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微量元素与骨质疏松症紧密关系

来自:微量元素分析仪

【标    题】:

微量元素与骨质疏松症紧密关系


【作者单位】:

山东济宁东盛电子仪器有限公司


【内容摘要】:【摘要】 目的 探讨微量元素与骨质疏松的关系。方法 查阅国内外的有关文献资料,并结合自己的科研体会进行分析综述。结果 微量元素Zn、Sr、F、Cu、B、Mn、Pb、Al、Cd等在骨骼的新陈代谢和骨转换中有重要的功能性地位,能通过直接或间接的方式作用于骨细胞或骨矿化而影响骨构成和骨吸收。结论 微量元素在骨质疏松的病理、诊断和治疗中起着重要的作用。 关键词 微量元素 骨质疏松原发性骨质疏松症是以骨量减少、骨的微观结构退化为特征的,致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病 [1] 。众所周知,骨质疏松与某些矿物质摄取不足、过量或不平衡有关。研究表明,骨骼的正常代谢涉及到多种微量元素,它们 [更多详细]

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【摘要】 目的 探讨微量元素与骨质疏松的关系。方法 查阅国内外的有关文献资料,并结合自己的科研体会进行分析综述。结果 微量元素Zn、Sr、F、Cu、B、Mn、Pb、Al、Cd等在骨骼的新陈代谢和骨转换中有重要的功能性地位,能通过直接或间接的方式作用于骨细胞或骨矿化而影响骨构成和骨吸收。结论 微量元素在骨质疏松的病理、诊断和治疗中起着重要的作用。

关键词 微量元素 骨质疏松

原发性骨质疏松症是以骨量减少、骨的微观结构退化为特征的,致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病 [1] 。众所周知,骨质疏松与某些矿物质摄取不足、过量或不平衡有关。研究表明,骨骼的正常代谢涉及到多种微量元素,它们或是骨骼生长发育所必需的,或是与骨营养素相互作用,因此微量元素在骨质疏松的病理、诊断和治疗中也有很重要的作用,本文就此综述如下。

1 锌(Zn)

Zn在骨的生成和代谢中起着很重要的作用。Zn的主要生理功能是参与许多金属酶的构成,是金属酶的辅助因子。骨中Zn的含量分布与钙化部位的分布非常类似,骨愈 合的部位Zn摄取增加。有人发现:骨结构脆弱与骨Zn含量低下有关,全身骨矿含量与尿Zn排泄量呈负相关。骨质疏松时体内Zn代谢发生很大变化,许多人发现骨质疏松患者尿Zn排泄量增加,Relea [2] 等人报道绝经后骨质疏松患者尿Zn排泄量显著增加。Zn对骨的代谢的影响可能是通过以下方式发挥作用的:(1)参与骨盐的形成,与氟组成锌氟复合体,促进膦灰石结晶化。(2)影响1,25-二羟维生素D 3 和降钙素水平。(3)影响骨代谢酶,即碱性磷酸酶、胶原酶及硫酸酰酶 [3] 。基于Zn在骨的代谢中的作用,Herzberg等人提出高尿Zn可作为骨质疏松生物化学标记物。在对140名妇女所作的研究中,Herzberg [4] 等人发现尿Zn排泄量与年龄有关,老年妇女的尿Zn排泄量比年轻者高,而且尿Zn增高的程度与骨质疏松的严重性有关。尿Zn也反映骨吸收状况。Relea等人观察到绝经后骨质疏松患者抗酒石酸性磷酸酶(TRAP)含量与尿Zn量显著相关,全身骨矿物质量也与尿Zn量显著相关,而健康的绝经后妇女无此关联。TRAP对破骨细胞活性有高度特异性。这些研究表明骨质疏松患者尿Zn增高与骨吸收增加引起的骨Zn动员有关。Zn是成骨细胞分化标志性酶-碱性磷酸酶的辅基,补Zn增加ALP活性 [5] 。Zn缺乏和妇女绝经后骨质疏松症的发生密切相关。体内、体外研究表明补充Zn元素能改善骨质代谢。对绝经后骨质疏松症患者补充雌激素,能减少尿Zn排出,并且排出量和骨密度呈明显的负相关。Yamˉaguchim [6] 报道Zn在体外和异黄酮有协同作用。郑高利 [7] 等发现去卵巢大鼠胫骨Zn元素水平下降20%左右,异黄酮治疗使其基本恢复到正常水平。

