骨代谢异常的生物化学检验w

1、会计学1骨代谢异常的生物化学检验骨代谢异常的生物化学检验w第1页/共77页.第一节第一节 骨的生物化学骨的生物化学一、骨形成标志物检验一、骨形成标志物检验 三、三、 骨代谢调节激素的测定骨代谢调节激素的测定二、骨疾病的代谢变化二、骨疾病的代谢变化第二节骨疾病的第二节骨疾病的 生物化学检验生物化学检验二、骨吸收标志物检验二、骨吸收标志物检验一、骨的代谢一、骨的代谢四、四、 骨矿物质的测定骨矿物质的测定第2页/共77页二、骨疾病的代谢变化二、骨疾病的代谢变化一、骨的代谢一、骨的代谢第3页/共77页一、骨的代谢一、骨的代谢第4页/共77页骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分，即骨小梁与骨皮质相连接，在

2、骨髓腔中呈不规则立体网状结构，如丝瓜络样或海绵状，起支持造血组织的作用。骨的功能骨的功能机械支撑机械支撑保护脏器保护脏器参与代谢参与代谢第5页/共77页基础概要基础概要第6页/共77页第7页/共77页又称骨形成，包括两个过程，即骨的有机基质形成和骨盐沉积。成骨作用成骨作用又称骨吸收，是破骨细胞释放溶酶体中的蛋白水解酶，使骨的有机基质（胶原）水解，同时破骨细胞还释放出一些酸性物质，如乳酸、柠檬酸和碳酸等，使局部酸性物质增加，促进骨盐溶解。溶骨作用溶骨作用主要功能则是促进骨盐溶解。两种细胞协调作用，共同维护骨的正常代谢。主要功能是生成骨组织的纤维和有机基质。B-ALP成骨细胞成骨细胞破骨细胞第8页

3、/共77页二、骨疾病的代谢变化二、骨疾病的代谢变化第9页/共77页 一、一、骨质疏松症骨质疏松症 骨质疏松症（骨质疏松症（osteoporosisosteoporosis）是以骨组织显）是以骨组织显微结构退化为特征，骨矿成分和骨基质等比例地微结构退化为特征，骨矿成分和骨基质等比例地不断减少，骨质变薄，骨小梁数量减少，骨脆性不断减少，骨质变薄，骨小梁数量减少，骨脆性增加和骨折危险度升高的一种全身骨代谢障碍的增加和骨折危险度升高的一种全身骨代谢障碍的疾病。疾病。第10页/共77页结构结构: :骨小梁为浓密的同质网络骨质疏松过程骨质疏松过程: :矿物质缺乏对骨小梁的影响10倍于对骨皮质的影响 骨腔骨

4、腔骨小梁的不断溶解导致骨质疏松的形成骨小梁的不断溶解导致骨质疏松的形成骨皮质骨皮质 健康骨健康骨 疏松骨疏松骨 *骨髓腔骨髓腔骨小梁骨小梁 第11页/共77页骨质疏松症的危险因素骨质疏松症的危险因素常见原因：常见原因：1. 1. 生长期骨形成缺陷。生长期骨形成缺陷。2. 2. 成骨细胞骨形成受损。成骨细胞骨形成受损。3. 3. 增加骨吸收的其他病理生理过程。增加骨吸收的其他病理生理过程。第12页/共77页与骨质疏松症与骨质疏松症有关的激素有关的激素第13页/共77页分型分型第14页/共77页第15页/共77页第16页/共77页第17页/共77页血清甲状腺素和血清甲状腺素和1 1，25-(OH)

5、25-(OH)2 2D D3 3降低。降低。性激素中血清性激素中血清E E2 2明显低于绝经前的妇女，明显低于绝经前的妇女，FSH FSH 和和LHLH明显高于绝经前的妇女。明显高于绝经前的妇女。第18页/共77页第19页/共77页第20页/共77页血清血清1,251,25（OHOH）2 2D D3 3和和2525（OHOH）D D3 3明显下明显下降，血清降，血清PTH PTH 有升高的趋势。有升高的趋势。性激素如女性雌二醇和男性睾酮均下降。性激素如女性雌二醇和男性睾酮均下降。第21页/共77页第22页/共77页甲状旁腺会分泌一种甲状旁腺激素，激素在体内主要起到甲状旁腺会分泌一种甲状旁腺激素

