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1、第一节 概述,钙、磷、镁代谢和调节生理功能 微量元素与疾病,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（trace elements）,指含量占体重0.01%以下元素。,一、钙、磷、镁代谢和调节,（一）钙代谢,1钙的含量、分布和血钙,含量：约11.25kg，正常人血钙水平为2.252.75mmol/L 分布：99%的钙分布在骨组织，其余分布于体液和其它组织中。,血钙,可扩散钙：非扩散钙：,占血浆总钙60%，能透过毛细血管壁,与血浆蛋白结合，占血浆总钙40%，不能透过毛细血管壁,血浆中直接发挥生理作用的钙,离子钙可溶性不解离的钙盐,临床上常测
2、定血清总钙量以观察血清离子钙的变化情况，方法简便。目前已可应用离子选择电极等方法直接测定血清中离子钙的浓度，其正常参考值为1.13-1.32 mmol/L,2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。,影响食物中钙吸收的因素：,吸收：,活性维生素D3-主动吸收 肠道pH值-偏酸时促进吸收 食物成分-食物中草酸和植酸可以和钙形成 不溶性盐，影响吸收 年龄-随年龄增长而降低 钙磷比例-2:1吸收最佳,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，
3、在调节体内钙平衡方面发挥主要作用。,途经,（二）磷代谢,1磷的含量、分布和血磷,含量：正常成人含磷600g左右。每kg无脂肪的组织约含磷12g。分布：体内磷的86%分布于骨，其余分布于全身各组织及体液中。,血磷：指血浆中无机磷酸盐所含的磷，正常人仅有0.61.6mmol/L，儿童稍高。,血磷浓度没有血钙稳定，它不但随年龄的增长而变化，在同一天也会有较大的生理变化。,2磷的吸收和排泄,部位：主要在小肠上段，磷的吸收较钙容易。,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，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。,
4、钙盐和磷酸盐是人体含量最高的无机盐,人体内钙和磷的分布,（三）镁的代谢,含量:,血浆中的镁浓度约0.671.23mmol/L约占体重的0.03%正常成人含镁约2028g.,分布：,约60%以磷酸镁及碳酸镁的形式存在于骨组织中，骨骼肌中含镁约占体内总镁量的20%30%，其余约10%分布在其它组织中；从体液中镁的分布看，细胞内液的镁的含量约占总量的39%，是细胞内仅次于钾的主要阳离子。仅有约1%的镁存在于细胞外液中。,部位：小肠上段吸收，吸收率只有3040%。,吸收：,天然食物中很丰富，很少发生镁缺乏。,排泄：,肾是体内镁的主要排泄途径，也是血浆镁水平调节的主要器官。,（四）钙、磷代谢的调节,主要
5、通过神经体液进行调节,1甲状旁腺素（PTH）:,2降钙素（TC）：多肽类激素,31，25-(OH)2-D3:,PTH的靶组织是肾脏、骨和小肠,是维生素D在体内的活性形式，是维生素D在肝肾经羟化作用转变而成的。它的靶器官是小肠、骨和肾。,甲状旁腺激素（parathyroidhormone，PTH）,升钙降磷,由甲状旁腺的主细胞合成并分泌的一种单链多肽。,PTH的合成与分泌受细胞外液Ca2+浓度的调节，血钙降低刺激PTH的分泌。,PTH是维持血钙正常水平的最重要的调节因素，有升高血钙、降低血磷和酸化血液等作用。,机制：,骨：总的作用是促进溶骨，提高血钙。使 间质细胞转化为破骨细胞，抑制破骨 细胞向
6、成骨细胞转化。肾：促进肾小管对钙的重吸收，抑制对磷 的重吸收。肠：促进活性维生素D的形成，间接促进 小肠对钙磷的吸收。,降钙素（calcitonin，CT）,降钙降磷,由甲状腺滤泡旁细胞合成、分泌的32肽激素。与PTH作用拮抗。,骨：促进成骨。使间质细胞转化为成骨细胞，抑制破骨细胞的生成。肾：抑制肾小管对钙磷的重吸收肠：抑制小肠对钙的吸收,机制：,血钙升高能刺激降钙素的分泌,1,25(OH)2-D3（活性维生素D）,升钙升磷,在肝和肾的作用下，维生素D3转变成1,25(OH)2-D3,机制：,肠：促进小肠对钙磷的吸收和转运的双重作用肾：促进肾小管对钙磷的重吸收骨：具有溶骨、成骨双重作用，有利于
