骨代谢疾病的实验室检查.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,骨代谢疾病的实验室检查,概述,骨骼从出生到老年，骨质的形成,(,成骨,),和吸收,(,破骨,),以及矿物质的沉积和去除都是有规律地进行着。自出生到成年，骨的发育与生长占优势。成年后骨的形成与吸收保持平衡。到老年则成骨作用缓慢，而破骨作用照常进行，以致引起老年性骨质疏松。骨骼的发育、生长和矿物质代谢的正常进行，主要系由适当的营养和正常内分泌腺功能的调节所保证。营养不足、维生素缺乏和内分泌腺功能障碍均可能引起全身性骨骼改变。在不同的发育、生长时期产生不同的表现。,骨的组成,骨组织的构成成分：无机物和有机物。,无机物质占骨重,70%,，其中,95%,为磷酸钙盐形成的羟磷灰石。,有机物占骨重,30%,，其中,98%,为,I,型胶原，,2%,为非胶原蛋白如骨联结蛋白、骨钙素、骨桥蛋白和骨涎蛋白。这些构成的组分在血清或血浆中的含量以及在尿中排泄量是临床监测骨代谢的重要依据。,正常骨的代谢,（一）,成骨和破骨,成骨,：成骨细胞分泌骨基质和骨盐沉积于骨基质的过程。成骨过程，间充质细胞先分化成骨细胞，成骨细胞及其所分沁的基质与纤维组成类骨组织，钙盐沉着于内，使类骨间质成为骨间质，成骨细胞失去分泌作用成为骨细胞。,破骨,：破骨细胞（多核巨细胞）吸收和溶解骨质（包括骨基质和骨盐）。此活动主要受甲状旁腺激素的影响。,不同时期（生长期、成年、老年）,正常骨的代谢,（二）,钙和磷的代谢,钙、磷大部分存在于骨内，钙,99.7%,位于骨内，血和体液内钙很少，但很重要。,体内,钙磷代谢,保持,动态平衡,。,钙磷来源于食物和小肠吸收。,影响小肠钙吸收的因素：维生素,D,、肠内磷酸盐、,PH,值、游离脂肪酸,钙磷的排泄：,80%,肠道，,20%,肾脏，大部分被重吸收。,（三）影响骨代谢的因素,1,、食物中蛋白质和钙磷的含量,2,、肠和肾的功能,3,、内分泌：,4,、维生素,:,5,、人体运动和力的作用,甲状旁腺激素,降钙素,肾上腺皮质激素：抑制成骨,生长激素,甲状腺激素,性激素,调节血钙浓度,vitD:,促进钙吸收,成骨,vitC,:,维持成骨细胞正常分泌骨基质及足量碱性磷酸酶,缺乏可致明显骨质疏松,.,vitA:,影响骨骺板软骨细胞变形过程,常见骨代谢疾病,四、肾性骨病,又称肾性骨营养不良，是,CRF,时由于钙、磷及维生素,D,代谢障碍，继发甲状旁腺机能亢进，酸碱平衡紊乱等因素而引起的骨病。,1.,肾小球性肾病,又称慢性肾小球肾病尿毒症性骨营养不良；,2.,肾小管性骨病,3.,透析性骨病,常发生于透析,6,个月后，临床上常有骨痛和瘙痒。提示血钙增高。,4,.,肾移植后,：,原有骨病可不再发展，但常可见缺血性坏死。可能与大量应用皮质激素有关。激素引起的高血脂和脂肪栓塞及骨髓骨脂肪沉积对血管的压迫是导致骨坏死的原因。常位于股骨头、肱骨头和膝部。,常见骨代谢疾病,五、内分泌性骨病,1.,巨人症和肢端肥大症,发生在青春期前的垂体前叶机能亢进症，腺脑垂体分泌生长激素（,GH,）过多，引起组织、骨骼及内脏的增生肥大及内分泌代谢紊乱的疾病。发病在青春期前、骺部未闭合者为巨人症。发病在青春期后、骺部已闭合者为肢端肥大症。多数病人起病在青春期前，至成人后继续发展，形成“肢端肥大性巨人症”。,2.,垂体性侏儒,系在,青春期前发生垂体前叶功能不足,，于童年时期出现发育停止现象，,常为颅咽管瘤或空泡蝶鞍所引起,。患者体型瘦小，但匀称，智力正常，性发育不全。,常见骨代谢疾病,3.,甲状腺功能亢进,系因甲状腺弥漫性或结节性肿大，致甲状腺素分泌过多而引起的内分泌代谢性疾病。骨骼表现,全身性骨质疏松,，严重时可继发脊椎压缩性骨折，但对诊断,并不具特征性,。,4.,呆小病,系因饮食中缺碘或先天性甲状腺素缺如引起的身体和智力发育障碍。分地方性和散发性两种。骨骼表现,骨发育迟缓,、,骨龄落后,、发育不良、畸形和骨质疏松。,5.,肾上腺皮质功能亢进,柯兴综合征：主要是,糖皮质激素,促使蛋白分解过多使骨样组织生成不足而,引起骨质疏松,，骨龄落后。