骨代谢异常的生物化学诊断

骨代谢异常的生物化学诊断

第十二章教学内容骨的基础概要骨无机物

有机基质骨组织

矿物质：钙、磷、镁、钠、铁、氟骨盐：羟磷灰石结晶、磷酸氢钙胶原：Ⅰ型胶原非胶原：蛋白质、多糖、脂类、糖蛋白骨组织细胞：骨细胞、成骨细胞、破骨细胞骨纤维骨盐骨盐65%DBCA磷酸钙占84%CaCO3占10%柠檬酸钙占2%磷酸镁占1%E

Na2HPO4

占2%骨盐增加骨的硬度，占骨干重量的65％。共中钙含量最多，其次为磷。骨盐骨盐约有60%以结晶的羟磷灰石形式存在，其余40%为无定形的CaHPO4。据认为后者可以转变为前者。羟磷灰石［Ca10（P04）6（0H）2］是微细的结晶，亦称骨晶。每克骨盐约含有1016个结晶，总的表面积可达100平方米，体液中其他离子如Ca2+、Mg2+、Na+

、Cl-、HC03-、F-、柠檬酸根等可吸附在羟磷灰石的晶格之间。骨晶性质稳定，不易解离，但在其表层进行离子交换的速度较快。骨盐骨中镁离子占体内镁离子总量的50%，钠离子也占体内钠离子总量约35%，大部分钠易于交换。所以骨骼不仅是身体的支持组织，也是贮存大量钙、磷、镁的器官，在维持体液电解质浓度的稳定性上具有重要作用。此外，骨盐中的Ca2+还可与体液中的H＋交换，当体液中H+增多（酸中毒）时，由于Ca2+-H＋交换，可致骨盐溶解。

胶原

约占90％以上骨基质

骨钙素

非胶原

骨连接蛋白有机基质有机基质决定骨的形状及韧性；主要包括蛋白质、Ⅰ型胶原、多糖类物质、脂类和糖蛋白复合体，如骨连接蛋白、骨钙素和骨磷酸蛋白等。骨组织骨组织由骨组织细胞和骨纤维组成骨组织细胞占总体积的2～3

%

骨细胞：是骨的主体细胞，是由成骨细胞包埋在骨基质中而形成成骨细胞：合成胶原纤维、糖蛋白复合体和RNA，并通过新合成的基质控制无机物，促进骨形成；自细胞外液运送钙离子至骨基质，是实现骨骼发育、生长的主要细胞破骨细胞：由间质细胞转化而来，（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）主要是促进骨盐溶解，同时与成骨细胞相互协调，共同维护骨的正常代谢。骨的正常代谢骨矿物质（钙、磷、钠、镁、铁、氟等）和骨盐维持骨密度。骨的有机物质(蛋白质、I型胶原、脂类和糖蛋白复合体等)参与了骨小梁和骨基质的形成，促进骨的生长、修复，参与骨骼的新陈代谢。骨的组织细胞（骨细胞、成骨细胞和破骨细胞）在相关激素（甲状旁腺素、降钙素、活性维生素D）的作用下，相互协调，共同维护骨的正常代谢，实现骨骼发育、生长。骨代谢性疾病

骨代谢疾病是指由多种因素引起骨组织中钙、磷等矿物质、成骨细胞和/或破骨细胞功能异常，引起的骨基质、骨细胞代谢紊乱。包括骨质疏松症、骨软化病、佝偻病等。第一节骨代谢及其异常钙、磷、镁是骨组织的主要无机元素，具有广泛的生理功能。如果体内这些无机元素调节失调，可导致多种骨代谢疾病。人体内钙、磷和镁主要分布于骨和齿中，在组织及体液中分布较少；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。人体内钙、磷和镁的浓度由肠道吸收、骨质的沉积和吸收、肾脏排泌所调节；调控这些过程的主要激素是甲状旁腺激素、l，25-（OH）2D3和降钙素等。钙盐和磷酸盐是人体内含量最多的无机盐，成人体内钙总量约为1000g，磷为600g，约99％的钙和85％以上的磷及一半以上的镁存在于骨骼和牙齿中，所以，骨骼和牙齿是人体Ca、P最大的储存库。骨骼中有1％的钙可自由与细胞外液交换，它起到了钙库的作用。Ca、P除了作为骨骼、牙齿的主要成份外，在体内还有其他一系列十分重要的生理作用。一、钙代谢钙离子的生理功能1．血浆钙离子可降低毛细血管和细胞膜的通透性，降低神经、肌肉的兴奋性，当血浆钙离子的浓度降低时，神经、肌肉的兴奋性增高，可引起抽搐。

Na++K+

神经肌肉的兴奋性∝

Ca2++Mg2++H+2．血浆钙离子作为血浆凝血因子Ⅳ参与凝血过程，它是凝血酶原（Ⅱ）、因子Ⅸ、因子Ⅹ、因子ⅩⅢ的激活作用中不可缺少的辅助因子。

3．骨骼肌中的钙离子可引起肌肉收缩，当肌细胞内储存钙离子受神经冲动而释放，钙离子浓度增大到10-7～10-5mol／L时，钙离子可迅速地与肌钙蛋白的钙结合亚基结合，引起一系列构象改变后导致肌肉收缩。

4．钙离子是重要的调节物质，一方面作用于质膜，影响膜的通透性及膜的转运。一方面在细胞内钙离子作为第二信使起着重要的代谢调节作用。此外，钙离子还是许多酶(脂肪酶、ATP酶)的激活剂，钙离子还能抑制维生素D3lα-羟化酶的活性，从而影响代谢。钙的吸收与排泄正常成人日摄入钙量在0.6～1.0g之间。发育期儿童、孕妇及哺乳期妇女需较多的钙。食物钙主要含于牛奶、乳制品及果菜中。钙吸收主要是在活性维生素D3调节下的主动吸收。吸收部位在十二指肠，成人每日可吸收0.1～0.4g，肠管pH明显地影响钙的吸收，偏碱时可以促进不吸收的Ca3(P04)2生成，因而能减少钙的吸收。乳酸、氨基酸及胃酸等酸性物质有利于可吸收的Ca(H2P04)2的形成，因此能促进钙的吸收。食物中的草酸和植酸可与钙形成不溶性盐，影响钙的吸收。食物中钙磷比例对吸收也有一定影响，Ca:P=2:1时吸收最佳。钙通过肠管及肾排泄。由消化道排出的钙一部分是未吸收的食物钙，另一部分是肠管分泌的钙(每日可达600mg)，分泌的钙量可因摄入高钙膳食而增加，严重腹泻排钙过多可导致缺钙。经肾排泄的钙占体内总排钙量的20％。每日由肾小球滤出约10g钙，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，尿中排钙量只占滤过量的1.5％(约150mg)。尿钙的排出量受血钙浓度的直接影响，血钙低于2.4mmol／L时尿中无钙排出。钙的吸收与排泄

