生化骨代谢疾病 图文ppt课件.ppt

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1、骨代谢紊乱与相关元素生物化学检验,主要内容,概述（钙、磷、镁及骨的代谢）,钙、磷、镁代谢紊乱及生物化学检验,骨代谢疾病,骨代谢疾病的生物化学检验与应用,第一节 概述,一、骨组织组成：骨主要由骨矿物质（无机质）、有机质和骨组织细胞组成。,二、钙、磷、镁的代谢,（一）钙（calcium，Ca）代谢,钙的吸收,小肠,钙的排泄,肾脏20%肠道80%,影响钙排泄,肠道钙吸收障碍血钙浓度影响,影响钙吸收,活性维生素D酸碱环境食物中钙磷比例机体对钙的需要,人体内钙的存在状态,人体中钙的存在状态,骨盐,体液钙,羟磷灰石结晶无定形磷酸钙沉淀,不扩散钙：与蛋白质结合可扩散钙,游离Ca2难解离化合物乳酸钙、柠檬酸钙

2、等,图15-1钙在血浆中存在形式,钙在血浆中存在形式,pH每改变0.1单位,血清游离钙浓度改变0.05mmol/L,细胞内钙,细胞外钙,一种主要第二信使 作用于质膜，影响膜的通透性及膜的转运 增强心肌收缩，维持心跳节律 Ca2是许多酶的激活剂或抑制剂 Ca2+是钙调蛋白的别构激活剂,稳定神经细胞膜，降低神经肌肉的应激性 是凝血因子，参与血液凝固过程 降低毛细血管的通透性 作为结构成分，参与成骨作用,生理功能,（二）磷（phosphorus,P）代谢,磷的吸收,小肠,影响磷吸收,低磷膳食时，吸收高食物中钙、镁、铁、铝等,磷的排泄,肠道30%肾脏70%,影响磷排泄,血磷浓度 肾功能不全,磷（pho

3、sphorus,P）占成人体重的0.8%1.2%，分布于细胞内外，其含量仅次于钙，骨骼是磷的最大储备库。,*细胞内磷含量比细胞外液丰富。正常人钙、磷浓度（mg/dl）的乘积在3640之间。,细胞内磷,细胞外磷,遗传物质核酸的组成成分 构成ATP、ADP和磷酸肌酸 参与许多酶促反应磷脂是构成生物膜主要成分 参与糖、脂类、蛋白质代谢及氧化磷酸化作用,血中磷酸盐是血液缓冲体系的重要组成部分 是细胞内及骨矿化所需磷酸盐的来源,生理功能,（三）镁（magnesium，Mg）的代谢,镁的吸收,小肠,影响镁吸收,氨基酸促进镁吸收 磷酸盐、钙、纤维、脂肪,镁的排泄,肾脏,影响镁排泄,血浆镁浓度减少，尿镁减少镁

4、摄入显著增加，尿镁增多,镁（magnesium，Mg）一半以上沉积于骨和牙齿。镁在细胞内的含量占体内总镁的38%，细胞外液镁含量仅占1%。,血镁的存在形式,离子镁（约55）,具有生理活性,第14页,与体内数百种酶的活性密切相关 与核酸的结构与功能相关 参与蛋白质的生物合成 维持骨骼生长 调节神经肌肉兴奋性,生理功能,第15页,靶器官,骨、肠和肾,三、钙、磷、镁代谢的激素调节,（一）甲状旁腺激素(parathyroid hormone，PTH),甲状旁腺主细胞,PTH84aa,升高血钙，降低血磷，升高血镁，酸化血液，促进骨吸收,第17页,1.对骨的作用,钙重吸收,磷重吸收,保钙排磷,2.对肾的作

5、用,促进溶骨，升高血钙,骨钙动员,激活肾脏1-羟化酶,3.对小肠的作用,活性D3增加,肠道吸收钙增加,（二）活性维生素D 1.合成（活性D3活性是维生素D3的1015倍）,2.调节：对钙、磷代谢的总效果为升高血钙和血磷。,（三）降钙素（calcitonin，CT）,甲状腺滤泡旁细胞,CT32aa,生理作用,降低血钙和血磷,合成分泌,*血钙是影响CT分泌的主要因素,（四）钙、磷代谢调节与相关因素,：升高；：显著升高；：降低,三种激素对钙、磷代谢的调节,（一）骨吸收 骨吸收（bone resorption）是破骨细胞移除骨矿物质和骨有机基质的过程。首先，破骨细胞释放H+，酸化微环境，溶解矿物质，使

6、钙磷等无机成分游离入血。然后，破骨细胞开始合成蛋白水解酶，消化骨有机基质。,四、骨的代谢,骨形成（bone formation）是指主要由成骨细胞介导的，新骨发生和成熟的过程。成骨细胞首先分泌胶原蛋白和其他基质物质，形成类骨质，汇集成胶原纤维，为矿物质的沉积提供纤维网架；随后大量骨盐沉积于此，从而完成类骨质的矿化过程，形成新骨。,（二）骨形成,（三）骨重建循环过程,第25页,第二节 钙、磷镁代谢紊乱与生化检验一、钙代谢异常与检验,第27页,低钙血症对机体的影响,【检测方法与原理】1.血清总钙（TCa2+）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

