成都华西华科研究所分析磷平衡与QCT骨密度软件体模检测

磷在细胞生理和骨骼矿化中起重要作用。它是核 酸、羟基磷灰石、高能磷酸键、细胞膜磷脂的重要成分，还是许多酶反应和蛍白功能的影响因子，例如糖酵解，以及 通过调节2,3-DPG的合成影响血红蛋白的携氧功能。 事实上，鑄是分布最广泛的组织成分之一。磷平衡失澜 会影响几乎所有的器官组织。体内绝大多数辑存在于骨 (600~700g)，剩下的多存在于软组织（1〇〇〜200g)。细 胞外液磷小于1%。血浆含磷丨2mg/cll，其中8mgM有机磷脂，痕贵的焦磷酸阴离子，剩下的是无机磷酸盐（朽）。 循环中无机磷酸盐以HPO，—和H₂P〇7形式存在。正 常pH时，HP0₄〃和^相对浓度为1:4。磷的重要作用样精细的调节机制维持磷平衡来产 生。这种调节维持血浆和细胞外液磷在一个相对较窄的 范围内。肖肠吸收和肾脏排泄是影响磷平衡的主要机 制。许多激索影响这些过稈，它们还同时影响其他代谢 途径。调节磷平衡的感受器，信使和机制还不太淸楚。 磷平衡的长期变化依赖这些因素.磷浓度的短期改变是 由于磷在细胞内、外和骨之间重新分布。这个重新分布 继发于不同的机制包括：血胰岛素和血糖浓度的升高、循 环儿茶酚胺浓度的升高、呼吸性碱中毐、增加的细胞合成 代谢、加速的骨重塑₃在这些情况下，没有磷缺乏或磷剎 夺而表现为低磷血症。

(一）磷平衡的调节

饮食中的磷很丰富，因此除非在极度营养不良、使用 磷结合剂或继发于肾磷丢失，磷缺乏并不常见。事实上， 磷主要在小肠吸收.调节这一过程的激索在正常磷平衡 中起的作用很小。吸收的磷，通过复杂的调节机制，或者 被肾排泄，或者在增殖细胞中结合成有机形式，或者作为 骨矿盐成分沉积于骨。但吸收的磷最大部分从屎中排 泄。因此，正常情况下，磷平衡主要靠肾小管磷转运机制 来调节。在极度磷剥夺状态下，骨矿盐屮的磷成为磷来 源，来满足组织器官的代谢需要。肠道和肾在磷平衡中 起®要作用。

1.      肠道磷吸收人类每口的磷摄入是最小X要繳 的1.5~3侑。饮食中的磷有无机和有机形式，有机磷除 植酸盐外，要在肠腔降解为无机磷才能被吸收。肠道磷 吸收主要通过两个机制，细胞介导的主动转运机制和细 胞旁机制。主动磷转运笛要磷穿过小肠细胞腔膜，这是 —个维生索D介导以及钠依赖的机制。l，25(OH)₂D, 对此过程的作用由calcitriol诱导的mRNA转录渊节。近 期研究表明，钠依赖的磷联合转运子是-个155ku的Na -P结合蛋白（兔的小肠刷状缘膜），对P有很高的亲和 力。通过这一机制吸收人小肠细胞的磷，可能经严格的 澉管通道由顶侧运至基侧。磷出侧基膜入血是一个被动 过程，顺电化学梯度。虽然这一机制对25(OH),Dj和 l,25(OH)₂D3有反应，但这些激素和这一机制对正常磷 平衡的作用很小。在维生索D缺乏的状态下，P的吸收 分数只减少15%。而且，这…滅少很大一部分是由于钙 吸收的减少导致的磷酸钙的形成产生的游离磷酸盐浓度 减少。绝大部分磯吸收通过被动扩散，因为主动转运的 Km(2 mM)相对较低，迸餐时小肠P浓度超过5 mM, 一旦肠腔磷浓度超过1.8 mM就会出现净磷吸收，空腹 时肠腔磷浓度往往也超过这一浓度。因此主动转运仅在 饮食磷很低这一不常见的情况下表现得敢要，伴有 1，25(OH)₂Dj合成，肠道1,25(OH)₂Dj的增加。不利于 磷被动吸收的因家为：肠腔不可吸收的钙、镁、铝婧酸盐 的形成，以及老化，它可减少磷吸收50%^[22^。