钙在血浆中的存在形式血钙几乎全部存在于血浆中，正常人血钙波动甚小，保持于2．25～2.75mmol／L(10±lmg／dl)，血浆中发挥生理功能的是离子钙，离子选择电极方法可直接测定血清中离子钙的浓度。其正常参考值为0.94～1.26mmol/L。

复合钙占15％

扩散钙占60％

离子钙占45％血浆钙

非扩散钙占40％钙在血浆中的存在形式复合钙：与柠檬酸、重碳酸根、磷酸盐分子中的阴离子结合形成的不解离的钙。离子钙：是发挥生理作用的部分，当离子钙浓度降低时，非扩散钙可逐渐释放Ca2+；对需要大量输血的手术病人，血液中含有柠檬酸盐等抗凝剂，因柠檬酸盐等与Ca2+结合为复合钙，测定血浆中总钙水平变化不大，但离子钙水平下降，所以只有根据离子钙水平来决定是否补钙。非扩散钙：是指与蛋白质（主要是白蛋白占32％）结合的钙，它们不能通过毛细血管壁，也不具有生理功能，当血浆蛋白浓度严重下降时，这部分钙可明显减少，血清总钙量也下降，但不影响血清Ca2+的浓度，不出现抽搐现象。非扩散钙与离子钙可以互相转化。血清pH值对血钙浓度有显著影响，酸中毒时蛋白结合钙向离子钙转化；碱中毒时，血浆离子钙浓度降低，此时虽血浆总钙含量无改变，亦可出现抽搐现象。pH每改变0.l，血清游离钙浓度改变0.05mmol/L，故在测定Ca2+同时要测pH

HCO3-

Ca2++血浆蛋白质蛋白结合钙

H+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。钙在血浆中的存在形式二、磷代谢磷的生理功能1.血中磷酸盐是血液缓冲体系的重要组成成分。血浆中Na2HPO4红细胞中K2HPO4NaH2PO4KH2PO42.细胞内的磷酸盐是许多酶促合成、转移和分解反应的底物或产物，并与许多化合物结合形成代谢的中间物，直接参与各种代谢反应。如磷酸葡萄糖、磷酸甘油、磷酸化酶、蛋白激酶等都可以通过磷酸化作用及脱磷酸作用改变它们的活动3.磷构成核苷酸辅酶类(如NAD+、NADP+

、FMN+

、FAD+

、CoA等)和含磷酸根的辅酶(如TPP、磷酸吡哆醛等)，还构成多种重要的核苷酸(如ATP、GTP、UTP、CTP、CAMP、CGMP)。4.细胞膜磷脂在构成生物膜结构、维持膜的功能以及代谢调控上均发挥重要作用。5.磷的有机化合物是DNA、RNA等大分子化合物的组成成份。

磷的吸收与排泄成人每日进食磷约1.0～1.5g，以有机磷酸酯和磷脂为主，在肠管内磷酸酶的作用下分解为无机磷酸盐。磷在空肠吸收最快，吸收率达70％，低磷膳食时吸收率可达90％。由于磷的吸收不良而引起的缺磷现象较少见，但长期口服氢氧化铝凝胶以及食物中钙、镁、铁离子过多，均可由于形成不溶性磷酸盐而影响磷的吸收。肾是排泄磷的主要器官，肾排出的磷占总磷排出量的70％，30％由粪便排出。每天经肾小管滤过的磷可达5g，约85％～95％被肾小管(主要是近曲小管)重吸收。血磷

血液中的磷以有机磷和无机磷两种形式存在。有机磷酸酯和磷脂存在于血细胞和血浆中，含量甚大，血磷通常是指血浆中的无机磷，血浆无机磷酸盐的80％～85％以HP042-的形式存在，其余为H2P04-，PO43-

仅含微量。血磷血浆磷的浓度不如血浆钙浓度稳定，儿童时期血磷高是由于儿童处于成骨旺盛期，碱性磷酸酶活性较高所致。

成年人血磷也有一定的生理变动，进食、摄糖、注射胰岛素和肾上腺素等情况下，由于细胞内磷的利用增加，也可引起血磷降低。

血钙与血磷之间也有一定的浓度关系，正常人钙、磷浓度(mg／dl)的乘积在34～40之间，病理条件下此值可高于40或低于34。

正常人血清磷参考区间为0.81～1.45mmol/L。三、镁代谢镁的生理功能：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。细胞内镁的功能①是300多种酶的辅助因子，广泛参与各种生命活动。Mg2+与ATP分子的β-和γ-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。③Mg2+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)、Ca2+-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Mg2+参与。④Mg2+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。细胞外镁的功能①细胞内镁的来源；②降低神经、肌肉兴奋性。③Mg2+在突触前的神经末梢竞争性抑制Ca2+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，Mg2+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。镁的吸收与排泄镁的日摄入量约为250mg，其中2／3来自谷物和蔬菜。小肠对镁的吸收是主动转运过程，吸收部位主要在回肠，未吸收部分随粪便排出。消化液中也含有多量的镁，长期或短期大量丢失消化液是造成缺镁的主要原因。消化道手术或造瘘术后未及时补充镁，可出现缺镁综合征。

镁的吸收与排泄体内镁的主要排泄途径是肾，每日经肾小球滤过镁1.8g，再由肾小管(特别是髓袢)将大部分滤过的镁重吸收，仅有2％～5％由尿排出。红细胞中的镁约为血清镁的3倍，故测血清镁时应防溶血。肌肉镁：有核细胞中存在的镁约有80％存在于肌肉中。肌肉是维持镁平衡的重要组织。急性镁缺乏实验所引起的低镁血症不波及肌肉镁。慢性镁缺乏病人虽然血镁在正常范围，但肌肉镁却显著降低。急、慢性高镁血症时肌肉镁均不增加。镁的代谢及功能与钙、磷水平密切相关。人体含镁量约25g，骨中镁主要以Mg3（PO4）2和MgCO3的形式存在，吸附于羟磷灰石表面。镁与钙不同，不易随机体的需要从骨中动员出来，但镁在一定程度上可置换骨中的钙，其置换的量取决于骨钙动员的状况，故镁的含量影响骨的代谢。骨镁含量的改变可能会造成一些骨代谢疾病，患骨质疏松的绝经期妇女患者中有60％发生镁吸收不良。高镁可影响成骨作用，骨镁升高，使矿化过程减慢，可能发生骨营养不良。血镁血清镁：正常人血清镁约为0.81mmo1/L～1.45mmo1/L，男略高于女。血清镁有三种存在形式：离子镁：Mg2+约占血清总镁量的55％；镁盐：与重碳酸、磷酸、柠檬酸等形成的镁盐约占15％；蛋白结合镁：约占30％。前两类属于可滤过镁，离子镁具有生理活性。四、骨代谢激素调节