常并发骨折，多见于胸腰椎、坐骨、耻骨和肋骨等。骨折疼痛不重。,关节退行性变显著,。,X,线上易于显示骨质疏松及并发的骨折与畸形。,常见骨代谢疾病,6.,甲状旁腺功能亢进,PTH,作用并非直接对血钙、磷的影响，而是通过：,a.,加速破骨细胞活跃加速骨溶解释放钙、磷入血。,b.,促进骨细胞释放,AKP,促进骨溶解释放钙入血。,c.,促使枸缘酸浓度,PH,值有利于骨盐溶解血钙、磷,d.,肾脏的作用：抑制肾小管对磷的回收尿磷血磷。,e.,肠道作用：增加肠道对钙的吸收（对磷的吸收无影响）。,常见骨代谢疾病,7.,甲状旁腺功能减低,甲状腺手术误将甲状旁腺一并切除或原因不明，特发性者。使得甲状旁腺激素（,PTH,）下降：,a,、,破骨细胞活跃,骨溶解,骨盐不释放。,b,、,AKP,正常或骨溶解。,c,、枸缘酯浓度,PH,值不利骨溶解。,d,、肾小管磷回吸收尿磷血磷血钙。,肾小管抑制对钙吸收尿钙血钙,钙（,Calcium,）一、概述,1,、钙的生理功能：,构成,骨骼,和牙齿,参与神经肌肉的应激过程,凝血,酶活性的调节,其他：调节毛细血管及细胞膜的通透性等,实验室检查,含量：成人含钙总量约为,700-1400g,2,、钙的含量与分布,二、钙的代谢,1,、钙的代谢,（,1,）吸收：主要在十二指肠及小肠上段。,方式：主要是活性,VitD3,调节下的主动吸收,（,2,）影响吸收的因素：,活性,VitD,3,肠道,pH,值,促使生成不溶性钙盐的物质,钙磷比例,生理需要量,80%,肠道,20%,肾脏,（,3,）排泄：,2,、,血钙,（,1,）含量：,2.25-2.75mmol/L,非扩散性钙（,40%,）,（,2,）分类：离子钙（,50%,）,扩散性钙,复合钙（,10%,）,HCO,3,-,Ca,2+,+,血浆蛋白质 结合钙,H,+,（,3,）,pH,值对离子钙浓度的影响：,磷,(phosphorus),一、概述,1,、磷的生理功能：,生命重要物质的组分,参与机体能量代谢的核心反应,生物大分子活性的调控,成骨,其他：包括磷酸盐参与酸碱平衡的调节；,2,，,3-,二磷酸甘油酸调节血红蛋白与氧亲和力等,含量：成人含磷总量约为,400-800g,分布：,86%,贮存于骨组织、牙齿,14%,贮存于全身各组织及体液,2,、磷的含量与分布,二、磷的代谢,1,、磷的代谢,（,1,）吸收：,小肠，以空肠吸收最快,（,2,）排泄：,30%,肠道,70%,肾脏,2,、血磷,（,1,）含量：,成人,1.1-1.3mmol/L,儿童,1.3-2.3mmol/L,（,2,）分类,无机磷,HPO,4,2-,80%-85%,H,2,PO,4,-,其余,PO,4,3-,微量,CaP=36-40,（以,mg/dl,为单位）,CaP,40,钙磷以骨盐形式沉积在骨组织,CaP,36,妨碍骨组织钙化,3,、血磷、血钙浓度的关系,：,维生素,D,又名,抗佝偻病维生素，钙化醇；人体维生素,D,主要来源于日照（,7,脱氢胆固醇）,少量来源于动物性食物（如大马哈鱼，青鱼等）,或通过药物来补充,维生素,D,缺乏的原因,外周循环的维生素,D,水平随着年龄而下降,日照减少，摄食减少,肾功能有问题,胃肠功能紊乱,等,维生素（,Vitamin,）,D,1,25-OH Vitamin D3,25-OH Vitamin D3,25-OH Vitamin D2,1,25-OH Vitamin D2,95%of the circulating Vitamin D,is Vitamin D3(Europe),25-(OH)Vitamin D3,25-,羟维生素,D3,25-(OH)Vit D3,是,Vit D,的代谢产物,因其含量多，并且稳定,检测,25-(OH)Vit D3,更具临床意义,25-(OH)Vitamin D3,25-,羟维生素,D3,最终的活性产物,1,25,(OH),2,Vitamin D,的生理作用：,促进小肠对钙、磷的吸收,促进细胞外钙离子，通过和,PTH,相互作用达到平衡状态,促进骨骼钙化,Vit D,缺乏导致缺钙，临床表现为,:,骨密度下降,高的骨转换,骨折风险增加,骨软化,骨骼，肌肉疼痛或,/,无力,25-(OH)Vitamin