6、，激素在体内主要起到调节钙和磷的作用，这种激素可以从骨头里面把钙分离出调节钙和磷的作用，这种激素可以从骨头里面把钙分离出来进入到血液中，然后再把这些钙从肾脏排出。如果在甲来进入到血液中，然后再把这些钙从肾脏排出。如果在甲状旁腺功能亢进的时候，激素分泌就会增多，脱离的骨密状旁腺功能亢进的时候，激素分泌就会增多，脱离的骨密质也会随之增多，时间长了以后就会出现骨量减少，骨头质也会随之增多，时间长了以后就会出现骨量减少，骨头的微结构发生改变，脆性增加，甚至发生骨折。这种骨密的微结构发生改变，脆性增加，甚至发生骨折。这种骨密质疏松和通常所说的骨密质疏松是不一样的，比如绝经后质疏松和通常所说的骨密质疏松是

7、不一样的，比如绝经后的妇女或者的妇女或者70岁以后的老人发生的骨密质疏松是由于缺钙岁以后的老人发生的骨密质疏松是由于缺钙引起的，而甲旁亢的患者是由于骨头里的大量的钙分离到引起的，而甲旁亢的患者是由于骨头里的大量的钙分离到血液中然后排出导致的，因此这是一种继发的骨密质疏松，血液中然后排出导致的，因此这是一种继发的骨密质疏松，在治疗上绝对不能使用钙剂。在治疗上绝对不能使用钙剂。第23页/共77页第24页/共77页骨质疏松的危害骨质疏松的危害脊椎骨折 身高降低 驼背 疼痛（慢性或急性）股骨颈骨折胫骨骨折 急诊外科治疗 30 % 无效 20 % 死亡桡骨和肱骨骨折 保守治疗 比下肢和髂骨骨折病情轻 第

8、25页/共77页 二、骨软化症二、骨软化症第26页/共77页第27页/共77页第28页/共77页第29页/共77页Paget病于病于1877年为年为Sir James Paget首次描述为畸形性骨炎，首次描述为畸形性骨炎，这是老年人群中第二常见的骨病变，仅次于骨质疏松。本病这是老年人群中第二常见的骨病变，仅次于骨质疏松。本病可以分为三期可以分为三期:首先是溶骨期首先是溶骨期:非典型破骨细胞的过度的骨质吸非典型破骨细胞的过度的骨质吸收。之后第二期，混合期，即正常的成骨细胞迁移进来并引收。之后第二期，混合期，即正常的成骨细胞迁移进来并引起骨质快速增生。新生骨是紊乱的，肥大、血供更丰富。终起骨质快速

9、增生。新生骨是紊乱的，肥大、血供更丰富。终末期或硬化期，成骨细胞的活性占优势并形成增厚增大的硬末期或硬化期，成骨细胞的活性占优势并形成增厚增大的硬化骨。化骨。Pagets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。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：临床表现： 受侵部位出现局部骨痛和发热，骨胳受侵部位出现局部骨痛和发热，骨胳变形，关节炎，神经压迫。变形，关节炎，神经压迫。2.实验室检查：血清实验室检查：血清ALP, B-ALP增高，尿脱氧吡增高，尿脱氧吡啶酚、羟脯氨酸增高，啶酚、羟脯氨酸增高， 第30页/共77页 肾性骨营养不良由慢性肾功能衰竭导致的