钙、磷及骨代谢的主要调节激素是PTH、1,25-(OH)2D3、l,25-(OH)2D2以及降钙素，PTH促进骨吸收，降钙素抑制骨吸收，活性维生素D及其代谢产物具有双向调节作用。四、骨代谢激素调节(一)甲状旁腺素甲状旁腺素(parathyroidhormone，PTH)是由甲状旁腺的主细胞合成并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，再在粗面内质网去掉N端25个氨基酸残基形成甲状旁腺素原，后者在高尔基复合体内从N端去掉一个六肽，形成84个氨基酸残基的PTH，分子量9500。(一)甲状旁腺素（PTH）在肝枯否细胞及肾小管细胞，PTH均可被分解为N端和C端两个片段，N片段具有PTH活性，可被肝细胞、肾及骨组织摄取，C片段无PTH活性。只要具有N端的1～34个氨基酸片段，即可有完全的PTH的生物活性，甚至比84个氨基酸的PTH活性更强。(一)甲状旁腺素（PTH）氨基酸PTH原C断片PTH前PTH原N断片血液PTH原PTHC断片N断片血管(一)甲状旁腺素（PTH）

PTH是维持血钙正常水平的最重要的调节因素，而PTH的分泌也主要受血钙水平的影响，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PTH合成与分泌，血钙浓度高则抑制PTH合成与分泌。血钙在1.3～3.9mmo1/L范围内与PTH分泌呈负相关。PTH对血钙的调节(一)甲状旁腺素（PTH）

PTH对靶器官的作用机制

PTH作用于靶细胞膜，活化腺苷酸环化酶系统，增加胞质内cAMP及焦磷酸盐浓度。cAMP能促进线粒体Ca2+

转入胞质；焦磷酸盐则作用于细胞膜外侧，使膜外侧的Ca2+进入细胞，结果引起胞质内Ca2+浓度增加，并激活细胞膜上的“钙泵”，将Ca2+主动转运至细胞外液，导致血钙升高。ATP焦磷酸盐激活Ca泵(一)甲状旁腺素（PTH）

PTH对骨的作用骨是最大的钙储存库，PTH总的作用是促进溶骨，提高血钙。①PTH促使已形成的破骨细胞的活性增强，骨盐溶解，血钙升高；②PTH将前破骨细胞和间质细胞转化为破骨细胞，同时抑制成骨细胞的活动，抑制破骨细胞向成骨细胞的转化，使破骨细胞的活性增强、数目增多，引起溶骨作用和骨钙的大量释放，血钙升高。PTH对破骨细胞的作用是使细胞内Ca2+浓度增加，进而促使溶酶体释放各种水解酶；另一方面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。(一)甲状旁腺素（PTH）

PTH对肾的作用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。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，使尿磷增加。

(一)甲状旁腺素（PTH）PTH对维生素D的作用它能使肾25-(OH)-D3-1α-羟化酶的活性增高，从而促进25-(OH)-D3的1α-羟化作用。PTH对小肠的作用PTH刺激肾25-(OH)-D3-1α-羟化酶，促进1α，25-(OH)2D3的生成，后者作用于小肠，促进小肠对钙和磷的吸收。甲状旁腺激素的调节异常甲状旁腺功能异常多见于甲状旁腺功能亢进的代谢性骨病。甲状旁腺功能亢进：①继发性甲状旁腺功能亢进：好发于肾功能不全、维生素D缺乏、妊娠期或哺乳期母体失钙过多者。上述病因导致低血钙，刺激PTH分泌增加，但血钙低于正常。②原发性甲状旁腺功能亢进：单发甲状旁腺腺瘤占86％，多发甲状旁腺腺瘤占6％，甲状旁腺增生占5％，甲状旁腺癌占l％。上述病因导致PTH自主分泌，不受反馈调节，血钙持续升高。甲状旁腺激素的调节异常甲状旁腺功能减退：①继发性甲状旁腺功能减退：多见于甲状腺手术时误将甲状旁腺切除或损伤所致：②特发性甲状旁腺功能减退：系自身免疫性疾病；③假性甲状旁腺功能减退：PTH结构异常或靶器官受体异常。(二)活性维生素D维生素D2(麦角钙化醇)、维生素D3(胆钙化醇)具有相同的生理作用，且都必须在体内进行一定的代谢转变，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。l,25-(OH)2D3对钙、磷代谢的总效果为升高血钙和血磷，其作用的靶器官主要是小肠、骨和肾脏。(二)活性维生素D肝细胞微粒体中有维生素D3-25-羟化酶系，可在NADPH、O2和Mg2+参与下将维生素D3羟化生成25-(OH)-D3，在肝生成的25-(OH)-D3与血浆中特异的α2-球蛋白(D结合蛋白)结合，运输至肾，在肾近曲小管上皮细胞线粒体中的25-(OH)-D3-1α-羟化酶系(包括黄素酶、铁硫蛋白和细胞色素P450)的催化下，羟化生成1α，25-(OH)2D3，后者具有较强的生理活性，其活性比维生素D3高10～15倍，被视为维生素D的活性型，并被当作激素。(二)活性维生素D无机磷可抑制25(OH)-D-lα-羟化酶系的活性，故当血磷降低时可促进1α，25-(OH)2-D3的生成，血磷正常或增高时，25-(OH)-D3-1α-羟化酶系活性降低;甲状旁腺激素亦可促进lα，25-(OH)2-D3的生成；PTH抑制24-羟化酶的合成，促进1α–羟化酶的合成;而降钙素则抑制此过程。(二)活性维生素D1α，25-(OH)2-D3能反馈地抑制25-OH-D3-lα-羟化酶的活性，但可诱导肾25-OH-D3-24-羟化酶的合成。故当体内lα，25(OH)2-D3减少时，25-(OH)-D3倾向于合成高活性的1α，25(OH)2D3，而当lα，25(OH)2-D3过多时，可形成低活性的1，24，25-(OH)3-D3，这对于防止体内活性维生素D产生过多，控制维生素D中毒有重要意义。(二)活性维生素D对小肠的作用1α，25-(OH)2-D3具有促进小肠对钙、磷的吸收和转运的双重作用，即促进肠粘膜细胞膜对钙的通透、细胞内的结合及转运。肠粘膜上皮细胞刷状缘存在着可控制Ca2+通透的孔道，而在基底膜一侧Ca2+向血液的转运是在Ca-ATP酶作用下的主动耗能过程。(二)活性维生素D

