10. 骨代谢紊乱和相关元素的生物化学检验

1、骨代谢紊乱和相关元素骨代谢紊乱和相关元素的生物化学检验的生物化学检验 掌握：掌握：钙和磷的代谢及调节；钙和磷代谢钙和磷的代谢及调节；钙和磷代谢紊乱的生物化学检验指标；镁的代谢及代紊乱的生物化学检验指标；镁的代谢及代谢紊乱谢紊乱熟悉熟悉: : 临床生化检验项目在骨代谢疾病诊临床生化检验项目在骨代谢疾病诊治中的应用治中的应用了解：了解：骨代谢紊乱的生化检验；骨代谢紊乱的生化检验；n本章教学要求本章教学要求：23第一节第一节 概述概述无机物无机物 矿物质：钙、磷、钠、镁、铁、氟等矿物质：钙、磷、钠、镁、铁、氟等 盐：羟磷灰石结晶和磷酸氢钙盐：羟磷灰石结晶和磷酸氢钙有机基质：有机基质：蛋白质、蛋白质、

2、I型胶原、多糖类物质、脂类、型胶原、多糖类物质、脂类、 糖蛋白复合体糖蛋白复合体骨组织骨组织 骨组织细胞：骨细胞、成骨细胞、破骨细胞骨组织细胞：骨细胞、成骨细胞、破骨细胞 骨纤维骨纤维骨的组成骨的组成成骨细胞成骨细胞:合成有机基质合成有机基质,并通过新合成的基质控制并通过新合成的基质控制无机物无机物,促进骨形成促进骨形成。破骨细胞破骨细胞:通过产生酸和蛋白水解酶分解无机物和通过产生酸和蛋白水解酶分解无机物和水解有机基质水解有机基质,促进骨吸收促进骨吸收。成骨细胞成骨细胞 4骨形成骨形成骨吸收骨吸收56第二节第二节 钙和磷代谢紊乱的生化检验钙和磷代谢紊乱的生化检验一、钙和磷的代谢及调控一、钙和磷

3、的代谢及调控（一）钙的代谢（一）钙的代谢 吸收：在活性维生素吸收：在活性维生素D3的调节下，由十二指的调节下，由十二指肠主动吸收，肠主动吸收，PH影响钙的吸收，碱性环境影响钙的吸收，碱性环境吸收减少，酸性环境促进吸收。吸收减少，酸性环境促进吸收。 排泄：肠道和肾排泄：肠道和肾人体中钙的人体中钙的存在状态存在状态骨盐骨盐体液钙体液钙羟磷灰石结晶羟磷灰石结晶无定形磷酸钙沉淀无定形磷酸钙沉淀不扩散钙：与蛋白质结合不扩散钙：与蛋白质结合可扩散钙可扩散钙 游离游离CaCa2 2 复合钙复合钙人体中钙的存在形式人体中钙的存在形式细胞外钙细胞外钙 血钙：血浆中的钙称为血钙，分为可扩散血钙：血浆中的钙称为血钙

4、，分为可扩散钙和不扩散钙两大类。钙和不扩散钙两大类。 不扩散钙与离子钙之间的互相转不扩散钙与离子钙之间的互相转化化蛋白结合钙蛋白结合钙CaCa2+2+小分子结合钙小分子结合钙当当H+升高时，蛋白结合体钙向离子钙转移升高时，蛋白结合体钙向离子钙转移当当H +降低时，血浆离子钙降低，而血浆降低时，血浆离子钙降低，而血浆总钙量可无变化，此时可出现低钙抽搐现总钙量可无变化，此时可出现低钙抽搐现象。象。pH每改变每改变0.1单位单位,血清游离钙浓度改变血清游离钙浓度改变0.05mmol/l 在测定在测定Ca2+同时要测同时要测pH。10（二）磷的代谢（二）磷的代谢 1.吸收吸收 部位：小肠上段（空肠最快

5、，部位：小肠上段（空肠最快，70%） 方式：食物中的磷主要指有机磷酸脂和磷脂，在磷方式：食物中的磷主要指有机磷酸脂和磷脂，在磷酸酶的作用下生成无机磷酸盐，才能被吸收；酸酶的作用下生成无机磷酸盐，才能被吸收； 影响因素：肠道的影响因素：肠道的PH 食物中金属离子的影响：钙镁铁食物中金属离子的影响：钙镁铁 体内钙的利用情况体内钙的利用情况2.排泄排泄 肾是磷排泄的主要器官，肾排磷占总排磷的肾是磷排泄的主要器官，肾排磷占总排磷的70，其，其余余30由粪便排泄。由粪便排泄。11 血中的磷以有机磷和无机磷两种形式存在。血中的磷以有机磷和无机磷两种形式存在。血中的磷通常指血浆中的无机磷，主要以血中的磷通常

