-骨代谢异常的生物化学诊断课件

第十三章第十三章骨代谢异常的生物骨代谢异常的生物化学诊断化学诊断下一页下一页1骨的主要成分骨的主要成分:无机物:钙、磷和镁有机基质：（）型胶原骨功能骨功能:机械支撑;保护脏器；代谢（参与钙和磷等的储备和代谢调节）。骨细胞骨细胞:(1)破骨细胞:产生酸和蛋白水解酶,分解无机物和水解有机基质，促进骨吸收。(2)成骨细胞：合成有机基质（胶原和非胶原蛋白），并通过新合成的基质控制无机物，促进骨形成。下一页下一页2钙和磷的代谢及调节钙和磷的代谢及调节钙和磷代谢紊乱钙和磷代谢紊乱镁代谢及其异常镁代谢及其异常骨代谢异常的临床生物化学骨代谢异常的临床生物化学骨代谢相关指标的实验室检查骨代谢相关指标的实验室检查返回返回3 钙盐、磷酸盐是机体含量最多的无机盐,约99的钙、85的磷以及一半以上的镁存在于骨和齿。下一页下一页返回返回4钙、镁、磷在血浆中以游离、与蛋白结合或与其他阴离子形成复合物等形式存在。下一页下一页上一页上一页返回返回5第一节钙和磷的代谢及调节第一节钙和磷的代谢及调节返回返回6返回返回7约90 99的细胞内钙存在于线粒体、肌浆和内质网内。浓度约106107molL,仅为细胞外液的11000。下一页下一页返回返回8功能:（1）触发肌肉兴奋-收缩耦联。当肌细胞内储存Ca2+神经冲动而释放,Ca2+浓度增大，可迅速地与肌钙蛋白结合，引起一系列构象改变，产生肌肉收缩。（2）作用于质膜，影响膜通透性及膜的转运。（3）Ca2+为细胞内第二信使，广泛参与胞内多种信号转导。（4）Ca2+是许多酶（脂肪酶、ATP酶、腺苷酸环化酶）的辅因子。（5）Ca2+能抑制维生素D3-1-羟化酶的活性，参与自身及磷代谢的调节。（6）细胞内钙结合蛋白一钙调蛋白是重要的酶调节物质，钙与钙调蛋白结合后，使钙调蛋白的构象发生改变，从而活化或抑制酶（如磷酸化酶激酶）。返回返回上一页上一页9细胞外钙指存在于血浆等细胞外液中的钙,亦具有许多重要功能:(1)稳定神经细胞膜影响其应激性。血浆游离钙浓度的降低会增加神经肌肉的应激性，发生手足搐搦，游离钙浓度增高将降低其应激性。(2)血浆Ca2+即凝血因子，参与凝血过程。(3)细胞外钙是细胞内钙的来源，它为骨的矿化、凝血以及膜电位维持提供钙离子。返回返回下一页下一页10血浆钙约一半与蛋白主要是清蛋白结合,这种结合受PH的影响。酸中毒时清蛋白的氨基酸链带更多的正电荷;结合钙减少，游离钙增多。而碱中毒则产生相反影响。pH每改变 0.1单位，血清游离钙浓度将改变0.05mmolL。多发性骨髓瘤病人，高浓度的球蛋白能大量结合钙，引起血清总钙浓度增加。返回返回上一页上一页11细胞内磷酸盐参与多种细胞内的代谢过程,包括:（1）三磷酸腺苷（ATP）中的高能磷酸盐，作为能源维持着细胞的各种生理功能，如肌肉的收缩、生物膜上的各种主动转运系统等。（2）磷酸盐是各种腺嘌呤、鸟嘌呤核苷以及核苷酸辅酶类（如 NAD+、NADP+、FMN、FAD、CoA等）和其他含磷酸根的辅酶（如 TPP、磷酸吡多醛等）的组成成分。（3）磷脂在构成生物膜结构、维持膜功能以及代谢调控上均发挥重要作用。酶蛋白及多种功能性蛋白质的磷酸化与脱磷酸化是代谢调节中化学修饰的主要方式，与细胞的分化、增殖调控密切相关。因此，细胞内磷酸盐是蛋白、脂肪、碳水化合物代谢以及基因转录和细胞生长的调控媒介。（4）细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应，如磷酸基转移反应、加磷酸分解反应等。返回返回12血浆中磷酸盐是以磷酸氢盐和磷酸二氢盐两种形式存在,这两种形式统称无机磷，正常成人血浆无机磷含量为0.811.45mmolL。细胞外磷酸盐主要功能为:（1）血中磷酸盐（HPO42H2PO4）是血液缓冲体系的重要组成。（2）细胞外磷酸盐为细胞内以及骨矿化所需磷酸盐的来源。返回返回下一页下一页13血磷不如血钙稳定,儿童时期困骨骼生长旺盛，血磷与碱性磷酸酶都会增高，随着年龄的增长，逐渐达到成人水平。成人血磷也有生理性变动，进食、摄糖、注射胰岛素和肾上腺素等情况下，因细胞内利用增加，血磷会降低。血清磷酸盐的急性减少会导致横纹肌溶解以及红细胞功能的改变。血钙与血磷之间有一定的浓度关系，正常人钙、磷浓度（mgdl）的乘积在3640之间。