【教學(xué)課件】第十二章-骨代謝異常的生物化學(xué)診斷

1、 第十二章 骨代謝異常的生物化學(xué)診斷 第十二章 骨代謝異常的生物佝僂病骨質(zhì)疏松2021/6/202佝僂病骨質(zhì)疏松2021/6/202骨骨纖維骨相關(guān)細胞無機成分 骨組織細胞間質(zhì)（骨基質(zhì)）有機成分礦物質(zhì)：鈣、磷、鎂骨鹽：羥磷灰石結(jié)晶蛋白質(zhì)型膠原多糖蛋白質(zhì)脂類糖蛋白復(fù)合體骨細胞成骨細胞破骨細胞基礎(chǔ)概要A.骨組成 骨主要由骨礦物質(zhì)（無機物）、有機基質(zhì)和骨組織組成。2021/6/203骨骨纖維無機成分 骨組織細胞間質(zhì)（骨基質(zhì)）有機成分礦物質(zhì)：鈣成骨作用包括兩個過程，即骨的有機（基）質(zhì)形成和 骨鹽沉積。骨的有機（基）質(zhì)形成是成骨細胞分泌蛋白多糖 和膠原、由膠原聚合成膠原纖維作為骨鹽沉積的 骨架。成骨細胞被

2、埋在骨的有機（基）質(zhì)中成為骨細胞。骨鹽沉積于膠原纖維表面，先形成無定形骨鹽 （如磷酸氫鈣等），繼而形成羥磷灰石結(jié)晶。2021/6/204成骨作用包括兩個過程，即骨的有機（基）質(zhì)形成和2021/6/溶骨作用 是破骨細胞釋放溶酶體中的蛋白水解酶，使骨的有機質(zhì)（膠原）水解，同時破骨細胞還釋放出一些酸性物質(zhì)，如乳酸、檸檬酸、碳酸等，使局部酸性物質(zhì)增加，促進骨鹽溶解，這種骨的有機質(zhì)水解及骨鹽溶解稱為溶骨作用。 2021/6/205溶骨作用2021/6/205正常成人體內(nèi)的成骨和溶骨作用保持著動態(tài)平衡，不僅保證了骨的正常生長，還維持了鈣磷的動態(tài)平衡，這種作用稱為骨的更新作用。2021/6/206正常成人體

3、內(nèi)的成骨和溶骨作用保持著動態(tài)平衡，不僅保證了骨的正B.骨的正常代謝 骨礦物質(zhì)（鈣、磷、鈉、鎂、鐵、氟等）和骨鹽維持骨密度。骨的有機物質(zhì)(蛋白質(zhì)、I型膠原、脂類和糖蛋白復(fù)合體等) 參與了骨小梁和骨基質(zhì)的形成，促進骨的生長、修復(fù)，參與骨骼的新陳代謝。骨的組織細胞（骨細胞、成骨細胞和破骨細胞）在相關(guān)激素（甲狀旁腺素、降鈣素、活性維生素D）的作用下，相互協(xié)調(diào)，共同維護骨的正常代謝，實現(xiàn)骨骼發(fā)育、生長。2021/6/207B.骨的正常代謝 2021/6/207C.骨代謝性疾病 骨代謝疾病是指由多種因素引起骨組織中鈣、磷等礦物質(zhì)、成骨細胞和/或破骨細胞功能異常，引起的骨基質(zhì)、骨細胞代謝紊亂。包括骨質(zhì)疏松癥

4、、骨軟化病、佝僂病等。2021/6/208C.骨代謝性疾病 2021/6/208 主要內(nèi)容 一、鈣、磷、鎂代謝及其異常二、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物三、骨代謝異常生化指標(biāo)的檢測四、骨代謝異常生化指標(biāo)的臨床應(yīng)用2021/6/209 主要內(nèi)容 一、鈣、磷、鎂代謝及其異常二、骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志第一節(jié)骨代謝及其異常 一、鈣代謝及其異常 二、磷代謝及其異常 三、鎂代謝及其異常 四、骨代謝激素 2021/6/2010第一節(jié)骨代謝及其異常 一、鈣代謝及其異常 二、鈣、磷、鎂是人體重要組成物質(zhì)，具有廣泛的生理功能。 鈣、磷、鎂在組織中的分布和在血漿中的存在形式組織相對分布存在血漿中形式骨和齒（%）軟組織（%）細胞外（%）總

