第10章 钙、磷、镁和微量元素检验

1第十三章钙、磷、镁和微量元素检验2钙、磷、镁钙、磷在体内的含量仅次于氧、碳、氢、氮而居第五、六位，镁含量约居第十一位。微量元素（traceelements）指含量占体重0.01%(g/g)以下、每天需要量在100mg以下的元素。3本章内容概要：第一节钙、磷代谢及其平衡紊乱第二节镁代谢及其平衡紊乱第三节微量元素与疾病第四节钙、磷、镁和微量元素铁、铜、锌的测定4本章教学要求：掌握钙、磷测定的推荐方法。熟悉血清铁及总铁结合力的测定方法。了解镁、铜、锌的测定种类，钙、磷、镁代谢及其平衡紊乱，微量元素与疾病的关系。5第一节钙、磷代谢及其平衡紊乱钙的代谢磷的代谢钙、磷代谢的调节6人体内钙、磷的分布分布钙%(g/g)磷%(g/g)骨和齿99%85%软组织1%15%细胞外液＜0.2%＜0.1%总量[g（mol）]1000(25)600(19.4)7一、钙的代谢（一）钙的生理功能总钙细胞内钙细胞外钙储存钙线粒体、肌浆网和内质网（90%）结合钙、离子钙细胞胞浆血钙离子钙（50%）结合钙柠檬酸结合钙(10%)蛋白结合钙(40%)可扩散钙非扩散钙钙与血钙：其他体液蛋白结合钙蛋白质+Ca2+[H+][HCO3-]8许多酶的激活剂剂或抑制剂钙调蛋白(Calmodulin，CaM)的别构激活剂参与血液凝固过程参与成骨作用增强心肌收缩，降低神经肌肉兴奋性生理功能9（二）钙的吸收和排泄部位：在pH较低的小肠上段进行的，以十二指肠上部吸收能力最强。•活性维生素D•年龄•钙盐在肠道的溶解状态•乳糖、乳酸和一些氨基酸•食物中的植酸、草酸•食物中钙磷比例吸收：影响食物中钙吸收的因素：10排泄：肠道：食物中未吸收的钙和肠道分泌的钙，占人体每日摄入钙总量的80%。肾脏：经肾排泄的钙占体内总排钙量的20%，但尿中钙的排泄量随血液中钙浓度的变化而增减，在调节体内钙平衡方面发挥主要作用。途经11二、磷的代谢（一）磷的生理功能总磷细胞内磷磷酸盐形式与有机物结合有机磷磷脂无机磷（主要）磷酸氢盐和磷酸二氢盐细胞外磷血磷12生理功能：主要以磷酸盐形式参与多种代谢活动维持膜功能；参与遗传信息的复制与表达；参与糖、脂类、蛋白质代谢的磷酸化和脱磷酸化及氧化磷酸化作用在物质代谢、能量代谢和代谢调控中发挥作用构成血液的缓冲体系（HPO42－/H2PO4－）是细胞内及骨矿化所需磷酸盐的来源13（二）磷的吸收和排泄部位：主要在小肠上段(空肠），磷的吸收较钙容易（主动吸收）。吸收：影响食物中磷吸收的因素：食物中有过多的钙、镁离子存在时排泄：主要是通过肾脏排泄(70%)，排泄量与血液中磷酸盐浓度呈正比。对磷排泄的调节是通过肾小管的重吸收来完成的。14三、钙、磷代谢的调节依赖于激素的调节三种激素对钙、磷代谢的调节激素成骨溶骨肠钙吸收肾排钙肾排磷血钙血磷1,25-(OH)2-D3PTHCT↑↓↑↑↑↑↑↓↑↑↑↓(生理剂量)↓↓↑↓↑↑↑↑↓↑↓↓↑：升高，↑↑：显著升高，↓：降低15四、钙和磷代谢紊乱（一）钙代谢异常表现为血浆总钙和/或游离钙水平下降或升高1.低钙血症血浆蛋白浓度正常时，血钙低于2.10mmol/L，或血浆Ca2＋低于1.12mmol/L时，称为低钙血症存在低清蛋白血症时，评价低钙血症时一定要考虑血浆清蛋白水平，使用经血浆清蛋白校正后的校正钙浓度，即：校正钙（mmol/L）=总钙（mmol/L）+0.02×(47－清蛋白浓度g/L)16原因：甲状旁腺功能减退、维生素D代谢障碍、慢性肾功能衰竭等。低钙血症对机体的影响:•对于神经肌肉，表现为兴奋性增高•对于骨骼，儿童表现为佝偻病，成人则表现为骨软化、骨质疏松等•对于心血管系统会导致传导阻滞172.高钙血症当血钙浓度大于2.75mmol/L时，称为高钙血症原因：恶性肿瘤、原发性甲状旁腺功能亢进和1,25-(OH)2-D3作用过强高钙血症对机体的影响:•对于神经肌肉，表现为神经肌肉兴奋性下降•对于消化系统，常有食欲减退、便秘等现象•对于肾脏，早期表现为浓缩功能受损•对于心血管系统，可使心肌兴奋性增加18（二）磷代谢异常磷代谢异常表现为血浆中无机磷水平下降或升高1.