资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,细胞:,35%,有机成分:,65%,无机物 钙磷镁,少量糖蛋白,骨磷蛋白和,-,羟化蛋白,主要为,型胶原,骨基质,骨质,成骨细胞 破骨细胞 骨细胞 骨原细胞,骨的功能,机械支撑,保护脏器,参与代谢,骨代谢异常的生物化学诊断,细胞:35%有机成分:65%无机物 钙,1,第一节 钙和磷的代谢及调节,钙,、,磷,、,镁在体内的分布,(%),钙 磷 镁,骨和牙齿:,99 85 55,软组织:,1 15 45,细胞外液,0.2,0.1 1,总量,g(mol),1000(25) 600(19.4) 25(1.0),第一节 钙和磷的代谢及调节 钙、磷、镁在体内的分布(%),2,血浆中钙的存在形式,血钙通常指血浆钙,正常值为,2.252.75mmol/L,血钙,血浆蛋白结合钙,40%,(不可扩散),与弱酸根结合的钙,15,离子钙,45,可扩散,血浆中钙的存在形式血钙通常指血浆钙,正常值为与弱酸根结合的钙,3,血浆中磷的存在形式,蛋白结合磷,游离磷(离子化),复合物磷,正常成人血浆无机磷含量为,0.71.1mmol/L,血浆磷不如血钙稳定,儿童时期血磷增高,此后随年龄增长而下降,在,15,岁时达成人水平。此变化与碱性磷酸酶的活性有关。,血钙与血磷之间有一定浓度关系,以,mg / dl,计算每,100 ml,血液中钙磷的质量之积是一常数, 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),(少年儿童),( 佝 偻 症 ),血浆中磷的存在形式血浆磷不如血钙稳定,儿童时期血磷增,4,一、钙和磷的生理功能,(一)钙的生理功能,1.,细胞内钙,含量:,10,-6, 10,-7,mol/L,与磷脂,、,二羧酸,、,钙结合蛋白结合,线粒体,、,肌浆,、,内质网,一、钙和磷的生理功能(一)钙的生理功能,5,细胞内钙的功能,1.,触发神经,-,肌肉收缩偶联,骨骼肌细胞内储存,Ca,2+,受神经冲动而释放,,Ca,2+,浓度增大到,10,-7,-10,-5,mol/L,时,,Ca,2+,可迅速地与钙蛋白的钙结合亚基结合,引起一系列构象改变后导致肌肉收缩。,2.,作用于质膜,降低细胞膜的通透性,3.,为细胞内第二信使,参与细胞内信号传递,4.,酶的辅助因子,5.,抑制维生素,D3-1-,羟化酶的活性,参与钙磷代谢,6.,钙结合蛋白,-,钙调蛋白为酶的调节物质,细胞内钙的功能1.触发神经-肌肉收缩偶联,6,细胞外钙的功能,1.,是细胞内钙的来源,2.,稳定神经细胞膜影响其应激性。降低神经、肌肉的兴奋性。抽搐,3.,钙离子可以作为凝血因子,,参与凝血过程,细胞外钙的功能1.是细胞内钙的来源,7,特异、灵敏地反映骨吸收,骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase):,促进破骨细胞凋亡:TGF-,C-端肽和N-端肽测定,正常成人血浆无机磷含量为0.,只是偶尔从一些乡下来的孩子可以看到类似鸡胸、O型腿等,提高腺苷环化酶的活性,作为第二信使发挥 作用。,血钙与血磷之间有一定浓度关系,一组多原因疾病,与自身免疫有关,反映骨吸收和骨转换程度,但不特异。,在我国根据流行病学调查,60岁以上的老年人患骨质疏松的男女比例分别为35.,总量g(mol) 1000(25) 600(19.,游离吡啶酚及脱氧吡啶酚,细胞:,磷向细胞外移出及细胞破坏, Ca P ,提高腺苷环化酶的活性,作为第二信使发挥 作用。,在我国根据流行病学调查,60岁以上的老年人患骨质疏松的男女比例分别为35.,hypercalcemia(血清钙 2.,慢性血清镁与肌肉镁有交换,Ca,+,特异、灵敏地反映骨吸收Ca+ ,8,(二)磷的生理功能,1.,构成多种重要的核苷酸(如,ATP,、,GTP,、,UTP,、,CTP,等),2.,构成核苷酸辅酶类(如,NAD,+,、,NADP,+,、,CoA,等)和含磷酸根的辅酶(如,TPP,、磷酸吡哆醛等),3.,细胞膜磷脂在构成生物膜结构、维持膜的功能以及代谢调控上均发挥重要作用。如 酶蛋白及多种功能性蛋白质的磷酸与脱磷酸化,4.,细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应如磷酸基转移反应、加磷酸反应等。,(二)磷的生理功能1.构成多种重要的核苷酸(如ATP、GTP,9,细胞外磷的功能,1.,血中磷酸盐(,HPO,4,2-,/H,2,PO,4,-,)是血液缓冲体系的重要组成成分。