5、濃度(mmol/L)游離（%）結(jié)合（%）復(fù)合物（%）總濃度(mmol/L)鈣9910.2255040102.252.75磷8515成骨) 對腎的作用(+)腎遠曲小管及集合管合成鈣結(jié)合蛋白，促進鈣、磷的重吸收總效應(yīng)升高血鈣與血磷2021/6/2032 骨代謝調(diào)節(jié):靶器官是小腸、骨、腎臟。對小腸的作用(+)小腸（1）維生素D攝入不足 佝僂病和骨軟化癥 （2）肝性佝僂病和腎性佝僂病（3）維生素D依賴性佝僂病 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)?；钚跃S生素D的調(diào)節(jié)

6、異常2021/6/2033（1）維生素D攝入不足 佝僂病和骨軟化癥 活性維生素D的3.降鈣素（CT） (1)受血漿中的鈣離子的影響，CT的分泌隨血鈣升高而增加， 兩者呈正相關(guān)。(2)骨代謝調(diào)節(jié):靶器官主要是骨和腎，對小腸間接影響。對骨的作用(-)溶骨(+)骨鹽沉積對腎的作用(-)腎近曲小管對磷遠曲小管對鈣、磷的重吸收對小腸的作用(-) 通過抑制1,25(OH)2D3生成，間接抑制鈣的吸收。 總效應(yīng)降低血Ca2+ 、血磷2021/6/20343.降鈣素（CT） (1)受血漿中的鈣離子的影響，C（3）降鈣素分泌異常 升高見于：孕婦、兒童、甲狀旁腺功能亢進、腎衰、慢性炎癥、甲狀腺髓樣癌、白血病、骨髓

7、外骨髓增殖癥、肺癌等。 降低見于：甲狀腺先天發(fā)育不全、甲狀腺全切患者、低血鈣等。 2021/6/2035（3）降鈣素分泌異常 2021/6/2035三種激素對鈣磷代謝的調(diào)節(jié) 激素腸鈣吸收溶骨成骨腎排鈣腎排磷血鈣血磷1,25(OH)2D3PTHCT注：表示升高 表示顯著升高 表示降低2021/6/2036三種激素對鈣磷代謝的調(diào)節(jié) 激素腸鈣吸收溶骨成骨腎排鈣腎排磷一、骨形成標(biāo)志物 第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物 二、骨吸收標(biāo)志物 2021/6/2037一、骨形成標(biāo)志物 第二節(jié)骨轉(zhuǎn)換相關(guān)標(biāo)志物 二、骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物 骨形成標(biāo)志物骨鈣素骨性堿性磷酸酶型膠原前肽骨吸收標(biāo)志物吡啶酚和脫氧吡啶酚型膠原C端肽和N端肽抗酒

8、石酸酸性磷酸酶尿羥脯氨酸骨代謝過程中，破骨細胞活動所降解的骨基質(zhì)成分和分泌的產(chǎn)物，以及成骨細胞形成新骨所釋放的代謝產(chǎn)物進入血液和尿液中，構(gòu)成了反映破骨細胞活性的骨吸收指標(biāo)和反映成骨細胞活性的骨形成指標(biāo)。2021/6/2038骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物 骨形成標(biāo)志物骨吸收標(biāo)志物骨代謝過程中，破骨骨鈣素是含49個氨基酸，分子量5669的小蛋白，為人骨中主要的和最多的非膠原蛋白，占總蛋白的1%。骨鈣素是1, 25-(OH)2-D3刺激下由成骨細胞合成。50%結(jié)合羥磷灰石中的Ca2+，50%游離入血，由腎臟清除。 骨鈣素骨形成標(biāo)志物2021/6/2039骨鈣素是含49個氨基酸，分子量5669的小蛋白，為人骨中主要其

