骨代謝紊亂和相關(guān)元素的生物化學(xué)檢驗(yàn)

1、骨代謝紊亂和相關(guān)元素的生物化學(xué)檢驗(yàn),掌握：鈣和磷的代謝及調(diào)節(jié)；鈣和磷代謝紊亂的生物化學(xué)檢驗(yàn)指標(biāo)；鎂的代謝及代謝紊亂熟悉: 臨床生化檢驗(yàn)項(xiàng)目在骨代謝疾病診治中的應(yīng)用了解：骨代謝紊亂的生化檢驗(yàn)；,本章教學(xué)要求：,2,3,第一節(jié) 概述,無機(jī)物 礦物質(zhì)：鈣、磷、鈉、鎂、鐵、氟等 鹽：羥磷灰石結(jié)晶和磷酸氫鈣有機(jī)基質(zhì)：蛋白質(zhì)、I型膠原、多糖類物質(zhì)、脂類、

2、 糖蛋白復(fù)合體骨組織 骨組織細(xì)胞：骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞 骨纖維,,,骨的組成,,,成骨細(xì)胞:合成有機(jī)基質(zhì),并通過新合成的基質(zhì)控制無機(jī)物,促進(jìn)骨形成。破骨細(xì)胞:通過產(chǎn)生酸和蛋白水解酶分解無機(jī)物和水解有機(jī)基質(zhì),促進(jìn)骨吸收。,成骨細(xì)胞,,,4,,,骨形成,骨吸收,,5,6,第二節(jié) 鈣和磷代謝紊亂的生化檢驗(yàn),一、鈣和磷的代謝及調(diào)控,（一）鈣的代謝,吸收：在活性維生素D3的調(diào)節(jié)下，由十二指

3、腸主動(dòng)吸收，PH影響鈣的吸收，堿性環(huán)境吸收減少，酸性環(huán)境促進(jìn)吸收。排泄：腸道和腎,,,,,人體中鈣的存在形式,細(xì)胞外鈣,血鈣：血漿中的鈣稱為血鈣，分為可擴(kuò)散鈣和不擴(kuò)散鈣兩大類。,不擴(kuò)散鈣與離子鈣之間的互相轉(zhuǎn)化,蛋白結(jié)合鈣　　　　　Ca2+　　　　　小分子結(jié)合鈣,,,,,當(dāng)[H+]升高時(shí)，蛋白結(jié)合體鈣向離子鈣轉(zhuǎn)移當(dāng)[H +]降低時(shí)，血漿離子鈣降低，而血漿總鈣量可無變化，此時(shí)可出現(xiàn)低鈣抽搐現(xiàn)象。pH每改變0.1單位,血清游離鈣濃度改變

4、0.05mmol/l 在測(cè)定Ca2+同時(shí)要測(cè)pH。,10,（二）磷的代謝,1.吸收部位：小腸上段（空腸最快，70%）方式：食物中的磷主要指有機(jī)磷酸脂和磷脂，在磷酸酶的作用下生成無機(jī)磷酸鹽，才能被吸收；影響因素：腸道的PH 食物中金屬離子的影響：鈣鎂鐵 體內(nèi)鈣的利用情況2.排泄 腎是磷排泄的主要器官，腎排磷占總排磷的70％

5、，其余30％由糞便排泄。,11,血中的磷以有機(jī)磷和無機(jī)磷兩種形式存在。血中的磷通常指血漿中的無機(jī)磷，主要以HPO42-的形式存在，占80％~85％以上。 正常成人血漿無機(jī)磷含量為 0.81~1.45mmol/l。,血磷,血鈣和血磷,骨鈣骨磷,,,沉積,溶解,腸,食物鈣磷,,,糞鈣,,,吸收,排出,組織細(xì)胞,,,利用,排出,腎,,,排泄,重吸收,,尿磷,鈣磷的代謝,12,1、甲狀旁腺素 （PTH）的調(diào)節(jié),甲狀旁腺素合成及分泌,甲

6、狀旁腺主細(xì)胞,前甲狀旁腺素原 115aa,甲狀旁腺素原 90aa,PTH 84aa,,,,13,（三）鈣磷代謝的激素調(diào)節(jié),PTH的生理作用：升高血鈣、降低血磷,（1）對(duì)骨的作用 動(dòng)員骨鈣入血，使血鈣升高 增加骨吸收和骨生成，骨吸收大于骨生成 （2）對(duì)腎的作用,鈣重吸收,,磷重吸收,,,,保鈣排磷,14,（3）對(duì)維生素D和小腸的作用,PTH,,激活腎臟1α-羥化酶,,活性D3增加,腸道

