临床生物化学检验-第19章 骨代谢异常的生物化学检验

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低磷血症 (hypophosphatemia)： 血磷浓度低于0.80mmol/L； 主要 与 缺 磷 后 细 胞 内 ATP产 生 减 少 以 及 红 细 胞 内 2 , 3 - 二 磷 酸 甘 油 含 量 下 降 有关。肿瘤性高钙血症常伴低磷血症。
饥饿 、 呕吐 、 腹泻 、 维生素D缺乏、使用磷 结合剂。
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甲状旁腺素
降钙素
25-(OH)D3 1,25-(OH)D3
甲状旁腺激素 相关蛋白
ELISA、免疫化学发光分析等 ELISA、免疫化学发光分析等 ELISA、 HPLC、 LC-MS/MS等
ELISA、免疫化学发光分析等
PTH完整片段占5%~20%，羧基末端片段和中间片段 (稳定，无生物学活性) 约占75%~95%，测定时要注意 不同片段之间可能有交叉反应。 试剂盒之间差异较大，各实验室应建立自己的参考区间 一般检测25-(OH) D3 ，因其是维生素D在人体内最主要 的储存形式；在血中含量较高 ，半衰期约21天 ，稳定。 1,25-(OH)D3 半衰期4~6h ，血清含量低 ，不易检测。
2. 降钙素 (CT)：孕妇和儿童因骨骼生长 ，血清CT升高 ，女性停经后血清CT水平下降。
(1)增高： 常见于恶性肿瘤；对甲状腺髓样癌的诊断、手术疗效观察及复发有重要价值。 (2)减低： 主要见于甲状腺手术切除后、重度甲状腺功能亢进症等。
2. 降钙素 (calcitonin, CT)： 甲状腺滤泡旁细胞合成和分泌 ，血钙是影响CT分泌的 主要因素。
主要生理功能：降低血钙、降低血磷。 主要作用机制：抑制破骨、促进成骨； 抑制肾小管对钙、磷的重吸收； 抑制肾 维生素D-1α-羟化酶活性。
甲状旁腺激素相关蛋白 (parathyroid hormone-related protein, PTHrP)： 某些肿瘤细胞合成分泌，可致高钙血症和低磷血症
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低钙血症 (hypocalcemia)： 血钙浓度低于2.25mmol/L
1. PTH合成和分泌减少。 1. 维生素D的缺乏。 1. 肾小球滤过率降低，磷酸盐排
2. 假性甲状旁腺功能减 2. 维生素D羟化障碍。 出受阻，血磷升高，血钙降低。
退症， 产生PTH抵抗。
2. 肾实质破坏， 1,25-(OH)2 D3生 成不足
1. 一种主要第二信使 ； 2. 作用于质膜，影响膜的通透性及膜的转运； 3. 增强心肌收缩，维持心跳节律；
4. 许多酶的激活剂或抑制剂； 5. 钙调蛋白的别构激活剂。
1. 稳定神经细胞膜，降低神经肌肉的应激性； 2. 凝血因子Ⅳ , 参与血液凝固过程；
3. 降低毛细血管的通透性； 4. 作为结构成分，参与成骨作用。
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↑ (PTH)
(CT)
↓
D3
↑
↓
↑↑
↑
↓
↓
↑
↑
↓
↓
↓
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↓
↓
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1. 甲状旁腺激素 (parathyroid hormone, PTH)：甲状旁腺主细胞合成分泌 。 主要生理功能：(1)升高血钙：促进溶骨 ，升高血钙 ，促进小肠对钙的吸收；(2)降
低血磷：保钙排磷；(3)升高血镁；(4)酸化血液 ，促进骨吸收 。
{ 骨细胞
成骨细胞 破骨细胞
有机间质
{ 细胞间质 无机盐
成骨细胞：合成有机基质,并通过新合成的基质控制无 机物 ，促进骨形成。
破骨细胞：通过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。
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骨具有机械支撑、保护脏器和代谢三大功能； 骨是钙磷的储存库，参与钙磷代谢的调节； 钙、磷是人体重要组成物质，具有广泛的生理功能； 血浆中钙磷的浓度依赖于：肠道吸收、骨质沉积和吸收、 肾脏的排泌；
PINP
反映骨吸收 (resorption of bone) 的标志物：
抗酒石酸酸性磷酸酶 (tartrate-resistant acid phosphatase)
TRACP
半乳糖羟赖氨酸 (glactose hydroxylysine)
Gal-Hyl
吡啶酚 (pyridinoline)、脱氧吡啶酚 (deoxypyridinoline)
肾小球滤过率降低、 甲状旁 腺功能减退、假性甲状旁腺 功能减退、肢端肥大症等。
经口或静脉补给磷酸盐 药或使用含磷酸盐的缓 泻剂和灌肠液等。
大量溶血 、淋巴瘤或白血 病化疗 、横纹肌溶解症、
乳酸酸中毒 、 呼吸性酸中 毒 、糖尿病酮症酸中毒等。
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高镁血症 (hypermagnesemia)： 血清镁浓度高于1.25mmol/L ； 高镁可影响成骨作用，发生骨营养不良。
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掌握： 血清钙、磷、镁和骨矿物质调节激素以及骨形成与骨吸收标志物
的测定方法及注意事项。
熟悉： 骨组织的组成、骨代谢生物标志物概念，钙、磷、镁代谢异常的
机制，成骨作用与钙化；溶骨作用与脱钙的关系。
了解： PTH、CT及1,25-(OH)2 D3的合成与分泌及调节.