7、骨的更 新与生长,在正常人体内，通过上述三种物质的相互制约，相互协调，以适应环境的变化，保持血钙、血磷浓度的相对恒定。,血钙,PTH,1,25(OH)2-D3,血钙,降钙素,依赖于三种激素的调节,：升高，：显著升高，：降低,（五）钙、磷、镁的生理功能,1Ca2+的作用:,作为凝血因子之一,增强心肌收缩，降低神经肌肉兴奋性。,降低毛细血管的通透性，减少渗出。,是许多酶（脂肪酶，ATP酶等）的激活剂，也是其它一些酶（维生素D3-1-羟化酶）的抑制剂。,激素的“第二信使”.调节细胞内代谢,2磷的作用:,参与体内核酸、核苷酸、磷脂、磷蛋白等重要生物分子的组成。,在物质代谢中参与高能磷酸化合物的合成及多
8、种磷酸化的中间产物的生成。,某些重要酶的共价修饰调节作用是通过其蛋白质的磷酸化和脱磷酸化的方式进行的,血中磷酸盐（HPO42-/H2PO4-）是血液缓冲体系的重要组成成分,镁是参与正常生命活动及代谢过程必需的元素。,1作为酶的辅助因子,2对神经肌肉兴奋性的作用,3镁的作用:,主要元素 含量0.1g/kg体重 C、H、O、N、S、P、Ca、K、Na、Cl、Mg等 微量元素 含量0.1g/kg体重,体内化学元素组成和分类 人体约含有50多种元素。,必需的 Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Ni、Se、I、F等14种无害的 Si、As、Rb、B、Al等有害的 Bi、Hg、Pb、Be等,二、微量元素与疾病
9、,（一）必需微量元素的共同特征,1、多数为金属元素2、多数在元素周期表中居于前部位置 3、且有高度生物活性及催化生物化学反应的能力 4、各种微量元素间有相互影响、拮抗或协同作用,（二）必需微量元素的含量、分布及生理功用,含量、分布,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,（四）必须微量元素与疾病的关系,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
10、、利用、贮存和排泄等各个环节产生影响。,微量元素的功能与缺乏症,1.促进机体的生长发育 铁、铜、锌、锰、钴、碘等，作为酶和激素的重要组成成分。2.对神经系统结构和功能的影响铁、铜、锌、锰、钴、碘等缺乏时可导致神经系统结构和功能的异常，智力低下。3.对内分泌系统的影响 铜、铁、锌、锰、铬等元素的缺乏或过量可引起内分泌功能失常。4.对免疫系统的影响 铁、铜、锌等缺乏时可降低机体的免疫力。5.对心血管疾病及创伤的影响 适量的锌、锰、铬、硒等元素有利于心血管的结构和功能。如食物中的锌/镉比与高血压的发生和预后密切相关。,（三）微量元素对人体各种生命活动的影响,多种微量元素还能影响核酸和蛋白质的生物合成
11、，故有利于创伤的愈合和疾病的恢复。,1、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,2、微量元素与地方病：地方性甲状腺肿 3、微量元素与职业病：接触砷过多引起砷性皮肤癌,第二节 钙、磷、镁和微量元素测定,血清钙、磷、镁的测定 尿液钙、镁、磷的测定铁、铜和锌测定,一、血钙测定,测定方法,物理法火焰光度法离子选择电极法原子吸收分光光度法同位素稀释质谱法,化学法滴定法（氧化还原滴定、络合滴定）比色法（邻甲酚酞络合法、甲基麝香草酚蓝法）,酶法,方法：离子选择性电极法,离子钙测定,参考范围：1.101.34mmol/L,在评价钙的生物学活性方面，
12、以测定离子钙为佳。但从反映机体钙的总体代谢状况来说，总钙测定更为客观，两者不能完全相互替代。,迅速、简便、敏感性高，重复性好,影响因素：标本pH值的改变，添加剂，标本类型。,注意事项,测定离子钙最好用血清标本。当急需测定结果时，可用肝素化全血。血浆肝素浓度达到30 Uml 时，能使离子钙浓度降低3 5，肝素综浓度应控制在15U/ml。血标本应密封储存，防止其中二氧化碳丢失致使其pH 值增加，而钙离子浓度下降。标本置4 可稳定6h，储存时间过长，血内乳酸积聚，一方面乳酸根阴离子与大约相等的钙离子螯合使离子钙浓度下降；另一方面氢离子可使白蛋白释放出钙离子，从而增加钙离子浓度。碱性试剂暴露于空气中易
