(教学课件)第十二章-骨代谢异常的生物化学诊断.ppt
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- 教学课件 教学 课件 第十二 代谢 异常 生物化学 诊断
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1、 第十二章 骨代谢异常的生物化学诊断 佝偻病佝偻病骨质疏松骨质疏松2021/6/202骨骨骨纤维骨纤维骨相关细胞骨相关细胞无机成分无机成分 骨组织骨组织细胞细胞间质间质(骨(骨基质)基质)有机成分有机成分矿物质:钙、磷、镁矿物质:钙、磷、镁骨盐:羟磷灰石结晶骨盐:羟磷灰石结晶蛋白质蛋白质型胶原型胶原多糖蛋白质多糖蛋白质脂类脂类糖蛋白复合体糖蛋白复合体骨细胞骨细胞成骨细胞成骨细胞破骨细胞破骨细胞基础概要基础概要A.A.骨组成骨组成 骨主要由骨矿物质(无机骨主要由骨矿物质(无机物物)、有机)、有机基基质和骨组织组成。质和骨组织组成。2021/6/203l成骨作用成骨作用包括两个过程,即包括两个过程
2、,即骨的有机(基)质形成骨的有机(基)质形成和和 骨盐沉积骨盐沉积。骨的有机(基)质形成骨的有机(基)质形成是成骨细胞分泌蛋白多糖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和胶原、由胶原聚合成胶原纤维作为骨盐沉积的 骨架。骨架。成骨细胞被埋在骨的有机(基)质中成为骨细胞。成骨细胞被埋在骨的有机(基)质中成为骨细胞。骨盐沉积于胶原纤维表面骨盐沉积于胶原纤维表面,先形成无定形骨盐,先形成无定形骨盐 (如磷酸氢钙等),继而形成羟磷灰石结晶。(如磷酸氢钙等),继而形成羟磷灰石结晶。2021/6/204n溶骨作用溶骨作用 是破骨细胞释放溶酶体中的蛋白水解酶,使骨的是破骨细胞释放溶
3、酶体中的蛋白水解酶,使骨的有机有机质(胶原)质(胶原)水解水解,同时破骨细胞还释放出一些酸性物质,同时破骨细胞还释放出一些酸性物质,如乳酸、柠檬酸、碳酸等,使局部酸性物质增加,促进如乳酸、柠檬酸、碳酸等,使局部酸性物质增加,促进骨骨盐盐溶解溶解,这种骨的有机质水解及骨盐溶解称为溶骨作用。这种骨的有机质水解及骨盐溶解称为溶骨作用。2021/6/205正常成人体内的成骨和溶骨作用保持着动态平衡,不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,仅保证了骨的正常生长,还维持了钙磷的动态平衡,这种作用称为这种作用称为骨的更新作用。骨的更新作用。2021/6/
4、206B.B.骨的正常代谢骨的正常代谢 骨矿物质骨矿物质(钙、磷、钠、镁、铁、氟等)和骨盐维持骨密(钙、磷、钠、镁、铁、氟等)和骨盐维持骨密度。度。骨的有机物质骨的有机物质(蛋白质、蛋白质、I I型胶原、脂类和糖蛋白复合体等型胶原、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。与骨骼的新陈代谢。骨的组织细胞骨的组织细胞(骨细胞、成骨细胞和破骨细胞)在相关激(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、活性维生素素(甲状旁腺素、降钙素、活性维生素D D)的作用下,相)的作用下,相互协调,
5、共同维护骨的正常代谢,实现骨骼发育、生长。互协调,共同维护骨的正常代谢,实现骨骼发育、生长。2021/6/207C.C.骨代谢性疾病骨代谢性疾病 骨代谢疾病是指由多种因素引起骨组织中骨代谢疾病是指由多种因素引起骨组织中钙、磷等矿物质、成骨细胞和钙、磷等矿物质、成骨细胞和/或破骨细胞功或破骨细胞功能异常,能异常,引起的骨基质、骨细胞代谢紊乱。包引起的骨基质、骨细胞代谢紊乱。包括骨质疏松症、骨软化病、佝偻病等。括骨质疏松症、骨软化病、佝偻病等。2021/6/208 主要内容主要内容 一、钙、磷、镁代谢及其异常一、钙、磷、镁代谢及其异常二、骨转换相关标志物二、骨转换相关标志物三、骨代谢异常生化指标的