  肾磷排泄肾脏对血淸磷水平和饮食磷摄人立

即作出反应。肾调节由肾小球滤过率和肾小管重吸收率 的平衡决定。血浆磷浓度的90%由肾小球超滤。不能 扩散的磚包括：蛋白结合的磷和血浆中一小部分与钙镁 形成复合物的磷。血淸钙浓度增加，钙-磷-蛋白胶体 复合物增加，血浆磷滤过减至75%。因为血淸磷浓度和 肾小球滤过韦(GFR)的乘积近似于滤过的磷负荷。因此 如果没有相匹配的肾小管审吸收的改变，GFR的改变会 影响磷平衡。

正常情况下，80%〜90%的滤过的磷复合被電吸收， 大部分在肾近斓部分。磷的穿细胞转运是栽体介导的， SI饱和的过程，受最大转运丁„„的限制。丁随饮食磷 的改变而有很大的不同。

磷重吸收的主要位点为近曲小管，60% ~7096的重 吸收发生在这里。延着近曲小竹这种转运蛣不均一的。 在大部分的近曲小管，磷重吸收超过钠和水，在稍远端， 磷重吸收与水钠平行。近直小管東吸收15%〜20%的 磷。没有发现Henle袢的粗和细段有净磷吸收。但是有 一些尚不充分的证据显示远端小管存在磷重吸收机制。 但至今还没有充分证据显示小管有磷排泌。

在磷重吸收的三个位点：近曲小符、近直小铐、和远 端小钾，存在PTH-敏感的腺苷酸环化酶。有证据显示 PTH通过cAMP依赖的机制减少这些位点的磷重吸收。 相反，降钙素敏感的腺苷酸环化酶存在于确质和皮质升 支粗段和远端小管。降钙素抑制近曲小管和近直小管的 磷重吸收，很可能是通过非cAMP依赖的机制，但还不是 很淸楚。降钙素对远端小管的作用还不淸楚，虽然这里 有丰贫的降钙素敏感的腺苷酸环化酶^:MU9]。

3.磷重吸收的机制 P通过单向途径®吸收，继而 冇一个小的从加浆到腔的穿细胞返流。磷通过腔膜进人 小管细胞是通过一个可被饱和的钠依轅的主动转运过 程，类似于肠道中的钠依赖的联合转运。每转运一个磷， 两个钠离子进入近曲小管细胞。因为HPO,转运是电 中性的，h₂po₄-是生电的，磷转运率依赖于腔膜两侧 N，梯度的幅度。而后者又依赖于侧基膜上的NaW ATP酶或钠泵。似乎钠依赖的磷通过腔膜进人小管细 胞是穿细胞转运的限速步猓。这一过程对腔磷有一个低 Km (-0.43M),使得磷转运有很高的效率。通过对不同 物种近曲小筲的研究发现，有两种这样的钠依賴的辑转 运系统：一种是低亲和力高容童，负责绝大部分的磷重吸 收；一种品高亲和力低容M系统，负责剩下的磷转运。相 反，在近直小管，仅有一种髙亲和力的系统。

进人小管细胞的磷，在调控细胞代谢和功能的许多 方面发挥重要作用，并且与细胞内磷快速交换。在这些 情况下，胞浆游离磷浓度维持相对稳定，意味着磷通过刷 状缘膜进入细胞必须与其通过侧基膜出细胞密切耦连。 磷转运出侧基膜是一个被动过程，由离子交换机制造成 的电梯度驱动。在没有磷进人的时候，净磷流出细胞被 抑制。但尽恃存在附属的Na‘相连的主动磷通过侧基膜 流人（V_为腔膜的10%>,如果磷通过刷状缘膜转运减 少，细胞内锖浓度也会紱低。

