骨代谢异常的生物化学诊疗.pptx

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1、,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,*,骨代谢异常生物化学诊疗,河北医科大学第三医院实验中心,李亚,骨代谢异常的生物化学诊疗,第1页,细胞：,35%,有机成份：,65%无机物 钙磷镁,少许糖蛋白，骨磷蛋白和-羟化蛋白,主要为 型胶原,骨基质,骨质,成骨细胞 破骨细胞 骨细胞 骨原细胞,骨功效,机械支撑,保护脏器,参加代谢,骨代谢异常生物化学诊疗,骨代谢异常的生物化学诊疗,第2页,第一节 钙和磷代谢及调整,钙,、,磷,、,镁在体内分布(%),钙 磷 镁,骨和牙齿：,99 85 55,软组织：,1 15 45,细胞外液,0.2 0.1 1,总量,g

2、(mol),1000(25)600(19.4)25(1.0),骨代谢异常的生物化学诊疗,第3页,血浆中钙存在形式,血钙通常指血浆钙，正常值为,2.252.75mmol/L,血钙,血浆蛋白结合钙40%（不可扩散）,与弱酸根结合钙15,离子钙45,可扩散,骨代谢异常的生物化学诊疗,第4页,血浆中磷存在形式,蛋白结合磷，游离磷（离子化），复合物磷,正常成人血浆无机磷含量为0.71.1mmol/L,血浆磷不如血钙稳定，儿童时期血磷增高，今后随年纪增加而下降，在15岁时达成人水平。此改变与碱性磷酸酶活性相关。,血钙与血磷之间有一定浓度关系,以mg/dl计算每 100 ml 血液中钙磷质量之积是一常数,C

3、a P,=36 40,成骨作用 溶骨作用,Ca P,40,成骨作用,溶骨作用,Ca P,35,成骨作用,溶骨作用,（正常成人）,（少年儿童）,（佝 偻 症）,骨代谢异常的生物化学诊疗,第5页,一、钙和磷生理功效,（一）钙生理功效,1.细胞内钙,含量：10,-6,10,-7,mol/L,与磷脂,、,二羧酸,、,钙结合蛋白结合,线粒体,、,肌浆,、,内质网,骨代谢异常的生物化学诊疗,第6页,细胞内钙功效,1.触发神经-肌肉收缩偶联,骨骼肌细胞内储存Ca,2+,受神经冲动而释放，Ca,2+,浓度增大到10,-7,-10,-5,mol/L时，Ca,2+,可快速地与钙蛋白钙结合亚基结合，引发一系列构象改

4、变后造成肌肉收缩。,2.作用于质膜，降低细胞膜通透性,3.为细胞内第二信使，参加细胞内信号传递,4.酶辅助因子,5.抑制维生素D3-1-羟化酶活性，参加钙磷代谢,6.钙结合蛋白-钙调蛋白为酶调整物质,骨代谢异常的生物化学诊疗,第7页,细胞外钙功效,1.是细胞内钙起源,2.稳定神经细胞膜影响其应激性。降低神经、肌肉兴奋性。抽搐,3.钙离子能够作为凝血因子，参加凝血过程,骨代谢异常的生物化学诊疗,第8页,Ca,+,骨代谢异常的生物化学诊疗,第9页,（二）磷生理功效,1.,组成各种主要核苷酸（如,ATP,、,GTP,、,UTP,、,CTP,等）,2.,组成核苷酸辅酶类（如,NAD,+,、,NADP,

5、+,、,CoA,等）和含磷酸根辅酶（如,TPP,、磷酸吡哆醛等）,3.,细胞膜磷脂在组成生物膜结构、维持膜功效以及代谢调控上均发挥主要作用。如 酶蛋白及各种功效性蛋白质磷酸与脱磷酸化,4.细胞内磷酸盐参加许多酶促反应如磷酸基转移反应、加磷酸反应等。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第10页,细胞外磷功效,1.,血中磷酸盐（HPO,4,2-,/H,2,PO,4,-,）是血液缓冲体系主要组成成份。,2.细胞外磷酸盐为细胞内以及骨矿化所需磷酸盐起源,骨代谢异常的生物化学诊疗,第11页,食物钙,肠吸收,影响原因,血钙,（2.25-2.75,mmol/L）,蛋白结合,有机酸结合,骨(99%),其它组织(结合)

