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第十三章 骨代谢异常的生物化学诊断 骨的主要成分是无机物（钙、磷和镁）和有机基质（Ⅰ型胶原）。骨具有三大主要功能：①机械支撑；②保护脏器；③代谢（参与钙和磷等的储备和代谢调节）。 第一节 钙和磷的代谢及调节 钙盐、磷酸盐是机体含量最多的无机盐，约99%的钙、85%的磷以及一半以上的镁存在于骨和齿（表13-1）。它们在血浆中以游离、与蛋白结合或与其他阴离子形成复合物等形式存在（表13-2）。 表13-1 钙、磷、镁在体内的分布 相对分布（%） 组织 钙 磷 镁 骨和齿 99 85 55 软组织 1 15 45 细胞外液 0.2 0.1 1 总量[克(mol)] 1000(25) 600(19.4) 25(1.0) 表13-2 血浆中钙、磷、镁的存在形式 存在形式 占总量的百分比 钙 磷 镁 游离（离子化） 50 55 55 蛋白结合 40 10 30 复合物 10 35 15 总浓度（mg/dL） 8.6～10.3 2.5～4.5 1.7～2.4 (mmol/L) 2.15～2.57 0.81～1.45 0.70～0.99 一、钙和磷的生理功能 （一）钙的生理功能 人体内的钙包括细胞内钙和细胞外钙，而骨骼是细胞内、外钙的最大储备库。 1．细胞内钙 细胞质内的钙浓度约10-6 mol/L～10-7mol/L，仅为细胞外液的1/1000。细胞内钙的功能包括： （1）触发肌肉兴奋-收缩耦联。 （2）作用于质膜，影响膜通透性及膜的转运。 （3）Ca2+作为细胞内第二信使，广泛参与胞内多种信号转导。 （4）Ca2+是许多酶（脂肪酶、ATP酶、腺苷酸环化酶）的辅因子。 （5）Ca2+能抑制维生素D3-1-羟化酶的活性，参与自身及磷代谢的调节。 （6）细胞内钙结合蛋白—钙调蛋白是重要的酶调节物质。 2．细胞外钙 细胞外钙指存在于血浆等细胞外液中的钙，亦具有许多重要功能： （1）稳定神经细胞膜影响其应激性。血浆游离钙浓度的降低会增加神经肌肉的应激性，发生手足搐搦，游离钙浓度增高将降低其应激性。 （2）血浆Ca2+即凝血因子Ⅳ，参与凝血过程。 （3）细胞外钙是细胞内钙的来源，它为骨的矿化、凝血以及膜电位维持提供钙离子。 血浆钙约一半与蛋白主要是清蛋白结合。这种结合受pH的影响，酸中毒时清蛋白的氨基酸链带更多的正电荷，结合钙减少, 游离钙增多。而碱中毒则产生相反影响。 （二）磷的生理功能 体内磷亦包括细胞内磷和细胞外磷，骨骼是细胞内、外磷的储备库。 1．细胞内磷酸盐 细胞内磷酸盐参与多种细胞内的代谢过程，包括： （1）三磷酸腺苷(ATP)中的高能磷酸盐，作为能源维持着细胞的各种生理功能，如肌肉的收缩、生物膜上的各种主动转运系统等。 （2）磷酸盐是各种腺嘌呤、鸟嘌呤核苷以及核苷酸辅酶类（如NAD+、NADP+、FMN、FAD、CoA等）和其他含磷酸根的辅酶（如TPP、磷酸吡多醛等）的组成成分。 （3）磷脂在构成生物膜结构、维持膜功能以及代谢调控上均发挥重要作用。 （4）细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应，如磷酸基转移反应、加磷酸分解反应等。 2、细胞外磷酸盐功能 血浆中磷酸盐是以磷酸氢盐和磷酸二氢盐两种形式存在，这两种形式统称无机磷，正常成人血浆无机磷含量为0.81 ～mmol/L。细胞外磷酸盐主要功能为： （1）血中磷酸盐（HP42-/H2PO4-）是血液缓冲体系的重要组成。 （2）细胞外磷酸盐为细胞内以及骨矿化所需磷酸盐的来源。 血钙与血磷之间有一定的浓度关系，正常人钙、磷浓度（mg/dl）的乘积在36～40之间。 二、钙和磷的代谢 正常成人钙日摄入量在0.6～g之间。钙主要在活性维生素D3调节下，在十二指肠主动吸收。肠道pH明显影响钙的吸收，偏碱时可以促进不吸收的Ca3(PO4)2生成，减少钙吸收。乳酸、氨基酸及胃酸等酸性物质有利于可吸收的Ca(H2PO4)2的形成，因此能促进钙的吸收。食物中草酸和植酸可与钙形成不溶性盐，影响钙的吸收。食物中钙磷比例对吸收也有一定影响，Ca∶P＝2∶1时吸收最佳。 钙通过肠道及肾排泄。尿钙的排出量受血钙浓度直接影响，血钙低于2.4 mmol/L时，尿中无钙排出。 成人每日进食磷约1.0 ～g，以有机磷酸酯和磷脂为主，在肠管内磷酸酶的作用下分解为无机磷酸盐。磷在空肠吸收最快，吸收率达70%，低磷膳食时甚至可达90%。由于磷的吸收不良而引起的磷缺乏较为少见，但长期口服氢氧化铝凝胶以及食物中钙、镁、铁离子过多，均可由于形成不溶性磷酸盐而影响磷的吸收。 肾是排泄磷的主要器官。 三、钙和磷及骨代谢的激素调节 甲状旁腺激素（PTH）、1,25(OH)2D3、1,25(OH)2D2以及降钙素是钙、磷及骨代谢的主要调节激素。 （一）甲状旁腺激素 甲状旁腺激素（p