10、骨代谢病。简称肾性骨病。表现为钙磷代谢障碍，酸碱平衡失调，骨骼畸形并可引起继发性甲状旁腺功能亢进。骨骼方面表现为骨质 疏松、骨软化、纤维囊性骨炎、骨硬化及转移性钙化。幼年可能引起生长发育障碍。治疗目的是缓解症状，防治骨畸形及骨折、高血磷及维生素D缺乏;缓解甲状旁腺功能亢进，预防软组织转移性钙化，加强骨质矿化。尿毒症加剧者进行透析或肾移植。 肾性骨营养障碍肾性骨营养障碍 （renal osteodystrophy) 肾性骨病进行缓慢，出现症状时已经是其晚期了，临床上以骨痛，骨折，骨变形为主要特征。骨痛突发症状之一，常为全身性，好发于下半身持重部位(腰，背，髋，膝关节)，运动或受压时加重，走路摇晃

11、甚至不能起床。第31页/共77页一、骨形成标志物检验一、骨形成标志物检验二、骨吸收标志物检验二、骨吸收标志物检验三三、 骨代谢调节激素的测定骨代谢调节激素的测定第32页/共77页骨转换相关标志物骨转换相关标志物骨形成标志物骨形成标志物 骨钙素骨钙素 骨性碱性磷酸酶骨性碱性磷酸酶 型胶原前肽型胶原前肽骨吸收标志物骨吸收标志物 型型胶原交联胶原交联 型胶原降解产物型胶原降解产物 耐酒石酸酸性磷酸酶耐酒石酸酸性磷酸酶 尿羟脯氨酸尿羟脯氨酸 第33页/共77页 一、骨形成标志物一、骨形成标志物1.1.骨钙素测定（骨钙素测定（OCOC或或BGPBGP）（1 1）概述：）概述： 骨钙素是人骨中最重要的非胶

12、原蛋白骨钙素是人骨中最重要的非胶原蛋白。骨钙素在。骨钙素在1.25-(OH)1.25-(OH)2 2-D-D3 3刺激下由成骨细胞合成。刺激下由成骨细胞合成。 主要生理功能是抑制异常的羟基磷灰石结晶主要生理功能是抑制异常的羟基磷灰石结晶的形成，维持骨的正常矿化速率。可反映成骨细的形成，维持骨的正常矿化速率。可反映成骨细胞活性和骨形成情况。胞活性和骨形成情况。第34页/共77页第35页/共77页（2 2）临床意义：）临床意义：BGPBGP是反映骨形成的指标。是反映骨形成的指标。 骨钙素升高见于：儿童生长期、肾性骨营养骨钙素升高见于：儿童生长期、肾性骨营养不良、不良、 畸形性骨炎、甲状旁腺功能亢进

13、、骨折、畸形性骨炎、甲状旁腺功能亢进、骨折、骨转移癌、肾功能不全等。骨转移癌、肾功能不全等。 骨钙素降低见于：甲状旁腺功能减退、甲状骨钙素降低见于：甲状旁腺功能减退、甲状腺功能减退、肝病、长期应用肾上腺皮质激素治腺功能减退、肝病、长期应用肾上腺皮质激素治疗等。疗等。【检测方法】【检测方法】1放射免疫法 用125I标记骨钙素和未标记的骨钙素对限量的特异性抗体竞争结合反应。2化学发光免疫分析法 采用双抗体夹心法原理。第36页/共77页 B-ALP B-ALP在血清中比骨钙素更稳定，血清中的半在血清中比骨钙素更稳定，血清中的半寿期为寿期为1 12 2天天，并且不受昼夜变化的影响，标本，并且不受昼夜变

14、化的影响，标本不需特殊处理。因此不需特殊处理。因此血清血清B-ALPB-ALP在反映成骨细胞活在反映成骨细胞活性和骨形成上则有较高特异性，优于骨钙素。性和骨形成上则有较高特异性，优于骨钙素。第37页/共77页【检测方法】 先识别或分离出B-ALP，再测定其活性。 近来建立了对B-ALP特异性很强的单克隆抗体免疫分析法，具有高度的特异性和敏感性，而且操作简便，是目前检测B-ALP的最佳方法。1免疫活性测定法2酶联免疫法 第38页/共77页 3.I 3.I型型胶原前肽胶原前肽 I I 型胶原羧基端前肽型胶原羧基端前肽 （PICPPICP） I I 型胶原氨基端前肽型胶原氨基端前肽 （PINPPIN