7、法 碱性溶液 钙 邻甲酚络合酮-钙邻甲酚络合酮复合物 甲基麝香草酚蓝法 偶氮胂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,2.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),二、磷代谢异常与检验,【检测方法】磷钼酸还原法 我国推荐的常规方法 无机磷 钼蓝-硫酸磷钼酸 影响因素：受溶血、黄疸、脂血的干扰较大紫外分光光度法黄嘌呤氧化酶比色测定法 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,三、镁代谢异常与检验,【检测方法】比色法 我国推荐MTB法钙镁试剂法作为常规方法荧光法

8、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,（一）甲状旁腺激素测定,四、激素调节异常与检验,【检测方法】放射免疫法（RIA）酶联免疫法免疫化学发光法（CLIA)干扰因素：该方法不受黄疸、溶血、脂血、风湿因子干扰等干扰。,第36页,甲状旁腺激素相关蛋白,肿瘤细胞,PTHrP139aa，141aa,173aa,生理作用,高钙血症和低磷血症,合成分泌,修饰加工,占优势,parathyroid hormone-related protein,PTHrP,（二）活性维生素D测定,【检测方法】放射竞争性蛋白结合法(CPB)高效液

9、相色谱法(HPLC)放谢免疫法(RIA)放射受体法(RRA)酶联免疫法（ELISA）,（三）降钙素测定,【检测方法】放射免疫测定法（RRA）化学发光法 影响因素：EDTA对实验存在影响，建议不采用此类型样本，避免溶血、脂血。,其它微量元素与骨代谢,骨骼生长必需,氟,锶,硼,锌,锰,铜,第42页,骨骼生长发育必需微量元素,氟,锶,锰,第43页,负面影响,骨代谢,（一）骨质疏松症（osteoporosis，OP）,第三节 骨代谢疾病与临床生物化学检验,一、骨代谢疾病,骨质疏松症的分类,原发性骨质疏松症（最常见）继发性骨质疏松症（疾病或药物等原因所致）特发性骨质疏松症（多伴有家族遗传史，多见于814

10、岁的 青少年或成人.,临床表现,骨痛、肌无力、不适和易骨折。疼痛是最常见、最主要的症状。骨折是骨质疏松症的并发症。,与骨质疏松症有关的激素,雌激素、甲状旁腺激素、降钙素、活性维生素D（1-25（OH）2D3)、甲状腺素、雄激素、皮质类固醇激素、生长激素,骨质疏松症的危险因素,年龄、性别、种族（白人黑人黄种）长期低钙饮食 PTH增加绝经或卵巢切除 长期卧床营养缺乏 糖尿病肾功能不全 胃肠切除脂肪泻 类风湿慢性肝炎,1.原发性骨质疏松症,型骨质疏松症（绝经后骨质疏松症,高转换型）,型骨质疏松症（老年性骨质疏松症）,型（绝经后）和型（老年性）骨质疏松的特点,2.继发性骨质疏松症骨质疏松症,实验室检查

11、：主要是原发病的生化异常。,3.特发性骨质疏松症（1）特发性青少年骨质疏松症 青少年以背部段、髋部和脚的隐痛开始，发生膝关节和踝关节疼痛和下肢骨折。（2）特发性成年骨质疏松症 骨体积下降，骨小梁厚度下降、骨表面活性降低、骨矿化降低和与骨形成率降低,（二）佝偻病和骨软化症 实验室检查：主要是血清钙和(或)磷的降低、血清碱性磷酸酶升高、血清25-羟基维生素D降低、尿钙排泄减少与甲状旁腺激素增高。,活性维生素D缺乏,儿童,成人,骨质软化症,佝偻病,磷酸盐缺乏,第51页,临床表现,佝偻病,肌无力和张力过低，骨不能正常地承受体重而变弯，软骨因不能及时钙化而生长过度，可呈现方颅畸形、串珠肋、鸡胸、形或形腿

12、等,骨质软化症,骨痛是最普遍的症状，无红肿畸形，可能发生应力性骨折,（三）Pagets病 Pagets病又称变形性骨炎(osteitis deformans)或畸形性骨炎。该病是骨重建(bone remodeling)异常所致的临床综合征。实验室检查：血ALP升高，部分病人血钙升高，血磷稍低。血中骨源性碱性磷酸酶水平和尿羟脯氨酸增加。,二、骨代谢标志物的生物化学检验,【间接标志物】1激素：雌二醇，睾酮，PTH,25-OH Vit D3等2细胞因子：IL1,6,TNF等3RANKL/RANK:OPG/OGF,【直接标志物】1骨形成：P1NP,BGP,ALP 2骨吸收：CTX,NTX，PYD,D-