返回返回上一页上一页14、钙的吸收:（十二指肠）正常成人钙日摄入量为0.61.0g,吸收量为0.10.4gCa+活性维生素吸收PH偏碱Ca(PO4)2（不吸收）Ca2+吸收减少Ca(PO4)2 （吸收）偏酸Ca2+吸收增加草酸、植酸Ca2+不溶性盐Ca2+吸收减少Ca:P=2:1时吸收最佳返回返回下一页下一页15、Ca排泄:（肠道及肾）由消化道排出的钙除未吸收的食物钙,还有部分肠道分泌的钙，每日由肾小球滤出约10g。其中约一半在近曲小管被重吸收，15在髓袢升段被吸收，其余在远曲小管和集合管被吸收。因受血钙浓度的影响，尿中排钙量只占滤过量的 15（约 150 mg）。血钙低于2.4mmolL时，尿中无钙排出。下一页下一页返回返回上一页上一页16、3+吸收（肠道）:成人每日进食磷约1.01.5g,以有机磷酸酯和磷脂为主。吸收（空肠吸收最快）长期口服氢氧化铝凝胶以及食物中钙、镁、铁离子过多均可形成不溶性磷酸盐而影响磷的吸收。P3+磷酸酶无机磷酸盐返回返回下一页下一页上一页上一页17、P3+排泄（肾、粪便）:P3+肾小球滤出（约克）肾小管重吸收粪便（30%）返回返回上一页上一页18在体内激素的控制下,血浆中的钙、磷维持着相对恒定。甲状旁腺激素（PTH）、1，25（OH）2D3、1，25（OH）2D2以及降钙素是钙、磷及骨代谢的主要调节激素。下一页下一页返回返回19返回返回20甲状旁腺激素（parathyroid hormone,pH）是甲状旁腺主细胞合成与分泌的一种单链多肽。初合成的是含115个氨基酸残基的前甲状旁腺素原,在粗面内质同去掉N端25个氨基酸残基形成甲状旁腺素原，后者再在高尔基复合体内从N端去掉一个6肽，形成84个氨基酸残基的PTH，分子量 9500。返回返回下一页下一页21的合成与分泌受细胞外液Ca2+浓度的负反馈调节,血钙浓度降低可促进合成与分泌;血钙浓度增高则抑制合成与分泌。血钙在.33.9mmolL范围内与分泌呈负相关关系。在库普弗细胞及肾小管细胞内均可被分解为N端和C端两个片段，N片段具有活性，可被肝细胞、肾及骨组织摄取，C片段无活性，分子中间部分具有免疫原性。返回返回下一页下一页上一页上一页22PTH是维持血钙正常水平最重要的调节激素,它有升高血钙、降低血磷和酸化血液等作用，其主要靶器官是骨、肾小管，其次是小肠粘膜等。PTH作用于靶细胞膜上受体 ，活化腺苷酸环化酶系统，增加胞浆内cAMP及焦磷酸盐浓度。cAMP能促进线粒体Ca2+转运入胞浆;焦磷酸盐则作用于细胞膜外侧，使膜外侧的Ca2+进入细胞。共同导致胞浆内Ca2+浓度增加，激活细胞膜上的“钙泵”，将 Ca2+主动转运至细胞外液，导致血钙升高。返回返回上一页上一页23骨是最大的钙储备库,PTH总的作用是促进溶骨，升高血钙。PTH可在数分钟到数小时内引起骨钙动员，使密质骨中的钙释放人血，此种作用迅速但不持久。数小时至数日内，PTH可促进前破骨细胞和间质细胞转化为破骨细胞，使破骨细胞数目增加，导致溶骨和骨钙的大量释放。PTH对破骨细胞的作用是通过升高细胞内Ca2+浓度，进而促使溶酶体释放各种水解酶;抑制异柠檬酸脱氢酶等酶活性，使细胞内异柠檬酸、柠檬酸、乳酸、碳酸及透明质酸等酸性物浓度增高，促进溶骨;此外，胶原酶活性也显著升高。这均有利于溶骨作用。返回返回24主要是促进磷的排出及钙的重吸收,进而降低血磷，升高血钙。它作用于肾远曲小管和髓袢上升段以促进钙的重吸收;抑制近曲小管及远曲小管对磷的重吸收。返回返回25PTH能升高肾25（OH）D31羟化酶活性,从而促进高活性的l，25（OH）2D3的生成。返回返回26PTH促进小肠对钙和磷的吸收,这一作用是促肾生成 1,25（OH）2D3的继发效应。1，25（OH）2D3可促进小肠对钙和磷的吸收。返回返回27维生素 D（vitamin D,VitD）为类固醇衍生物,具有抗佝偻病的作用，又称钙（骨）化醇。已知族维生素有6种，它们结构相似,仅侧链不同。其中（麦角钙化醇）和（胆钙化醇）较为重要。维生素D和D具有相同的生理作用，而且都必须在体内经过一定的代谢转变，成为活化型后才能发挥其生物学作用，肝和肾是维生素D活化的主要器官。