15、P） （1 1）概述：）概述： 骨胶原的合成是由成骨细胞合成的，占骨骨胶原的合成是由成骨细胞合成的，占骨基质有机质成分的基质有机质成分的90%90%95%95%，且绝大多数为，且绝大多数为I I型型胶原。胶原。I I型胶原前肽型胶原前肽是最常见的骨胶原，是骨基是最常见的骨胶原，是骨基质的重要组成部分，几乎组成总蛋白部分的质的重要组成部分，几乎组成总蛋白部分的9090。 I I型胶原型胶原是由两个是由两个1 1链及一个链及一个2 2链组成，链组成， 3 3条链条链互相左旋卷曲而形成一个三股螺旋构型的纤维状互相左旋卷曲而形成一个三股螺旋构型的纤维状蛋白质。蛋白质。 型胶原也是其他组织的主要基质，型

16、胶原也是其他组织的主要基质，故敏感性和特异性不如骨钙素和故敏感性和特异性不如骨钙素和B-ALPB-ALP。第39页/共77页前胶原前胶原血清中I型胶原前肽水平在一定范围内是反映成骨细胞活动、骨形成及I型胶原合成速度的一项特异性指标。 PINP与骨形成标志物骨性碱性磷酸酶和骨钙素水平呈高度正相关，目前多以测定血清PINP水平为主。胶原胶原前胶原氨基端肽（前胶原氨基端肽（PINPPINP） 前胶原羧基端肽（前胶原羧基端肽（PICPPICP）第40页/共77页（2 2）临床意义：）临床意义： 增高见于：增高见于： 儿童发育期平均为正常成人的儿童发育期平均为正常成人的2 2倍。妊娠最倍。妊娠最后后3

17、3个月增高。骨肿瘤和其他肿瘤的骨转移、酒个月增高。骨肿瘤和其他肿瘤的骨转移、酒精性肝炎、肺纤维化等。精性肝炎、肺纤维化等。 降低见于：降低见于： 绝经期后骨质疏松患者经雌激素治疗绝经期后骨质疏松患者经雌激素治疗6 6个月个月后后PICPPICP可降低可降低3030，降低的机制尚不清楚。，降低的机制尚不清楚。【检测方法】1放射免疫法 目前市售的试剂盒，均是针对PINP1链的特异性抗体，只能检测PINP的高分子量型。2化学发光免疫分析法第41页/共77页脱氧吡啶酚脱氧吡啶酚吡啶酚吡啶酚两个天然的不能两个天然的不能被还原的交联被还原的交联 二、骨吸收标志物二、骨吸收标志物第42页/共77页I型前胶原

18、（型前胶原（N-、C-末端延伸链）末端延伸链）1000Aa,140kD 脯氨酸赖氨酸羟基化脯氨酸赖氨酸羟基化糖基化糖基化三链间二硫键形成三链间二硫键形成三股螺旋结构三股螺旋结构N-、C-端前肽端前肽 I型胶原分子型胶原分子未成熟纤维未成熟纤维分子内部分子内部、分子间共价交联分子间共价交联分泌后分泌后2羟赖氨酸侧链，羟赖氨酸侧链，1赖氨酸侧链赖氨酸侧链脱氧吡啶酚脱氧吡啶酚/赖氨酸吡啶酚赖氨酸吡啶酚3个羟赖氨酸侧链个羟赖氨酸侧链吡啶酚吡啶酚/羟赖氨酰吡啶酚羟赖氨酰吡啶酚成环成环稳定的成熟纤维稳定的成熟纤维第43页/共77页 吡啶酚吡啶酚 存在于硬连接组织：软骨存在于硬连接组织：软骨*脱氧吡啶酚脱氧