对骨的作用1α，25-(OH)2-D3对骨的直接作用是促进溶骨，1α，25-(OH)2-D3与PTH协同作用下，加速破骨细胞的形成，增强破骨细胞活性；通过促进肠管钙、磷的吸收及促进溶骨，使血钙、血磷水平增高以利于骨的钙化。也就是说，1α，25-(OH)2-D3能维持骨盐溶解与沉积的对立统一过程，有利于骨的更新与生长。对肾的作用1α，25-(OH)2-D3对肾小管上皮细胞的作用是促进对钙、磷的重吸收。其机制也是增加细胞内钙结合蛋白的生物合成。活性维生素D的调节异常临床常见维生素D缺乏或代谢障碍而导致骨组织内类骨组织过多聚积的慢性全身性疾病，如佝偻病（rickets）和骨软化症（osteomalacia）。⑴佝偻病和骨软化症：由于维生素D摄入不足或接受阳光太少，致l,25-(OH)2D3缺乏，使钙、磷从肠道吸收减少，导致血钙、磷下降，而促使PTH分泌增加、骨质脱钙，以维持血钙正常。由于肾小管对磷的重吸收减少，使尿磷增加而血磷碱少，钙、磷不能在骨基质中充分沉积，导致类骨组织大量堆积。病变如发生在生长中的骨骼，则引起佝偻病，多见于婴幼儿，称为婴幼儿佝偻病；发生在年龄较大的儿童者，称为晚期佝偻病，较为少见。病变如发生在成年人，骨的生长已停止者，则称为骨软化症活性维生素D的调节异常

⑵肝性佝偻病和肾性佝偻病：维生素D代谢障碍：严重肝损害时，肝细胞25-羟化酶合成障碍，维生素D羟化不足，引起肝性佝偻病。慢性肾功能不全时，肾小管合成25-(OH)D3-lα-羟化酶不足，而使l,25-(OH)2D3减少，钙、磷吸收减少，又因肾小球滤过功能下降，磷酸盐潴留，也使钙排出增加，最终血磷偏高，血钙减少。上述改变促使PTH分泌增加，骨质脱钙，钙盐沉积障碍，引起肾性佝偻病。活性维生素D的调节异常

⑶维生素D依赖性佝偻病（VDDR）：又称假性维生素D缺乏症，是一种罕见的先天性维生素D代谢缺陷性疾病。VDDR分力Ⅰ型和Ⅱ型：①VDDRI型：患者血中l,25-(OH)2D3水平下降，此病的缺陷为肾脏25-(OH)D3-lα-羟化酶缺乏，多发生于2岁以前，常在6个月内即可发病，用大剂量维生素D可使疾病缓解；②VDDRⅡ型：该型患者血中l,25-(OH)2D3正常或升高，细胞内l,25-(OH)2D3受体有缺陷。有报道该类患者约50％对任何形式的维生素D治疗无效，有学者将该病命名为遗传性l,25-(OH)2D3抵抗疾病。

(三)降钙素（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3418D。CT在初合成时是由136个氨基酸残基组成的分子量为15000的前体物。此前体物中还含有一个称为降钙蛋白（下钙素）的2l肽肽段。当血钙增高时，降钙素及降钙蛋白等分子分泌，降钙蛋白能增强降钙素降低血钙的作用，血钙低于正常时CT分泌减少。受血浆中的钙离子的影响，CT的分泌随血钙升高而增加，两者呈正相关。(三)降钙素（CT）CT作用的主要靶器官是骨、肾和小肠。CT对骨的作用：CT的作用与PTH相反，是抑制破骨细胞活性，从而抑制骨基质的分解和骨盐溶解，同时抑制破骨细胞的生成，还有使间质细胞转变为成骨细胞的作用，结果促进骨盐沉积，降低血钙。CT对肾的作用：主要抑制肾小管对钙、磷的重吸收，以增加尿钙、尿磷，降低血钙、血磷。CT对小肠的作用：目前认为CT对胃肠道钙、磷的吸收有轻度影响，其通过抑制l,25-(OH)2D3生成，间接抑制钙的吸收。(三)降钙素（CT）与雌激素的关系：成年后血中CT含量随年龄增长而逐渐下降，给予雌激素后也能使血中CT含量增加，说明雌激素对降钙素的分泌可能有直接影响。研究表明，绝经后妇女血中CT含量明显低于同年龄组男性，因此，绝经后妇女雌激素缺乏，以致CT减少可能是绝经后骨质疏松发病的一个重要原因。降钙素的调节异常

近年发现一些恶性肿瘤可使血中降钙素增加，是甲状腺髓样癌（MTC）较敏感且特异的肿瘤标志物，目前主要用于恶性肿瘤的疗效观察和预后判断。四、骨代谢的激素调节PTH、CT及l,25-(OH)2D3均可调节钙、磷代谢，三者相互协调、相互制约，以维持血中钙、磷的动态平衡。

五、钙磷镁代谢异常1．高钙血症系多种原因引起的综合征，一般在血钙浓度稍高或慢性持续高血钙时，多无特殊的临床表现。病因：主要是溶骨作用增强、小肠钙吸收增加以及肾对钙的重吸收增加等。常见于：①原发性甲状旁腺功能亢进和PTH异位分泌：这两种情况都造成PTH过多，促进溶骨作用，又促进了维生素D的活化，间接地促进了肠管对钙的吸收，引起高钙血症。原发性甲状旁腺功能亢进是门诊高钙血症患者最常见的原因。②恶性肿瘤：恶性肿瘤病人中有10％～20％可出现HHM(恶性肿瘤体液性高钙血症)。原发性甲状旁腺功能亢进和恶性肿瘤这两种病因占所有高钙血症的90％～95％。恶性肿瘤骨转移是引起血钙升高的最常见的原因。65％的乳腺癌病人有骨转移，多发性骨髓瘤亦多有骨转移。这些肿瘤细胞可分泌破骨细胞激活因子，这种多肽因子能激活破骨细胞。肾癌、胰腺癌、肺癌等即使未发生骨转移亦可引起高钙血症。住院患者中高钙血症多见于恶性肿瘤。③甲状腺功能亢进：甲状腺素具有溶骨作用，中度甲亢病人约15％～20％伴有高钙血症。④肠道对钙吸收增加（如维生素D中毒）：治疗甲状旁腺功能低下或预防佝偻病而长期服用大量维生素D可造成维生素D中毒，维生素D在体内的半寿期长，中毒可持续数月，高钙高磷血症引起头痛恶心等一系列症状及软组织和肾的钙化⑤肾脏重吸收钙增加（如应用噻嗪类药物）⑥骨骼的重吸收增加（固定不能活动）血清总钙浓度可因白蛋白结合部分减少或游离部分减少而降低。①甲状旁腺功能低下：可因甲状旁腺或甲状腺手术的失误所引起。由于PTH的分泌减少，骨中破骨细胞减少，成骨细胞增加，造成一时性低钙血症。②假性甲状旁腺功能低下：主要是由于PTH的靶器官受体异常，对PTH应答不良所引起③维生素D缺乏：食物中维生素D缺乏或紫外线照射不足，或消化系统疾病造成维生素D吸收障碍都可引起维生素D缺乏性佝偻病。此时血循环中的活性维生素D减少，引起肠钙吸收减少及血钙降低。血钙降低又刺激PTH的分泌，促进骨钙动员和增加肾小管对钙的重吸收，通过此种代偿机制维持血钙正常水平。2.低钙血症④电解质代谢紊乱并发高磷血症，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，并影响其在骨和肾中的活性，导致低钙血症。⑤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白蛋白血症。致血清总钙降低，但直接检测离子钙多正常。⑥急性胰腺炎时机体对PTH的反应性降低，CT和胰高血糖素分泌亢进。急性胰腺炎时的低血钙与溶骨作用的抑制可能有关。⑦肾功能不全：由于：A.血磷升高，钙磷乘积下降；B.肾实质破坏，25-（OH）2D3羟化为1,25-（OH）2D3功能发生障碍；C.与白蛋白结合的钙随白蛋白从肾脏排出；D.血磷升高刺激甲状旁腺细胞分泌降钙素。