6、检测三、骨代谢异常生化指标的检测四、骨代谢异常生化指标的临床应用四、骨代谢异常生化指标的临床应用2021/6/209第一节骨代谢及其异常第一节骨代谢及其异常 2021/6/2010钙、磷、镁在组织中的分布和在血浆中的存在形式钙、磷、镁在组织中的分布和在血浆中的存在形式组织相对分布组织相对分布存在血浆中形式存在血浆中形式骨和齿骨和齿(%)软组织软组织(%)细胞外细胞外(%)总浓度总浓度(mmol/L)(mmol/L)游离游离(%)结合结合(%)复合物复合物(%)总浓度总浓度(mmol/L)(mmol/L)钙钙99991 10.20.225255050404010102.2.2 25 52.2.7
7、575磷磷858515150.1 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,促进钙合蛋白,促进钙、磷、磷的重吸收的重吸收总效应总效应升高血钙与血磷升高血钙与血磷2021/6/2032(1 1)维生素)维生素D D摄入不足摄入不足 佝偻病和骨软化症佝偻病和骨软化症 (2 2)肝性佝偻病和肾性佝偻病)肝性佝偻病和肾性佝偻病(3 3)维生素)维生素D D依赖性佝偻病依赖性佝偻病 表现为表现为1 1,25-25-二羟维生素二羟维生素D D3 3降低,血清磷降低,血降低,血清磷降低,血清钙含量低或正常,血清骨碱性磷酸酶增高。发生佝清钙含量低或正
8、常,血清骨碱性磷酸酶增高。发生佝偻病和骨软化病,同时肌肉松弛、非特异性神经精神偻病和骨软化病,同时肌肉松弛、非特异性神经精神症状、生长迟缓、免疫力低下等表现。症状、生长迟缓、免疫力低下等表现。活性维生素活性维生素D的调节异常的调节异常2021/6/20333.3.降钙素(降钙素(CTCT)(1)(1)受血浆中的钙离子的影响,受血浆中的钙离子的影响,CTCT的分泌随血钙升高而增加,的分泌随血钙升高而增加,两者呈正相关。两者呈正相关。(2)(2)骨代谢调节骨代谢调节:靶器官主要是骨和肾,对小肠间接影响。靶器官主要是骨和肾,对小肠间接影响。对骨的作用对骨的作用对肾的作用对肾的作用对小肠的作用对小肠的
9、作用 总效应总效应2021/6/2034(3 3)降钙素分泌异常)降钙素分泌异常 升高见于:孕妇、儿童、甲状旁腺功能亢进、升高见于:孕妇、儿童、甲状旁腺功能亢进、肾衰、慢性炎症、肾衰、慢性炎症、甲状腺甲状腺髓样髓样癌癌、白血病、骨、白血病、骨髓外骨髓增殖症、肺癌等。髓外骨髓增殖症、肺癌等。降低见于:甲状腺先天发育不全、甲状腺全降低见于:甲状腺先天发育不全、甲状腺全切患者、低血钙等。切患者、低血钙等。2021/6/2035三种激素对钙磷代谢的调节三种激素对钙磷代谢的调节 激素激素肠钙吸肠钙吸收收溶骨溶骨 成骨成骨肾排肾排钙钙肾排肾排磷磷血钙血钙血血磷磷1,25(OH)1,25(OH)2 2D D
10、3 3PTHPTHCTCT注:注:表示升高表示升高 表示显著升高表示显著升高 表示降低表示降低2021/6/2036第二节骨转换相关标志物第二节骨转换相关标志物 2021/6/2037骨骨转换转换标志物标志物 n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型胶原前肽胶原前肽n骨吸收标志物骨吸收标志物吡啶酚和脱氧吡啶酚吡啶酚和脱氧吡啶酚型胶原型胶原C C端肽和端肽和N N端肽端肽抗酒石酸酸性磷酸酶抗酒石酸酸性磷酸酶尿羟脯氨酸尿羟脯氨酸骨代谢过程中,破骨细胞活动所降解的骨基质成分和分泌的产骨代谢过程中,破骨细胞活动所降解的骨基质成分和分泌的产物,以及成骨细胞形成新骨所释放的代