7、吸收鈣增加,,,,15,,,7-脫氫膽固醇,VitD3的合成,,16,2、活性維生素D的調(diào)節(jié),,,活性維生素D的生成,17,2、活性維生素D的調(diào)節(jié),活性維生素D,活性維生素D的生理作用：升高血鈣、升高血磷,基本途徑,活性維生素D,靶細(xì)胞上維生素D受體,激素－受體復(fù)合物,二聚體,維生素D反應(yīng)元件,相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯,鈣磷代謝調(diào)控,,,視黃醛X受體,,,,,,18,（1）對(duì)小腸的作用：促進(jìn)小腸對(duì)鈣磷的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn),小腸粘膜上皮細(xì)胞維生素D受

8、體,活性維生素D,,相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯,鈣結(jié)合蛋白表達(dá)上調(diào),Ca2+-Mg2+ ATP酶增加,,,,,,,小腸鈣轉(zhuǎn)運(yùn)增加,19,（2）對(duì)骨的作用：溶骨和成骨的雙重作用,活性維生素D,增加破骨細(xì)胞數(shù)量和活性,協(xié)同PTH增加破骨細(xì)胞數(shù)量,增加血鈣,增加膠原,,,,促進(jìn)溶骨（低血鈣時(shí)）,促進(jìn)成骨（高血鈣時(shí)）,,,（3）對(duì)腎臟的作用：促進(jìn)腎小管對(duì)鈣、磷的重吸收,20,3、降鈣素（calcitonin，CT）,降鈣素的合成與分泌,甲狀腺濾泡

9、旁細(xì)胞合成和分泌單鏈多肽，由32個(gè)氨基酸殘基組成血鈣是影響CT分泌的主要因素,21,抑制破骨、促進(jìn)成骨抑制腎小管對(duì)鈣、磷的重吸收抑制腎維生素D-1α-羥化酶活性因雌激素減少而減少,降鈣素的生理作用　　　降低血鈣、降低血磷,22,其主要作用機(jī)制為：,標(biāo) 本：血清或低濃度肝素抗凝血漿測(cè)定方法：滴定法、比色法、火焰光度法、 原子吸收分光光度法、同位素稀釋質(zhì)譜法等 決定性方法：同位素稀

10、釋-質(zhì)譜法 （IFCC）參考方法：原子吸收分光光度法 （IFCC）常規(guī)方法：鄰甲酚酞絡(luò)合酮（O-CPC）法 （衛(wèi)生部）參考區(qū)間：2.2-2.65mmol/L,23,二、鈣和磷代謝紊亂的生化檢驗(yàn),（一）血清鈣 總鈣測(cè)定,,O-CPC 法,1. 測(cè)定原理,2. 方法評(píng)價(jià),操作簡便、快速、穩(wěn)定，同時(shí)適于手工和自動(dòng)化分析反應(yīng)體系的pH值對(duì)結(jié)果影響較大,24,,,離子鈣測(cè)定,標(biāo)本： 血清、低濃度肝素抗凝血漿或全血測(cè)定方法：生

11、物學(xué)法、透析法、超濾法、 金屬指示劑法、ISE法等參考方法： ISE法參考區(qū)間：1.15-1.35mmol/L,25,ISE 法,1. 測(cè)定原理,鈣離子選擇電極膜與鈣離子結(jié)合，如果鈣離子在膜內(nèi)外兩面分布不均，將產(chǎn)生一個(gè)跨膜電位，ISE的電位與溶液中的被測(cè)離子濃度的對(duì)數(shù)成正比,2. 方法評(píng)價(jià),操作簡便、快速、重復(fù)性好準(zhǔn)確度和敏感性高，影響因素少,26,臨床意義,1、血清鈣升高,,27,（1）惡性

12、腫瘤骨轉(zhuǎn)移（2）部分藥物引起腎臟重吸收鈣增多（3）維生素D中毒致腸道對(duì)鈣吸收增加（4）原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)和PTH異位分泌,臨床意義,2、血清鈣降低,,28,（1）低蛋白血癥使血液總鈣降低（2）急慢性腎衰竭致血磷升高，鈣磷乘積下降，活性維生素D功能發(fā)生障礙，使與白蛋白結(jié)合的鈣隨白蛋白形腎臟排出（3）甲狀旁腺或甲狀腺手術(shù)的失誤所引起的甲狀腺功能異常（4）佝僂病,,,標(biāo) 本：血清、肝素化血漿常用方法：磷鉬酸還原

13、法、磷鉬酸紫外分光光度法、酶法、原子吸收分光光度法、同位素稀釋質(zhì)譜法等決定性方法：同位素稀釋質(zhì)譜法常規(guī)方法：磷鉬酸紫外分光光度法、磷鉬酸還原法參考區(qū)間：0.84-1.45,29,（二）血清磷,,磷鉬酸還原法,1. 測(cè)定原理,2. 方法評(píng)價(jià),方法簡便、快速，穩(wěn)定體系中加入Triton X-100等表面活性劑，則不需要除蛋白即可直接測(cè)定,30,酸性環(huán)境,,,,1. 測(cè)定原理,2. 方法評(píng)價(jià),顯色穩(wěn)定，線性范圍寬，干擾因素小，可用于自