返回返回下一页下一页28肝细胞微粒体:返回返回VitD3VitD325羟化酶NADPH、O2、Mg2+25(OH)D3特异的 球蛋白肾肾小管上皮细胞线粒体25(OH)D3-12-羟化酶系1,25(OH)2D3(活性维生素D)负反馈PTHCT促进抑制正反馈25(OH)D324羟化酶1,24,25(OH)3D3防止维生素中毒下一页下一页29维生素来源:食物日光照射后在皮下由7脱氢胆固醇转变生成维生素存在形式：大部分与蛋白结合少量以游离形式存在,游离维生素才能发挥作用返回返回上一页上一页30 1,25（OH）2D3具有促进十二指肠对钙的吸收及空肠、回肠对磷的吸收和转运的双重作用，即促进肠粘膜细胞膜对钙通透，细胞内的结合及转运。Ca2+1,25(OH)2D3细胞内钙线粒体钙结合蛋白Ca2转运至基膜的钙泵上Ca2+输送至血液Na+Ca2+交换体系返回返回311,25(OH)2D3对骨的直接作用是促进溶骨，并与PTH协同作用，既加速破骨细胞的形成，增强破骨细胞活性，促进溶骨;亦通过促进肠管钙、磷的吸收，使血钙、血磷水平增高以利于骨的钙化。返回返回321,25（OH）2D3促性肾小管上皮细胞对钙、磷的重吸收，其机制也是上调细胞内钙结合蛋白的表达。返回返回33降钙素(calcitonin,CT)是由甲状腺滤泡旁细胞(C细胞)合成、分泌的一种单链多肽激素，由32个氨基酸残基组成，分子量3418。CT在初合成时是含136个氨基酸残基、分子量15000的前体物.此前体物中还含有一个称为降钙蛋白(katacalcin)的21肽片段。当血钙增高时，CT与降钙蛋白等分子分泌，降钙蛋白能增强CT降低血钙的作用。血钙低于正常时，CT分泌减少。CT作用的靶器官主要是骨和肾。返回返回34抑制被骨细胞生成及活性,从而抑制骨基质的分解和骨盐溶解。还可使间质细胞转变为成骨细胞，促进骨盐沉积，降低血钙。返回返回35抑制肾小管对钙、磷的重吸收,以增加尿钙、尿磷，降低血钙、血磷。返回返回36甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP),由肿瘤细胞分泌后作为内分泌激素作用于靶组织(骨骼和肾)引起高钙血症 PTHrP基因位于染色体12 上,与染色体11的H基因明显不同，139个氨基酸的PTHrP的端前13个氨基酸中有8个与H同源PTHrP mRNA编码三种同功型的 PTHrP。PTHrP可导致高钙血症和低磷血症以及增加尿cAMP、与原发性甲状旁腺功能亢进病人比较，PTHrP引起高钙血症的病人1,25(OH)D水平更低，多见代谢性减中毒而不是高氯性代谢性酸中毒。返回返回37返回返回38第二节钙和磷代谢紊乱第二节钙和磷代谢紊乱返回返回39钙代谢异常表现为血清总钙和或游离钙水平异常升高或低下。正常成人血清总钙参考范围为2.252.75mmolL,游离钙参考范围为0.941.26 mmolL。返回返回下一页下一页40返回返回常见病因:41低钙血症(hypocalcemia),血清总钙浓度可因清蛋白结合部分或游离部分的减少而导致降低，游离钙的减少通常是由于维持血清钙各种存在形式间分配的生理机制破坏而引起。返回返回42慢性肝病、肾病综合征、充血性心衰以及营养不良均可造成低清蛋白血症。此时,虽然血清总钙降低，但直接检测游离钙多正常。返回返回43 肾脏损害肾脏所至的慢性肾功能衰竭使1,25(OH)D生成不足，导致低钙血症，并可因此持续增加 的分泌，影响骨代谢而发生骨病。返回返回44H分泌不足。假性甲状旁腺功能减退,分泌正常，而对H反应的靶组织受体异常。返回返回45可因吸收不良或不适当饮食,加上暴露于阳光下太少。对于成人，可发生软骨病，儿童可患佝倭病。返回返回46并发高磷血症,升高的血磷破坏了钙、磷间的正常比例，使血钙降低。并发镁缺乏，可因干扰PTH分泌，并影响其在骨和肾的活性，导致低钙血症。返回返回47高钙血症在临床常见,但多无特征性症状而只能通过血钙测定发现。高钙血症常见于:钙溢出进人细胞外液（如癌肿时骨矿物质过度被吸收）;肾对钙重吸收增加（如应用噻嗪类药物）；肠道对钙吸收增加（维生素D中毒）；骨骼的重吸收增加（固定不能活动）；原发性甲状旁腺功能亢进，H过度分泌。原发性甲状旁腺功能亢进是门诊高钙血症病人最常见的原因，住院病人中高钙血症多见于恶性肿瘤。这两种病因占所有高钙血症的9095。恶性肿瘤病人中有1020可出现HHM。