骨代谢异常生物化学诊断教学ppt教材课件

,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,