9、主要功能是保持骨的正常礦化和抑制異常羥磷灰石結(jié)晶形成。 循環(huán)中的骨鈣素半壽期僅5min左右，因此，血清骨鈣素水平基本上能夠反映近期成骨細胞活性和骨形成功能。 骨鈣素骨形成標(biāo)志物2021/6/2040其主要功能是保持骨的正常礦化和抑制異常羥磷灰石結(jié)晶形成。 由成骨細胞合成和分泌。它在成骨過程中能水解多種磷酸酯， 為羥磷灰石的沉積提供所需的磷酸，同時水解焦磷酸鹽，維 持局部堿性環(huán)境，促進骨的礦化。 血清骨性堿性磷酸酶：在反映成骨細胞活性和骨形成上有 較高特異性，優(yōu)于骨鈣素。因為B-ALP在血清中比骨鈣素更 穩(wěn)定，血清中的半壽期為12d，并且不受晝夜變化的影響 骨性堿性磷酸酶2021/6/2041

10、骨性堿性磷酸酶2021/6/2041N末端肽C末端肽前膠原膠原N端前肽C端前肽三螺旋區(qū)型膠原是由成骨細胞的前體細胞合成，含N-和C-端延伸段。這些延伸段又稱前肽，在形成纖維和釋放入血時從型膠原上斷裂下來?，F(xiàn)多檢測C-端前肽。型膠原前肽2021/6/2042N末端肽C末端肽前膠原膠原N端前肽C端前肽三螺旋區(qū)型膠原是 型膠原也是其他組織的主要基質(zhì)，故型膠原前肽評估骨形成的敏感性和特異性不如骨鈣素和B-ALP。型膠原前肽2021/6/2043 型膠原也是其他組織的主要基質(zhì)，故型膠原前肽評估骨形 骨吸收過程中，由于破骨細胞的酶解作用，膠原等有機基質(zhì)降解，產(chǎn)生肽類、游離氨基酸等產(chǎn)物，可從血或尿中檢出。骨

11、吸收標(biāo)志物2021/6/2044 骨吸收過程中，由于破骨細胞的酶解作用，膠原等 在膠原纖維成熟過程中，由兩個羥賴氨酸側(cè)鏈和一個賴氨酸側(cè)鏈反應(yīng)生成脫氧吡啶酚，由三個羥賴氨酸側(cè)鏈反應(yīng)生成吡啶酚。1.吡啶酚（Pyr）和脫氧吡啶酚（D-Pyr）PyrD-Pyr2021/6/2045 在膠原纖維成熟過程中，由兩個羥賴氨酸側(cè)鏈和一個賴氨酸 Pyr和D-Pyr作為骨吸收標(biāo)志物的優(yōu)越性：由于Pyr 和D-Pyr是膠原纖維的交聯(lián)物，為其結(jié)構(gòu)成分，因此只能由成熟的骨基質(zhì)降解產(chǎn)生；膠原降解產(chǎn)生的Pyr和D-Pyr入血后不經(jīng)中間代謝而直接由尿排出；在骨中含量遠遠高于其它組織，更具代表性；不受飲食和體力活動影響。 Py

12、r和D-Pyr 比較：Pyr 在軟骨中含量最高，而D-Pyr主要來源于骨，所以評價骨吸收，D-Pyr的特異性和靈敏度優(yōu)于Pyr。 2021/6/2046 Pyr和D-Pyr作為骨吸收標(biāo)志物的優(yōu)越性：20212. 型膠原C端肽和N端肽 型膠原交聯(lián)區(qū)的C端和N端肽也是一種骨吸收的指標(biāo)，與脫氧吡啶酚和吡啶酚一樣具有較好特異性，不受飲食等干擾。2021/6/20472. 型膠原C端肽和N端肽 型膠原交聯(lián)區(qū)的血清中的酸性磷酸酶有6種同工酶，抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)是其中的一種，具有抗酒石酸的特性，其主要來源于骨。TRAP是成熟破骨細胞的主要標(biāo)志。在骨吸收時，破骨細胞產(chǎn)生并分泌TRAP。同時，破骨細