,2.,细胞外磷酸盐为细胞内以及骨矿化所需磷酸盐的来源,细胞外磷的功能1.血中磷酸盐(HPO42-/H2PO4-)是,10,食物钙,肠吸收,影响因素,血钙,(,2.25-2.75,mmol/L,),蛋白结合,有机酸结合,骨,(99%),其它组织,(,结合,),(1%),Ca,+, 0.01,m,mol/L,粪钙,80%,尿钙,(20%),随血钙调节,钙的正常代谢,二,、,钙和磷的代谢,Ca+/,P,2/1,食物钙肠吸收 影响因素 血钙骨(99%)其它组织(结合),11,钙的代谢,1.,吸收 每日摄入,0.6 1.0g,部位,:,小肠上段,,主指十二指肠,方式,:在活性,VitD,3,下的,主动吸收过程,影响因素:,肠道,pH,: 酸促进吸收,乳酸, 胃酸,草酸 植酸,Ca(H,2,PO,4,),2,Ca,3,(PO,4,),2,食物中钙磷比例:,Ca:P=2:1,时吸收最佳,肠道中,活性,VitD,3,的影响,年龄的影响。,2.,排泄,部位:,肾(,20,)和肠道(,80,),由消化道排泄的钙量占总量的,80,(,未吸收钙及分泌钙,600mg,)。由肾排出的钙占总排钙的,20,(,150mg),。,钙的代谢,12,磷的正常代谢,食物,磷,肠吸收,Vit D,促进,血磷,(,0.81.6,mmol/L,),骨和牙,(85%),其它组织,(,结合,),(15%),粪磷,30%,尿磷,(70%),随血磷调节,磷的正常代谢食物磷肠吸收 Vit D促进 血磷骨和牙(8,13,磷的代谢,1.,吸收 每日摄入,1.0,1.5g,部位,:,小肠上段,主指空肠(,70,),方式:,食物中的磷主指有机磷酸酯在磷酸酶的作用下生成,H,2,PO,4,-,,才能被吸收;,影响因素:,食物中金属离子的影响,:,长期口服,氢氧化铝凝胶,以及食物中钙、镁、铁离子过多,均可由于形成不溶性磷酸盐而影响磷的吸收。,2.,排泄:肾是磷排泄的主要器官,肾排磷占总排磷的,70,,其余,30,由粪便排泄,磷的代谢 1.吸收 每日摄入1.0 1.5g,14,三,、,钙和磷及骨代谢的激素调节,甲状旁腺素,维生素,D,降钙素,甲状旁腺激素相关蛋白,三、钙和磷及骨代谢的激素调节甲状旁腺素,15,(一),甲状旁腺素,parathyroidhormone,,,PTH,合成部位:,甲状旁腺的主细胞,前甲状旁腺素原,(115,个,Aa),粗面内质网,25Aa,甲状旁腺素原,(90,个,Aa),高尔基复合体,-6Aa,甲状旁腺素,(84,个,Aa,单链多肽,),分子量,9500,(一)甲状旁腺素 parathyroidh,16,肝,肝,肝肝,17,PTH,对血钙和血磷的调节作用,PTH,是维持血钙正常水平的最重要的调节因素,它有,升高血钙、降低血磷和酸化血液、促进溶骨,等作用,其主要靶器官是,骨,、,肾小管,,其次是,小肠粘膜,等。,PTH对血钙和血磷的调节作用 PT,18,作用机制,:作用于靶细胞膜,活化腺苷酸环化酶系统,激活,ATP,生成,cAMP,及,PPi,,,cAMP,能促使线粒体的钙转入细胞浆,,PPi,则作用于细胞膜外侧,使膜外侧的钙进入细胞的,致细胞的内,Ca,2+,升高,并激活胞膜上的钙泵将,Ca,2+,主动转至胞外。引起血钙升高。具体如图,作用机制:作用于靶细胞膜,活化腺苷酸环化酶系统,激活A,19,1.,对骨的作用:,PTH,浓度,升高,时,骨细胞则有溶骨效应。,间质网状细胞破骨细胞成骨细胞骨细胞,PTH,的作用机理可表现在二个方面,使前破骨细胞和间质细胞向破骨细胞的转化,抑制破骨细胞向成骨细胞的转化,导致溶骨和骨钙的大量释放。,使破骨细胞的活动性增强,骨盐溶解,血钙升高,溶酶体释放各种水解酶;抑制异柠檬酸脱氢酶的活性,使细胞内柠檬酸,异柠檬酸,乳酸,碳酸及透明质酸浓度增加;胶原酶活性增加,1.对骨的作用:PTH浓度升高时,骨细胞则有溶骨效应。,20,2 .,对肾作用,促进,远曲小管和髓袢上段对钙,的重吸收,抑制,近曲小管及远曲小管对磷,的重吸收,结果使,血钙升高,,,血磷降低,,,尿钙减少,,,尿磷增加,3.,促进活性,VitD,3,的形成。,4.,对小肠的作用,为一种间接反应,促进肠道对钙磷的重吸收,2 . 对肾作用,21,第五节 骨代谢相关指标的 实验室检查,此变化与碱性磷酸酶的活性有关。,这是退行性骨质疏松症最常见和最严重的并发症。,(四)甲状旁腺相关蛋白测定,白内障 皮肤干燥 毛发枯燥 指甲易断 出牙异常,各种原因导致的肾衰引起的骨骼异常。,25 - (OH)2 - D3,提高腺苷环化酶的活性,作为第二信使发挥 作用。