物一、骨形成標(biāo)志物 3.I 3.I型前膠原肽型前膠原肽 I I 型前膠原羧基端前肽（型前膠原羧基端前肽（PICPPICP） I I 型前膠原氨基端前肽（型前膠原氨基端前肽（PINPPINP）l骨膠原占骨有機(jī)（基）質(zhì)的骨膠原占骨有機(jī)（基）質(zhì)的90%-95%，且絕大多數(shù)為，且絕大多數(shù)為I型膠型膠原。原。l型膠原是由成骨細(xì)胞的前體細(xì)胞合成，含型膠原是由成骨細(xì)胞的前體細(xì)胞合成，含N端和端和C端兩個(gè)延端兩個(gè)延伸段，在形成纖維和釋放入血時(shí)從伸段，在形成纖維和釋放入血時(shí)從型膠原上斷裂下

12、來，成為型膠原上斷裂下來，成為I 型前膠原羧基端前肽型前膠原羧基端前肽 PICP和和I 型前膠原氨基端前肽型前膠原氨基端前肽 PINP，并，并以等摩爾濃度釋入血中。以等摩爾濃度釋入血中。lPICP、PINP均可作為評價(jià)骨形成的指標(biāo)。現(xiàn)多檢測PICP 。l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。1.1.吡啶酚吡啶酚（pyridinoline，Pyr）和脫氧吡啶酚和脫氧吡啶酚（deoxypydinoline, D-Pyr）l骨的有機(jī)基質(zhì)中膠原交聯(lián)90%為型膠原。 Pyr和D-Pyr是型膠原分子之間構(gòu)成膠原纖維的交聯(lián)物。l骨吸收期間型膠原被水解，生成的Pyr和D-Pyr

13、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)志物二、骨吸收標(biāo)志物lPyr 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。 l尿中Pyr和D-Pyr不受飲食和體力活動(dòng)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)志物二、骨吸收標(biāo)志物2. I型膠原C端肽(carboxy-terminal telopeptide of typecollagen, CTX)和N端肽（ N-terminal telopeptide of typecollagen, NTX）測定 lCTX和和NTX 均是均是型膠原分解的產(chǎn)物

14、。型膠原分解的產(chǎn)物。 l型膠原降解時(shí)，型膠原降解時(shí)， CTX與與型膠原的降解按型膠原的降解按1：1釋入血中釋入血中l(wèi)血清血清CTX水平是破骨細(xì)胞性膠原降解的靈敏指標(biāo)。水平是破骨細(xì)胞性膠原降解的靈敏指標(biāo)。骨吸收時(shí)，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。3.3.抗酒石酸酸性磷酸酶抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase, (tartrate resistant acid phosphatase, TRAP)TRAP)l尿HOP是體內(nèi)膠原代謝的最終產(chǎn)物之一。l大約10%的羥脯氨酸在膠原分解時(shí)被釋放從

15、尿排出。l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。l所以尿HOP對骨更新或骨吸收不特異，不靈敏。4.4.尿羥脯氨酸檢測尿羥脯氨酸檢測（hydroxyproline, HOP) 第四節(jié)第四節(jié) 骨代謝異常的生物化學(xué)檢測指標(biāo)骨代謝異常的生物化學(xué)檢測指標(biāo)（一）血清鈣的測定（一）血清鈣的測定 1.1.血清總鈣（血清總鈣（TCaTCa2+2+）的測定）的測定原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 IFCCIFCC推薦的參考方法推薦的參考方法同位素稀釋質(zhì)譜法同位素稀釋質(zhì)譜法 IFCCIFCC推薦的決定性方法推薦的決定性方法一、血清鈣、磷、鎂檢測一、血清鈣、磷、鎂檢測2.2.血清游離（離

16、子）鈣測定血清游離（離子）鈣測定 離子選擇性電極法離子選擇性電極法(ISE) (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。性高，已成為鈣離子測定的參考方法。 （二）血清磷測定（二）血清磷測定還原鉬藍(lán)法還原鉬藍(lán)法 我國推薦的常規(guī)方法我國推薦的常規(guī)方法黃嘌呤氧化酶法黃嘌呤氧化酶法 WHOWHO推薦的常規(guī)方法推薦的常規(guī)方法同位素稀釋質(zhì)譜法同位素稀釋質(zhì)譜法 決定性方法決定性方法（三）血清鎂測定（三）血清鎂測定比色法比色法 我國推薦我國推薦MTBMTB法鈣鎂試劑法作為常規(guī)方法法鈣鎂試劑法作為常規(guī)方法