2 锶(Sr)

Sr是骨骼的重要组成部分,它能促进骨骼的发育和类骨质的形成,并有调节钙代谢的作用。早在1940年 89 Sr曾用于治疗前列腺转移癌的骨痛, 89 Sr、 85 Sr及 88 Sr也被用于钙代谢的标记物。Sr对骨的作用为双重作用,低剂量的Sr能刺激新骨形成,高剂量的Sr能引起骨矿化低下 [8] 。Moroˉhashi [9] 等研究发现:Sr可预防雌激素缺乏引起的骨代谢变化。钱家芳等发现:骨折愈合过程需要补充Sr。由于Sr具有钙类似的化学性质,在肠道钙吸收和钙运输的研究中,Sr已被用于钙的标记物。Sr是测定新骨形成的良好标记物。Rokita [10] 等研究表明,存在骨再建的部位,Sr的含量最高。鉴于Sr在骨代谢中的作用,目前Sr已被应用于骨质疏松症的治疗中,Sr已列为骨质疏松的三大新治疗措施之一。德国Laves公司已生产出适用于骨质疏松、骨折和骨痂形成障碍症的含Sr药物—Stronticol。法国药业也生产出一种新的Sr盐。

3 氟(F)F是人体必不可少的微量元素之一。机体正常的钙、磷代谢离不开适量的F。在一定的pH条件下,F有助于钙和磷形成羟磷灰石,促进成骨过程。羟磷灰石中的羟基可被F取代形成氟磷灰石,不易被破骨细胞溶解吸收。体外实验证实 [8] ,F直接刺激成骨细胞的增殖,增加胶原的产生、钙的沉积和碱性磷酸酶的活性。F对骨的作用具有双重作用,适量的F有利于骨钙化,增加骨强度,从而降低骨折的危险性;过量的F则影响钙化,类骨质增多,骨质变得松脆。F已作为一种价格低廉,副作用相对较小的骨密度增强剂,许多研究一致表明,F治疗可明显增加骨质疏松患者的长轴骨骨密度,而且骨密度随治疗时间呈进展性增加。F治疗能显著降低骨折的发生率。Riggs等人发现,F、钙联合治疗可使椎骨骨折的发生率比钙治疗降低30%,F、钙和雌激素联合治疗的骨折发生率仅是钙治疗组的1/7。F治疗骨质疏松的共同副作用包括:胃肠道刺激、周围关节疼痛、缺钙和应急性骨折。这些副作用的发生与不适合的剂型和非最佳化治疗有关,缓释型F剂有助于减少副作用的发生。

4 铜(Cu)

Cu是许多氧化酶的组成成分,如单胺氧化酶、赖氨酸氧化酶、细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等。Cu缺乏对骨代谢的影响研究报道结果不尽相同。缺Cu可引起胶原和弹性蛋白合成障碍,造成结缔组织缺陷及动脉和骨骼病 变 [11] 。孙承琳 [12]等研究发现:骨质疏松症大鼠骨中Cu的含量显著降低。在骨质疏松患者中,可见血清尿Cu排泄量显著增加。Strain等人研究表明绝经后妇女雌激素水平降低影响血浆铜蓝蛋白水平,长期使用糖皮质激素治疗导致体内Cu水平降低。雷艳霞 [13] 等通过用原子吸收法对比测定维甲酸所致骨质疏松模型大鼠血中Cu的变化,发现骨质疏松大鼠Cu含量显著增高,而用雌激素治疗后血Cu仍处于较高水平。张矢远 [14] 等报道过量Cu干扰骨代谢,给培养的鸡胚股骨加入≥2.5μmol/L Cu,可抑制胶原的合成,导致骨干和骨骼的胶原减少。关于Cu在骨质疏松中的作用还有待进一步研究。

