人体骨骼的化学成分是：有机物(约占三分之一)、矿物质(约占三分之二)和水。有机物包括骨蛋白、胶原纤维、酶类、硫酸软骨素等，它们促进骨骼生长、修复骨组织、供给骨营养、连接和支持骨细胞以及参与骨骼的新陈代谢。矿物质以钙离子含量最多，磷次之，钙和磷以结晶方式排列成行，使骨骼具有一定的强度和韧性，起到支架的作用。水分是骨组织生长、发育、代谢的介质。人体骨骼的结构与其他结缔组织基本相似，也由细胞、纤维和基质构成，骨组织即为骨纤维和相关的骨细胞(成骨细胞、破骨细胞、骨细胞)构成。其中成骨细胞来源于间叶细胞，产生骨的有机成分;成骨细胞不断矿化形成骨细胞，骨细胞产生骨的无机成份(矿物质);破骨细胞来源于造血系统，作用于骨吸收。骨细胞与骨细胞间称骨基质。骨组织的结构呈板层状，骨细胞散在骨板内或骨板间。

骨质疏松症( osteopero sis, OP)，是一种全身骨代谢障碍的疾病。其实质为骨组织结构受损，骨矿成份比例减少从而导致骨脆性增加、骨强度降低、骨折风险增高。骨质疏松症早期没有明显的症状，往往由于疼痛(腰背部常见)或骨折就诊时才发现患有骨质疏松症，此时骨质疏松症已很严重。因此，骨质疏松症应早发现、早预防、早诊断、早治疗。

骨质疏松症分原发性、继发性和特发性骨质疏松症。

●原发性骨质疏松症：

随着年龄的增长而发生的一种退行性病变，占90% ,又分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型: 绝经后妇女由于雌激素水平下降, 骨形成虽快, 但破骨更快,属高转换型;Ⅱ型: 老年人骨形成渐趋缓慢，但骨量丢失也缓慢, 属低转换型。绝经的妇女大约历时5～10年以后, 伴着年龄递增也进入老年性骨质疏松症。

●继发性骨质疏松症：

由其他疾病或药物等因素所诱发的骨质疏松症。如：柯兴综合征、 、性功能减退、甲状腺功能亢进、肾性骨病、长期应用肾上腺皮质激素、肝素、抗癫痫药物以及酒精中毒、风湿病、类风湿病、太空失重状态等。

●特发性骨质疏松症：

极少见，常伴有遗传病史。有专家认为女性哺乳和妊娠期所致的骨质疏松症也归此类。

骨组织与全身其他组织和器官一样，同样存在着生长、发育、衰老、病损等生命现象。骨转换的基本过程就是去除旧骨，形成新骨，最后表现为骨的重建。在骨的重建过程中，每天都有一定量的骨组织被吸收，又有相当数量的骨组织合成。

骨吸收就是清除旧骨(溶骨)，即在破骨细胞的作用下，将人体骨骼中多余的、有害的、破损的、被细菌病毒感染的骨组织进行清除。破骨细胞通过分泌多种酶、释放酸性物质，将硬骨分解成液态，然后被破骨细胞吸收，排出体外。如果不能及时形成新骨填补，就会逐渐形成空洞，发生骨质疏松和相关骨病。因此，破骨细胞被称为人体骨骼的“清洁工”。

骨重建也叫骨形成和骨生长，就是在被清除的骨组织部位重新生长新骨，即把破骨细胞工作清理留下的空洞进行“修补”、“填平”，恢复其原样，保持骨的健康和生理功能。因此成骨细胞被称为人体骨骼的“建筑工”。

由成骨细胞和破骨细胞参与的骨形成与骨吸收贯穿整个生命始终，两者应保持动态的平衡，即骨的清除与修补平衡。成骨细胞把破骨细胞清理留下的凹陷和空洞刚好“修补填平”，成骨量等于吸收量，即为骨平衡。若“修补填充”凹陷空洞的成骨量少于吸收量，为负平衡。随着年龄的不断增长，老化、衰退的旧骨组织被破骨细胞吸收清除的速度越来越快，新的空洞形成更多更大,这便发生骨质疏松、关节炎等退行性骨病。若“修补填充”凹陷空洞的成骨量多于吸收量，为正平衡，这一现象只出现于青少年生长期。完成一个骨重建过程，一般需要3个月左右，老年人相对长些则需要4个月左右。

在转换过程中产生的代谢物即骨代谢标志物也称为骨转换标志物，标志物分为两类：直接标志物和间接标志物。

●直接标志物 ：

1.形成标志物：代表成骨细胞活动及骨形成 时的代谢产物如：骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白等。