主要是由于肾排出减少，溶骨作用亢进，磷摄入过多，磷向细胞外移出及细胞破坏等原因造成。见于：①磷酸盐摄入过多：如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②细胞内磷酸盐外移：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。③急、慢性肾功能不全：肾小球滤过率在20～30ml／min以下时，肾排磷减少，血磷上升，血钙降低，PTH的分泌增多。肾的病变使l，25-(OH)2-D3的生成减少，血浆钙浓度降低，也有利于高磷血症的发生。④甲状旁腺功能低下时尿排磷减少，导致血磷增高。3.高磷血症⑤维生素D中毒：由于维生素D的活性型促进溶骨，并促进小肠对钙、磷的吸收以及肾对磷的重吸收，因而维生素D中毒时伴有高磷血症。⑥甲状腺功能亢进：同时出现高钙血症与高磷血症，这与溶骨作用亢进有关。⑦肢端肥大症：活动期可出现高磷血症。生长激素可促进小肠对钙的重吸收，增加尿钙排出，减少尿磷排泄，导致血磷增高。通常血磷低于0.48mmo1/L才会出现临床症状。见于：①磷向细胞内转移：在葡萄糖、营养素、胰岛素存在时（用胰岛素治疗时，细胞内磷缺乏，磷向细胞内转移，导致低磷血症）；呼吸性碱中毒；②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。③维生素D缺乏：维生素D摄入减少或肾1a-羟化酶受抑制，1，25-(OH)2-D3合成不足，均可引起小肠磷吸收降低，尿排磷增加，导致低磷血症。④细胞外磷酸盐丢失：酮症酸中毒、乳酸性酸中毒。4.低磷血症⑤肾磷酸盐阈值降低：甲状旁腺功能亢进症：无机磷随尿排出增多，造成低磷血症。肾小管缺损：肾小管性酸中毒时由于H+排出受阻导致钙、磷代谢障碍，酸中毒可抑制肾小管对钙的重吸收，出现低钙血症、高PTH和低磷血症。Fanconi综合征表现为高钙血症、低磷血症和高碱性磷酸酶血症。低磷血症是由于肾小管对磷的重吸收显著减低所致。病人尿中大量排磷，即使血磷很低，尿磷仍很高。高镁血症不常见，即使有也多是轻微升高。见于：①镁摄入过多：见于静脉内补镁过快过多，这种情况在肾功能受损患者中易发生；②排镁过少：肾排出镁减少是高镁血症最重要的原因，肾功能不全及急性肾功能不全少尿期，肾清除作用降低；③内分泌紊乱：甲状腺功能减退，因甲状腺素有抑制肾小管重吸收镁、促进尿镁排出的作用，某些黏液水肿患者可能发生高镁血症。醛固酮减少，因醛固酮也有抑制肾小管重吸收镁、促进尿镁排出的作用，某些艾迪生（Addison）病患者可发生高镁血症。5.高镁血症

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。低镁血症的发病原因较多，且常伴有其他电解质的紊乱。①肾疾病：肾疾病可因肾小管对镁的重吸收能力降低而引起低镁血症。长期服用利尿剂的慢性心功能不全病人和高血压病人可同时发生镁与钾的缺乏。此外，任何原因引起的高钙血症均可使肾小管重吸收镁减少。6.低镁血症与镁缺乏症②消化系统疾病：脂肪泻时由于消化管内的镁与脂肪结合成不能被吸收的碱性复合物而引起低镁血症。慢性腹泻、小肠切除均可因镁在肠管内通过时间过短而导致吸收减少。每升消化液中含镁12mg，引流、瘘管等造成的消化液的丢失也是缺镁的重要原因。下消化道肠液中镁的浓度较高，溃疡性结肠炎、细菌性肠炎、蛋白—能量营养不良综合征以及长期服用泻剂都可引起镁的丢失过多。③镁摄入不足：营养不良、长期禁食、厌食、长期经静脉营养未注意镁的补充均可导致镁摄入不足。③内分泌紊乱：原发性醛固酮症时尿中排镁增加。原发性甲状旁腺功能亢进时可出现症候性镁缺乏症，这是由于高钙血症导致肾保留镁的能力降低所致，此时尿镁的丢失增加。肠管对钙和镁的吸收具有相互竞争作用，肠管对钙的吸收增加，势必造成镁吸收的降低。糖尿病酸中毒用胰岛素治疗时，由于镁向细胞内转移，可造成低镁血症。④一些抗生素如庆大霉素可因肾的损害造成大量钾和镁的丢失。慢性酒精中毒可造成大量镁的丢失。各种原因引起的饥饿状态下，尿镁的排出并不因进食不足而减少，肾不具备防止体内镁丢失的防御机制。不含镁的高能量输液有症状性缺镁的可能，至少每日补充96mg的镁才有可能抵消肾镁的丢失。第二节骨转换相关标志物骨细胞包括成骨细胞和破骨细胞，成骨细胞的主要功能是生成骨组织的骨纤维和有机基质，破骨细胞的功能则是破坏并吸收分解骨组织，两种细胞协调作用，共同维护骨的正常代谢。第二节骨转换相关标志物