14、動(dòng)化分析所用的酶試劑比較貴血清磷測(cè)定的發(fā)展方向,31,黃嘌呤氧化酶法,臨床意義,1、血清磷升高,,32,（1）慢性腎臟疾病、急慢性腎衰竭患者排磷減少（2）甲狀腺功能亢進(jìn)同時(shí)出現(xiàn)高鈣血癥與高磷血癥（3）磷酸鹽攝入過多（4）乳酸中毒、痛癥酸中毒、細(xì)胞溶解致細(xì)胞內(nèi)磷酸鹽外移,臨床意義,2、血清磷降低,,33,（1）使用葡萄糖、營養(yǎng)素、胰島素致磷向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移（2）甲狀旁腺功能亢進(jìn)使無機(jī)磷隨尿排出增多（3）嘔吐、腹瀉、維生素D缺乏致腸

15、道磷酸鹽吸收減少,34,第三節(jié) 鎂代謝紊亂的生化檢驗(yàn),鎂存在于除脂肪以外的所有動(dòng)物組織及植物性食品中，日攝入量為250mg，其中2/3來自谷物和蔬菜,1、吸收部位：主要在回腸方式：主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程 2、排泄：消化道排泄、腎排泄（主要途徑）,35,3、血漿中鎂的濃度約為0.67~1.04mmol/l，主要以三種形式存在：55%是游離的、30%與蛋白結(jié)合、15%與陰離子形成復(fù)合物。4、骨骼中的鎂主要以Mg3(PO4)2和MgCO3的形

16、式存在，吸附于磷灰石表面。5、紅細(xì)胞中鎂含量約為血清鎂的3倍，測(cè)定血清鎂時(shí)應(yīng)防止溶血。,36,細(xì)胞內(nèi)鎂的功能1、是體內(nèi)300多種酶的輔因子，廣泛參與各種生命活動(dòng)。2、參與酶底物形成 MgATP、 MgGTP3、是許多酶系統(tǒng)的變構(gòu)效應(yīng)激活因子4、在氧化磷酸化、糖酵解、細(xì)胞復(fù)制、核苷酸代謝以及蛋白生物合成中起著重要作用。,37,細(xì)胞外鎂的功能1、細(xì)胞內(nèi)鎂的來源；2、降低神經(jīng)、肌肉興奮性。3、Mg2+在突觸的神經(jīng)末梢競爭性

17、抑制Ca2+的進(jìn)入，影響神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)肌肉連接點(diǎn)的釋放。4、Mg2+濃度減少會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)肌肉應(yīng)急性增加。,38,標(biāo) 本：血清（ 非鈣離子絡(luò)合抗凝劑）測(cè)定方法：比色法、原子吸收分光光度法、酶法、 同位素稀釋質(zhì)譜法等決定性方法：同位素稀釋質(zhì)譜法參考方法：原子吸收分光光度法常規(guī)方法：甲基麝香草酚藍(lán)（MTB）比色法 鈣鎂試劑法參考區(qū)間：0.67-1.0

18、4mmol/L,血清鎂測(cè)定,臨床意義,1、血清鎂升高,,39,（1）腎功能不全及急性腎功能不全少尿期致排出鎂減少（2）內(nèi)分泌疾病：如甲狀腺功能減退癥（粘液性水腫）、甲狀旁腺功能減退癥、愛迪森病、未治療的糖尿病昏迷等,臨床意義,2、血清鎂降低,,40,（1）鎂攝入不足（2）鎂的消化道丟失，如長期禁食、消化不良、慢性腹瀉、嚴(yán)重嘔吐等（3）鎂的尿路丟失，如慢性腎炎多尿期或長期使用利尿藥后（4）鎂離子在細(xì)胞內(nèi)外重新分布，如胰島素治療糖尿

19、病酮癥酸中毒、糖原合成需鎂等,,41,第四節(jié) 骨代謝紊亂的生化檢驗(yàn),（一）骨形成標(biāo)志物1、骨鈣素2、骨性堿性磷酸酶3、I型前膠原羧基前肽和I型前膠原氨基酸前肽,,42,第四節(jié) 骨代謝紊亂的生化檢驗(yàn),（二）骨吸收標(biāo)志物1、吡啶酚和脫氧吡啶酚2、I型膠原C-端肽和N-端肽3、抗酒石酸酸性磷酸酶4、尿羥脯氨基,,43,第五節(jié) 臨床生化檢驗(yàn)項(xiàng)目在骨代謝疾病診治中的應(yīng)用,骨質(zhì)疏松癥（OP）佝僂病和骨軟化病變形性骨炎,,TH