1、 第十三章 骨代谢异常的生物 化学诊断 下一页 骨的主要成分 : 无机物：钙、磷和镁 有机基质：（）型胶原 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 : (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 钙和磷的代谢及调节 钙和磷代谢紊乱 镁代谢及其异常 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 返回 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。 下一页返回 钙
2、、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。 下一页上一页返回 第一节 钙和磷的代谢及调节 返回 返回 约 90 99的细胞内钙存在于线粒 体、肌浆和内质网内。浓度约 10 610 7mol L， 仅为细胞外液的 1 1000。 下一页返回 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
3、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 上一页 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。
4、返回 下一页 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 0.05mmol L。 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 上一页 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+、 NA
5、DP+、 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 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 0.811.45mmol L
6、。 细胞外磷酸盐主 要功能为： （ 1）血中磷酸盐 （ HPO42 H2PO4 ） 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 下一页 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（ mg dl） 的乘积在 3640 之间。 返回 上一页 、钙的吸收：（十二指肠）正常成人
7、钙日 摄入量为 0.6 1.0g， 吸收量为 0.1 0.4g Ca+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 Ca 2+ 不溶性盐 Ca2+吸收减少 Ca : P=2 : 1时吸收最佳 返回 下一页 、 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， 1 5 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
8、低 于 2.4mmol L时，尿中无钙排出。 下一页返回 上一页 、 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 下一页上一页 、 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 上一页 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
9、节激素。 下一页返回 返回 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 下一页 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 .9mmol L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
10、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 下一页上一页 PTH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
11、。 返回 上一页 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 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。
12、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 PTH能升高肾 25（ OH） D3 1 羟化酶 活性，从而促进高活性的 l， 25（ OH） 2D3的 生成。 返回 PTH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 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
13、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 下一页 肝细胞微粒体： 返回 VitD3 VitD3 25 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 PTH CT 促进 抑制 正反馈 25(OH)D3 24 羟化酶1,24,25(OH)3D3 防止 维生素中毒 下一页 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
14、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 上一页 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 1， 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 1， 25（ OH） 2D3
15、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 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 抑制被骨细胞生成及活性，从而抑 制骨基
16、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 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 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
17、 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 第二节 钙和磷代谢紊乱 返回 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 2.25 2.75mmol L， 游离钙参 考范围为 0.94 1.26 mmol L。 返回 下一页 返回 常见病因： 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 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
18、总钙降低，但直接检 测游离钙多正常。 返回 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 H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 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 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 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：
19、 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 90 95 。恶 性肿瘤病人中有 10 20可出现 HHM。 返回 常见病因： 返回 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.
20、48mmol/L， 才会出现临床症 状。 返回 下一页 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 上一页 高磷血症指血清无机磷浓度高于 1.45rnmol L。 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
21、高。 返回 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 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 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 第三节 镁代谢及其异常 镁在人体内总量约为 21 28g， 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
22、。 返回 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 1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。 3 Mg 是许多酶系统的变构效应激活因子，如腺 苷酸环化酶、 Na K ATP酶 (Na K ATPase)、 Ca ATP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、
23、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 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 0.751.0mmol L。 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
24、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 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 2 3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 下一页 4.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
25、、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 上一页 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 下一页 1.胃肠道病症 如持续性胃肠减压、吸收障碍综合征 、
26、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 上一页 下一页 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。
27、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 上一页 第四节 骨代谢异常的临床生物化学 返回 返回 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 成骨细胞 BGP1,25(OH)2D 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
28、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。 B ALP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 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 B ALP。 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 骨的有机基质中胶原交联（ c
29、ollage crosslinks） 90 为 I型胶原 返回 下一页 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 下一页上一页 （）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 下一页上一页 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；
30、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 下一页上一页 （ 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
31、上一页 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 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 由于受各种疾病
32、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 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 下一页 骨质疏松常见原因包括： 生长期
33、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 下一页上一页 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
34、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 上一页 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 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
35、(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 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 肌无力和张
36、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 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 (TmP 4) 。 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
37、。 Ca2+ PTH 低磷血症 返回 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 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 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 PT
38、H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 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 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 第五节 骨代谢相关指标的实验室检查 返回 返
39、回 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 下一页 (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 N
40、CCLS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 上一页 l） 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
41、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 650 660 rn测定其 吸光度定量。 返回 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 现在血清磷测
42、定实际上检测的是血清中的 无机磷酸根。 7H3PO4+12(NH4)6Mo7O244H2O7(NH 4)3PO 4(MoO3)12+51NH4 +51OH +33H 2O 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 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
43、光光度法。 返回 下一页 (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 530 550nm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 下一页上一页 (2)原子吸收分光光度法 (AAS):27Mg中子活化 法是镁测定的确定
44、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 上一页 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 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
45、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 免疫化学发光法（ ICMA） 包括： 用固定的 抗 hPTH(144)、 抗 hPTH （ 44 68） 抗体和发光剂丫啶酯标记的 抗 hPTH （ 1 3） 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 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
46、） 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 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 1020ng L， 其检出限可小于 2ng L。 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 已有多种竞争性免疫法用于测定 HHM 病人血
47、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 0.1 1.0pmol L。 返回 返回 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 20 49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
48、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 （ 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 B ALP 。 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 B ALP抗体。但是，目前免 疫法存在的主要不足是抗 B ALP抗体特异性 不高 返回 HPLC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