6、指血浆中的无机磷，主要以HPO42-的形式存在，占的形式存在，占8085以上。以上。 正常成人血浆无机磷含量为正常成人血浆无机磷含量为 0.811.45mmol/l。血磷血磷血钙和血磷血钙和血磷骨钙骨磷骨钙骨磷沉积沉积溶解溶解肠肠食物钙磷食物钙磷粪钙粪钙吸收吸收排出排出组织细胞组织细胞利用利用排出排出肾肾排泄排泄重吸收重吸收尿磷尿磷钙磷的代谢钙磷的代谢121、甲状旁腺素甲状旁腺素 （PTH）的调节）的调节 甲状旁腺素合成及分泌甲状旁腺素合成及分泌甲状甲状旁腺旁腺主细主细胞胞 前甲状旁前甲状旁腺素原腺素原 115aa115aa甲状旁甲状旁腺素原腺素原 90aa90aaPTH PTH 84aa84

7、aa13（三）钙磷代谢的激素调节（三）钙磷代谢的激素调节PTH的的生理作用：生理作用：升高血钙、降低血磷升高血钙、降低血磷 （1）对骨的作用对骨的作用 动员骨钙入血，使血钙升高动员骨钙入血，使血钙升高 增加骨吸收和骨生成，骨吸收大于骨生成增加骨吸收和骨生成，骨吸收大于骨生成 （2）对肾的作用对肾的作用钙重吸收钙重吸收磷重吸收磷重吸收保钙排磷保钙排磷14（3）对维生素对维生素D和小肠和小肠的作用的作用PTH激活肾脏激活肾脏1-1-羟化酶羟化酶 活性活性D D3 3增加增加 肠道吸收肠道吸收钙增加钙增加157-脱氢胆固脱氢胆固醇醇VitDVitD3 3的合成的合成162、活性维生素、活性维生素D的

8、调节的调节 活性维生素活性维生素D的的生成生成 172、活性维生素、活性维生素D的调节的调节 活性维生素活性维生素D D活性维生素活性维生素D的生理作用：的生理作用：升高血钙、升高血磷升高血钙、升高血磷 基本途径基本途径活性维活性维生素生素D D靶细胞上维靶细胞上维生素生素D D受体受体激素受体激素受体复合物复合物二聚体二聚体维生素维生素D D反应元件反应元件相关基因的相关基因的转录和翻译转录和翻译钙磷代钙磷代谢调控谢调控视黄醛视黄醛X X受体受体 18（1）对小肠的作用：促进小肠对钙磷的吸收和转运对小肠的作用：促进小肠对钙磷的吸收和转运小肠粘膜上皮细小肠粘膜上皮细胞维生素胞维生素D D受体受

9、体活性维活性维生素生素D D相关基因的转相关基因的转录和翻译录和翻译钙结合蛋白钙结合蛋白表达上调表达上调Ca2+-Mg2+ ATP酶增加酶增加小肠钙转小肠钙转运增加运增加19（2）对骨的作用：溶骨和成骨的双重作用对骨的作用：溶骨和成骨的双重作用 活性维活性维生素生素D D增加破骨细胞增加破骨细胞数量和活性数量和活性协同协同PTHPTH增加增加破骨细胞数量破骨细胞数量增加血钙增加血钙增加胶原增加胶原促进溶骨促进溶骨（低血钙时）（低血钙时）促进成骨促进成骨（高血钙时）（高血钙时）（3）对肾脏的作用：促进肾小管对钙、磷的重吸收对肾脏的作用：促进肾小管对钙、磷的重吸收 203、降钙素降钙素（calci

10、tonin，CT） 降钙素的合成与分泌降钙素的合成与分泌甲状腺滤泡旁细胞合成和分泌甲状腺滤泡旁细胞合成和分泌单链多肽，由单链多肽，由32个氨基酸残基组成个氨基酸残基组成血钙是影响血钙是影响CT分泌的主要因素分泌的主要因素21抑制破骨、促进成骨抑制破骨、促进成骨抑制肾小管对钙、磷的重吸收抑制肾小管对钙、磷的重吸收抑制肾维生素抑制肾维生素D-1-羟化酶活性羟化酶活性因雌激素减少而减少因雌激素减少而减少降钙素的生理作用降钙素的生理作用降低血钙、降低血磷降低血钙、降低血磷22其主要作用机制为其主要作用机制为：v标标 本：本：血清或低浓度肝素抗凝血浆血清或低浓度肝素抗凝血浆v测定方法：滴定法、比色法、火