返回返回48常见病因:1、肾排泌磷酸盐能力下降2、磷酸盐摄入过多3、细胞内磷酸盐大量转运出返回返回49血清无机磷浓度低于 0.81mmol/L被称为低磷血症,血磷浓度在 0.480.77mmol/L之间为中等偏低，除慢性骨软化症或佝偻病所致者外，通常没有临床症状。血磷低于0.48mmol/L，才会出现临床症状。返回返回下一页下一页50常见的低磷血症病因有:磷向细胞内转移（输注葡萄糖,高营养治疗，使用胰岛素或呼吸性碱中毒）。肾磷酸盐阈值降低（原发性或继发性甲状旁腺功能亢进，肾小管缺损性家族性低磷血症）。肠道磷酸盐的吸收减少（如呕吐、腹泻丢失或与口服制酸剂结合;吸收减少如吸收障碍综合征、维生素D缺乏）。细胞外磷酸盐丢失（酮症酸中毒、乳酸中毒）。返回返回上一页上一页51高磷血症指血清无机磷浓度高于1.45rnmolL。常因肾脏排泌磷酸盐的能力不足而致,其他引起的因素与吸收增加或磷酸盐从组织进入到细胞外液等有关。儿童因为生长激素分泌较多，比成人血磷浓度更高。返回返回52肾小球滤过率降低,如急、慢性肾功能衰竭;肾小管重吸收增加，如甲状旁腺功能减退（H缺乏）、假性甲状旁腺功能减退（PTH耐受）、肢端肥大症（高血清水平的生长激素）以及用依替磷酸二钠治疗。返回返回53经口或静脉补给磷酸盐药或使用含磷酸盐的缓泻剂和灌肠液。返回返回54乳酸酸中毒、呼吸性酸中毒或糖尿病酮症;细胞溶解,如横纹肌溶解、血管内溶血、细胞毒性抗癌药治疗、白血病及淋巴瘤。返回返回55第三节镁代谢及其异常第三节镁代谢及其异常镁在人体内总量约为2128g,Mg为体内含量较多，功能广泛的重要阳离子之一。体内的镁可分为细胞内(骨及多种组织细胞中)和细胞外(细胞外液中)两部分。返回返回56一、镁的生理功能细胞内与细胞外镁具有不同的生理、生物化学功能。骨骼是镁的主要储备库。返回返回571是300多种酶的辅助因子,广泛参与各种生命活动。Mg 与ATP分子的 和一磷酸基构成螯合物，降低ATP分子的电负性，参与一切需要ATP的生物化学反应。2参与酶底物形成，如 MgATP和 MgGTP。3Mg 是许多酶系统的变构效应激活因子，如腺苷酸环化酶、NaKATP酶(NaKATPase)、CaATP酶、磷酸果糖激酶以及肌酸激酶等都需要镁的激活。鸟嘌呤核苷酸调节蛋白Gs和Gi活化亦需Mg参与。4 Mg在氧化磷酸化、糖酵解、细胞复制、核着酸代谢以及蛋白生物合成中起着重要作用。返回返回58细胞外液镁仅占总镁含量的 1,以三种形式存在。正常人血镁参考范围为0.751.0mmolL。约55%的镁是游离的，30%与蛋白结合，15与阴离子形成复合物。细胞外镁的主要功能是:细胞内镁的来源;降低神经、肌肉兴奋性。血清Mg浓度减少将降低神经兴奋阈值，增加神经传导速度；Mg 在突触前的神经末梢竞争性抑制 Ca的进入，影响神经递质在神经肌肉连接点的释放。血清镁浓度减少会导致神经肌肉应激性增加。因此，Mg与体内蛋白质、核酸、酶的结构、代谢与功能，正常神经、肌肉功能的维持，都有密切关系，在维持机体内环境的稳定和维持机体正常生命活动中起着重要作用。返回返回59二、镁的代谢1.来源:除脂肪以外的所有动物组织及植物性食品中。2.日摄入量：约为250mg,其中23来自谷物和蔬菜。3.吸收：小肠对镁的吸收是主动转运过程，部位主要在回肠。每日镁的吸收量约27.5mg/kg体重。消化液中含有大量的镁，成人每日可从消化液中回收约35mg的镁。返回返回下一页下一页604.排泄:肾是体内镁的主要排泄器官。5.存在：有核细胞中存在的镁约80%存在于肌肉中,肌肉是维持镁平衡的重要组织。急性镁缺乏所引起的低镁血症下波及肌肉镁，慢性镁缺乏病人虽然血镁在正常范围，但肌肉镁显著降低。急、慢性高镁血症时肌肉镁均不增加。红细胞中的镁约为血清镁的3倍，故测血清镁时应防止溶血。肾小球滤过肾小管(特别是髓袢)重吸收2%5%由尿排出返回返回上一页上一页61镁缺乏非常普遍,住院病人中约10%和重症监护中心约65%的病人有缺镁，中等及严重镁缺乏通常因胃肠道及肾脏的丢失。在上段胃肠道液中镁的含量为0.5mmol/L。因此，呕吐、胃肠减压可导致大量镁的丢失。更常见的是镁从下段肠道的丢失，多因急性腹泻、局部性肠炎以及溃疡性结肠炎等，因为镁的主要吸收部位是在远端小肠。肾排泄增多也是缺镁的常见原因。返回返回下一页下一页621.胃肠道病症 如持续性胃肠减压、吸收障碍综合征、急慢性腹泻、急性出血性胰腺炎以及原发性低镁血症。