,只是偶尔从一些乡下来的孩子可以看到类似鸡胸、O型腿等,据报道,在南方,1岁以下婴幼儿,发生的佝偻病的比率为2030,在北方就更高了,(2045,与日照时间有密切关系)但是,有一点值得高兴,绝大多数都是轻中度的缺钙,重度缺钙的现在已经很少见了,PTH的作用机理可表现在二个方面,特异、灵敏地反映骨吸收,Ca(H2PO4) 2 Ca3(PO4)2,抑制维生素D3-1-羟化酶的活性,参与钙磷代谢,骨钙素,血清尿素氮、肌酐升高,高磷、低钙、高镁血症,(high performance liquid chromatography,HPLC),多种细胞因子、激素和维生素,PTH是维持血钙正常水平的最重要的调节因素,它有升高血钙、降低血磷和酸化血液、促进溶骨等作用,其主要靶器官是骨、肾小管,其次是小肠粘膜等。,在突触前的神经末梢竞争性的抑制Ca+的进入,第三节 骨代谢异常的临床生化,(,二,),维生素,D (Vitamin D, VitD),合成,肝,和,肾,是,VitD,3,活化的主要器官,麦角固醇,紫外线,麦角钙化醇,(D,2,),D2,脱氢,7-,脱氢胆固醇,紫外线,胆钙化醇,(D,3,),活 化:,Vit D,3,(,活性,D,3,),肝,肾,25 - OH - D,3,1.25 - (OH),2,- D,3,Vit D,3,羟化酶,25-,(,OH,),-D,3,1,a,羟化酶,第五节 骨代谢相关指标的 实验室检,22,高,Ca,2+,外源性食物,内源性,(,皮肤,),维生素,D,3,肝脏,25-,羟化酶,1,25-(OH),2,D,3,25-(OH)D,3,低,P,3-,高,P,3-,肾,1-,a,羟化酶,降钙素,甲状旁腺素,无生物活性,微弱生物活性,生物活性明显增加,低,Ca,2+,( ),(,),(,),( ),( ),( ),高Ca2+外源性食物 内源性 (皮肤)维生素D3肝脏 2,23,对小肠的作用,促进小肠对钙磷的吸收,改变膜磷脂结构,增加对钙的通透性。,上调与钙转运相关的蛋白质的表达,提高腺苷环化酶的活性,作为第二信使发挥 作用。,对小肠的作用改变膜磷脂结构,增加对钙的通透性。上调与钙转,24,2.,对骨骼的作用:,直接作用,是促进溶骨:加速破骨细胞的形成,增强破骨细胞的活性,间接作用,是促进骨的钙化:促进肠道对钙磷的吸收,增加血钙,结果表现为,促进骨组织的更新,3.,对肾的作用:,促进肾小管上皮细胞对钙磷的重吸收,(同,PTH,比较),其机制是增加细胞内钙结合蛋白的生物合成,从而促进钙磷的吸收。,2. 对骨骼的作用:,25,(三) 降钙素(,calcitonin, CT,),合成:由甲状腺滤泡旁细胞合成和分泌的一种单链多肽。,32Aa,分子量,3418,血钙增高时,,CT,分泌增多;血钙降低时,,CT,分泌减少,作用:,1.,对骨的作用,抑制骨基质分解和骨盐溶解,:抑制破骨细胞的活性;,促进骨盐沉积,:,促使破骨细胞向成骨细胞的转化,导致骨盐沉积。,2.,对肾脏的作用,CT,可直接作用于肾脏的近曲小管,,抑制钙磷的重吸收,,,使尿钙的排出增加,。,3.,对小肠的作用:主要是间接作用,通过抑制活性,D,3,的形成,而抑制小肠的钙磷的重吸收。,(三) 降钙素(calcitonin, CT) 合成:由,26,甲状旁腺素,维生素,D,3,降钙素,来源,甲状旁腺,皮 肤,甲状腺,C,细胞,对钙磷代谢的影响,骨,溶骨作用,成骨作用,肾,重吸收钙,重吸收磷,肠吸收钙,无明显影响,血钙,血磷,总效应,保钙排磷,保钙保磷,排钙排磷,甲状旁腺素,、,维生素,D,、降钙素对钙磷代谢的影响,甲状旁腺素维生素D3降钙素来源甲状旁腺皮 肤甲状腺C,27,(四)甲状旁腺激素相关蛋白,(PTHrP),1987,年研究某些癌症引起恶性肿瘤体液性高钙血症,(humoral hypercalcemia of malignancy,,,HHM),时发现。约有,75,80%,恶性肿瘤并发高钙血症,如乳癌,肾癌,多发性骨髓瘤,淋巴瘤和白血病等。,它与,PTH,的氨基酸结构相近,可与,PTH,受体结合,并发挥甲状旁腺素的功能,引起血钙升高。,(四)甲状旁腺激素相关蛋白,28,提高腺苷环化酶的活性,作为第二信使发挥 作用。