成骨作用又称骨形成，是骨的生长、修复或重建过程。包括两个阶段，即骨的有机（基）质形成和骨盐沉积。①骨的有机（基）质形成是成骨细胞分泌蛋白多糖和胶原，由胶原聚合成胶原纤维作为骨盐沉积的骨架，成骨细胞被埋在骨的有机（基）质中成为骨细胞的过程。②骨盐沉积于胶原纤维表面，先形成无定形骨盐（如磷酸氢钙等），继而形成羟磷灰石结晶的过程。这种骨的有机（基）质形成和骨盐沉积过程称为成骨作用。在骨盐沉积的同时，成骨细胞内和骨的有机（基）质中的碱性磷酸酶活性增高，碱性磷酸酶可使磷酸酯水解，提高局部磷酸盐的浓度，同时该酶还可使焦磷酸水解，减少对骨盐沉积的抑制，有利于成骨作用。第二节骨转换相关标志物

溶骨作用又称骨吸收，指骨的溶解和消失的过程。①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，②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，这种骨的有机（基）质水解及骨盐溶解称为溶骨作用。第二节骨转换相关标志物正常成人体内的成骨和溶骨作用保持着动态平衡，不仅保证了骨的正常生长，还维持了钙、磷的动态平衡，这种作用称为骨的更新作用。骨的更新主要依赖于骨细胞之间的相互转化与激素的调节。第二节骨转换相关标志物

①骨形成标志物有骨钙素、骨性碱性磷酸酶和I型胶原前肽；②骨吸收标志物有血抗酒石酸酸性磷酸酶、尿羟脯氨酸、吡啶酚和脱氧吡啶酚，I型胶原羧基/氨基端肽等。一、骨形成标志物骨形成是指骨的生长、修复或重建过程。影响骨形成作用的主要因素是：①血液及骨组织微环境中的［Ca］×［P］的浓度②正常血液中存在的焦磷酸盐等抑制成分③基质中的骨连接素促进羟磷灰石结晶的形成④胶原纤维的成熟和类骨质的正常与否骨钙素骨钙素（osteocalcin）又称骨谷氨酰基蛋白(boneglutamylprotein，BGP），为依赖维生素K的小分子酸性蛋白质，分子量5669，是骨中主要的和最多的非胶原蛋白。骨钙素是l,25-(OH)2D3刺激下由成骨细胞合成和分泌的一种活性多肽，骨钙素的谷氨酸残基在γ位羧化为γ-羧基谷氨酸，与羟磷灰石有较强的亲和力，约50％沉积于骨基质，其余50％进入血液循环。骨钙素骨钙素的主要生理功能是抑制异常的羟磷灰石结晶的形成，维持骨的正常矿化速度。临床评价：血中骨钙素是反映骨代谢状态的一个特异和灵敏的生化指标，监测血中骨钙素的浓度，不仅可以直接反映成骨细胞活性和骨形成情况，而且对观察药物治疗前后的动态变化有一定的参考价值，还可了解成骨细胞的状态，是骨更新的敏感指标。血清骨钙素水平基本上能够反映近期骨细胞合成骨钙素和骨形成的情况。骨性碱性磷酸酶(B-ALP)血清总碱性磷酸酶（totalalkalinephosphatase，TALP）广泛存在于人体各器官组织中，其含量以肝脏最多，其次是肾脏、胎盘、小肠、骨骼等。血清中TALP50％来源于骨，即B-ALP，由成骨细胞分泌；另外50％主要来源于肝脏和其他组织。B-ALP在反映成骨细胞活性和骨形成上则有较高的特异性，并优于骨钙素。因为B-ALP在血清中比骨钙素更稳定，血清中的半衰期为1～2天，并且不受昼夜变化的影响，标本亦不需特殊处理。小儿体内缺乏VitD时，骨钙化不足，成骨细胞活跃，血中B-ALP活性上升。I型胶原前肽

Ⅰ型胶原（procollagenpeptideⅠ）是由成骨细胞的前体细胞合成，含N端（氨基端）和C端（羧基端）两个延伸段，延伸段又称为前肽，在形成纤维和释放入血时从I型胶原上断裂下来成为I型前胶原羧基端前肽（procollagentypeIcarboxy-terminalprocollagen，PICP）和l型前胶原氨基端前肽（procollagentypeIN-terminalpropeptide，PINP），并以等摩尔浓度释放入血，它们均可作为评价骨形成的指标。现多检测PlCP。I型胶原前肽临床评价

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和骨形成以及反映Ⅰ型胶原合成速率的特异指标。但Ⅰ型胶原也是其他组织的主要基质，故Ⅰ型胶原前肽评估骨形成的敏感性和特异性不如骨钙素和B-ALP。但在评价体内1，25（OH）2D3代谢紊乱及替代治疗的疗效上，Ⅰ型胶原前肽则优于骨钙素和B-ALP。

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。二、骨吸收标志物

骨吸收是指骨基质的水解和骨盐的溶解，主要过程是由破骨细胞引起的脱钙过程。二、骨吸收标志物胶原蛋白的氨基酸组成有如下特征：①甘氨酸几乎占总氨基酸残基的三分之一，即每隔两个其他氨基酸残基(X，Y)即有一个甘氨酸，故其肽链可用(甘－X－Y)n来表示。②含有较多在其他蛋白质中少见的羟脯氨酸和羟赖氨酸残基，也有较多脯氨酸和赖氨酸。羟脯氨酸残基可通过形成分子内氢键稳定胶原蛋白分子。而羟赖氨酸上可结合半乳糖－葡萄糖苷，与特定组织功能相关。二、骨吸收标志物在胶原纤维中，胶原蛋白分子的单位称为原胶原。每个原胶原分子由三条α-肽链组成，原胶原分子平行排列成束，原胶原分子之间通过共价交联,相互呈阶梯式有序排列合成直径50～200nm,长150nm至数微米的原纤维。胶原原纤维中的交联键是由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后所产生的两个醛基间缩合而形成的。胶原原纤维进一步行聚集成束，形成胶原纤维。胶原纤维分子通过分子内或分子间的交联成为不溶性的纤维。