2.肾脏丢失包括渗透性利尿,如糖尿病、使用甘露醇等脱水剂;高钙血症；乙醇及其他药物；代谢性酸中毒、酮症酸中毒；肾脏疾病，如肾盂肾炎、间质性肾炎、肾小球肾炎、肾小管酸中毒、肾移植术后；原发性低镁血症；磷酸盐缺乏。返回返回上一页上一页 下一页下一页63高镁血症（hypermagnesemia）不常见,即便有也多是轻微升高。症状典型的高镁血症几乎总是由于过多镁盐摄入或静脉用含镁药物所致。肾功能衰竭时，限制了排泌过多镁的能力;使用含镁制酸剂、灌肠剂即可引起高镁血症。硫酸镁是治疗妊娠性高血压的常用药物，可能会引起孕妇及婴儿血镁过量。此外，横纹肌溶解症、家族性低钙尿高钙血症及锂盐过量，亦可致高镁血症。返回返回上一页上一页64第四节骨代谢异常的临床生物化学第四节骨代谢异常的临床生物化学返回返回65返回返回66骨钙素又称骨谷氨酰基蛋白(BGP),是含49个氨基酸;分子量 5669的小蛋白,为人骨中主要的和最多的非胶原蛋白,占总蛋白的 1%。作用:骨钙素中17、21和24位为三个特殊的谷氨酰残基，可被依赖维生素K的羧化酶转换为 羧基谷氨酰，这种独特的羧化氨基酸能结合钙离子，在血液凝固、钙转运、沉积以及维持内环境平衡中起重要作用。返回返回成骨细胞BGP1,25(OH)2D67血清骨性碱性磷酸酶 (BALP)在反映成骨细胞活性和骨形成上则有较高特异性 ,并优于骨钙素。因为 BALP在血清中比骨钙素更稳定，血清中的半寿期为l2天，并且不受昼夜变化的影响，标本亦不需特殊处理。BALP增高见于Paget s病、修复活跃的骨质疏松、甲状腺毒症、甲状旁腺功能亢进、骨质软化症、佝偻病、骨营养障碍、骨质溶解转移、肢端肥大症以及其他增加骨形成的病症。返回返回68型前胶原肽是另一个评价骨形成的指标。但在评价体内 1,25（OH）D代谢紊乱及替代治疗的疗效上，型胶原前肽则忧于骨钙素和 BALP。成骨细胞前体细胞型胶原端延伸段端延伸段(前肽)断裂纤维入血返回返回69骨的有机基质中胶原交联（collagecrosslinks）90为 I型胶原返回返回下一页下一页70骨吸收期间I型胶原被水解,羟基毗咛酚交联释放入血并从尿排出。检测尿脱氧吡啶酚和（或）吡啶酚，或测定交联区的C和N端肽，可用作反映骨吸收的指标。返回返回下一页下一页上一页上一页71（）脱氧吡啶酚和吡啶酚:脱氧吡啶酚存在于骨、韧带和主动脉,而吡啶酚存在于硬连接组织，如软骨中含量高。因为骨骼系统的质量很大，骨是两种吡啶酚的主要来源，故这两种吡啶酚测定已用于评价骨吸收。返回返回下一页下一页上一页上一页72脱氧吡啶酚表现出更高骨吸收特异性和灵敏度,其原因是:它是由胶原自然形成的，非生物合成;从尿中排出前不被代谢；骨是脱氧吡啶酚的主要来源；仅来源于天然基质的降解产物，不受饮食的影响。返回返回下一页下一页上一页上一页73（2）交联区N端肽和C端肽:型胶原交联区的N 和C 端肽也是一种骨吸收的指标,与吡啶酚和脱氧吡啶酚一样具有较好特异性，不受饮食等干扰。吡啶酚和交联区端肽水平的评价已用于骨质疏松、Pagets 病、其他代谢性骨病、原发性甲状旁腺功能亢进和甲状腺功能亢进以及其他伴有骨吸收增加性疾病的诊断或病情评价。绝经后妇女与绝经前比较，端肽通常比其他吸收和形成标志物增高明显、当药物抑制骨吸收时会导致降低，如绝经后妇女或骨质疏松症用二磷酸盐或雌激素治疗，吡啶酚和端肽会降低。返回返回上一页上一页74骨吸收期间,破骨细胞产生和分泌一种耐酒石酸酸性磷酸酶进入破骨细胞与骨表面之间的间隙，并能在血清中测得，能反映破骨细胞活性和骨吸收情况。血清中耐酒石酸酸性磷酸酶活性测定有许多方法，但它们对破骨细胞同工酶没有特异性。故现阶段尚不能满意区分这种耐酒石酸酸性磷酸酶与血清中其他耐酒石酸酸性磷酸酶。返回返回75尿半乳糖羟赖氨酸胶原中的羟赖氨酸可被糖基化形成半乳糖羟赖氨酸或糖化半乳糖羟赖氨酸、半乳糖羟赖氨酸存在于骨胶原,而糖化半乳糖羟赖氨酸则存在于皮肤胶原中。破骨时半乳糖羟赖氨酸释放入血，并从尿中排泄。尿半乳糖羟赖氨酸在骨吸收病症，包括女性骨质疏松时增高。返回返回76由于受各种疾病或其他因素包括饮食的干扰,并且人体其他组织包括肌肉和皮肤也含有一定比例的胶原，所以尿羟脯氨酸对骨更新或骨吸收不特异，不是骨更新或骨吸收的常规标志物。