,两点法IRMA, 酶免疫法,化学发光法,甲状旁腺素 (84个Aa单链多肽 ),三、了解骨代谢异常的生物化学,(一)甲状旁腺素 parathyroidhormone,PTH,75mmol/L 主要表现为神经和精神与行动的异常,PTH的作用机理可表现在二个方面,第三节 骨代谢异常的临床生化,少量糖蛋白,骨磷蛋白和-羟化蛋白,hyperphosphatemia(血清磷1.,第四节 骨代谢疾病的生化标志物与检测,前胶原肽,肾疾患,在突触前的神经末梢竞争性的抑制Ca+的进入,骨质软化症(osteomalacia)佝偻病,1,25-(OH)2D3,二、 代谢性骨病的临床生物化学,血清碱性磷酸酶测定、钙、磷、,肠Ca2+、P3- 吸收,25-(OH)-D31a羟化酶,第二节 钙、磷、镁代谢紊乱,一,、,钙代谢异常,(一)低钙血症,hypocalcemia,(,血清钙,1.,吡啶酚/羟赖氨酰吡啶酚,25 - (OH)2 - D3,肠Ca2+、P3- 吸收,游离(离子) 钙的测定,25-(OH)-D31a羟化酶,(四)甲状旁腺激素相关蛋白 (PTHrP),骨代谢异常的生物化学诊断,少量糖蛋白,骨磷蛋白和-羟化蛋白,血浆中磷的存在形式,血中磷酸盐(HPO42-/H2PO4-)是血液缓冲体系的重要组成成分。,血清尿素氮、肌酐升高,高磷、低钙、高镁血症,O,型腿实例图片,胶原交联骨由无机质和有机质组成,胶原的成分占到有机质的90,35,(,二)高钙血症,主要原因:,溶骨作用于增强,小肠钙吸收增强,以及肾对钙的重吸收增加所致,1.,钙溢出细胞外液:恶性肿瘤,2.,肾对钙重吸收增加:噻嗪类药物,3.,肠道对钙的吸收增加:,VitD,中毒,4.,骨骼的重吸收增加,5.,原发性甲状旁腺机能亢进,hypercalcemia,(,血清钙,2.7 5mmol/L),(二)高钙血症 主要原因:溶骨作用于增强,小肠钙吸收增强,36,二、磷代谢异常,(一)低磷血症,hypophosphatemia,(,血清磷,1.4 5mmol/L),(三)高磷血症原因:hyperphosphatemia(血,38,补钙是预防低钙高磷摄入对骨质不良影响的最佳方案,当然作什么事情都有度,过分补钙也有不良影响,如钙奶综合征等。,有人提出,“,大量饮用可乐会增加妇女骨质疏松的危险,”,。,补钙是预防低钙高磷摄入对骨质不良影响的最佳方案,当然作什么事,39,镁的代谢及其异常,总量与分布:,2128g,,居构成机体元素的第,11,位,,调节细胞代谢,调控细胞生长,血清,(Mg,+,),0.75-1.00,mmol/L,骨,(55%),其它组织,(,结合,),(45%),镁的生理功能:,1.,细胞内镁的功能:,Mg,2+,是近,300,种酶的辅助因子,广泛参与各种生命活动。,参与酶的底物形成。,是许多酶的变构激活因子。,氧化磷酸化,、,糖酵解,、,细胞复制,、核,苷,酸,代谢,、蛋白质。,镁的代谢及其异常总量与分布:2128g,居构成机体元素的,40,2.,细胞外镁的功能,血清镁:,正常值:,0.75,1.00mmol/L,血清镁的存在形式:蛋白结合镁,30,,离子镁,55,,镁盐,15,1 .,细胞内镁的来源,2 .,降低,神经、肌肉的兴奋性,3 .,在突触前的神经末梢竞争性的抑制,Ca,+,的进入,功能,Ach,Ca,+,Ca,+,Mg,+,2. 细胞外镁的功能血清镁:正常值:0.751.00m,41,镁的代谢,食物,250mg,镁,血清,(Mg,+,),0.75-1.00,mmol/L,骨,(55%),其它组织,(,结合,)(45%),约,95%,重吸收,肾,尿镁,(2-5%),甲状腺素,醛固酮,(,),VitD,PTH,甲状腺素,+,镁的代谢食物镁血清骨(55%) 其它组织(结合)(45%,42,肌肉镁:,在有核细胞中存在的镁约有,80,存在于肌肉中。,肌肉,是维持镁平衡的重要组织。,镁缺乏,:急性血清镁与肌肉镁,无,交换,慢性血清镁与肌肉镁,有,交换,镁增加:,无论是急性与慢性均无血清镁与肌肉镁的交换,肌肉镁:,43,(一)低镁血症,血镁,1.00mmol/L,临床较少见,原因:过多镁盐摄入 静脉输入,三、 镁的代谢异常,三、 镁的代谢异常,44,甲状旁腺素 (84个Aa单链多肽 ),25 - OH - D3,1,25(OH)2D可以促进其合成。,稳定神经细胞膜影响其应激性。