5 硼(B)

B对维持骨正常代谢方面有重要作用。研究表明补充B可显著降低尿钙排泄、提高血清17β-雌二醇浓度和血清钙浓度。补充B还可明显降低血清降钙素和血清骨钙素水平。有研究表明:补B可使男性和未治疗的绝经妇女血清降钙素和骨钙素接近用雌激素治疗的绝经妇女水平,提示B有雌激素类似作用。动物实验观察到B缺乏可减少鸡软骨蛋白的多糖和胶原蛋白的合成 [6] ;骨关节病患儿关节液中B的含量降低,补充B后关节症状明显减轻;大骨节病患儿B含量也低 [15] 。雷艳霞 [13] 等观察维甲酸所致大鼠骨质疏松模型血清B含量明显低于正常对照,并用含B中药双骨胶囊治疗效果较好。现有研究发现使维生素D 2 、D 3 转变成相应1,25-二羟基衍生物和胆固醇转变成雌二醇所需的羟化酶严格的依赖B酸盐离子,所以B可能是绝经后妇女骨质疏松的保护因子。

6 锰(Mn)

Mn是许多酶的组成部分或是活化中心。Mn参与软骨和骨骼形成所需的糖蛋白的合成,在粘多糖的合成中需要Mn激活葡糖基转移酶。硫酸软骨素就是对于软骨和骨骼发育重要的粘多糖。缺Mn时出现骨端软骨的骨化异常、生长发育障碍。孙承琳 [12] 等观察骨质疏松大鼠模型血清Mn含量变化发现Mn含量降低。郑高利 [7] 等人用葛根异黄酮抑制去卵巢大鼠胫骨骨矿和微量元素丢失发现骨骼中镁和Mn含量降低,经异黄酮治疗后恢复到接近正常水平。刘传勇 [16] 等对老年骨质疏松症患者BMD与血清微量元素研究表明:Mn、Zn的缺乏也可能是老年骨质疏松症发生、发展的一个间接因素。

7 铅(Pb)

骨是Pb的主要蓄积部位,由于骨是Pb毒作用的靶组织,因而Pb被认为是骨质疏松的潜在危险因素。Pb与骨质疏松可能机制是:改变峰值骨密度、改变老年人的骨吸收率、改变骨节构的完整性 [17] 。大量体内和体外实验表明Pb对骨细胞功能有复杂的影响。Pb可以改变血调钙激素的水平,主要是1,25-VitD、甲状旁腺激素(PTH),而间接影响骨细胞的分化和功能;Pb可以干扰激素对骨细胞的调控过程,如通过干扰钙调控及其它信号传导系统,影响骨基质蛋白的合成,直接影响细胞的功能;Pb对BGP的抑制,使羟基磷灰石结晶核心的形成受阻,加快生长软骨的矿化速率,骨钙化程度上升,骨形成的速率下降;Pb还可通过化学阻碍有关的酶,改变细胞的能量代谢,而直接干扰细胞的功能。

8 铝(Al)

人体的Al,95%结合在血浆中,随后蓄积于骨、肝、脾、脑等器官,受累最严重的是骨。进入骨中的Al沉积于骨基质中,蓄积于矿化骨表面,且存在于成骨细胞的线粒体中,使成骨细胞合成胶原及骨样组织形成减少。Al通过多种可能的途径影响骨代谢。Al可能通过骨细胞影响钙、磷转运,而通过抑制类骨质矿化而对骨直接作用;也可直接影响成骨细胞的数量和功能 [17] 。Al可在成骨细胞囊泡内沉积,从而影响细胞内代谢,已发现来源于成骨细胞碱性磷酸酶活性与胎儿骨培养中的Al浓度成强相关。刘传勇 [16] 等对老年骨质疏松症患者血清微量元素水平及与骨密度的相关研究表

来源:微量元素分析仪

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