二、骨吸收标志物两个天然的不能被还原的交联已被确定，它们是由两个羟赖氨酸侧链和一个赖氨酸侧链反应生成的脱氧吡啶酚或赖氨酰吡啶酚，由三个羟赖氨酸侧链反应生成的吡啶酚或羟赖氨酰吡啶酚。吡啶酚和脱氧吡啶酚吡啶酚（pyridino1ine，Pyr）存在于软骨，而脱氧吡啶酚（deoxypyridinoline，D-Pyr）存在于骨、韧带、主动脉，是Ⅰ型胶原分子之间构成胶原纤维的交联物，起稳定胶原链的作用。骨吸收期间Ⅰ型胶原被水解，生成的吡啶酚和脱氧吡啶酚交联释放入血并从尿中排出，故可作为反映骨吸收的指标。其中D-Pyr即成为降解产物释放到血液循环中，不经肝脏进一步降解而直接排泄到尿中，故D-Pyr有更高的特异性和灵敏度。尿中Pyr和D-Pyr的浓度不受饮食和体力活动的影响，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。尿中D-Pyr的含量通常以尿肌酐来校正，所以受肌酐水平的影响Ⅰ型胶原C端肽和N端肽测定Ⅰ型胶原C端肽（carboxy-terminaltelopeptideoftypeIcollagen，CTX）Ⅰ型胶原N端肽（N-terminaltelopeptideoftypeIcollagen，NTX）均是Ⅰ型胶原分解的产物。骨吸收增强时，骨胶原溶解释放出I型胶原蛋白，该蛋白在肝脏中分解成为NTX和CTX。CTX是骨组织中的Ⅰ型胶原羧基末端通过呲啶酚类结构连接起来的肽链部分，Ⅰ型胶原降解时，CTX与Ⅰ型胶原的降解按1∶l释放入血液中，血清CTX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Pyr和D-Pyr呈正相关。因此，血清CTX水平是破骨细胞性胶原降解的灵敏指标。Ⅰ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。抗酒石酸酸性磷酸酶

酸性磷酸酶（acidphosphatase，AP）主要存在于骨、前列腺、溶酶体、红细胞、血小板和脾脏中。血浆抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrateresistantacidphosphatase，TRAP）是骨吸收期间，破骨细胞产生和分泌一种酶，进入破骨细胞与骨表面之间的间隙，并能在血清中测得，所以认为血浆中TRAP水平是骨吸收的一项生化指标，能反映破骨细胞活性和骨吸收情况。

尿羟脯氨酸（hydroxyproline，HOP）是体内胶原代谢的最终产物之一，由脯氨酸羟化而成。尿中HOP50％来自骨，还有一部分来自骨以外的各种胶原组织及饮食中胶原的破坏。尿中HOP排出的量可以反映骨吸收和骨转换程度，但不特异。食物中胶原蛋白的摄入量影响尿中羟脯氨酸排泄入尿的量，因此若食用含胶原蛋白较多的动物的皮肤、肌腱和软骨等，也可能影响尿HOP的浓度。因此尿HOP指标特异性较差。此外，HOP在排入尿液前大部分己降解，因此，尿HOP也缺乏灵敏性。所以尿羟脯氨酸对骨吸收和骨更新不特异。

尿羟脯氨酸检测第三节骨代谢异常的生化检测指标血清钙磷镁检测骨代谢相关激素检测骨转换相关标志物检测一、血清钙磷镁检测（一）血清钙的测定

1.血清总钙（TCa2+）的测定滴定法（氧化还原滴定法、络合滴定法）比色法邻甲酚酞络合酮法

WHO和我国推荐的常规方法甲基麝香草酚蓝法偶氮胂Ⅲ法火焰光度法原子吸收分光光度法IFCC推荐的参考方法同位素稀释质谱法IFCC推荐的决定性方法（一）血清钙的测定2.血清游离（离子）钙测定生物学法透析法超滤法金属指示剂法离子选择性电极法(ISE)：目前应用最多，此方法简便、快速、重复性好，正确和敏感性高，已成为钙离子测定的参考方法。临床意义血清钙升高见于原发性甲状旁腺功能亢进、结节病引起肠道钙的过量吸收、维生素D过多症、多发性骨髓瘤、恶性肿瘤骨转移等。血清钙降低见于成人佝偻病、骨软化症、软骨病、甲状旁腺功能减退或不全、维生素D缺乏症、肝硬化、肾病综合征等，血浆白蛋白降低可导致血总钙量降低，但游离钙正常，反之，血浆蛋白增高时血总钙量也增高，可见于多发性骨髓瘤、结节病等引起球蛋白增高者。（二）血清磷测定磷钼酸还原法我国推荐的常规方法非还原法染料结合法紫外分光光度法黄嘌呤氧化酶法WHO推荐的常规方法CV-多元络合超微量测定法同位素稀释质谱法决定性方法原子吸收分光光度法等临床意义血清无机磷升高见于甲状旁腺功能减退、过量维生素D治疗、过量紫外线照射、多发性骨髓瘤及某些骨病、骨折愈合期、巨人症、肢端肥大症等。血清无机磷降低见于甲状旁腺功能亢进、骨软化症、胰岛素过多症、佝偻病等。

（三）血清镁测定

比色法我国推荐MTB法、钙镁试剂法作为常规方法荧光法离子层析法离子选择性电极法(ISE)酶法原子吸收分光光度法(AAS)参考方法同位素稀释质谱法(ID-MS)等决定性方法我国卫生部临床检验中心推荐甲基麝香草酚蓝（MTB）比色法、钙镁试剂（calmagite）法作为常规方法。临床意义血清镁增高见于肾脏疾病，如慢性肾炎少尿期、尿毒症、急性或慢性肾功能衰竭等；内分泌疾病，如甲状腺功能减退症（黏液性水肿），甲状旁腺功能减退症，Addison病，未治疗的糖尿病昏迷。血清镁减低见于消化道丢失，如长期禁食、吸收不良、慢性腹泻、严重呕吐等；尿路丢失，如慢性肾炎多尿期或利尿后、肝硬化腹水利尿后；内分泌疾病，如甲状腺功能亢进症、甲状旁腺功能亢进症、原发性醛固酮增多症以及长期使用皮质激素治疗后，均使尿镁排泄增加。

二、骨代谢相关激素检测（一）甲状旁腺激素测定放射免疫法（RIA法）酶联免疫法（ELISA法）化学发光免疫分析法（CLIA法）

CLIA法是新近发展起来的方法，具有快速、灵敏、无同位素污染的优点。临床意义PTH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。PTH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。二、骨代谢相关激素检测（二）活性维生素D测定维生素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500～1000倍，并且半衰期最长（15～45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。二、骨代谢相关激素检测活性维生素D测定方法：放射竞争性蛋白结合法（CPB）放射受体法（RRA）放射免疫法（RIA）高效液相色谱法（HPLC）

临床意义25-(OH)D3升高见于维生素D中毒症（＞100ng/m1）。25-(OH)D3降低见于维生素D缺乏性佝偻病、骨软化症、手足搐搦症、肾脏疾病、乳儿肝炎、骨肿瘤患者等。血清25-(OH)D3有随季节变化的特点，夏秋季高于冬春季；有随年龄增高而后下降的趋势。