11、谢产物进入血液和尿液物,以及成骨细胞形成新骨所释放的代谢产物进入血液和尿液中,构成了中,构成了反映破骨细胞活性反映破骨细胞活性的的骨吸收指标骨吸收指标和反映和反映成骨细胞活成骨细胞活性性的的骨形成指标骨形成指标。2021/6/2038n骨钙素是含骨钙素是含4949个氨基酸,分子量个氨基酸,分子量56695669的小蛋白,的小蛋白,为人骨中主要的和最多的为人骨中主要的和最多的非胶原蛋白非胶原蛋白,占总蛋白的,占总蛋白的1%1%。n骨钙素是骨钙素是1,25-(OH)1,25-(OH)2 2-D-D3 3刺激下由刺激下由成骨细胞成骨细胞合成。合成。50%50%结合羟磷灰石中的结合羟磷灰石中的Ca2+
12、Ca2+,50%50%游离入血,由肾脏游离入血,由肾脏清除。清除。骨钙素骨钙素骨形成标志物骨形成标志物2021/6/2039n其其主要功能主要功能是保持骨的正常矿化和抑制异常羟磷是保持骨的正常矿化和抑制异常羟磷灰石结晶形成。灰石结晶形成。n 循环中的骨钙素半寿期仅循环中的骨钙素半寿期仅5min5min左右,因此,血清左右,因此,血清骨钙素水平基本上能够反映骨钙素水平基本上能够反映近期近期成骨细胞活性和骨成骨细胞活性和骨形成功能形成功能。骨钙素骨钙素骨形成标志物骨形成标志物2021/6/2040n由由成骨细胞成骨细胞合成和分泌。它在成骨过程中能水解多种磷酸酯,合成和分泌。它在成骨过程中能水解多种
13、磷酸酯,为羟磷灰石的沉积提供所需的磷酸,同时水解焦磷酸盐,维为羟磷灰石的沉积提供所需的磷酸,同时水解焦磷酸盐,维 持局部碱性环境,促进骨的矿化。持局部碱性环境,促进骨的矿化。n 血清骨性碱性磷酸酶:在反映成骨细胞活性和骨形成上有血清骨性碱性磷酸酶:在反映成骨细胞活性和骨形成上有 较高特异性,较高特异性,优于骨钙素优于骨钙素。因为。因为B-ALPB-ALP在血清中比骨钙素更在血清中比骨钙素更 稳定,血清中的半寿期为稳定,血清中的半寿期为1 12d2d,并且不受昼夜变化的影响,并且不受昼夜变化的影响 骨性碱性磷酸酶骨性碱性磷酸酶2021/6/2041N末端肽末端肽C末端肽末端肽前胶原前胶原胶原胶原
14、N端前肽端前肽C端前肽端前肽三螺旋区三螺旋区型胶原是由型胶原是由成骨细胞的前体细胞成骨细胞的前体细胞合成,含合成,含N-和和C-端延端延伸段。这些延伸段又称伸段。这些延伸段又称前肽前肽,在形成纤维和释放入血时,在形成纤维和释放入血时从从型胶原上断裂下来。现多检测型胶原上断裂下来。现多检测C-端前肽。端前肽。型胶原前肽型胶原前肽2021/6/2042 型胶原也是其他组织的主要基质,故型胶原也是其他组织的主要基质,故型胶型胶原前肽评估骨形成的敏感性和特异性原前肽评估骨形成的敏感性和特异性不如不如骨钙素骨钙素和和B-ALPB-ALP。型胶原前肽型胶原前肽2021/6/2043 骨吸收过程中,由于破骨
15、细胞的酶解作用,骨吸收过程中,由于破骨细胞的酶解作用,胶原等有机基质降解,产生肽类、游离氨基酸胶原等有机基质降解,产生肽类、游离氨基酸等产物,可从血或尿中检出。等产物,可从血或尿中检出。骨吸收标志物骨吸收标志物2021/6/2044 在胶原纤维成熟过程中在胶原纤维成熟过程中,由两个羟赖氨酸侧链和一由两个羟赖氨酸侧链和一个赖氨酸侧链反应生成个赖氨酸侧链反应生成脱氧吡啶酚脱氧吡啶酚,由三个羟赖氨酸侧,由三个羟赖氨酸侧链反应生成链反应生成吡啶酚吡啶酚。1.1.吡啶酚(吡啶酚(P Pyryr)和脱氧吡啶酚()和脱氧吡啶酚(D D-P Pyryr)PyrD-Pyr2021/6/2045 Pyr Pyr和
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