,三、了解骨代谢异常的生物化学,慢性血清镁与肌肉镁有交换,亲和色谱法 反相色谱法,麦角固醇紫外线 麦角钙化醇(D2),直接作用是促进溶骨:加速破骨细胞的形成,增强破骨细胞的活性,肠道pH: 酸促进吸收,乳酸, 胃酸, 草酸 植酸,(high performance liquid chromatography,HPLC),胶原交联骨由无机质和有机质组成,胶原的成分占到有机质的90% , I型胶原,破骨细胞凋亡调节:雌激素和VitK,甲状旁腺素 (84个Aa单链多肽 ),65%无机物 钙磷镁,C-端肽和N-端肽测定,75mmol/L 主要表现为神经和精神与行动的异常,乳酸酸中毒, 呼吸性酸中毒, 细胞溶解,尿半乳糖羟赖氨酸测定:反相HPLC,促进小肠对钙磷的吸收,第三节 骨代谢异常的临床生化,细胞:,35%,有机成分:,65%,无机物 钙磷镁,少量糖蛋白,骨磷蛋白和,-,羟化蛋白,主要为,型胶原,骨基质,骨质,成骨细胞 破骨细胞 骨细胞 骨原细胞,一、骨的组成:,甲状旁腺素 (84个Aa单链多肽 )第三节 骨代谢异常的临床,45,骨的功能:,1.,机械支撑,2.,保护脏器,3.,参与钙磷等的储备和代谢,骨的功能:,46,二、骨的代谢:,1.,成骨作用(两个过程) (,P298,),骨的有机质形成,骨盐沉积,2.,溶骨作用,二、骨的代谢:1.成骨作用(两个过程) (P298),47,三、骨细胞的凋亡:,概念:骨细胞的程序性死亡,(一)破骨细胞的凋亡,1.,表现,(丫啶橙荧光染色),正常细胞:体积大,多核,发绿色荧光,凋亡细胞:体积缩小,核固缩发橙红色荧光,坏死细胞:细胞肿胀,可见均匀淡红色荧光,三、骨细胞的凋亡:概念:骨细胞的程序性死亡(一)破骨细胞的凋,48,三、骨细胞的凋亡:,(一)破骨细胞的凋亡,2.,调节,多种细胞因子、激素和维生素,维持破骨细胞生存:,M-CSF,、,IL-1,、,促进破骨细胞凋亡:,TGF-,破骨细胞凋亡调节:雌激素和,VitK,三、骨细胞的凋亡:(一)破骨细胞的凋亡2.调节,49,(二)软骨内成骨细胞的凋亡(,P300,),1.,骺板软骨细胞的凋亡现象,2.,细胞凋亡与软骨发育不良,3.,关节生长发育和功能改建中细胞凋亡,(二)软骨内成骨细胞的凋亡(P300),50,(一)骨质疏松症(,osteoporosis),概念:,是因多种原因引起的骨组织显微结构受损,骨矿成分和骨基质等成分比例减少,骨质变薄,骨小梁数量减少,骨脆性增加,使骨折危险度增高的一种全身骨代谢障碍性疾病。,在美国由于骨质疏松,每年引起,150,万骨折。,1/3,的,65,岁以上女性有脊柱压迫性骨折。一生中患髋骨骨折的约,15%,。在我国根据流行病学调查,,60,岁以上的老年人患骨质疏松的男女比例分别为,35.8%,和,73%,;,45,59,岁者为,16.9%,和,51.5%,。据估计我国患骨质疏松者约有,6000,8000,万之多。,二、 代谢性骨病的临床生物化学,(一)骨质疏松症(osteoporosis)二、 代谢性骨病,51,病因:,1.,生长发育期钙和维生素,D,摄入不足,2.,激素水平不稳定,3.1,,,25,(,OH,),2,D,3,合成不足,4,某些药物 罗格列酮、糖皮质激素类药物,病因:,52,临床表现:,1.,疼痛。原发性骨质疏松症最常见的症症,以腰背痛多见,占疼痛患者中的,70%-80%,。,2.,身长缩短、驼背。,3.,骨折。这是退行性骨质疏松症最常见和最严重的并发症,。,实验室检查,X,光片、骨密度扫描, 临床表现:,53,骨代谢异常生物化学诊断教学ppt教材课件,54,骨质软化症(,osteomalacia),佝偻病,是继发于骨质疏松的疾病,骨矿物质吸收,显微镜下非矿化骨,类,骨质(非矿化有机质)增加,,1.,病因:维生素,D,缺乏,磷酸盐缺乏,胃肠切除术 小肠疾病 肝胆疾病 胰腺功能不全 ,,依赖维生素,D,型佝偻病(缺乏,1,25-(OH),2,D,羟化酶),,依赖维生素,D,型佝偻病(受体与,1,25-(OH),2,D,结合的亲合力差),低磷血症骨质软化症:,(,维生素,D,抵抗佝偻病)肾小管磷酸盐转运缺陷,大量排泄磷酸盐,药物,骨质软化症(osteomalacia)佝偻病是继发于骨质疏,55,维生素,D,缺乏,肠,Ca,2+,、,P,3-,吸收,血,Ca,2+,甲状旁腺代偿机制增强,尿,P,3-,排出,旧骨脱钙,血,P,3-,血钙正常或稍低,钙磷乘积,骨样组织钙化障碍,骨质软化,骨样组织堆积,成骨作用,维生素D缺乏肠Ca2+、P3- 吸收血Ca2+ 甲状旁腺,56,肌无力,张力过低,骨骼改变:,脊柱侧弯,,,“,O,”,、,“,X,”,形腿,其它:外伤易骨折,肋骨串珠,方颅,2.,临床表现,其它:外伤易骨折 肋骨串珠2.临床表现,57,3.,实验室检查:,血清碱性磷酸酶测定、钙、磷、,血清,25(OH)D,浓度测定,肾小管磷酸盐最大吸收率:,测定空腹血清磷酸盐肌酐和同时收集的,2,小时尿磷酸盐,、,肌酐,分别计算出磷酸盐和肌酐的清除率,肾磷酸盐转运缺陷,3. 实验室检查:血清碱性磷酸酶测定、钙、磷、血清25(OH,58,Paget,s,病 变形性骨炎,骨的局部性病变,骨吸收后被混乱形式的骨质所替代。