低磷血症血磷浓度低于0.97mmol/L时为低磷血症病因：肠道吸收减少、磷向细胞内转移、肾脏丢失临床症状：细胞内ATP生成减少，红细胞内2,3-二磷酸甘油含量降低所引起2.高磷血症血磷浓度成人高于1.62mmol/L，儿童高于2.10mmol/L时为高磷血症。病因：肾脏排磷减少、摄入过多、磷向细胞外转移19第二节镁代谢及其平衡紊乱总镁细胞外镁（1%）细胞内镁（99%）离子镁（55%）白蛋白结合镁（30%）其他：与柠檬酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐等阴离子形成复合物镁的含量:正常成年人含镁量约24g。其中50%～60%存在于骨骼中，其余存在于软组织中分布：含量仅次于钾20一、镁的代谢镁的生理功能:主要与酶的活性、细胞膜的生理功能和离子转运密切相关：①镁是体内许多细胞代谢酶系的辅助因子或激活剂②镁离子对中枢神经系统、神经肌肉和心肌等，均起抑制作用镁的吸收和排泄:吸收：食物中的镁约30%～50%通过主动转运过程被回肠吸收，每日吸收量约2mg/kg体重～7.5mg/kg体重。排泄：肾脏是排泄镁离子的主要器官。正常情况下肾脏仅排出滤过量的3%～5%，其余经过肾小管各段（特别是髓袢）重吸收。21二、镁代谢紊乱（一）低镁血症当血浆镁浓度低于0.67mmol/L时，称为低镁血症，通常伴有低钾血症和低钙血症血浆镁浓度高于1.04mmol/L时，称为高镁血症（二）高镁血症22第三节微量元素与疾病人体内必需微量元素有铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu）、锰（Mn）、钴（Co）、铬（Cr）、钼（Mo）、镍（Ni）、硒（Se）、碘（I）、钒（V）锡（Sn）、氟（F）、硅（Si）等14种；有害的微量元素铋（Bi）、铍（Be）、镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、铝（Al）等。23一、必需微量元素的共同特征（一）多数为金属元素（二）多数在元素周期表中居于前部位置（三）且有高度生物活性及催化生物化学反应的能力（四）各种微量元素间有相互影响、拮抗或协同作用24二、必需微量元素的含量、分布及生理功用微量元素体内含量主要分布每日需要量铁3~5g红细胞、肝、脾1~1.5mg锌2~2.5g骨、肌肉、皮肤、男性生殖道10~15mg铜100~200mg血液、骨、肌肉、肝、肾、心、脑0.05~2mg锰12~20mg肝、肾、骨、松果体、垂体、乳腺2.5~7mg钴1.1~1.5mg肝、心、肾、骨、脾、胰、小肠150~450μg铬6mg~肝、心、脾10~60μg钼10mg肝、肺、骨、皮肤50~100μg镍10mg皮肤、骨、肝、肌肉、淋巴结、毛发、汗腺0.3~0.6mg硒14~21mg肝、脾、牙釉、指（趾）甲、心、红细胞60~300μg碘25~36mg甲状腺、胃粘膜、唾液腺、脉络膜、乳腺100~300μg钒25mg牙、骨3μg锡17mg肝、脾3mg氟2.6g骨、牙、甲状腺、皮肤0.5~1mg硅18g皮肤、肌腱、骨骺、血管壁、淋巴结、结缔组织3mg含量、分布25生理功用酶需要微量元素参加组成其活性中心或激活其活性构成体内重要的载体及电子传递系统参与激素和维生素的合成，影响内分泌系统26当必需微量元素缺乏或过多，或者有害微量元素接触、吸收、贮积过多或干扰了必需的微量元素的生理功能和营养作用，都会引起一定的生理及生物化学过程紊乱而发生疾病。