脯氨酸羟化羟脯氨酸尿排出90%存在于可透析的小胶原肽段中10%存在于不可透析的大胶原肽段中返回返回77（三）Pagets病返回返回78骨质量的高峰期大约出现在30岁左右,在生命后期骨密度是临床判断骨质疏松的重要指征。成年早期骨形成大于骨吸收，以便骨量保持稳定。3540岁后，骨吸收略超过骨形成，约每年丢失 1骨量。妇女绝经后因骨吸收增加使骨丢失每年增加到 2，这种吸收增加直接与性激素缺乏相关。返回返回下一页下一页79骨质疏松常见原因包括:生长期骨形成缺陷;成骨细胞骨形成受损；增加骨吸收的其他病理生理过程。骨质疏松最常见于绝经后的高龄妇女。增龄、女性以及性激素缺乏都是危险因素,其他危险因素包括骨质疏松家族史、过度饮酒、吸烟以及多种慢性病症。返回返回下一页下一页上一页上一页80研究表明,患原发性甲状旁腺功能亢进的病人比相应的正常人骨密度值低。而患甲状旁腺功能亢进的病人60%是绝经后妇女，骨质疏松是该病的重要表现。甲状腺激素过度分泌亦可导致骨吸收大于骨形成，因此骨质疏松可因长期的甲状腺功能亢进或甲状腺激素替代治疗而引起。皮质醇明显减少骨形成和增加骨吸收，患Cushing综合征的病人多有严重的骨质疏松。更常见的是长期用糖皮质激素治疗者，甚至可发生致残性骨质疏松。患多发性骨髓瘤的病人常有椎骨压缩性骨折，也应考虑有骨质疏松存在。返回返回上一页上一页81患骨质疏松症的主要临床表现是疼痛、不适和易骨折。因小梁骨更新速度高,骨折更易发生在小梁骨，例如脊椎骨和远端前臂骨比结构致密的皮质骨（如股骨）更易发生骨折。椎骨发生严重的压缩性骨折可导致残疾。返回返回82骨折的病人存在与其年龄和性别（如男人或绝经前妇女）不符的骨质疏松,应该通过生物化学检查排除一些病症，如甲状旁腺功能亢进症、甲状腺功能亢进症、库欣综合征、性腺功能减退症以及多发性骨髓瘤等。绝经后期患骨质疏松的妇女，需要检测骨吸收标志物包括尿钙和尿胶原交联(尿端肽、脱氧吡啶酚或C端肽)，对骨代谢进行评价，协助诊断。返回返回83骨质软化症几乎总是由维生素D缺乏或磷酸盐缺乏引起。依赖维生素D型佝偻病为一种遗传性疾病,以缺乏1,25(OH)D羟化酶，导致1,25(OH)D形成障碍为特征，生理剂量的1,25(OH)D替代治疗效果好。依赖维生素D 型佝偻病也是一种遗传性疾病,以血清中1,25(OH)D异常升高为特征，通常是由受体与1,25(OH)D结合的亲和力缺乏，出现维生素D抵抗。一些药物通过改变肝脏对维生素D的代谢，干扰肠道对钙的吸收和骨细胞的功能也可引起骨软化症。返回返回84肌无力和张力过低,承重功能减弱使肢体弯曲，呈“O”型或“X”型腿、身材矮小。肋骨肋软骨的连接处肿胀形成串珠,方颅等。在成年人骨骼生长发育完全后，骨痛是最普遍的症状，可能发生应力性骨折，X光片显示长骨的骨能和骨于杯型末端和磨损的典型佝偻病改变。假性骨折。返回返回85血清碱性磷酸酶活性升高。低钙血症:维生素D的最好评价方法是直接测定血清中25（OH）D。肾的磷酸盐转运缺陷最好的评价指标是肾小管磷酸盐最大重吸收(TmP4)。通过测定空腹血清磷酸盐、肌酐和同时收集的二小时尿标本磷酸盐和肌酐,分别计算出磷酸盐和肌酐的清除率,从标准曲线图即可查得患者TmP。Ca2+PTH低磷血症返回返回86颅骨、股骨、骨盆和脊椎是最常受累部位。受侵袭部位出现局部骨痛和发热.可出现骨骼的变形,如头颅扩大和承重骨(股骨和胫骨)弯曲。关节炎、神经压迫症状。少见的并发症是骨膜肉瘤。返回返回87常见生物化学检查改变是血清ALP、BALP增高,尿脱氧吡啶酚、羟脯氨酸增高。放射学检查可见骨溶解吸收区，成骨细胞重新形成的骨硬化区域。骨扫描是检测早期微小损伤的最敏感的方法。返回返回88肾衰1,25(OH)2生成1,25(OH)2肠道钙吸收障碍排泄磷酸盐能力高磷血症低钙血症PTH甲状旁腺增生高甲状旁腺素性骨疾病纤维性骨炎PTH抵抗影响甲状旁腺对钙的反应铝分泌受损血清铝破坏骨矿化骨软化病有大量的类骨质形成抑制骨细胞功能骨发育不全(类骨质量不增加)2微球蛋白排泄受损沉积于骨骨淀粉样变返回返回89骨痛是肾性骨营养障碍最明显的表现,主要发生在承重骨如小腿、臀部和脊柱。儿童可能发生骨骼畸形、肢体弯曲、脊柱后凸、侧弯以及股骨髓滑移。在关节周区域、动脉中间层可发生细胞外的骨化，以及肺、心肌等内脏器官的钙化。