11、焰光度法、测定方法：滴定法、比色法、火焰光度法、 原子吸收分光光度法、同位素稀释质谱法等原子吸收分光光度法、同位素稀释质谱法等 v决定性方法：同位素稀释决定性方法：同位素稀释- -质谱法质谱法 （IFCC）v参考方法：原子吸收分光光度法参考方法：原子吸收分光光度法 （IFCC）v常规方法：邻甲酚酞络合酮常规方法：邻甲酚酞络合酮（O-CPC）法法 （卫生部）（卫生部）v参考区间：参考区间：2.2-2.65mmol/L23二、钙和磷代谢紊乱的生化检验二、钙和磷代谢紊乱的生化检验（一）血清钙（一）血清钙 总钙测定总钙测定O-CPC 法法1. 测定原理测定原理（总）钙（总）钙O-CPC紫红色螯合物紫红

12、色螯合物（575nm）pH128-羟基喹啉羟基喹啉氰化钾氰化钾2. 方法评价方法评价操作简便、快速、稳定，同时适于手工和自动化分析操作简便、快速、稳定，同时适于手工和自动化分析反应体系的反应体系的pH值对结果影响较大值对结果影响较大 24离子钙测定离子钙测定 标本：标本： 血清、低浓度肝素抗凝血浆或全血血清、低浓度肝素抗凝血浆或全血测定方法：生物学法、透析法、超滤法、测定方法：生物学法、透析法、超滤法、 金属指示剂法、金属指示剂法、ISE法等法等参考方法：参考方法： ISE法法参考区间：参考区间：1.15-1.35mmol/L25ISE 法法1. 测定原理测定原理 钙离子选择电极膜与钙离子结合

13、，如果钙钙离子选择电极膜与钙离子结合，如果钙离子在膜内外两面分布不均离子在膜内外两面分布不均，将产生一个跨膜，将产生一个跨膜电位，电位，ISE的电位与溶液中的被测离子浓度的对的电位与溶液中的被测离子浓度的对数成正比数成正比 2. 方法评价方法评价操作简便、快速、重复性好操作简便、快速、重复性好准确度和敏感性高，影响因素少准确度和敏感性高，影响因素少 26临床意义临床意义1、血清钙升高、血清钙升高 27（1）恶性肿瘤骨转移）恶性肿瘤骨转移（2）部分药物引起肾脏重吸收钙增多）部分药物引起肾脏重吸收钙增多（3）维生素）维生素D中毒致肠道对钙吸收增加中毒致肠道对钙吸收增加（4）原发性甲状旁腺功能亢进和

14、）原发性甲状旁腺功能亢进和PTH异位异位分泌分泌临床意义临床意义2、血清钙降低、血清钙降低 28（1）低蛋白血症使血液总钙降低）低蛋白血症使血液总钙降低（2）急慢性肾衰竭致血磷升高，钙磷乘积下降，）急慢性肾衰竭致血磷升高，钙磷乘积下降，活性维生素活性维生素D功能发生障碍，使与白蛋白结合的钙功能发生障碍，使与白蛋白结合的钙随白蛋白形肾脏排出随白蛋白形肾脏排出（3）甲状旁腺或甲状腺手术的失误所引起的甲状）甲状旁腺或甲状腺手术的失误所引起的甲状腺功能异常腺功能异常（4）佝偻病）佝偻病标标 本：本：血清、肝素化血浆血清、肝素化血浆常用方法：常用方法：磷钼酸还原法、磷钼酸紫外分光磷钼酸还原法、磷钼酸紫外

15、分光光度法、酶法、原子吸收分光光度法、同位光度法、酶法、原子吸收分光光度法、同位素稀释质谱法等素稀释质谱法等决定性方法：决定性方法：同位素稀释质谱法同位素稀释质谱法常规方法：常规方法：磷钼酸紫外分光光度法、磷钼酸磷钼酸紫外分光光度法、磷钼酸还原法还原法参考区间：参考区间：0.84-1.4529（二）血清磷（二）血清磷 磷钼酸还原法磷钼酸还原法 1. 测定原理测定原理无机磷无机磷钼酸铵钼酸铵 磷钼酸磷钼酸复合物复合物 钼蓝钼蓝（650nm）硫酸亚铁硫酸亚铁或米吐尔或米吐尔2. 方法评价方法评价方法简便、快速，稳定方法简便、快速，稳定体系中加入体系中加入Triton X-100等表面活性剂，则等表