19、吡啶酚 存在于骨、韧带、主动脉存在于骨、韧带、主动脉 脱氧吡啶酚：脱氧吡啶酚：v由胶原自然合成，非生物合成由胶原自然合成，非生物合成v从尿中排出前不被代谢从尿中排出前不被代谢v骨是脱氧吡啶酚的重要来源骨是脱氧吡啶酚的重要来源v仅来源于天然基质的降解产物，不受饮食等干扰。仅来源于天然基质的降解产物，不受饮食等干扰。特异特异、灵敏地反映骨吸收灵敏地反映骨吸收尿尿PyrPyr和和D-PyrD-Pyr是反映骨胶原降解和骨吸收是反映骨胶原降解和骨吸收的最灵敏、最特异的生化指标之一。的最灵敏、最特异的生化指标之一。其中其中D-PyrD-Pyr有更高的特异性和灵敏度。有更高的特异性和灵敏度。立即释放立即释放

20、入血，直接排泄到尿中。受肌酐水平影响。入血，直接排泄到尿中。受肌酐水平影响。第44页/共77页【检测方法】 纸层析法、高效液相色谱法、酶联免疫法、化学发光免疫分析法和放射免疫法。 第45页/共77页 血清血清CTXCTX的变化与骨形态计量学骨吸收参的变化与骨形态计量学骨吸收参数呈显著正相关，并与其他骨吸收生化指标如数呈显著正相关，并与其他骨吸收生化指标如PyrPyr和和D-PyrD-Pyr呈正相关。因此血清呈正相关。因此血清CTXCTX水平是破水平是破骨细胞性胶原降解的灵敏指标。骨细胞性胶原降解的灵敏指标。【检测方法】 测定CTX的方法有高效液相色谱法、化学发光免疫分析法、酶联免疫法和放射免疫

21、法。第46页/共77页【临床意义】 血清CTX水平增高表明患者的骨吸收程度增加，骨吸收抑制治疗后血清CTX水平会恢复正常。 CTX水平可用于骨质疏松症、Paget病、原发性甲状旁腺功能亢进、甲状腺功能亢进及其他伴有骨吸收增加性疾病的诊断、治疗及病情评价。第47页/共77页血浆抗酒石酸酸性磷酸酶主要存在于血浆抗酒石酸酸性磷酸酶主要存在于破骨破骨细胞细胞，而成骨细胞和骨细胞中含量甚少。，而成骨细胞和骨细胞中含量甚少。骨吸收时，骨吸收时，TRAPTRAP由破骨细胞释放入血循环由破骨细胞释放入血循环中，所以血浆中中，所以血浆中TRAPTRAP水平被认为是骨吸收水平被认为是骨吸收的一项生化指标，的一项生

22、化指标，主要反映破骨细胞活性主要反映破骨细胞活性和骨吸收状态。和骨吸收状态。第48页/共77页（2 2）临床意义：）临床意义： 增高见于：增高见于： 原发性甲状旁腺机能亢进、慢性肾功能不全、原发性甲状旁腺机能亢进、慢性肾功能不全、畸形性骨炎、骨转移癌、卵巢切除术后、高转换率畸形性骨炎、骨转移癌、卵巢切除术后、高转换率的骨质疏松患者。的骨质疏松患者。 降低见于：降低见于： 甲状旁腺功能降低。老年性骨质疏松症患者增甲状旁腺功能降低。老年性骨质疏松症患者增高高耐耐酒石酸酸性磷酸酶不显著。酒石酸酸性磷酸酶不显著。【检测方法】1酶动力学法2酶联免疫法第49页/共77页 尿HOP排出量可以反映骨吸收和骨转