13、吸收二氧化碳，使试剂pH 值下降。,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,参考范围：2.032.54mmol/L,国际临床化学联合会（IFCC）推荐：决定性方法：同位素稀释质谱法（ID-MS）参考方法：原子吸收分光光度法（AAS）常规方法：邻甲酚酞络合酮法（O-CPC）,原理 血清中的钙离子在碱性溶液中与麝香草酚蓝（MTB）结合，生成一种蓝色的络合物（612nm）。加入适当的8-羟基喹啉，可消除镁离子对测定的干扰，与同样处理的钙标准液进行比较，可求出血清总钙的含量。,甲基麝香草酚蓝法（MTB）,评价 显色稳定，线性范围大，溶血、黄疸无干扰
14、，灵敏度高。操作简单，适合手工操作，也适用于自动化分析仪。,邻甲酚酞络合酮法（O-CPC）,原理 邻甲酚酞络合酮(o-cresolphthalein plexone,O-CPC)是一种金属络合染料，也是酸碱指示剂。在碱性环境中，能与钙和镁螯合生成紫红色的络合物，在575nm附近有特征吸收。同时和钙标准液比较即可测出血钙含量。在测定时，加入8-羟基喹啉消除镁离子的干扰。,评价操作简单、快捷、用血量少，其测定结果与参考方法很接近，适用于全自动分析。灵敏度很高，试剂配制最好选用重蒸馏水，测定器皿要洁净，最好用一次性塑料试管。,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
15、接分析磷酸盐阴离子（H2PO4-，HPO42-）常用的方法有：磷钼酸法、染料法、酶法。,二、血磷测定,磷钼酸法直接紫外测定法,原理 无机磷与硫酸、钼酸铵反应生成磷酸钼酸络合物，在340nm处有最大吸收峰。其吸光度与样本中无机磷的浓度成正比。,评价 本法快速、简便，准确度、精密度高。重复性好，线性范围宽。,磷钼酸还原法,原理 血清中的无机磷与钼酸盐生成磷钼酸化合物，再用还原剂（硫酸亚铁）将其还原成蓝色的钼蓝，620nm进行比色分析。,是测定血磷的常规方法。,评价 特异性较高，线性范围较宽，可用于自动分析仪。但此法灵敏度低，呈色易受还原剂的影响。,参考范围 0.971.62mmol/L。,酶法,是
16、一个偶联反应，参与反应的酶有糖原磷酸化酶、葡萄糖磷酸变位酶及葡萄糖6-磷酸脱氢酶，反应中使NADP+还原成NADPH，在340nm测定其吸光度。该方法不受有机磷酸酯的干扰，可用于常规标本的自动分析。,孔雀绿直接显色测定法，虽非常敏感，但影响因素多，显色不稳定，重复性也较差，不能用于常规检验。,染料法,A340nm,三、血镁测定,测定方法,物理法原子吸收分光光度法（参考方法）同位素稀释质谱法（决定性方法）离子选择电极法（离子镁测定）,化学法（传统方法）钙镁试剂比色法达旦黄比色法甲基麝香草酚比色法（常规方法）（EGTA）,酶法 新进展，将成为新的自动化方法,参考范围 0.671.04mmol/L。
17、,二、尿液钙、镁、磷的测定,尿液中钙、镁、磷浓度的波动范围很大，影响因素较多，一般测定时不取随机尿，而采取24小时混合尿测定。,（一）尿液钙的测定,一般采用邻甲酚酞络合酮法或甲基麝香草酚蓝法,（二）尿液镁的测定,测定血清镁的方法均可用于尿镁的测定,以上标本需酸化，从而溶解钙盐、镁盐或磷酸盐。,（三）尿液磷的测定,尿磷测定方法与血磷相同，应取24小时混合尿,四、铁的测定,血清中铁的含量很低，均与运铁蛋白结合而运输。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,铁饱和度,血清铁测定,血清总铁结合力测定,血清总铁结合力（total iron-bindingcapacity,TIBC）,血清铁
18、的测定,测定方法,电化学法,分光光度法（首选方法）,亚铁嗪比色法双联吡啶比色法菲洛嗪比色法,发色剂：亚铁嗪、双联吡啶等,总铁结合力的测定,在血清样品中加足量的铁标准液使运铁铁蛋白被铁饱和。过量的铁用MgCO3除去，离心取上清液，按测血清铁的方法求出铁的含量，即为TIBC。,测定方法,碳酸镁吸附法,直接测定法,美国原装IBCT试剂盒,铜的测定,标本：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。,血清铜:男1122mol/L 女12.524.3mol/L 尿 铜:0.240.47mol/24h,【参考范围】,（三）锌的测定,标本：血浆、尿、唾液和头发标本,测定方法：,1.原子吸收光光度法,2.吡啶偶氮萘酚比色法,【参考范围】,血清锌8.423mol/L 尿 锌 2.319.9mol/24h,