D3,甲状旁腺素,(parathyroid hormone,，,PTH),PTH,对细胞内钙代谢的调节,甲状旁腺素,生物学特性,:,甲状旁腺主细胞分泌的,84,个氨基酸组成的多肽,分子量约为,9.5 KD,分泌呈现日夜节律波动,(6:00,最高，,16:00,最低,),临床意义,:,与降钙素、,Vit D,协同作用，调节钙、磷水平，升钙降磷,促进小肠粘膜上皮细胞对钙的吸收,促进骨盐沉积和骨的形成,降钙素,(CT),对骨的作用：,抑制破骨细胞的溶骨作用 对小肠的作用：,抑制小肠对钙磷的吸收,对肾的作用：,抑制近曲小管对钙磷的重吸收,骨钙素和,N-MID,骨钙素,BGP,是体内骨骼中最丰富的非胶原蛋白，成熟成骨细胞分泌的一种特异非胶原骨基质蛋白；,是成骨细胞的敏感和特异标志。,BGP,基因位于,1,号染色体。,生物学特性,:,骨合成过程中由成骨细胞产生,Vit K,依赖性，,49,个氨基酸组成，分子量约为,5.8 KD,骨基质中最重要的特异性非胶原钙结合蛋白,完整,BGP,有,49,个氨基酸组成，有三个谷氨酸羧基化，分子量为,5800,。,血清中约,1/3,为完整骨钙素，,1/3,为骨钙素,N,端中分子片段，,1/3,为氨基酸短肽。,血标本放在室温,1,时,骨钙素大量降解,检测完整分子数值降低,1,49,1,1,43,44,49,19,20,43,C-terminal,完整分子,N-terminal,中分子片段,MIG fragment,1/3,1/3,1/3,AA,血清骨钙素的不稳定性,检测,酶标法和电化学发光免疫法,完整,BGP,很不稳定，羧基端,43-44,间的氨基酸极易被蛋白酶水解，列解成大的,N,片段，使大多数多价抗体不能识别而不起免疫反应。,用先进的,ECL,法测定骨钙素,N-MIN,片段，灵敏度高，稳定性好。,罗氏,N-,端骨钙素试剂特点,同时识别,N-,端片断和完整片断骨钙素,从完整分子检测到中分子片断检测,解决了骨钙素检测不稳定的问题,临床应用,BGP,反映成骨细胞功能水平，凡属高转移代谢骨病、肿瘤骨转移,BGP,水平可增高。骨发育生长过程中,BGP,水平高，如儿童期为成人水平数倍，在青春期为成人,5,倍，以后缓慢下降，,30-35,岁稳定在一水平上。骨折愈合过程中，成骨功能加强，,BGP,水平增高。,临床应用,糖皮质激素抑制,BGP,的合成。,BGP,最好与,ALP,同时检测。肾衰时,BGP,增高但,ALP,正常；高转移代谢性骨病时两者都升高，肝衰时,BGP,正常而,ALP,可有升高。,I,型前胶原氨基端前肽,PINP,型前胶原氨基端前肽（,N-terminal propeptide of type,procollagen,，,PINP,）是从,1,型前胶原分子的两端分解出来的前胶原肽，,型前胶原是,型胶原前体，,型前胶原经蛋白酶水解作用，从,1,型前胶原分子的两端分解出两个前胶原肽，即为,PINP,，,PICP,。,P1NP,I,型前胶原氨基端延长肽,骨合成过程中，释放,PINP,原胶原,原骨胶原,PINP,它们是沉集于基质之前所释放出的物质，是各自从未成熟胶原释放的（在,型胶原合成增殖期），两者可反映,型胶原形成速率,当成骨细胞活性增强时，前胶原合成增多，,PINP,在血液中浓度增高,临床应用,PINP,在血清中的含量反映成骨细胞合成骨胶原的能力，构成监测成骨细胞活力和骨形成的实验室指标基础。,PTH,类药物治疗的患者：三个月后,tPINP,上升了,150,在,Teriparatide,特立帕肽,注射液,(,礼来制药，,Forsteo),的治疗方案中也观察到同样的模型,相对于基础值，如果,PINP,再次检测时上升,40%,提示促进骨合成治疗成功（,IOF,导则）,PINP,I,型前胶原氨基端延长肽,临床意义：疗效监测,碱性磷酸酶和骨碱性磷酸酶,ALP,，,BALP,骨碱性磷酸酶由成骨细胞分泌，是成骨细胞成熟和具有活性的标志。,ALP,由骨、肝、肠、肾、胎盘等同功酶组成，骨型占,50%,，余者主要来自肝脏。