到目前为止.磷转运子的分子结构不清。但已从许 多物种的肾构建了钠磷联合转运系统（NPT-2)的cD- NA。来自鼠肾的cDNA编码一个465个氨基酸，分子质 最为52ku的蛋白质而且仅存在于肾。但是，这个转运子 确实含有与其他钠依赖的转运系统相一致的成分。很明 M这种蛋白的活性和数量的变化调节刷状缘钠依赖的磷 转运的改变^[20]。

(二）磷重吸收的调节

—些激素和代谢紊乱影响肾磷重吸收。PTH、 PTHyP、降钙索、TGFa,糖皮质激索和磷超负荷抑制肾磷 重吸收。相反，丨GF- 1，胰岛素，甲状腺激索.1,25 (OH)₂D，EGF和磷缺乏刺激肾磷敏吸收。它们调节的机 制不同，但共同的靶点是肾近端小管细胞的上面的高亲 和力钠磷共同转运系统。

对调节磷转运的分子机制的研究大多来自对PTH 对这一生理过程的作用的研究。cAMP-蛋白激鵑A和 磷脂C-蛋白激醃C信号传递途径调节近端小管磷转 运。PTH介导的磷里吸收抑制，在激素浓度低时（1CT⁸ 到通过蛋白激酶C系统，在高浓度时通过蛋白 激醃A。近期研究发现，平状旁腺激索通过渊节NTP-2 蛋白的表达来调节肾钠磷共同转运。甲状旁腺切除小鼠 肾小管NTP-2蛋白表达增加并且PTH治疗后减少。 Northen印迹分析发现NTP-2特异mRNA含量在甲状 旁腺切除后没有改变，但给予PTH后轻度喊少。

PTH是调节肾磷排泄最主要的生理因素，也是血浆 磷浓度的主要影响因索，它影响TmP/GFR。同时许多研 究发现，尿磷排泄和饮食磷吸收之间的平衡，不仅在正常 人可以保持，在甲状旁腺功能亢进和甲状旁腺功能减低 的病人之中也能保持。亊实上，贤小管本身具有根据《 供需调节磷重吸收的能力。快速生长期、妊娠、哺乳期和 饮食受限时，重吸收增加。相反，生长缓慢期、饮食磷过 多、慢性肾功能不全，磷重吸收减少。这个调节主要在近 曲小管，涉及高容馕、低亲和力和低容童、高亲和力钠磷 共同转运系统乂_的明显改变，而不依輳于亲和力的改 变。慢性磷供给的改变引起钠磷共同转运活性、NTP-2 mRNA水平和NTP-2蛋白含量的改变。相反，急性磷 供给的改变引起钠磷共同转运活性和NTP-2蛋白含最 的改变，NTP-2 mRNA水平不变，因此不是依赖于蛋白 合成的增加，可能是已存在的转运子发挥作用^m1。磷转运适应性调节的信号传导途径还不淸楚_c使用 MRI频谱分析研究发现细胞内磷浓度和刷状缘磷转运 之间负相关，提示胞浆礴可能是介导转运调节的重要信 号途径。还有研究提示钠依赖的磷进人细胞在细胞外磷 浓度发生改变触发的磷转运改变中发挥重要作用。最 近，克降出了供平衡调节基因（PEX),细胞内磷浓度发生 变化可能导致PEX产物表达发生变化，从而影响NPT- 2 mRNA和蛋白的合成。

1.低稱血症

(1)低磷血症的原因①尿磷排泄增加；②原发性 甲旁亢；③继发性甲旁亢；④肾小管缺陷；⑤急性肾小讶

坏死的多尿期；⑥梗阻后多尿；⑦肾移植后；⑧细胞外液 容世增加；⑨家族性：X连锁低磷血症、McCune-Albright 综合症

(2)    肖肠磷吸收减少①吸收不良；②营养不良； ③给予磷结合剂；④维生索D代谢异常：维生素D缺 乏——佝偻病，家族性•.维生素抵抗性佝偻病、X连锁低 麻血症。

