骨代谢生化指标生理功能及临床意义

骨形成标志物（表1）

表1骨形成标志物分类

中文名称

英文名称

英文缩写

碱性磷酸酶

Alkalinephosphatase

ALP

骨特异性碱性磷酸酶

Bonespecificalkalinephosphatase

BALP

骨钙素

Osteocalcin;boneGlaprotein

OC;BGP

I型前胶原羧基末端肽

TypeIprocollagencarboxyl-terminalpeptide

PICP

I型前胶原氨基末端肽

TypeIprocollagenamino-terminalpeptide

PINP

骨保护素

Osteoprotegerin

OPG

1、碱性磷酸酶（ALP)、骨特异性碱性磷酸酶（BALP）

骨特异性碱性磷酸酶是成骨细胞的一种细胞外酶，糖蛋白。主要在成骨过程中水解磷酸酶，为羟基磷灰石的沉积提供磷酸，同时水解焦磷酸盐，解除其对骨盐形成的抑制作用，有利于成骨。BALP的增殖、分化和成熟与骨骼的正常生长发育密切相关。碱性磷酸酶合成于骨基质成熟阶段，与骨基质矿化密切相关，在碱性环境中骨矿化活跃，成骨细胞释放的血清碱性磷酸酶水解无机磷酸盐，进而降低焦磷酸盐浓度，利于骨的矿化。骨骼矿化受阻时，成骨细胞合成大量碱性磷酸酶，使血清碱性磷酸酶明显升高。

骨特异性碱性磷酸酶是成骨细胞成熟和具有活性的标志。BALP水平与成骨细胞和前成骨细胞活性呈线性关系，被认为是最精确的骨形成标志物。高转换的代谢性骨病均可有ALP和BALP的增高，如Paget’s病、原发和继发性甲状旁腺功能亢进、甲状腺功能亢进、高转换型骨质疏松症及佝偻病和软骨病、骨转移癌等。应用二膦酸盐类药物治疗骨质疏松可以使骨特异性碱性磷酸酶下降。而这种下降往往在骨密度增加之前，所以BALP是骨质疏松治疗疗效评价重要指标。

2、骨钙素（OC）

骨钙素又称为γ-羧基谷氨酸骨蛋白(boneGlaprotein，BGP)，是由非增殖期成骨细胞合成和分泌的一种特异非胶原骨基质蛋白，是骨组织内非胶原蛋白的主要成分，由49个氨基酸组成，维持骨的矿化速度，是成骨细胞的功能敏感标志，OC是骨基质矿化的必需物质，目前已能将血液中的羧基化、部分羧基化和未羧基化的OC区别开来。在骨吸收和骨溶解时，沉积在骨质基中OC的片段，如游离的γ羧基谷氨酸就会游离出来，这类多肽在血中的量则表示骨吸收的变化。

成熟的OC主要沉积在骨组织间质细胞外和牙质中，少部分释放入血循环中。一些体外试验证明，OC不仅参与成骨细胞分化及基质的矿化过程，而且参与骨吸收的调节。当骨形成与骨吸收偶联时，OC反映骨转换指标；当骨形成与骨吸收脱偶联时，OC反映骨形成的特异性指标，可直接反映骨形成的速率。

OC升高，见于儿童生长期、成骨不全、肾功能不全、骨折、变形性骨炎、肿瘤骨转移、低磷血症、甲亢、高转换骨质疏松症等。OC降低，见于甲减、肾上腺皮质功能亢进症、长期使用糖皮质激素、甲状旁腺功能减退症、肝病、糖尿病患者及孕妇等。抗骨吸收药物可使OC水平下降，刺激骨形成治疗则使OC水平上升。血清骨钙素水平与年龄呈明显负相关，但女性在绝经后骨转换增快，OC再度升高，进入老年后OC逐渐下降。单独使用OC或者联合使用BMD测量，能更好的判断骨丢失率，间接预测骨折的发生情况。

3、I型前胶原羧基末端肽(PICP）、I型前胶原氨基末端肽(PINP）

90%骨基质是由I型胶原组成，I型胶原是人体内最丰富的胶原类型，也是矿化骨中惟一的胶原类型，其合成与分解的代谢产物可间接反映骨转换的状况。I型胶原基因在成骨细胞内转译出前α肽链，组成前胶原。前胶原N端、C端的多余肽链被切下，成为PINP和PICP进入血液。PICP或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。PICP相对分子质量，血中半衰期6～8min，经肝脏网状内皮细胞处，PINP代谢类同。其血液中的含量主要反映I型胶原的合成速率和骨转换的情况，是新骨形成的特异性的敏感指标。