13、PYD HOP，etc.,临床意义,骨形成标志物,骨吸收标志物,（一）骨形成标志物检测 1.骨钙素（osteocalcin,OC）检测 由成骨细胞合成和分泌的一种活性多肽。放射免疫法（RIA）法 化学发光免疫分析法(CLIA)血中骨钙素分子非均一性，完整分子在血中的不稳定性，在室温标本放置几小时，活性明显下降。注意事项：避免溶血，红细胞内的蛋白酶能降解骨钙素。标本采集后立即离心分离血清或血浆。,2.骨性碱性磷酸酶（bone alkaline phosphatase，B-ALP）测定 血清中TALP50%来源于骨即B-ALP，由成骨细胞分泌。（1）化学法：先识别或分离出BALP，再测定其碱性磷酸

14、酶的活性。（2）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BALP的最佳方法。,（3）I型前胶原前肽（procollagen I propeptide，PIP）放射免疫法（RIA法）酶联免疫法（ELISA法）制备抗PINP1 链的抗体建立的免疫标记法是测定PINP的主要方法。,成骨细胞,前胶原肽,蛋白分解酶,型胶原,PICP,PINP,第59页,型胶原的分子结构,PINP,PICP,（二）骨吸收标志物的测定方法 1.吡啶酚（pyridinoline，Pyr）和脱氧吡啶酚（deoxypydinoline,D-Pyr）测定 HPLC法：用HPLC-荧光检

15、测法测定。ELISA法：用竞争性单克隆抗体测定脱氧吡啶酚。RIA 法：用用同位素标记抗体检测吡啶酚,吡啶酚，脱氧吡啶酚 型胶原降解产物 型胶原交联N末端肽 型胶原交联C末端肽,游离型40%,结合型60%,2.I型胶原C-端肽（CTX）和N-端肽(NTX)测定 HPLC法：用HPLC-荧光检测法测定。ELISA法：用竞争性单克隆抗体测定型胶原交联区的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吡啶酚。,3.耐酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistant acid phosphatase，TRAP）由破骨细胞产生和分泌的 酶动力学法：以L酒石酸钠作为抑制剂，以4-

16、硝基苯磷酸盐为底物测定酶活性。ELISA免疫法：用纯化的TRACP抗体包被微孔板，制成固相载体，往微孔中依次加入标本或标准品和质控品，TRACP与孔内包被的抗TRACP单克隆抗体结合。,（4）尿羟脯氨酸（hydroxyproline,HOP）HOP是体内胶原代谢的最终产物之一，尿中50来自骨，其它来自骨以外的各种胶原组织及饮食中胶原的破坏。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。离子交换色谱反向HPLC法：,第64页,疾病状态下骨代谢生化标志物指标的变化,注：增加；减少；o无变化；N未知,新疆医

17、科大学第一临床医学院实验诊断学教研室,病历分析,某患，郑某某，女，67岁，49岁绝经。主诉：腰痛2月。既往史：既往有剥脱性疱疹病史，服用糖皮质激素治疗，起始剂量50mg,目前已减量为5mg，治疗时间18个月。,查体：胸腰段后凸畸形，T12-L4段棘突压痛、叩痛明显，椎旁肌压痛，胸、腰椎活动受限。X线报告：骨盆具有粗糙小梁形成和骨密度减低的改变。,1.初步诊断是什么？2.应与哪些疾病鉴别？3.进一步做哪些检查？,实验室检查（一）,新疆医科大学第一临床医学院实验诊断学教研室,实验室检查（二）,本章小结,骨由骨矿物质（无机质）、有机基质和骨组织组成。维持骨的正常代谢调节激素是PTH、CT、活性维生素

18、D，这些激素代谢发生紊乱可引起代谢性骨病。骨代谢的标志物有骨形成标志物和骨吸收标志物。本章重点讲述了与骨代谢相关的检验项目的检测方法、检测原理、方法学评价及它们对临床诊断、治疗骨代谢疾病的应用。,思考题,1与骨代谢相关的激素有哪些，对骨的作用是什么？2引起低钙血症的原因有哪些？3判断钙和磷代谢紊乱常用的检测项目有哪些？4为什么说脱氧吡啶酚作为骨吸收标志物具有更高的特异性和灵敏度？5反映骨形成的标志物有哪些？6引起原发性骨质疏松常见的原因有哪些？,新疆医科大学第一临床医学院实验诊断学教研室,填空题,1骨的主要成分是_、_、_。2.钙、磷及骨代谢的主要调节激素是_、_和_这三大重要激素的调节下进行的。3.CT的作用与PTH相反，是抑制破骨作用，抑制钙、磷的重吸收，降低血钙和血磷，作用的靶器官主要为_和_。4.IFCC推荐的钙测定决定性方法为_法、参考方法为_法。,单项选择题,1.测定血清游离钙的参考方法方法？A原子吸收分光光度法 B火焰光度法 C离子选择电极法 D分光光度法 E邻甲酚酞络合酮法2.血清总镁测定的参考方法是：A原子吸收分光光度法 B火焰光度法 C离子选择电极法 D分光光度法 E甲基麝香草酚蓝比色法3.目前我国卫生部临床检验中心推荐的血清无机磷测定方法是：A还原钼蓝法 B染料结合法 C紫外分光光度法 D黄嘌呤氧化酶比色法 E原子吸收分光光度法,Thank you!,