(3)    其他职因①糖尿病：治疗酮症酸中毒时；②严 重呼吸性碱中毒；③苒养不良恢复期；④戒酒；⑤中毒休 克综合征；⑥白血病、淋巴瘤；⑦严1烧伤。

成人血淸无机磷（Pi)浓度为2.5〜4. 5mg/dl或 0.75~1.45〇1111〇丨/1。儿宽不髙于1.941«〇1〇1/1。

低磷血症不意味者体内磷缺乏，因为细胞外磷仅占 体内Pi的1%。严重Pi缺乏时血淸Pi可正常甚至升高。 轻度低磷血症指血淸Pi浓度2.5到lmg/d丨，没冇明显症 状，体征。严重低磷血症指血淸磷低于丨.Omg/dl,常有明 M症状，体征及需要治疗。低供血症最常见于酗洒病人。 低磷血症和体内磷缺乏常因：肠Pi吸收减少，尿Pi排泄 增加，细胞外Pi进人细胞内引起。常见疾病有：

原发性甲旁亢：肾磷重吸收减少，尿磷排泄增加。

锊功能正常的继发性甲旁亢：见于肖肠异常导致钙 吸收不良，这种病人血钙，磷降低。胃肠疾病也可导致磷 吸收不良，低磷血症。前类病人有与低磷血症不成比例 的尿磷丟失。不同于以磷吸收不良为主而无继发性甲旁 亢的病人。

肾小管缺陷：Fanconi综合征，病人尿磷，氨某酸，尿 酸和葡萄糖棑泄增加，导致低尿酸血症，低磷血症。肾小 管单独磷转运受损：果糖不耐受，为常染色体隐性遗传缺 陷；移椬后获得性肾小管缺陷。维生索D缺乏性佝偻病和软骨病X-连锁低磷血症佝偻病：以低磷血症，肾小管重吸 收磷减少，3肠道钙磷吸收喊少，不同程度的佝偻病，软 骨病为特征。

维生素D依赖性佝偻病：以隐性遗传，低磷、钙血症， 血AKP升高，严重骨病为特征。1型肾la羟化酶缺陷， 仅对极大剂量维生素以和Dj有反应，2型由于维生索 D受体异常靶器官对l,25(OH)₂D₃抵抗，血浆1,25 (OH)₂认升高，需大剂量l,25(OH)₂D,治疗。

肿瘤性软骨病：低磷血症伴恶性肿瘤，肾磷排泄增 加，l,25(OH)₂D,降低。

酗酒和戒酒：酗酒者磷摄人降低，使用解酸药以及呕 吐，以及可逆性的肾排磷域降低。乙醉增加尿磷排泄，酒 精性酮症酸中毒时尿磷明显增加，长期酗洒产生镁缺乏， 低镁血症，反过来增加尿磷，导致磷缺乏。

檐尿病：髙血糖，多床，酸中毐时尿磷排泄增加，酮症 酸中毒时，细胞内有机成分分解，放出大童磷到血浆，很 快从尿丢失。这一过程，伴随继发于糖尿、酮尿、多尿的 港透性尿磷排泄，导致磷大量丢失和缺乏。酮炷时，虽然 大敢尿磷丢失，m因为持续大撤的磷从细胞转移到血浆， 血浆磷通常正常或轻度升高。酮症酸中毒纠正后，血淸

和尿磷迅速降低。虽然治疗中出现低磷血症，但过去血 糖控制好的病人在这几天的病程中不会出现严重磷缺 乏。此类病人血淸磷很少低于l.〇mg/dl。’给予含磷盐不 改#葡萄糖利用，也不减少胰岛素需要量或酮症酸中毒 恢复时间。血淸磷浓度小于l.〇mg/d丨时，需要给予磷治 疗^|25】。

呼吸件碱中毒：长时间的严重过度換气可能会使血 淸磷降至l.Omg/dl以下。这在戒洒者很重要，因其常伴 随过度换气。注射碳酸氢钠导致相似程度的碱中毒仅轻 度压低磷浓度。呼吸和代谢性碱中毒联合作用导致的低 磷血症很严重。严重烧伤的病人低磷血症很严重。通常 于烧伤后数日内发生，尿磷不能检出。