返回返回90血清尿素、肌酐升高。高磷血症和低钙血症。血清PTH增高,1,25(OH)2D浓度降低。血清镁浓度升高，血清铝浓度升高。返回返回91第五节骨代谢相关指标的实验室检查第五节骨代谢相关指标的实验室检查返回返回92返回返回93早期总钙的测定方法大多是钙与有机或无机阴离子沉淀,然后直接用比重法、浊度法测定，或者测定沉淀阴离子。随后相继建立了分光光度法、荧光法、原子吸收分光光度法及离子选择性电极法。其中分光光度法、离子选择电极法及原子吸收分光光度法是大多数实验室现今所用的方法。返回返回下一页下一页94(1)分光光度法:分光光度法是用金属指示剂或染料选择性地结合钙后产生颜色改变。检测特定波长的吸光度定量。这种方法可在各种自动化分析仪上使用。钙结合染料包括甲基麝香草酚蓝、茜素等,其中邻甲酚酞络合酮(CPC)和偶氮砷较为常用。(2)原子吸收分光光度法：原子吸收分光光度法(AAS)被NCCLS推荐为测定血清钙的参考方法。分析前血清用镧盐酸溶液按1:50稀释，稀释样本被送入乙炔火焰,基态钙原子吸收来自钙空心阴极灯的422.7nm光波.用光电管或检测器在422.7nm测定钙的这种吸收,吸光值与火焰里的钙浓度成比例。返回返回上一页上一页95l）邻甲酚酞络合酮(CPC)是一金属复合染料,与钙在pH约1.2的碱性溶液中形成紫红色螯合物，570580 nm波长测定吸光值定量钙浓度。用 8羟基喹啉消除Mg2+干扰。加入氰化钾可稳定反应以及避免其他重金属的干扰。钙与CPC按 1:1和 2:1两种比例结合，1:1复合物在低浓度时占优势，校正曲线在低浓度是非线性的。因此，CPC法推荐用多点校正。反应对温度很敏感，应严格控制反应温度。2）偶氮砷是一种钙结合试剂，对钙有高而特异的亲和力。在弱酸中(pH 6)，该染料与钙的亲和力比镁高，可形成蓝紫色复合物，在650660rn测定其吸光度定量。返回返回96游离钙测定方法为离子选择电极法,分析仪器在微处理器控制下，自动传送校正液、样品和清洗液进入分析室，分析室中含有钙离子选择电极.参比电极和pH电极。敏感的电位仪测定钙.参比、pH电极之间的电位差。仪器同时分析37时实际游离钙 和pH，然后计算pH7.4时的游离钙。返回返回97现在血清磷测定实际上检测的是血清中的无机磷酸根。7H3PO4+12(NH4)6Mo7O244H2O7(NH4)3PO4(MoO3)12+51NH4+51OH+33H2O无色的磷铝酸盐复合物可直接在340nm波长测定其紫外吸光值,或进一步用还原剂还原后产生钼蓝，在600700nm波长测定。返回返回98血清镁仅占总体镁的1%,其中55%是游离的，约30%与蛋白(主要是清蛋白)结合，15%与磷酸盐、枸橼酸盐及其他阴离子复合。血清总镁的测定方法包括分光光度法,AAS,沉淀法,、滴定法、荧光法以及火焰光度法.虽然AAS为参考方法，但且前临床实验室最普遍使用的是分光光度法。返回返回下一页下一页99(1)分光光度法;许多金属色原指示剂或染料可选择性结合镁发生颜色改变。目前常用的有钙镁试剂、甲基麝香草酚蓝等显色剂。1）钙镁试剂:钙镁试剂是一种金属色原指示剂,在碱性溶液中与镁结合形成紫色复合物，可在530550nm波长检测。加人钙螫合剂EGTA可减少钙的干扰，加入氰化钾可避免形成重金属复合物，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及表面活性剂可减少蛋白质及脂血的干扰。2）甲基麝香草酚蓝与镁形成蓝色复合物，在600nm左右测定，加入EGTA可减少钙的干扰。返回返回下一页下一页上一页上一页100(2)原子吸收分光光度法(AAS):27Mg中子活化法是镁测定的确定性方法,临床实验室用AAS作为参考方法，虽然AAS准确和精确，但难以在大多数临床实验室推广。血清镁被镧盐酸溶液按1:50稀释 乙炔火焰 基态镁原子吸收来自镁空心阴极灯的 285.2nm光波 用光电管或检测器在285.2nm测定镁的吸光值。返回返回上一页上一页101临床实验室测定血浆(清)游离镁主要是离子选择电极法,选择电极带有一个中性离子载体ETH5220、ETH7025等。现使用的离子载体或电极对镁的选择性不如钙，干扰主要来自游离钙。返回返回102返回返回103采用竞争性放射免疫法,125标记PTH片段与病人样本中PTH片段竞争抗体结合位点。