,检测,ALP,有比色法和动力学法,BALP,有电泳分离法,热失活法,麦胚凝集素沉淀法,酶标法,化学发光法,临床应用,凡属高转换的代谢性骨病均可有,TALP,和,BPLP,的增高，如,变形性骨炎、,原发和继发甲旁亢、甲亢,高转换骨质疏松症,佝偻病、软骨病,骨转移癌。,I,型胶原,C,端肽,CTX,CTX,又称,-Crosslaps,存在于成熟的骨胶原中，,当破骨细胞活性增强时骨胶原溶解释放,I,型,胶原蛋白，再分解为,NTX,，,CTX,，它们均为细胞外胶原纤维降解产物，均可在血清和尿液中检测到。,I,型胶原,C,端肽,CTX,抗重吸收治疗,responder,non-responder or non compliant,non-compliant,%,相对于基础值,的,下降,+10,0,-,20,-,40,周,0 4 8 12 16 20 24,-,60,-55%,least change required,for showing,treatment effectiveness,-55%,Sources,:adapted from Tanko et al.(2003)Bone,32:687-693.,-crosslaps,（,CTX,）,I,型胶原羧基端降解产物,监测疗效及治疗依从性,T score,:a T score of plus one=1 standard deviation above the average reference group,骨折风险评估,高浓度,CrossLaps,使臀部、脊柱等部位的骨折风险增加一倍（,25,）,与,BMD,联合评估，可预测绝经后女性的高骨折风险（,4,5,倍，,54,),-crosslaps,（,CTX,）,I,型胶原羧基端降解产物,用电化学发光免疫法测定,利用多克隆抗体对,I,型胶原交连,C,端肽特殊氨基酸序列反应而测定。,I,型胶原,C,端肽,CTX,临床应用,原发性骨质疏松患者高转换型升高，女性绝经后高于绝经前，老年妇女骨折患者明显高于非骨折妇女。,代谢性骨病、原发性甲旁亢、甲亢，,Pagets,病明显升高。,NTX,是,I,型胶原交联末端肽，为总的,N,端交联物，结果用同时检测的尿肌酐来校正。,NTX,也是反映骨转换骨吸收特异指标。出生时尿中浓度最高，随着年龄增加逐渐下降，生长终止时处于相对恒定状态。绝经后妇女显著高于绝经前，高转换型骨质疏松症明显升高。,I,型胶原,N,端肽,NTX,临床应用,NTX,升高见于高转换型骨质疏松。青少年期男性高于女性，女性绝经后明显升高。,代谢性骨病升高,羟脯氨酸,尿羟脯氨酸,目前检测的方法一般精度较差，且受食物（肉食或其他富含明胶食品）、组织炎症、创伤等非骨胶原代谢物的影响。,其特异性较差。,血浆抗酒石酸酸性磷酸酶,TRACP,破骨细胞富含,TRACP,，骨吸收增加的疾病可呈中度升高，但,TRACP,很稳定。在病理状态下改变范围也小，其判断骨吸收的价值不如吡啶啉一类,常用酶动力学法、电泳法检测。目前已有酶标法应用于临床。,尿吡啶啉和脱氧吡啶啉,PYD,和,DO-PYD,是目前很有价值的骨吸收指标。,是胶原纤维之间的连接物，使胶原纤维共价交联稳定相聚合。,PYD,存在于骨、软骨、牙齿、肌键等结缔组织中，而,D-PYD,仅存在于骨与牙的,I,型胶原中，后者量微，故,D-PYD,主要来自骨骼。,激素,辅助风险评估,雌激素,提高成骨细胞的活性。,低水平：,10 pg/ml,骨质流失轻度增加,5 pg/ml,流失严重,男性：,13 pg/ml,骨折风险亦增加,睾酮,男性性功能减退,(,游离睾酮,9 pg/ml),与轻度臀部骨折相关。,性激素结合球蛋白,(SHBG),血液中的运输性激素的蛋白质,高浓度的,SHBG,可降低游离激素的生物活性,增加男性和绝经后女性的骨折风险,SHBG,与,BMD,呈负相关。,骨代谢标志物临床应用,临床意义,监测骨丢失速率,预测骨折风险,监测疗效,用以调整治疗方案,代谢性骨病鉴别,监测老化速率,如何使用,骨吸收标志物,每,6,个月一次,药物治疗时,治疗前,治疗开始后,3,或,6,个月,骨形成标志物,治疗开始前,治疗开始后,6,个月,谢谢！,