16、面活性剂，则不需要除蛋白即可直接测定不需要除蛋白即可直接测定30酸性环境酸性环境 1. 测定原理测定原理次黄嘌次黄嘌呤核苷呤核苷 嘌呤核苷嘌呤核苷磷酸化酶磷酸化酶 次黄次黄嘌呤嘌呤 黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶 H H2 2O O2 2+ +尿酸尿酸无机磷无机磷TrinderTrinder反应反应 2. 方法评价方法评价显色稳定，线性范围宽，干扰因素小，可用于自动显色稳定，线性范围宽，干扰因素小，可用于自动化分析化分析所用的酶试剂比较贵所用的酶试剂比较贵血清磷测定的发展方向血清磷测定的发展方向31黄嘌呤氧化酶法黄嘌呤氧化酶法 临床意义临床意义1、血清磷升高、血清磷升高 32（1）慢性肾脏疾病、急慢

17、性肾衰竭患者排磷减少）慢性肾脏疾病、急慢性肾衰竭患者排磷减少（2）甲状腺功能亢进同时出现高钙血症与高磷血）甲状腺功能亢进同时出现高钙血症与高磷血症症（3）磷酸盐摄入过多）磷酸盐摄入过多（4）乳酸中毒、痛症酸中毒、细胞溶解致细胞内）乳酸中毒、痛症酸中毒、细胞溶解致细胞内磷酸盐外移磷酸盐外移临床意义临床意义2、血清磷降低、血清磷降低 33（1）使用葡萄糖、营养素、胰岛素致磷向细胞内）使用葡萄糖、营养素、胰岛素致磷向细胞内转移转移（2）甲状旁腺功能亢进使无机磷随尿排出增多）甲状旁腺功能亢进使无机磷随尿排出增多（3）呕吐、腹泻、维生素）呕吐、腹泻、维生素D缺乏致肠道磷酸盐吸缺乏致肠道磷酸盐吸收减少收减

18、少34第三节第三节 镁代谢紊乱的生化检验镁代谢紊乱的生化检验 镁存在于除脂肪以外的所有动物组织及植物性镁存在于除脂肪以外的所有动物组织及植物性食品中，日摄入量为食品中，日摄入量为250mg，其中，其中2/3来自谷物来自谷物和蔬菜和蔬菜 1、吸收、吸收部位：主要在回肠部位：主要在回肠方式：主动转运过程方式：主动转运过程 2、排泄：消化道排泄、肾排泄、排泄：消化道排泄、肾排泄（主要途径）（主要途径）353、血浆中镁的浓度约为、血浆中镁的浓度约为0.671.04mmol/l，主要，主要以三种形式存在：以三种形式存在：55%是游离的、是游离的、30%与蛋白与蛋白结合、结合、15%与阴离子形成复合物。与

19、阴离子形成复合物。4、骨骼中的镁主要以、骨骼中的镁主要以Mg3(PO4)2和和MgCO3的形的形式存在，吸附于磷灰石表面。式存在，吸附于磷灰石表面。5、红细胞中镁含量约为血清镁的红细胞中镁含量约为血清镁的3倍，倍，测定血测定血清镁时应防止溶血清镁时应防止溶血。36l细胞内镁的功能细胞内镁的功能1 1、是体内、是体内300300多种酶的辅因子，广泛参与各多种酶的辅因子，广泛参与各种生命活动。种生命活动。2 2、参与酶底物形成、参与酶底物形成 MgATPMgATP、 MgGTPMgGTP3 3、是许多酶系统的变构效应激活因子、是许多酶系统的变构效应激活因子4 4、在氧化磷酸化、糖酵解、细胞复制、核

20、、在氧化磷酸化、糖酵解、细胞复制、核苷酸代谢以及蛋白生物合成中起着重要作用。苷酸代谢以及蛋白生物合成中起着重要作用。37l细胞外镁的功能细胞外镁的功能1、细胞内镁的来源；、细胞内镁的来源；2、降低神经、肌肉兴奋性。、降低神经、肌肉兴奋性。3、Mg2+在突触的神经末梢竞争性抑制在突触的神经末梢竞争性抑制Ca2+的的进入，影响神经递质在神经肌肉连接点的释放。进入，影响神经递质在神经肌肉连接点的释放。4、Mg2+浓度减少会导致神经肌肉应急性增加。浓度减少会导致神经肌肉应急性增加。 38标标 本：血清（本：血清（ 非钙离子络合抗凝剂）非钙离子络合抗凝剂）测定方法：比色法、原子吸收分光光度法、酶法、测定方法：比色法、原子吸收分光光度法、酶法、 同位素稀释质谱法等同位素稀释质谱法等决定性方法：同位素稀释质谱法决定性方法：同位素稀释质谱法参考方法：原子吸收分光光度法参考方法：原子吸收分光光度法常规方法：甲基麝香草酚蓝（常规方法：甲基麝香草酚蓝（MTB）比色法）比色法 钙镁试剂法钙镁试剂法参考区间：参考区间：0.67-1.04mmol/L血清镁测定血清镁测定临床意义临床意义1、血清镁升高、血清镁升高 39（1）肾功能不全及急性肾功能不全少