13、胞產(chǎn)生并分泌的部分TRAP進入血清，故血清中的TRAP可反映破骨細胞的活性和骨吸收的狀況。 3.抗酒石酸酸性磷酸酶2021/6/2048血清中的酸性磷酸酶有6種同工酶，抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP 由脯氨酸羥化而成。易受各種疾病或其他因素包括飲食的干擾。對骨更新或骨吸收不特異，不是骨更新或骨吸收的常規(guī)標(biāo)志物。4. 尿羥脯氨酸2021/6/2049 由脯氨酸羥化而成。4. 尿羥脯氨酸2021/6/2049第三節(jié)骨代謝異常的生物化學(xué)檢測指標(biāo) 2021/6/2050第三節(jié)骨代謝異常的生物化學(xué)檢測指標(biāo) 2021/6/20一、鈣、磷、鎂檢查 血清總鈣（TCa2+）的測定滴定法（氧化還原滴定法、絡(luò)合滴定法

14、）比色法鄰甲酚酞絡(luò)合酮法 WHO和我國推薦的常規(guī)法甲基麝香草酚藍法偶氮胂法火焰光度法原子吸收分光光度法 IFCC推薦的參考方法同位素稀釋質(zhì)譜法 IFCC推薦的決定方法2021/6/2051一、鈣、磷、鎂檢查 血清總鈣（TCa2+）的測定2021原子吸收分光光度法元素在熱解石墨爐中被加熱原子化，成為基態(tài)原子蒸汽，能吸收相同原子發(fā)射的特定波長的光。在一定濃度范圍內(nèi)，其吸收強度與試液中被檢原子的含量成正比。其定量關(guān)系可用Lambert-beer定律 。主要用于痕量元素雜質(zhì)的分析2021/6/2052原子吸收分光光度法元素在熱解石墨爐中被加熱原子化，成為基態(tài)原同位素稀釋質(zhì)譜法將已知質(zhì)量的同位素作為稀釋

15、劑加入樣品中，均勻混合，用質(zhì)譜儀測定混合前后同位素豐度的變化的比值，由此計算出該樣品中該元素含量的方法。主要用于痕量元素的測定2021/6/2053同位素稀釋質(zhì)譜法將已知質(zhì)量的同位素作為稀釋劑加入樣品中，均勻血清游離（離子）鈣測定 生物學(xué)法透析法超濾法金屬指示劑法離子選擇性電極法(ISE) 目前應(yīng)用最多，此方法簡便、快速、重復(fù)性好，正確和敏感性高，已成為鈣離子測定的參考方法。 2021/6/2054血清游離（離子）鈣測定 2021/6/2054電極管內(nèi)電極（內(nèi)參比電極）電極內(nèi)充溶液（內(nèi)參比溶液）電極膜（敏感膜）ISE基本結(jié)構(gòu)2021/6/2055電極管ISE基本結(jié)構(gòu)2021/6/2055血清磷

16、測定還原鉬藍法 我國推薦的常規(guī)方法非還原法染料結(jié)合法紫外分光光度法黃嘌呤氧化酶比色測定法 WHO推薦的常規(guī)方法同位素稀釋質(zhì)譜法 決定性方法原子吸收分光光度法等 參考方法2021/6/2056血清磷測定2021/6/2056血清鎂測定比色法 我國推薦甲基麝香草酚藍法（MTB法）和鈣鎂試劑法作為常規(guī)方法。熒光法離子層析法離子選擇性電極法(ISE)酶法原子吸收分光光度法 參考方法同位素稀釋質(zhì)譜法 決定性方法2021/6/2057血清鎂測定2021/6/2057二、骨代謝相關(guān)激素檢測 甲狀旁腺激素測定放射免疫法（RIA）酶聯(lián)免疫法(ELISA)免疫化學(xué)發(fā)光法(CLIA)CLIA法是新近發(fā)展起來的方法，