2.吸收标志物：代表破骨细胞活动及骨吸收 时的代谢产物，尤其是骨基质的降解产物如：β胶原降解产物等。

●间接标志物：

一些激素、细胞、体液因子等物质(如：PTH、降钙素、Vit-D)，影响骨的重建过程，通过促进或抑制成骨细胞和破骨细胞的发育来提高或抑制其活性对骨转换起加速或抑制作用。

人在不同的年龄阶段或疾病状态，血液中骨代谢标志物的水平会发生不同程度的变化。通过检测血液中骨代谢标志物浓度能够间接反映:骨代谢变化速率、破骨和成骨细胞功能、骨转换的频率和速率。

骨代谢标志物6项包括：N-MID、P1NP、β-CTX、PTH、CT和Vit D;即：骨钙素、总I型胶原氨基端延长肽、β胶原降解产物、甲状旁腺素、降钙素和25-羟基维生素D3、。目前除β胶原降解产物(β-CTX)为自费项目，其他5项全部纳入医保。

1．人N中段骨钙素（N-MID）

骨钙素是骨骼中含量最大的非胶原蛋白，是反映成骨细胞活性最为敏感、特异的指标。它由成骨细胞合成后，一部分被吸收进入骨基质，另一部分被释放进入外周血。完整的骨钙素在血中极不稳定，羧基端43-44间氨基酸被蛋白酶水解，裂解下来的N-MID在血液中稳定存在。N-MID在血清(血浆)中的含量与骨转换率有关，并随年龄的变化以及骨更新率的变化而不同。骨更新率越快，骨钙素值越高，反之降低。通过血清中N-MID的测定可以了解成骨细胞的活动状态。是诊断骨质疏松综合征、佝偻病、代谢性骨病、甲状腺功能亢进或减退症等疾病的参考指标，也可作为老年骨代谢的重要指标之一。

有研究表明：原发性骨质疏松症患者的N-MID水平,其中女性患者(年龄42～ 84岁)N-MID水平增高，这主要与雌激素不足有关 ;男性患者(年龄54～88岁)N-MID水平增高主要与年龄变化有关。绝经后骨质疏松症是高转换型的，所以骨钙素明显升高;老年性骨质疏松症是低转换型的，因而骨钙素升高不明显。故可根据骨钙素的变化幅度鉴别骨质疏松是高转换型的还是低转换型的。另外, 监测N-MID浓度的高低，可用于评价绝经后骨质疏松患者对抗骨吸收药物治疗的反应。研究显示, 绝经后骨质疏松的妇女予以激素补充后N-MID浓度明显降低, 而且早期N-MID浓度的下降提示后期骨密度(BMD)将增加。

●甲亢患者可常伴有代谢性骨病，甲状腺激素能促进骨细胞合成骨基质蛋白,加速骨转换，N-MID水平与正常人相比明显升高。

● 患者可因胰岛素分泌不足及内分泌混乱而引致钙磷吸收障碍, 继而可刺激甲状旁腺素( PTH)分泌,PTH作用于骨,使骨的更新率和转换率增高。

●肾性骨病又称肾性骨营养不良(或称尿毒症性骨病) ,是慢性肾衰常见的并发症,有报道称尿毒症患者几乎100% 存在不同程度骨骼损害。慢性肾衰、肾实质破坏、肾单位减少使1,25( O H) 2 D3 的生成及活性下降,致使钙、磷代谢异常,发生高血磷、低血钙和继发性甲状旁腺机能亢进,甲状旁腺素( PTH)水平增高可刺激破骨细胞与成骨细胞的产生、分化和成熟,使两者活性增强,从而使骨重建过程的吸收和形成两种功能均亢进,造成骨的高转换性损害。

目前血清(血浆)中骨钙素(N-MID)已被视为骨形成标志物，适用于抗骨重吸收治疗(如骨质疏松症和高钙血症)的疗效评估。

2．总I型胶原氨基端延长肽（TP1NP）

骨基质为骨组织的结构基础，其化学成分包括有机成分和无机成分。有机成分包括大量的骨胶纤维，骨胶纤维占有机质的90%，主要由Ⅰ型胶原蛋白组成。成骨细胞先合成Ⅰ型前胶原继而再形成I型胶原。Ⅰ型前胶原在其氨基端(N)和羧基端(C)存在延伸肽链，这些延伸肽链(前肽)在前胶原转化为胶原的过程中将被特异性的蛋白酶切割，当成熟的胶原形成后便沉积在骨基质中。P1NP是氨基端延长肽，为三聚体形式，进入血液后很快会在热降解作用下成为单体，我们检测的是血液中所有的P1NP形式，因此称为总I型胶原氨基端延长肽(TP1NP)。