6、,(1%),Ca,+,0.01,m,mol/L,粪钙80%,尿钙(20%),随血钙调整,钙正常代谢,二,、,钙和磷代谢,Ca+/,P,2/1,骨代谢异常的生物化学诊疗,第12页,钙代谢,1.吸收 每日摄入,0.6 1.0g,部位,：,小肠上段,，主指十二指肠,方式,：在活性VitD,3,下,主动吸收过程,影响原因：,肠道pH,：酸促进吸收，乳酸，胃酸,草酸 植酸,Ca(H,2,PO,4,),2,Ca,3,(PO,4,),2,食物中钙磷百分比：Ca:P=2:1时吸收最正确,肠道中,活性VitD,3,影响,年纪影响。,2.排泄,部位：,肾（20）和肠道（80）,由消化道排泄钙量占总量80(未吸收钙

7、及分泌钙600mg）。由肾排出钙占总排钙20（150mg)。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第13页,磷正常代谢,食物,磷,肠吸收,Vit D促进,血磷,（0.81.6,mmol/L）,骨和牙(85%),其它组织(结合),(15%),粪磷30%,尿磷(70%),随血磷调整,骨代谢异常的生物化学诊疗,第14页,磷代谢,1.吸收 每日摄入1.0,1.5g,部位,：,小肠上段,主指空肠（70）,方式：,食物中磷主指有机磷酸酯在磷酸酶作用下生成H,2,PO,4,-,，才能被吸收；,影响原因：,食物中金属离子影响:,长久口服,氢氧化铝凝胶,以及食物中钙、镁、铁离子过多，均可因为形成不溶性磷酸盐而影响磷吸收。

8、,2.排泄：肾是磷排泄主要器官，肾排磷占总排磷70，其余30由粪便排泄,骨代谢异常的生物化学诊疗,第15页,三,、,钙和磷及骨代谢激素调整,甲状旁腺素,维生素D,降钙素,甲状旁腺激素相关蛋白,骨代谢异常的生物化学诊疗,第16页,（一）,甲状旁腺素 parathyroidhormone，PTH,合成部位：,甲状旁腺主细胞,前甲状旁腺素原 (115个Aa),粗面内质网,25Aa,甲状旁腺素原 (90个Aa),高尔基复合体,-6Aa,甲状旁腺素(84个Aa单链多肽),分子量9500,骨代谢异常的生物化学诊疗,第17页,肝,肝,骨代谢异常的生物化学诊疗,第18页,PTH,对血钙和血磷调整作用,PTH,

9、是维持血钙正常水平最主要调整原因，它有,升高血钙、降低血磷和酸化血液、促进溶骨,等作用，其主要靶器官是,骨,、,肾小管,，其次是,小肠粘膜,等。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第19页,作用机制,：作用于靶细胞膜，活化腺苷酸环化酶系统，激活ATP生成cAMP及PPi，cAMP能促使线粒体钙转入细胞浆，PPi则作用于细胞膜外侧，使膜外侧钙进入细胞，致细胞内Ca,2+,升高，并激活胞膜上钙泵将Ca,2+,主动转至胞外。引发血钙升高。详细如图,骨代谢异常的生物化学诊疗,第20页,1.对骨作用：,PTH浓度,升高,时，骨细胞则有溶骨效应。,间质网状细胞破骨细胞成骨细胞骨细胞,PTH作用机理可表现在二个方面

10、,使前破骨细胞和间质细胞向破骨细胞转化，抑制破骨细胞向成骨细胞转化，造成溶骨和骨钙大量释放。,使破骨细胞活动性增强，骨盐溶解，血钙升高,溶酶体释放各种水解酶；抑制异柠檬酸脱氢酶活性，使细胞内柠檬酸，异柠檬酸，乳酸，碳酸及透明质酸浓度增加；胶原酶活性增加,骨代谢异常的生物化学诊疗,第21页,2.,对肾作用,促进,远曲小管和髓袢上段对钙,重吸收，抑制,近曲小管及远曲小管对磷,重吸收，结果使,血钙升高,，,血磷降低,，,尿钙降低,，,尿磷增加,3.,促进活性VitD,3,形成。,4.,对小肠作用,为一个间接反应，促进肠道对钙磷重吸收,骨代谢异常的生物化学诊疗,第22页,(二)维生素D(Vitamin

11、 D,VitD),合成,肝,和,肾,是VitD,3,活化主要器官,麦角固醇,紫外线,麦角钙化醇(D,2,),D2,脱氢,7-脱氢胆固醇,紫外线,胆钙化醇(D,3,),活 化：,Vit D,3,(活性 D,3,),肝,肾,25-OH-D,3,1.25-(OH),2,-D,3,Vit D,3,羟化酶,25-（OH）-D,3,1,a,羟化酶,骨代谢异常的生物化学诊疗,第23页,高Ca,2+,外源性食物,内源性(皮肤),维生素D,3,肝脏 25-羟化酶,1,25-(OH),2,D,3,25-(OH)D,3,低P,3-,高P,3-,肾 1-,a,羟化酶,降钙素,甲状旁腺素,无生物活性,微弱生物活性,生物