经温育，沉淀，计数结合的放射性强度。用同样处理的标准品制作标准曲线，从曲线中可得到病人PTH浓度。返回返回104免疫化学发光法（ICMA）包括:用固定的 抗hPTH(144)、抗hPTH（4468）抗体和发光剂丫啶酯标记的抗hPTH（13）三种抗体,同时测定中段和 N 端片段的多位点免疫化学发光法。血清中段PTH自动化ICMA检测法，该法简便快速，无放射性，并且不受其他相关片段干扰。返回返回105 目前用于测定维生素D活性形式 25(OH)D 和 1,25(OH)2D 出的方法有:放射竞争性结合法（CPB）、放射受体测定法（RRA）、放射免疫法（RIA）和高效液相色谱法（HPLC）。由于1，2525（）是血清中维生素D的主要活性形式，故是反映维生素D状况的最佳指标。返回返回106过去,血清降钙素测定都采用RIA法，但其结果受不同来源抗血清的影响 灵敏度和特异性不同，不同方法和试剂盒间差异较大，使临床参考值水平在实验室之间难以统一 。现建立了一种高灵敏的两点免疫法(EIA和IRMA)，测出正常人降钙素的基础水平低于 1020ngL，其检出限可小于2ngL。两点法在诊断甲状腺髓样癌（MIC）要比大多数竞争性RIA显现出良好的灵敏度和特异性。返回返回107已有多种竞争性免疫法用于测定HHM病人血清中PTHrP,如N末端(134)、中间段(3767，3774)以及 C末端。其中N末端使用较多。固定抗PTHrP抗体的亲和色谱法、反相色谱法，以及纯化技术已用于改善 PTHrP的灵敏度和特异性。更敏感和特异的两点法或免疫放射分析（IRMA）法的检出限可达到 0.11.0pmolL。返回返回108返回返回109人骨钙素已能用竞争性RIA法、酶法、化学发光免疫法检测 。骨钙素C末端2049氨基酸位在牛和人骨钙素有完全同源性的组成,过去多采用抗牛骨钙素抗体和放射破标记的牛骨钙素。现已普遍使用多克隆、单克隆或人工合成的抗人骨钙素抗体，建立了更灵敏可靠的两点法IRMA、酶免法及化学发光法检测人骨钙素。返回返回110（1）化学法和仪器检测:热失活法和用L苯丙氨酸、L高精氨酸、左旋咪唑的化学抑制法已有报道。也有使用凝集素WGA的亲和色谱法、亲和电泳法和微分沉淀法等测定BALP。其中热失活法和WGA亲和层析法使用较多。（2）免疫法：免疫法采用抗SaOS2人骨髓瘤细胞的单克隆BALP抗体。但是,目前免疫法存在的主要不足是抗BALP抗体特异性不高 返回返回111HPLC和免疫法是使用较多:（1）HPLC法：脱氧吡啶酚和吡啶酚可用HPLC荧光检测法测定。由于尿中吡啶酚约60%存在于小胶原肽段中,因此一般都需要将样品加酸水解，以释放出游离的脱氧吡啶酚和吡啶酚。（2）免疫法：竞争性酶免疫测定（EIA），以及该法改进后的方法。目前使用较多的是商品化的竞争性单克隆抗体ELISA法测定脱氧吡啶酚，但不测定吡啶酚。返回返回112 现已有测定端肽的ELISA法(NTx)商品化试剂盒,其采用的是单克隆抗正常青春期尿液端肽片段抗体。也有检测C端肽ELISA法商品化试剂盒，采用兔多克隆抗体，该抗体可特异性识别与人C端肽相一致的7肽片段。返回返回113血清中耐酒石酸酸性磷酸酶活性测定有许多方法,但它们对破骨细胞同工酶没有特异性。现已建立的耐酒石酸酸性磷酸酶测定的免疫法，抗体系从患多毛细胞白血病患者脾细胞和人脐带血中获得。因此，这些抗体仍不能完全特异性识别骨性耐酒石酸酸性磷酸酶。但可以预见，特异性测定骨性耐酒石酸酸性磷酸酶免疫法的建立，将提供敏感、特异的测定破骨细胞活性和骨吸收的方法。返回返回114已建立测定尿半乳糖羟赖氨酸的反相HPLC法。该法先将尿中半乳糖羟赖氨酸丹酰化,以梯度洗脱反相HPLC分离，荧光法检测。尿半乳糖羟赖氨酸在患骨吸收病症，包括女性骨质疏松时增高。返回返回115尿和血清中游离的、可透析的以及不可透析的羟脯氨酸测定方法都有报道。总尿羟脯氨酸测定用得最普遍。将样品加酸水解,使羟脯氨酸从肽链中释放出，并被氧化成吡咯，然后与Ehrlich试剂（二甲氨基苯甲醛）反应后进行光度法测定。离子交换色谱法可减少尿中成分干扰而提高方法的特异性。敏感和特异的反相HPLC法也有报道.但因羟脯氨酸无组织特异性，易受各种疾病和饮食成分等干扰，所以羟脯氨酸测定不是骨更新或骨吸收的常规标志物。返回返回116