17、原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法(AAS) (AAS) 參考方法參考方法同位素稀釋質(zhì)譜法同位素稀釋質(zhì)譜法(ID-MS)(ID-MS)等等 決定性方法決定性方法n 血清鎂測定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)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。合形成紫色復(fù)合物檢測。加入鈣螯合劑加入鈣螯合劑EGTA可減少鈣的干擾，減少蛋白質(zhì)及血脂可減少鈣的干擾，減少蛋白質(zhì)及血脂的干擾。的干擾。甲基麝香草酚藍(lán)法：甲基麝香草酚藍(lán)法：MTB與鎂形成藍(lán)色復(fù)合物，加入與鎂形成藍(lán)色復(fù)合物，加入EGTA可減少鈣的干擾。可減少鈣的干擾。（一）甲狀旁腺激素測定（一）甲狀

18、旁腺激素測定放射免疫法放射免疫法化學(xué)發(fā)光免疫分析法化學(xué)發(fā)光免疫分析法 ELISAELISA法是新近發(fā)展起來的方法，具有快速、靈敏、無同位素法是新近發(fā)展起來的方法，具有快速、靈敏、無同位素污染的優(yōu)點(diǎn)污染的優(yōu)點(diǎn). . 二、骨代謝相關(guān)激素檢測二、骨代謝相關(guān)激素檢測（二）（二）1,25- (OH)1,25- (OH)2 2-D-D3 3的測定的測定ELISAELISA法法n 由于由于1,25- (OH)1,25- (OH)2 2-D-D3 3是血清中維生素是血清中維生素D D的主要活性形式的主要活性形式（三）血清降鈣素測定（三）血清降鈣素測定 RIA 三、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物檢測三、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物檢測1

19、.1.骨鈣素測定骨鈣素測定 放射免疫法（放射免疫法（ RIARIA法）法）化學(xué)發(fā)光免疫分析法化學(xué)發(fā)光免疫分析法(CLIA)(CLIA)（一）（一）骨形成標(biāo)志物的檢測骨形成標(biāo)志物的檢測2.2.骨性堿性磷酸酶測定骨性堿性磷酸酶測定 n （1 1）免疫活性測定法）免疫活性測定法n （2 2）酶聯(lián)免疫法）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 1.1.吡啶酚（吡啶酚（PYDPYD）和脫氧吡啶酚（）和脫氧吡啶酚（DPDDPD）測定方法：測定方法： ELISAELISA法法（二）骨吸收標(biāo)志物檢測

20、（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(dòng)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)第五節(jié) 骨代謝異常檢測的臨床應(yīng)用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

21、性增加、骨強(qiáng)度降低的疾病。基本特點(diǎn)是單位體積內(nèi)骨量減少和骨折危險(xiǎn)度升高。原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥 （primary osteoporosis）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 （secondary osteoporosis）占10%分型分型骨吸收增加，骨量快速丟失骨吸收增加，骨量快速丟失骨形成減弱，骨丟失緩慢骨形成減弱，骨丟失緩慢1.I型骨質(zhì)疏松癥 （1）發(fā)病機(jī)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(shí)雌激素抑制PTH 的分泌，使腎臟1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

22、少，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。（一）原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（一）原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥（primary osteoporosis）（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)疏松癥型骨質(zhì)疏松癥（3）實(shí)驗(yàn)室檢查： 血清鈣、磷、ALP一般均在正常范圍。 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。 血清甲狀腺素和1，25-(OH)2D3 降低。 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)疏松癥型骨質(zhì)疏松癥2.型骨質(zhì)疏松癥 (1)發(fā)病機(jī)制：中老年人骨的吸收大于骨形成，其機(jī)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。 型骨質(zhì)疏松癥型骨質(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(huì)引起駝背和身高變矮。（3）實(shí)驗(yàn)室檢查： 血清鈣、磷、ALP一般在正常范圍內(nèi)。 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。 血清1,25（OH）2D3和25（OH）D3 明顯下降，血清PTH 有升高的趨勢。 性激素如女性雌