检测TP1NP可直接反映成骨细胞合成骨胶原的速率，也是一项骨形成标志物，可监测成骨细胞活力和骨形成情况，对骨病患者医治的疗效评估很有价值。

3．β胶原降解产物（β-CTx）

I型胶原在骨中合成的同时也被分解成碎片释放入血，重要的 I型胶原分解片段是C端肽链(CTx)，在骨成熟过程中，CTx的α-天冬氨酸转变成β型(β-CTx)，所以CTx又称β-Crosslaps，当破骨细胞活性增强时骨胶原溶解释放I型胶原蛋白，再分解为CTx和NTx，此时均可在血中、尿中检测到。CTx是作为骨吸收的指标，可了解骨转换的程度。对于监测骨质疏松症或其他骨病的抗吸收治疗有重要作用。

4．甲状旁腺素（PTH）

甲状旁腺细胞合成和分泌的一种多肽活性物质，是体内调节血钙、血磷水平的重要激素，它的分泌受血钙浓度的直接控制。具有加强溶骨作用，动员钙进入血液，并加强肾小管对钙的重吸收，使血钙升高，使体液内钙离子浓度保持恒定的作用。PTH增高常见于：甲状旁腺瘤、单纯性甲状腺肿病人、甲旁亢患者;老年骨质疏松症PTH可增高。主要用于高钙血症和低钙血症的鉴别诊断。

5．降钙素（CT）

降钙素是甲状腺的滤泡旁细胞(明亮细胞或C细胞)产生和分泌，主要生理功能是降低血钙、增加骨钙水平、拮抗甲状旁腺素的作用，能抑制破骨细胞，减少骨骼中的钙离子流失到血液中，是骨吸收作用的抑制剂，防止钙应激状态(如妊娠、哺乳、生长)时的骨丢失。雌激素能使CT分泌增加，CT分泌减少是绝经后妇女骨质疏松的重要原因。

现代研究表明，使用降钙素治疗骨质疏松症、畸形性骨炎(Paget骨炎病)，不仅能提高骨的密度，还能改善骨的质量。老年人通过补充降钙素，可以防止“钙搬家”，预防骨质疏松，治疗因骨质疏松引起的腰背酸痛、身高变矮、驼背等。定期检测降钙素(CT)有助于疗效评价及指导临床用药。

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外源性(少部分)来源于富含维生素D2动物性食物，如：鱼、蛋、乳类等。内源性(大部分占90%)自身合成，皮肤微血管中的7-脱氢胆固醇经日光照射可转变为维生素D2。食物中的维生素D2在胆汁的协助下,在小肠内形成乳糜微粒被吸收后进入血液，与内源性维生素D2一起经血浆中维生素D结合蛋白转运至肝脏。在肝内经25-羟化酶的催化作用下氧化成为25-羟基 维生素D(大部分为维生素D3)，此时,虽已具有抗佝偻病活性,但作用不强,再被转运至肾脏后,经1-羟化酶的催化下,进一步被氧化成具有较强抗佝偻病活性的1,25-(OH)2维生素D，最后经血循环输送到相关靶器官而发挥其生理作用。

现已知对人体较为重要的是维生素D2(麦角钙化醇，只能从强化食品或食品补充剂中获取)和维生素D3(胆钙化醇)。25-羟基 维生素D3是人体内维生素D的主要储存形式，应是在血中被检测的代谢物。维生素D是一种激素源，而不是维生素，为类固醇衍生物，脂溶性。所以肥胖的人易维生素D缺乏，患有骨质疏松症。

维生素D的生理功能是：

1)调节体内钙磷代谢，维持血磷和血钙浓度;

2)促进生长和骨骼钙化，促进牙齿健全;

3)促进骨形成，刺激骨吸收，促进钙盐沉着;

4)减少多种骨疾病的发生风险;

5)降低多种慢性疾病患病率，减少多种癌症风险。

检测血液中25-羟基维生素D3，可以：

●权威、详细而精确的监测体内维生素D的状态，以便决定饮食或综合补充，并帮助判断如何进行补钙。

●用于特定的代谢紊乱诊断(骨软化、佝偻病、肌肉病、维生素D过量、中毒等)。

●用于各种病变群的病理生理学的探究和危险评估(如骨质疏松症、跌倒、骨折等)。

●服用维生素D的患者，必须定时进行维生素D水平监测，以随时调整用药，避免维生素D中毒。

总之这6项骨标志物可反映全身性的骨代谢变化，是国际骨质疏松基金会(IOF)推荐使用的监测和随访指标。它们能能反映骨质疏松症患者在3～6个月内的治疗效果和治疗依从性，同时再联合骨密度检测，可作为诊断骨质疏松症的重要指标。