,1.,临床表现: 受侵部位出现局部骨痛和发热,骨胳变形,关节炎,神经压迫。,2.,实验室检查:血清,ALP, B-ALP,增高,尿脱氧吡啶酚,、,羟脯氨酸增高,,Pagets病 变形性骨炎骨的局部性病变,骨,59,骨代谢异常生物化学诊断教学ppt教材课件,60,肾性骨营养障碍,(,renal osteodystrophy),各种原因导致的肾衰引起的骨骼异常。,纤维性骨炎,骨软化症,骨发育不全,骨骼淀粉样变,发病机制,临床表现:,骨痛:小腿臀部脊柱,儿童骨骼畸形,骨组织外骨化:关节周区域,动脉中间层,肺,心肌,实验室检查:,血清尿素氮、肌酐升高,高磷、低钙、高镁血症,PTH,升高,,1,25-(OH),2,D,减少,肾性骨营养障碍 (renal osteo,61,第四节 骨代谢疾病的生化标志物与检测,一,、 骨代谢的标志物,骨形成标志物,骨钙素,骨性碱性磷酸酶,前胶原肽,骨吸收标志物,胶原交联,耐酒石酸酸性磷酸酶,尿半乳糖羟赖氨酸,尿羟脯氨酸,第四节 骨代谢疾病的生化标志物与检测一、 骨代谢的标志物,62,关节生长发育和功能改建中细胞凋亡,胶原交联骨由无机质和有机质组成,胶原的成分占到有机质的90% , I型胶原,间质网状细胞破骨细胞成骨细胞骨细胞,细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应如磷酸基转移反应、加磷酸反应等。,软组织: 1 15 45,调节细胞代谢,调控细胞生长,竞争性单克隆抗体ELISA法(NTx) :单克隆抗正常青春期尿液N-端肽片段抗体,检测N-端肽NTx,1,25-(OH)2D3,游离吡啶酚及脱氧吡啶酚,等分子交叉反应法检测吡啶酚,以mg / dl计算每 100 ml 血液中钙磷的质量之积是一常数,血清骨钙素可以反映成骨细胞的活性或者是骨的形成的指标,骺板软骨细胞的凋亡现象,关节生长发育和功能改建中细胞凋亡,Ca(H2PO4) 2 Ca3(PO4)2,耐酒石酸酸性磷酸酶测定,(二) 维生素D (Vitamin D, VitD),吡啶酚和脱氧吡啶酚的测定,是因多种原因引起的骨组织显微结构受损,骨矿成分和骨基质等成分比例减少,骨质变薄,骨小梁数量减少,骨脆性增加,使骨折危险度增高的一种全身骨代谢障碍性疾病。,Ca(H2PO4) 2 Ca3(PO4)2,由消化道排泄的钙量占总量的80(未吸收钙及分泌钙600mg )。,骨钙素,(osteocalcin),分子量为,5669,,含,49,个氨基酸, 骨钙素是在骨中含量十分丰富的非胶原蛋白,其总量占骨组织中非胶原蛋白的,15,20,。骨钙素由成骨细胞合成和分泌,与羟磷灰石有较强的亲和力,约,50,沉着于骨基质,其余,50,进入血循环。,1,,,25(OH),2,D,可以促进其合成。,生理功能是维持骨的正常矿化速率,抑制异常的羟基磷灰石结晶的形成,抑制软骨矿化速率。,血清骨钙素可以反映成骨细胞的活性或者是骨的形成的指标,关节生长发育和功能改建中细胞凋亡骨钙素(osteocalci,63,骨碱性磷酸酶,(bone alkaline phosphatase):,在骨内碱性磷酸酶来源于,成骨细胞。,成骨细胞活性和骨形成增加时,骨碱性磷酶活性增加。,在血清中稳定,不受昼夜变化影响,在反映骨细胞活性及骨形成上,优于骨钙素,碱性磷酸酶:骨,肝,肾,小肠,胎盘,骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphata,64,前胶原肽,I,型胶原前肽是最常见的骨胶原,是骨基质的重要组成部分,几乎组成总蛋白部分的,90,。,反映成骨细胞活动和骨形成以及反映,I,型胶原合成速率的特异指标,。,前胶原,胶原,前胶原氨基端肽(,PINP,),前胶原羧基端肽(,PICP,),前胶原肽 I型胶原前肽是最常见的骨胶原,是骨基质的重要,65,(二)骨吸收标志物,1.,胶原交联,骨由无机质和有机质组成,胶原的成分占到有机质的,90%,,,I,型胶原,I,型胶原结构,:,由两条,a,1,(,I,),和一条,a,2,(,I,),链组成,其结构为,a,1,(,I,),2,a,2,(,I,),(二)骨吸收标志物1. 