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骨的组成
骨组织 骨髓
骨膜 血管 神经
肾小球滤过功能受损 而导致血浆镁滞留。
甲状旁腺功能减退 症 、 甲状腺功能减 退症 、 阿狄森病等。
静脉内补镁过快过多、 痛风、 流行性出血热 、 多发性骨髓 瘤 、急性病毒性肝炎 、慢性 阻塞性肺病。
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低镁血症 (hypomagnesemia)： 血清镁低于0.75mmol/L
利尿药 、 高钙血症、
PINP 骨吸收标志物：
TRACP
Gal-Hyl Pyr、 D-Pyr NTX、CTX
ELISA和化学免疫发光法 化学抑制法、电泳法、免疫法、 HPLC等 ELISA和化学免疫发光法 ELISA和化学免疫发光法
ELISA、电泳法、 HPLC、酶动力学法等 ELISA、电泳法、 HPLC等 ELISA、纸层析、 HPLC等 ELISA、纸层析、 HPLC等
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3. 活性维生素D的合成受其本身负反馈调节以及PTH、血钙、血磷调节
活性维生素D 的生理功能： 升高血钙、升高血磷。 (1) 对小肠的作用：促进小肠对 钙磷的吸收和转运。 (2) 对骨的作用：溶骨 (低钙时) 和成骨 (高钙) 双重作用。 (3) 对肾脏的作用：促进肾小管 对钙磷的重吸收。
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主要调控激素有： 甲状旁腺激素（PTH）、 1,25 –(OH)2D3、降钙素。
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食物钙磷
吸收
肠
排出
粪钙
骨钙、骨磷
组织细胞
沉溶 积解
利用 排出
血钙和血磷
排泄
重吸收
肾
钙磷的代谢
尿磷
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钙 (calcium, Ca) 是人体内含量最丰富的矿物质 ，约占人体体重的1.5%～2.2%， 分布于细胞内外， 骨骼是钙的最大储备库。细胞内钙浓度仅为细胞外液的1/1000。
Pyr、 D-Pyr
Ⅰ型胶原交联N-端肽 (N-terminal telopeptide of type- Ⅰ collagen)
NTX
Ⅰ型胶原交联C-端肽 (carboxy-terminal telopeptide of type- Ⅰ collagen) CTX
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骨形成标志物： OC ,BGP B-ALP PICP
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生理剂量：促进骨形成；利于骨矿化；增加胶原产生 氟 高浓度氟 ：骨转化率加速 ；影响钙化 ，骨脆性增加
低剂量：抑制骨吸收，促进骨形成 锶
高剂量：骨矿化低下，可致佝偻病，骨矿化不全 锌 促进肠钙吸收 ；促进羟磷灰石形成 ；促进骨矿化 铜 促进胶原分子内交联形成 ；促进成骨细胞生成 锰 是硫酸软骨素合成酶的辅助因子，而硫酸软骨素是软骨和骨骼发育所需的重要粘多糖 硼 增强骨代谢，缺乏是骨质疏松的病因之一
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1. 甲状旁腺素 (PTH)：血中PTH的浓度受年龄、性别、季节等因素影响 ，有昼夜节律。
(1)增高：多见于原发性甲状腺功能亢进、异位性甲状腺功能亢进、继发于肾病的甲状腺功能亢 进、假性甲状旁腺功能减退等。 (2)减低：多见于甲状腺手术切除后的甲状旁腺功能减退、 肾衰 和甲亢所致的非甲状旁腺性高血钙症等。
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高钙血症 (hypercalcemia)： 血钙浓度超过2.75mmol/L
甲状旁腺腺瘤、增生或腺癌，导 致PTH过度分泌，使血钙升高。
肿瘤细胞可分泌破骨细 胞激活因子，激活破骨 细胞，促进骨吸收。
维生素D中毒、肉芽肿性疾 病 。肉芽肿病变形成过程中， 巨噬细胞产生1,-25(OH)2D3
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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 WHO和我国推荐方法： 邻甲酚酞络合酮 (O-CPC) 法 (详见第六章第三节)