反之，当各种代谢过程失常，病变也会对微量元素的吸收、运输、利用、贮存和排泄等各个环节产生影响三、必需微量元素与疾病的关系27微量元素的功能与缺乏症微量元素功能缺乏症铁造血原料，构成细胞色素类缺铁性贫血锌细胞分裂，核酸代谢，生长，辅助因子伊朗乡村病，肠原性肢端皮炎铜Hb合成，结缔组织代谢贫血，毛发异常，脑功能障碍铬构成葡萄糖耐量因子耐糖能力↓，糖尿病，动脉硬化碘构成T3、T4，促进生长、发育地方性甲状腺肿，呆小病钴构成维生素B12，造血恶性贫血，甲基丙二酸尿症硒抗氧化克山病，大骨节病锰多种酶的激活剂生长发育迟缓，中枢神经系异常氟骨、牙齿形成龋齿28（一）微量元素的缺乏症与过多症•缺铁性贫血•地方性甲状腺肿，呆小病•克山病，大骨节病•龋齿•血色沉着病•Wilson（二）微量元素与地方病：地方性甲状腺肿（三）微量元素与职业病：接触砷过多引起砷性皮肤癌29第四节钙、磷、镁和微量元素铁、铜、锌的测定血清钙的测定血清无机磷的测定血清镁的测定微量元素铁的测定微量元素铜的测定微量元素锌的测定30一、血清钙的测定临床应用的方法：离子选择性电极法为主。1．离子钙的测定影响因素：标本pH值的改变，添加剂，标本类型。迅速、简便、敏感性高，重复性好【参考范围】1.15～1.42mmol/L312．总钙测定方法：滴定法、比色法、火焰分光光度法、原子吸收分光光度法、同位素稀释质谱法、酶法等决定性方法：ID-MS参考方法：原子吸收分光光度法常规方法：邻甲酚酞络合酮法（o-CPC）o-CPC是一种金属络合染料，也是酸碱指示剂。在碱性条件下可与钙螯合生成紫红色螯合物，与同样处理的钙标准液比色，可求得血清钙的含量。【参考范围】成人：2.10～2.55mmol/L，儿童：2.25～2.67mmol/L32二、血清磷的测定人体内的磷元素尚不能直接测定。在临床化学实验室进行的无机磷测定实际上只是直接分析磷酸盐阴离子（H2PO4-，HPO42-）。决定性方法：ID-MS法参考方法：AAS法WHO推荐的常规方法：磷钼酸还原法测定方法还有酶法等331．磷钼酸还原法2．磷钼酸非还原法标本中的磷酸盐与钼酸生成无色的磷钼酸，用还原剂将磷钼酸还原成蓝色复合杂聚物钼蓝，620nm进行比色分析。临床实验室较多采用。血清中无机磷在酸性溶液中与钼酸铵作用形成的磷钼酸铵杂聚化合物，在340nm或325nm波长的吸光度值与无机磷含量成正比，与标准品比较可计算出标本无机磷含量。适用于微量无机磷的测定。3．酶法嘌呤核苷磷酸化酶（PNP）和黄嘌呤氧化酶（XOD）偶联并以过氧化物酶（POD）为指示剂的方法，可用于常规标本的自动分析。【参考范围】0.6～1.6mmol/L34三、血清镁的测定血清镁的测定包括总镁和离子镁①总镁的测定比色法：甲基麝香草酚蓝比色法是推荐的常规测定方法酶法AAS法：参考方法ID-MS法：决定性方法②离子镁测定离子选择电极法酶法35四、微量元素铁的测定ID-MS法、中子活化法、AAS法、紫外分光光度法、荧光法、溶出伏安法等铁的作用:一是用于合成血红素进而合成血红蛋白。铁是血红蛋白的中心，而血红蛋白可结合氧并载运至各细胞以供吸收和代谢的需要。铁同时也是构成肌红蛋白的主要成分。二是合成过氧化氢酶和过氧化物酶参与细胞氧化。36一般血浆中的运铁蛋白只有25%～30%被铁饱和。与未饱和的转铁蛋白全部结合所需的铁量称为未饱和铁结合力（UIBC）血液中所有的运铁蛋白全部结合所需的铁量称为总铁结合力（TIBC）UIBC和TIBC：铁饱和度铁饱和度=总铁结合力血清铁×100%铁的分布：血红蛋白：70%肌红蛋白：5%含铁卟啉辅基的酶：1%贮存铁：24%血浆（清）铁：0.1%，主要以Fe3+形式与运铁蛋白结合37血清铁的测定：分光光度法是测定血清铁的主要方法。首先使铁在酸性环境中与运铁蛋白分离，然后加入强还原剂使Fe3+还原成Fe2+。常用的还原剂有肼、抗坏血酸、盐酸羟铵、巯基乙酸等。铁被还原后，再用一种能与铁络合的显色剂络合Fe2+，进行比色测定。【参考范围】1.血清铁男11.6～31.3μmol/L女9.0～30.4μmol/L2.血清总铁结合力48.3～71.6μmol/L3.铁饱和度20%～55%总铁结合力（TIBC）的测定：38五、微量元素铜的测定标本来源：血清、尿、头发、软组织等测定方法：1.原子吸收光光度法2.血清铜比色法。成年男性为11～22µmol/L女性为12.6～24.4µmol/L儿童为12.6～2