17、具有快速、靈敏、無同位素污染的優(yōu)點.2021/6/2058二、骨代謝相關(guān)激素檢測 甲狀旁腺激素測定2021/6/2025-OH-D3的測定放射競爭性結(jié)合法（CPB）放射受體測定法（RRA）放射免疫法（RIA）高效液相色譜法（HPLC）2021/6/205925-OH-D3的測定2021/6/20591,25-(OH)2-D3的測定酶聯(lián)免疫法CT的測定放射免疫法2021/6/20601,25-(OH)2-D3的測定CT的測定2021/6/20三、骨代謝標(biāo)志物測定 骨鈣素測定 放射免疫法雙位免疫放射法酶聯(lián)免疫法親和素-生物素酶免疫測定法(BAEIA)化學(xué)發(fā)光免疫分析法(CLIA)免疫熒光分析法(F

18、IA)等目前應(yīng)用最多的是RIA法和CLIA法2021/6/2061三、骨代謝標(biāo)志物測定 骨鈣素測定 2021/6/206骨性堿性磷酸酶測定 先識別或分離出BALP，再測定其堿性磷酸酶的活性。近來建立了對BALP特異性很強的單克隆抗體的免疫分析法，具有高度的特異性和敏感性，而且操作簡便，被認為是目前鑒別和定量分析BALP的最佳方法。2021/6/2062骨性堿性磷酸酶測定 2021/6/2062吡啶酚和脫氧吡啶酚測定 HPLC法：用HPLC-熒光檢測法測定。免疫法：用等分子交叉反應(yīng)法檢測吡啶酚。 競爭性單克隆抗體ELISA法測定脫氧吡啶酚。C-端肽和N-端肽測定 ELISA法 耐酒石酸酸性磷酸酶

19、測定 免疫法羥脯氨酸測定 離子交換色譜法、反相HPLC法。2021/6/2063吡啶酚和脫氧吡啶酚測定 2021/6/2063第四節(jié)骨代謝異常生物化學(xué)檢測指標(biāo)的臨床應(yīng)用 骨軟化癥骨質(zhì)疏松癥2021/6/2064第四節(jié)骨代謝異常生物化學(xué)檢測指標(biāo)的臨床應(yīng)用 骨軟化癥骨以骨組織顯微結(jié)構(gòu)退化為特征，骨礦成分和骨基質(zhì)等不斷減少，骨質(zhì)變薄，骨小梁數(shù)量減少，骨脆性增加和骨折危險度升高的一種全身骨代謝障礙的疾病。常見原因： 生長期骨形成缺陷。 成骨細胞骨形成受損。 增加骨吸收的其他病理生理過程。主要臨床表現(xiàn)：是疼痛、不適和易骨折。 一、骨質(zhì)疏松癥2021/6/2065以骨組織顯微結(jié)構(gòu)退化為特征，骨礦成分和骨基質(zhì)等不斷減少，骨質(zhì)【特點】靜態(tài)，隱匿性疾病非特異性癥狀易被忽視病程較長 ：絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（I型） 老年性骨質(zhì)疏松癥（II型） ：內(nèi)分泌性疾病，骨髓增生性疾病，藥物性骨量減少，營養(yǎng)缺乏性疾病，慢性疾病，先天性疾病而廢用性骨丟失其他能引起繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的疾病和因素。 青少年骨質(zhì)疏松，青壯年成人骨質(zhì)疏松原發(fā)性骨質(zhì)疏松繼發(fā)性骨質(zhì)疏松特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥：2021/6/