决定性方法：同位素稀释质谱法 WHO/我国推荐方法：比色法/还原钼蓝法 (详见第六章第三节) 实验室常规方法：紫外分光光度法镁： 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 我国推荐方法：甲基麝香草酚蓝 (MTB)比色法 (详见第六章第三节)
慢性肝病、肾病 综合征及营养不 良等可造成低清 蛋白血症。
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神经肌肉功能
骨骼 心血管系统
神经肌肉兴奋性增高， 出现肌肉痉挛和手足搐搦、惊厥、 喘鸣和呼吸困难、腹痉挛及尿频等，还可导致儿童智能 低下和生长停滞。
儿童表现为佝偻病，成人表现为骨软化、骨质疏松等。
主要为传导阻滞等心律失常，严重时可出现心室纤颤等 。
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磷 (phosphorus, 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。
1. 遗传物质核酸的组成成分； 2. 构成ATP、ADP和磷酸肌酸 ；
3. 参与许多酶促反应；
4. 磷脂是构成生物膜主要成分； 5. 参与糖、脂类、蛋白质代谢及
神经肌肉
神经肌肉兴奋性下降，可出现明显的精神症状，如头昏、失 眠、记忆力减退等，严重者可出现神志不清甚至昏迷。
消化系统 常有食欲减退、恶心、呕吐、便秘等现象。
肾脏功能
早期表现为浓缩功能受损，引起多尿、 脱水、口渴等症状； 晚期易发生肾结石及肾钙化，重者可导致慢性肾功能衰竭。
心血管系统 可使心肌兴奋性增加，易出现心律失常等。
氧化磷酸化作用。
1. 血中磷酸盐是血液缓冲体系的 重要组成部分；
2. 是细胞内及骨矿化所需磷酸 盐的来源。
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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%。与体内数百种酶及核 酸的结构与功能的活性密切相关 ；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 。
抗体的特异性和亲和力要高。
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反映骨形成 (osteogenesis) 的标志物：
骨钙素 (osteocalcin)
OC ,BGP
骨 碱 性 磷 酸 酶 ( alkaline phosphatase)
B-ALP
Ⅰ型前胶原羧基端前肽 (procollagen peptide Ⅰ)
PICP
Ⅰ型前胶原氨基端前肽 (procollagen Ⅰamino-terminal peptide)
严重呕吐、 腹泻、 严重甲状旁腺功能 胰岛素治疗糖尿病酮症酸中毒 ，
肠瘘、持续胃肠引 减退 、 原发性和继 糖原合成需镁 ， 甲状旁腺功能亢
流、 吸收不良综合 发性醛固酮增多症、 进伴严重骨病的患者在甲状旁腺
征等。
切除术后 ，急性出血性胰腺炎。
肾脏疾病。
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电解质 神经肌肉 心血管系统 骨骼
低镁血症患者常伴有低钾血症 ；大约半数低镁血症患者 伴有低钙血症。 神经肌肉兴奋性增高 1. 心率失常，长期严重缺镁的患者即使心脏正常，也可诱 发心律失常。 2. 可加速动脉粥样硬化形成和冠心病的发生。 骨的生长发育障碍和骨质疏松症。
呼吸性碱中毒、使用促进合 成代谢的胰岛素和糖类等。
原发性或继发性甲状旁腺功能 亢进、慢性酒精中毒、 肾小管 性酸中毒 、 Fanconi综合征等。
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高磷血症 (hypophosphatemia)： 血磷浓度成人高于1.61mmol/L， 儿童高于1.90mmol/L ，见于低钙血症、 骨质钙化障碍。
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临床上所测的血磷浓度是指血清中的无机磷。 血钙与血磷： 正常人钙、磷浓度 (mg/dl) 的乘积在36～40之间。
当两者乘积大于40mg/dl，钙磷以骨盐形式过度沉积于骨组织； 若两者乘积小于35mg/dl时，则骨盐溶解增加， 会发生佝偻病及软骨病。
方法学评价： (1) 化学法测定血清钙、磷、镁离子简便快速、经济实惠、适用于自 动化分析仪。但测定时应注意控制反应条件 (如反应的pH值、消除干扰物质、按要 求采集标本、避免溶血等) 。 (2) 原子吸收分光光度法精密度高 ，但仪器价格昂贵， 不适合临床常规应用。 (3) 目前可用酶法测定镁和磷 ，简便、安全、准确。