骨代谢疾病、肾功能不全患者血清总P1NP升高。儿童发育期、妊娠晚期、骨肿瘤、骨转移、畸形性骨炎、酒精性肝炎、绝经后妇女、肺纤维化、严重肝损害等血清PICP升高。

在众多骨代谢指标中，PICP、PINP在预测OP的发生、评价骨量、监测抗OP疗效等都有较高的特异性和敏感性，PINP表现得尤为明显，且不受激素影响，在临床研究和应用中有着重要的意义。

4、骨保护素（OPG）

骨保护素（ostoeprotegerin，OPG）又称护骨素、骨保护蛋白、破骨细胞生成抑制因子，是由Simonet等和日本研究人员同期发现的肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor,TNF）受体超家族的新成员，在骨髓基质细胞、成骨细胞、成纤维细胞等细胞中均有表达。多项研究将OPG作为骨形成标志物，对OPG的结构，作用机制及生物学作用等进行阐述。

OPG是一种含个氨基酸残基的蛋白质，主要通过OPG/核因子κB受体活化因子（RANK）/RANK配体（RANKL）系统发挥调节骨代谢作用。人OPG基因定位在染色体8q23-24。Southern印迹显示OPG只有1个基因，长27kb，包括长度为、、、和bp的5个外显子。OPG基因编码一段含有个氨基酸残基的前体蛋白质，N末端21个氨基酸残基裂解后成为成熟OPG。在肝、心、肺、肾、胃、小肠、皮肤、脑、脊髓及骨骼中，OPG均有较高水平的表达。其表达受到体内多种激素和细胞因子调控。

OPG主要作用是影响骨代谢，可抑制破骨细胞(osteoclast，OC)发生，并促进成熟破骨细胞的凋亡。

类风湿性关节炎（RA）患者血清OPG水平明显增高。强直性脊柱炎（AS）患者骨吸收增强，血清OPG水平增高，是机体对抗过度骨吸收的保护性反应。骨硬化症是OC形成和骨吸收减弱为特征的多基因遗传性疾病，与OPG和/或RANKL有关。肿瘤转移引起的溶骨性破坏OPG表达明显降低。前列腺癌患者OPG水平明显高于前列腺增生患者。肺癌患者血清OPG水平显著高于正常人群，肺癌骨转移组高于肺癌骨未转移组。OPG可在内皮细胞、平滑肌细胞产生，通过自分泌和旁分泌作用，提高内皮细胞活性，预防炎症细胞因子对血管的损害。糖尿病患者OPG水平反应性增加。OPG随年龄递增，骨吸收增强后机体代偿性分泌，且低OPG水平者较高OPG水平者具有更高的骨折危险性。绝经后女性血清OPG水平随着年龄增加而升高，推测雌激素缺乏时破骨细胞功能活跃，机体为代偿骨吸收，骨形成增加，最终OPG升高。

表2骨形成标志物正常参考值

标志物

正常参考值

标本

测定技术

BALP

绝经后女性3.8～22.6μg/L

平均3.7～20.9μg/L

血清

色谱法/IRMA/EIA

OC

绝经前女性1.0～36μg/L

平均1.0～35μg/L

血清

IRMA/RIA/ELISA

PICP

女性50～μg/L

男性38～μg/L

血清

RIA/ELISA

PINP

女性31.7～70.7ng/ml

男性21～78ng/ml

血清

RIA/ELISA

OPG

成人（2.42±0.26）ng/L

血浆、血清

ELISA

表2转引并参照廖二元，曹旭主编《湘雅代谢性骨病学》页表4-7。注：BALP.Bonealkalinephosphatase，骨特异性碱性磷酸酶；OC.Osteocalcin，骨钙素；PICP.TypeIprocollagencarboxyl-terminalpeptide，I型前胶原羧基末端肽；PINP.TypeIprocollagenaminoterminalpeptide，I型前胶原氨基末端肽；OPG.Osteoprotegerin，骨保护素；IRMA.immunoradiometricassay，免疫放射测定；EIA.enzymeimmunoassay，酶免疫测定。

本文作者为《中国骨质疏松杂志》主编，原文发表在《中国骨质疏松杂志》年第8期，参考文献略。原创文章，欢迎分享，原文转发应保留作者姓名，注明出处。其他







































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