临床意义1,25-(OH)2D3升高：妊娠期，原发性甲状旁腺功能亢进VDDRII型及高钙血症性类肉瘤；1,25-(OH)2D3降低见于尿毒症、骨质疏松症、甲状旁腺功能减退、维生素D缺乏性佝偻病及VDDRI型等。测定1,25-(OH)2D3的重要价值在于鉴别诊断。在正常的内环境稳定机制失调时导致1,25-(OH)2D3生成过量或生成不足，会引起高钙血症或低钙血症。甲状旁腺功能减退和假性甲状旁腺功能减退、甲状旁腺功能损害或衰竭都与1,25-(OH)2D3减少及低钙血症有关。而在原发性甲状旁腺功能亢进时甲状旁腺素分泌过剩，使1,25-(OH)2D3生成增加，并引起高钙血症。二、骨代谢相关激素检测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是放射免疫测定法。临床意义升高见于孕妇、儿童、甲状旁腺功能亢进、血胃泌素过多、肾功能衰竭、慢性炎症、泌尿系统感染、急性肺损伤、甲状腺降钙素分泌细胞癌、白血病、骨髓增殖症、肺癌、食管癌、乳腺癌。降低见于甲状腺先天发育不全、甲状腺全切患者、妇女停经以后、低血钙、老年性骨质疏松等。

三、骨转换相关标志物检测（一）骨形成标志物的检测1.骨钙素测定放射免疫法（RIA法）化学发光免疫分析法(CLIA法)酶联免疫法（ELISA法）亲和素-生物素酶免疫测定法(BAEIA)免疫荧光分析法(FIA)等目前应用最多的是RIA法和CLIA法临床意义骨钙素升高见于儿童生长期、肾性骨营养不良、畸形性骨炎、甲状旁腺功能亢进、甲状腺功能亢进、骨折、骨转移癌、低磷血症、肾功能不全等。老年性骨质疏松症可有轻度升高。高转换率的骨质疏松患者，绝经后骨质疏松BGP升高明显，雌激素治疗2～8周后BGP下降50％以上。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疗等。三、骨转换相关标志物检测2.骨性碱性磷酸酶测定（1）化学法：先识别或分离出B-ALP，再测定其碱性磷酸酶的活性。（2）免疫放射法(IRMA)测定B-ALP：IRMA法定量检测骨ALP可作为筛选试验，高值标本须用电泳法证实除去肝ALP干扰，检测骨ALP过低标本时，以电泳法为首选。（3）化学发光免疫分析法：具有高度的特异性和敏感性，而且操作简便，被认为是目前鉴别和定量分析B-ALP的最佳方法。临床意义碱性磷酸酶活性降低极少见。多数均为骨性碱性磷酸酶增高。血清碱性磷酸酶和骨性碱性磷酸酶增高见于甲状腺功能亢进、甲状旁腺功能亢进、骨转移癌、佝偻病、软骨病、骨折、畸形性骨炎、氟骨症、高骨转换型的骨质疏松患者［如绝经后的骨质疏松症（老年骨质疏松症形成缓慢，ALP变化不显著）］。发生肝胆疾病时，血清总碱性磷酸酶升高，骨性碱性磷酸酶正常。绝经期后碱性磷酸酶增高，但不超过正常值的1倍。骨性碱性磷酸酶也可用于骨转移癌患者的病程和治疗效果的监测。

三、骨转换相关标志物检测3.I型前胶原肽

I型前胶原羧基端前肽（PICP）

I型前胶原氨基端前肽（PINP）

检测方法：放射免疫法（RIA法）酶联免疫法（ELISA法）化学发光法（CLIA法）制备抗PINPα1链的抗体建立的免疫标记法是测定PINP的主要方法。临床意义PINP增高见于：①儿童发育期，正常儿童血清PINP含量平均为正常成人的2倍；②妊娠最后3个月；③骨肿瘤和肿瘤的骨转移，特别是前列腺癌骨转移、乳腺癌骨转移；④其他：畸形性骨炎、酒精性肝炎、肺纤维化等。PINP降低见于绝经期后骨质疏松患者经雌激素治疗6个月后PINP可降低30％（雌激素对骨代谢的影响可通过测定PINP的浓度进行评价，但其降低的机制尚不清楚）。（二）骨吸收标志物检测1.吡啶酚（Pyr）和脱氧吡啶酚（D-Pyr）测定方法：HPLC法：用HPLC-荧光检测法测定。ELISA法：用竞争性单克隆抗体测定脱氧吡啶酚。RIA法：用同位素标记抗体检测吡啶酚。纸层析法临床意义吡啶酚水平评价已用于骨质疏松、Paget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的疾病的诊断或病情评价。绝经后妇女与绝经前比较，Pyr和D-Pyr通常比其他吸收和形成标志物增高明显，如果绝经后妇女或骨质疏松症用二磷酸盐或雌激素治疗，Pyr和D-Pyr会降低。（二）骨吸收标志物检测2.I型胶原C端肽和N端肽测定测定方法：HPLC法：用HPLC-荧光检测法测定。ELISA法：用竞争性单克隆抗体测定Ⅰ型胶原交联区的C端和N端肽是目前主要采用的方法。RIA法：用同位素标记抗体检测。纸层析法临床意义交联C端肽水平的评价可用于骨质疏松、Paget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。尿液中的I型胶原N端肽（NTX）测定临床意义同上。（二）骨吸收标志物检测3.抗酒石酸酸性磷酸酶检测方法：酶动力学法电泳法放射免疫法酶联免疫法临床意义增高见于原发性甲状旁腺功能亢进、慢性肾功能不全、畸形性骨炎、骨转移癌、卵巢切除术后、高转换率的骨质疏松患者。降低见于骨吸收降低的疾病，如甲状旁腺功能降低。老年性骨质疏松症患者TRAP增高不显者。

（二）骨吸收标志物检测4.尿羟脯氨酸检测（HOP）测定方法：⑴化学试剂法：尿总HOP测定采用酸性环境中将胶原肽链上的HOP水解下来，再氧化生成吡咯，用Ehrlich试剂（酸性对二甲氨基苯甲醛试剂）显色。⑵离子交换色谱法⑶反相高效液相色谱法临床意义增加见于各种骨代谢性疾病，如Paget病、骨软化症，骨肿瘤等。严重骨折患者尿屮也可增加。儿童生长期、甲状旁腺功能亢进、甲状腺功能亢进、骨转移癌、慢性肾功能不全、畸形性骨炎、高转换的骨质疏松症患者、佝偻病和软骨病，绝经后骨质疏松症等HOP升高。降低见于甲状腺功能低下、侏儒症等。老年性骨质疏松症HOP的变化不显著。

第四节骨代谢异常生化检测指标的临床应用

骨代谢疾病是指由多种因素引起骨组织中钙、磷等矿物质、成骨细胞和（或）破骨细胞功能异常，引起骨形成和骨吸收两者之间的转换异常，骨矿化缺乏、不足或沉积过多的全身性骨病。常