12、活性显著增加,低Ca,2+,(),(),(),(),(),(),骨代谢异常的生物化学诊疗,第24页,对小肠作用,促进小肠对钙磷吸收,改变膜磷脂结构，增加对钙通透性。,上调与钙转运相关蛋白质表示,提升腺苷环化酶活性，作为第二信使发挥 作用。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第25页,2.对骨骼作用：,直接作用,是促进溶骨：加速破骨细胞形成，增强破骨细胞活性,间接作用,是促进骨钙化：促进肠道对钙磷吸收，增加血钙,结果表现为,促进骨组织更新,3.对肾作用：,促进肾小管上皮细胞对钙磷重吸收,（同PTH比较）,其机制是增加细胞内钙结合蛋白生物合成，从而促进钙磷吸收。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第26页,（三）

13、降钙素（calcitonin,CT）,合成：由甲状腺滤泡旁细胞合成和分泌一个单链多肽。32Aa,分子量3418,血钙增高时，CT分泌增多；血钙降低时，CT分泌降低,作用：1.对骨作用,抑制骨基质分解和骨盐溶解,：抑制破骨细胞活性；,促进骨盐沉积,：,促使破骨细胞向成骨细胞转化，造成骨盐沉积。,2.对肾脏作用,CT可直接作用于肾脏近曲小管，,抑制钙磷重吸收,，,使尿钙排出增加,。,3.对小肠作用：主要是间接作用，经过抑制活性D,3,形成，而抑制小肠钙磷重吸收。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第27页,甲状旁腺素,维生素D,3,降钙素,起源,甲状旁腺,皮 肤,甲状腺C细胞,对钙磷代谢影响,骨,溶骨作用

14、,成骨作用,肾,重吸收钙,重吸收磷,肠吸收钙,无显著影响,血钙,血磷,总效应,保钙排磷,保钙保磷,排钙排磷,甲状旁腺素,、,维生素D、降钙素对钙磷代谢影响,骨代谢异常的生物化学诊疗,第28页,（四）甲状旁腺激素相关蛋白 (PTHrP),1987年研究一些癌症引发恶性肿瘤体液性高钙血症(humoral hypercalcemia of malignancy，HHM)时发觉。约有7580%恶性肿瘤并发高钙血症，如乳癌,肾癌,多发性骨髓瘤,淋巴瘤和白血病等。,它与PTH氨基酸结构相近，可与PTH受体结合，并发挥甲状旁腺素功效，引发血钙升高。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第29页,第二节 钙、磷、镁代谢

15、紊乱,一,、,钙代谢异常,（一）低钙血症,hypocalcemia,(,血清钙,2.7 5mmol/L),骨代谢异常的生物化学诊疗,第37页,二、磷代谢异常,（一）低磷血症,hypophosphatemia,(,血清磷,1.4 5mmol/L),骨代谢异常的生物化学诊疗,第39页,补钙是预防低钙高磷摄入对骨质不良影响最正确方案，当然作什么事情都有度，过分补钙也有不良影响，如钙奶综合征等。,有些人提出“大量饮用可乐会增加妇女骨质疏松危险”。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第40页,镁代谢及其异常,总量与分布：2128g，居组成机体元素第11位，,调整细胞代谢，调控细胞生长,血清,(Mg,+,),0.

16、75-1.00,mmol/L,骨(55%),其它组织(结合),(45%),镁生理功效：,1.细胞内镁功效：,Mg,2+,是近,300,种酶辅助因子，广泛参加各种生命活动。,参加酶底物形成。,是许多酶变构激活因子。,氧化磷酸化,、,糖酵解,、,细胞复制,、核,苷,酸,代谢,、蛋白质。,骨代谢异常的生物化学诊疗,第41页,2.细胞外镁功效,血清镁：,正常值：0.751.00mmol/L 血清镁存在形式：蛋白结合镁30，离子镁55，镁盐15,1.细胞内镁起源,2.降低,神经、肌肉兴奋性,3.在突触前神经末梢竞争性抑制,Ca,+,进入,功效,Ach,Ca,+,Ca,+,Mg,+,骨代谢异常的生物化学诊疗,第42页,镁代谢,食物,250mg,镁,血清,(Mg,+,),0.75-1.00,mmol/L,骨(55%),其它组织(结合)(45%),约95%重吸收,肾,尿镁(2-5%),甲状腺素,醛固酮,(),VitD,PTH,甲状腺素,+,骨代谢异常的生物化学诊疗,第43页,肌肉镁：,在有核细胞中存在镁约有80存在于肌肉中。,肌肉,是维持镁平衡主要组织。,镁缺乏,：急性血清镁与肌肉镁,无,交换,慢性血