严重低磷血症，会引起临床症状。低钾、低镁、酸中 奄、甲低、X-连锁低磯血症佝偻病，甲旁亢和恶性肿瘤 导致的A钙血症，会导致小筲处理磷异常，产生严重低磷 血症。严重烧伤的恢复阶段，低磷血症会继发于大最利 尿引起的磷酸盐尿，肾移梢小管缺陷会引起严重磷酸盐 尿和低磷血症。白血病，当白细胞总数超过100000,产 生严重低磷血症，可能是由于快速增殖的细胞有过度的 磷摄取^[24]。

显著低磷血症的临床、生化表现心血管和骨骼肌：心输出最减少、肌无力、跨膜静息 电位减少、横纹肌溶解

糖代谢：高胰岛索血症、糖代谢减低血液学改变：红细胞：ATP含量减少、2,3-DPG减 少、P50减少、氧亲和力增加、寿命减少、溶血、球形红细 胞增多症

白细胞：吞咮作用减低、趋向性减低、杀菌活性减低

血小板：血块回缩受损、血小板滅少、ATP含最减 少、巨核细胞增多症、寿命滅少

神经系统表现：厌食、过敏、神志不淸、感觉异常、构 语障碍、共济失调、癱痫、昏迷

骨骼异常：枒痛、射线可透过区（X线）、假性骨折、佝 偻病/软骨病

生化和背表现•.低PTH水平、l,25(OH)₂Di增加、高 尿钙、低镁血症、ft尿镁、低尿磷、肾小球滤过率滅低、对 小苏打Tm减低、肾葡韵糖异生作用减低、可滴定酸排泄 减低、肌酸磷酸激醻增加、醛缩鷗增加

2.高磷血症高磷血症的原因：

(1)    肾礴排泄减少肾功能不全（急性/慢性），甲旁 «，假性甲旁减，肢端肥大症，二磷酸盐，肿瘤性骨溶解， 儿童

(2)    磷进入细胞外液增加静脉、口服或直肠给予 磷酸盐，细胞内外移动，分解代谢状态，感染，重症肝炎， 极高热，挤压伤，非创伤性横纹肌溶解，细胞毒性治疗，溶 血性贫血，急性白血病，代谢性酸中毒，呼吸性酸中毒，假 象：标本溶血。

在肾性肾功能不全的早中期，残余肾单位小管磷转 运进行性减少导致Pi排泄增加使得磷平衡尚能维持，以 及正常的肾磷淸除，Pi的排泄分数可达滤过磷负荷的60%至90%。但当残余肾单位极度减少时（肾小球滤过 率通常〈20mL/min >，而磷摄人仍维持正常时，肾小管重 吸收减少不能维持磷平衡，发生高磷血症。

假性甲旁减或肿瘤性钙质沉者中无肾功不全，肾磷 排泄障碍是主要顷因。后者常发生于年靑黑人男性，肾 小管重吸收钙、磷增加，以及对PTH反应正常。甲旁减 和血生长激素升高时有继发小管功能缺陷。儿童血磷常 离于成人。二磷酸盐常导致高磷血症，机制不淸，可能涉 及细胞磷重分布以及肾排泄减少。

礴摄人过多也可导致高磷血症。治疗磷缺乏或高钙 血症时，静脉给予l~2g磷可导致高磷血症，特别是在有 潜在肾功能不全的病人中。给予药理剂量的维生索D和 它的代谢产物，也可导致高磺血症，因其抑制PTH，以及 高钙血症会导致肾功能受损。分解代谢状态或组织损伤 (例如：感染、重症肝炎、极高热、急性白血病和淋巴瘤的 细胞毒治疗〉，常伴有低钙、高尿酸、商钾和肾功能不全。铕尿病酮症酸屮毐病人，虽然体内磷缺乏，但常有高 磷血症，胰岛素、补液、纠酸治疗常伴磷向细胞内移动而 发生低磚血症。在乳酸酸中毐时，组织缺氧常伴随ATP 降解为AMP和P丨，导致高磷血症。血标本溶血也会导致 高磷血症的假象^[251。

高磷血症的短期效应会导致低钙血症和手足搐搦。 长期效应会导致软ffl织钙化和继发性甲旁亢，主要发生 于锊功能不全和肾磷排泄降低的病人。治疗以纠正原发 病因和减少磷摄人为主。成都华西华科研究所分析研发定量CT QCT骨密度体模软件分析系统  
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