胶原交联骨由无机质和有机质组成,胶,66,I,型前胶原(,N-,、,C-,末端延伸链),1000Aa,140kD,脯氨酸赖氨酸羟基化,糖基化,三链间二硫键形成,三股螺旋结构,N-,、,C-,端前肽,I,型胶原分子,未成熟纤维,分子内部,、,分子间共价交联,分泌后,2,羟赖氨酸侧链,,1,赖氨酸侧链,脱氧吡啶酚,/,赖氨酸吡啶酚,3,个羟赖氨酸侧链,吡啶酚,/,羟赖氨酰吡啶酚,成环,稳定的成熟纤维,I型前胶原(N-、C-末端延伸链)1000Aa,140kD,67,吡啶酚和脱氧吡啶酚,吡啶酚 存在于硬连接组织:软骨,*脱氧吡啶酚 存在于骨、韧带、主动脉,脱氧吡啶酚:,由胶原自然合成,非生物合成,从尿中排出前不被代谢,骨是脱氧吡啶酚的重要来源,仅来源于天然基质的降解产物,不受饮食等干扰。,特异,、,灵敏地反映骨吸收,吡啶酚和脱氧吡啶酚 吡啶酚 存在于硬连接组织:软骨,68,耐酒石酸酸性磷酸酶,(,Tartratercsistant acid phosphatase, TRAP,),血浆抗酒石酸酸性磷酸酶主要存在于,破骨细胞,,而成骨细胞和骨细胞中含量甚少。,骨吸收时,,TRAP,由破骨细胞释放入血循环中,所以血浆中,TRAP,水平被认为是骨吸收的一项生化指标,主要反映破骨细胞活性和骨吸收状态。,耐酒石酸酸性磷酸酶(Tartratercsistant ac,69,3.,尿半乳糖羟赖氨酸,胶原纤维,糖基化,半乳糖羟赖氨酸,糖化半乳糖羟赖氨酸,羟赖氨酸,骨胶原,皮肤胶原,4.,尿羟脯氨酸,体内胶原代谢的终产物之一,其中一半来自骨胶原的破坏,还有一部分来自骨以外的各种胶原组织及饮食中胶原的破坏。,反映骨吸收和骨转换程度,但不特异。,3.尿半乳糖羟赖氨酸胶原纤维 糖基化半乳糖羟赖氨酸糖化半乳糖,70,3.,实验室检查,骨吸收标志物,尿钙,尿胶原交联(,尿,N,端肽、脱氧吡啶酚、,C,端肽,),血碱性磷酸酶,骨钙素,骨形成标志物,3. 实验室检查 骨吸收标志物 尿钙,尿胶,71,第五节 骨代谢相关指标的 实验室检查,一,、,钙,、,磷,、,镁的实验室检查,(一)钙测定,1.,总钙测定,(1),分光光度法,邻甲酚酞络合酮,PH12,Ca,紫红色獒合物,570-580nm,偶氮砷,pH 6,蓝紫色复合物,650-660nm,(2),原子吸收分光光度法,镧,-,盐酸溶液(,50,),血清,Ca,(,1,),乙炔火焰,基态钙原子吸收,422.7nm,光波,8-,羟基喹啉遮盖镁离子,Ca,检测吸光值,第五节 骨代谢相关指标的 实验室检,72,离子选择电极法,游离(离子,),钙的测定,(二)血清磷的测定,无机磷,钼酸铵,磷钼酸络合物,340nm,(,三,),镁测定,1.,血清总镁测定,分光光度法:钙镁试剂,(calmagite ),,羟甲基偶氮苯萘酚磺酸盐,邻苯二胺,钼蓝,600-700nm,Mg,Mg-Calmagite 530-550nm,EGTA-Ca,KCN-,金属离子,聚乙烯吡咯烷酮,表面活性剂,蛋白质,脂血,离子选择电极法游离(离子) 钙的测定(二)血清磷的测定无机磷,73,甲基麝香草酚蓝,Mg,蓝色复合物,原子吸收分光光度法,镧,-,盐酸溶液(,50,),血清,Mg,(,1,),乙炔火焰,基态镁原子吸收,285.2nm,光波,检测吸光值,2.,游离镁离子测定,离子选择电极法,甲基麝香草酚蓝Mg蓝色复合物 原子吸收分光光度法镧-盐酸溶,74,二,、,钙,、,镁及骨代谢调节激素的测定,(一)甲状旁腺激素测定,放射免疫法,免疫化学发光法,(二),维生素,D,测定,放射竞争结合法,(,competitive radioimmunoassay,CPB),放射受体测定法,(radioreceptor assay,RRA),放射免疫法,(radio-immunity assay,RIA),HPLC,法,(high performance liquid chromatography,HPLC),二、钙、镁及骨代谢调节激素的测定(一)甲状旁腺激素测定(二),75,(,三)降钙素测定,两点免疫法,(四)甲状旁腺相关蛋白测定,竞争性免疫法,测定,PTHrP,氨基端,1,34,、,PTHrP,中端氨基酸残基,37,67,,,37,74,测定,PTHrP,羧基,亲和色谱法 反相色谱法,人降钙素基础水平低于,10-29ng,(三)降钙素测定两点免疫法(四)甲状旁腺相关蛋白测定竞争性免,76,三,、,骨代谢标志物测定,(一)骨形成标志物测定,1.,骨钙素测定,:,抗人骨钙素抗体,,两点法,IRMA,酶免疫法,化学发光法,2.,骨性碱性磷酸酶测定,化学法和仪器检测:,热失活法,化学抑制法(,L-,苯丙氨酸,,L-,高精氨酸,左旋咪唑),电泳法,等电聚焦法,麦胚凝集素法,,HPLC,免疫法:单克隆,B-ALP,抗体,与肝性,-ALP,存在,5-20%,交叉反应,三、骨代谢标志物测定(一)骨形成标志物测定1.