23、换程度， 但受饮食影响较大，特异性差，收集24小时尿之前，应素食23天。第50页/共77页【检测方法】氯胺T化学法：尿中与肽结合的羟脯氨酸，经酸水解后释出。用氯胺T(N-氯-对甲基苯磺酰胺钠)将羟脯氨酸氧化，使其形成含吡咯环的氧化物。再用过氯酸破坏多余的氯胺T，终止氧化过程。同时，使氧化物与对二甲氨基苯甲醛反应，生成红色化合物进行比色定量。第51页/共77页第52页/共77页甲状旁腺激素甲状旁腺激素维生素维生素D降钙素降钙素 骨代谢激素调节及其异常骨代谢激素调节及其异常第53页/共77页 激素调节：主要是甲状旁腺激素、激素调节：主要是甲状旁腺激素、1 1，25-25-二二羟维生素羟维生素D D

24、3 3、降钙素降钙素第54页/共77页 一、甲状旁腺激素一、甲状旁腺激素第55页/共77页对小肠的作用对小肠的作用对骨的作用对骨的作用对肾的作用对肾的作用总效应总效应第56页/共77页第57页/共77页第58页/共77页存在形式：PTH-N、PTH-C和PTH-M测定形式：PTH-C、PTH-M和完整PTH国外应用最普遍的是免疫放射法、化学发光免疫分析法测定完整的PTH分子。国内应用最普遍的放射免疫法和化学发光免疫分析法。【临床意义】1增高见于原发性和继发性甲状旁腺功能亢进、甲状旁腺瘤、佝偻病、骨软化症、骨质疏松症等。2降低见于甲状旁腺功能减退、先天性甲状旁腺和胸腺发育不全等。第59页/共77

25、页（1 1）合成）合成活性活性D D3 3活性是维生素活性是维生素D D3 3的的10101515倍倍 二、维生素二、维生素D D 维生素D在体内的活性形式有25-(OH)D3、1,25-(OH)2D3、24,25-(OH)2D3等。其中25-(OH)D3为主要形式，浓度比1,25-(OH)2D3高5001000倍，并且半寿期最长（1545天） ，是反映皮肤合成和食物摄取维生素D营养状态的理想指标，是指导维生素D用量的最适指标。第60页/共77页对小肠的作用对小肠的作用 (+)(+)小肠对钙、磷的吸收小肠对钙、磷的吸收对骨的作用对骨的作用(+)(+)骨骼的更新骨骼的更新 ( (先溶骨再成骨，溶

26、骨先溶骨再成骨，溶骨 成骨成骨) ) 对肾的作用对肾的作用(+)(+)肾远曲小管及集合管合成钙结肾远曲小管及集合管合成钙结合蛋白，促进钙的重吸收合蛋白，促进钙的重吸收总效应总效应升高血钙与血磷升高血钙与血磷第61页/共77页第62页/共77页第63页/共77页第64页/共77页 三、降钙素三、降钙素【检测方法】 降钙素在血中的含量甚微，到目前为止，降钙素的测定方法主要有放射兔疫测定法、化学发光免疫分析法。第65页/共77页对小肠的作用对小肠的作用 对骨的作用对骨的作用对肾的作用对肾的作用总效应总效应第66页/共77页第67页/共77页PTHPTH、 CTCT、活性、活性D D3 3与血钙、血磷的恒定与血钙、血磷的恒定第68页/共77页第69页/共77页第70页/共77页结构结构: :骨小梁为浓密的同质网络骨质疏松过程骨质疏松过程: :矿物质缺乏对骨小梁的影响10倍于对骨皮质的影响 骨腔骨腔骨小梁的不断溶解导致骨质疏松的形成骨小梁的不断溶解导致骨质疏松的形成骨皮质骨皮质 健康骨健康骨 疏松骨疏松骨 *骨髓腔骨髓腔骨小梁骨小梁 第71页/共77页第72页/共77页甲状旁腺会分泌一种甲状旁腺激素，激素在体内主要起到甲状旁腺会分泌一种甲状旁腺激素，激素在体内主要起到调节钙和磷的作用，这种激素可以从骨头里面把钙分离出调节钙和磷的作用，这种激素可以从骨头里面把钙分离