骨钙素测定:抗,77,(二)骨吸收标志物测定,1.,吡啶酚和脱氧吡啶酚的测定,HPLC,法:,小胶原肽段,酸水解,游离吡啶酚及脱氧吡啶酚,色谱柱纯化,HPLC,免疫法:,竞争性酶免疫测定(,competitive EIA),单抗检测脱氧吡啶酚,等分子交叉反应法检测吡啶酚,竞争性单克隆抗体,ELISA,法:测定脱氧吡啶酚,(二)骨吸收标志物测定1.吡啶酚和脱氧吡啶酚的测定小胶原肽段,78,2. C-,端肽和,N-,端肽测定,商品化试剂盒:,竞争性单克隆抗体,ELISA,法(,NTx,) :单克隆抗正常青春期尿液,N-,端肽片段抗体,检测,N-,端肽,NTx,C-,端肽,ELISA,法(,cross-Laps),:兔多克隆抗体,识别与人一致的,7,肽片段,3.,耐酒石酸酸性磷酸酶测定,不特异,4.,尿半乳糖羟赖氨酸测定:反相,HPLC,5.,尿羟脯氨酸测定,:,无组织特异,2. C-端肽和N-端肽测定3.耐酒石酸酸性磷酸酶测定4.尿,79,要求:,一、掌握钙磷镁的代谢及其异常。,二、掌握钙磷镁测定的原理,评价及临床意义,三、了解骨代谢异常的生物化学,要求:一、掌握钙磷镁的代谢及其异常。,80,(,二,),维生素,D (Vitamin D, VitD),合成,肝,和,肾,是,VitD,3,活化的主要器官,麦角固醇,紫外线,麦角钙化醇,(D,2,),D2,脱氢,7-,脱氢胆固醇,紫外线,胆钙化醇,(D,3,),活 化:,Vit D,3,(,活性,D,3,),肝,肾,25 - OH - D,3,1.25 - (OH),2,- D,3,Vit D,3,羟化酶,25-,(,OH,),-D,3,1,a,羟化酶,(二) 维生素D (Vitamin D, VitD) 合,81,对小肠的作用,促进小肠对钙磷的吸收,改变膜磷脂结构,增加对钙的通透性。,上调与钙转运相关的蛋白质的表达,提高腺苷环化酶的活性,作为第二信使发挥 作用。,对小肠的作用改变膜磷脂结构,增加对钙的通透性。上调与钙转,82,二、磷代谢异常,(一)低磷血症,hypophosphatemia,(,血清磷, 0.81 mmol/L),原因与机制,胃肠道吸收减少,肾磷酸盐阈值降低,呕吐 腹泻,Vit D,缺乏,细胞外转向细胞内,呼吸性碱中毒 大量葡萄糖,胰岛素,甲状旁腺功能亢进,遗传性肾小管重吸收,二、磷代谢异常(一)低磷血症hypophosphatem,83,(一)骨质疏松症(,osteoporosis),概念:,是因多种原因引起的骨组织显微结构受损,骨矿成分和骨基质等成分比例减少,骨质变薄,骨小梁数量减少,骨脆性增加,使骨折危险度增高的一种全身骨代谢障碍性疾病。,在美国由于骨质疏松,每年引起,150,万骨折。,1/3,的,65,岁以上女性有脊柱压迫性骨折。一生中患髋骨骨折的约,15%,。在我国根据流行病学调查,,60,岁以上的老年人患骨质疏松的男女比例分别为,35.8%,和,73%,;,45,59,岁者为,16.9%,和,51.5%,。据估计我国患骨质疏松者约有,6000,8000,万之多。,二、 代谢性骨病的临床生物化学,(一)骨质疏松症(osteoporosis)二、 代谢性骨病,84,骨代谢异常生物化学诊断教学ppt教材课件,85,维生素,D,缺乏,肠,Ca,2+,、,P,3-,吸收,血,Ca,2+,甲状旁腺代偿机制增强,尿,P,3-,排出,旧骨脱钙,血,P,3-,血钙正常或稍低,钙磷乘积,骨样组织钙化障碍,骨质软化,骨样组织堆积,成骨作用,维生素D缺乏肠Ca2+、P3- 吸收血Ca2+ 甲状旁腺,86,离子选择电极法,游离(离子,),钙的测定,(二)血清磷的测定,无机磷,钼酸铵,磷钼酸络合物,340nm,(,三,),镁测定,1.,血清总镁测定,分光光度法:钙镁试剂,(calmagite ),,羟甲基偶氮苯萘酚磺酸盐,邻苯二胺,钼蓝,600-700nm,Mg,Mg-Calmagite 530-550nm,EGTA-Ca,KCN-,金属离子,聚乙烯吡咯烷酮,表面活性剂,蛋白质,脂血,离子选择电极法游离(离子) 钙的测定(二)血清磷的测定无机磷,87,(二)骨吸收标志物测定,1.,吡啶酚和脱氧吡啶酚的测定,HPLC,法:,小胶原肽段,酸水解,游离吡啶酚及脱氧吡啶酚,色谱柱纯化,HPLC,免疫法:,竞争性酶免疫测定(,competitive EIA),单抗检测脱氧吡啶酚,等分子交叉反应法检测吡啶酚,竞争性单克隆抗体,ELISA,法:测定脱氧吡啶酚,(二)骨吸收标志物测定1.吡啶酚和脱氧吡啶酚的测定小胶原肽段,88,
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