钙磷镁和微量元素检验

1、钙、磷、镁和微量钙、磷、镁和微量元素检验元素检验n 本章内容概要：本章内容概要：第一节第一节 钙、磷代谢及其平衡紊乱钙、磷代谢及其平衡紊乱第二节第二节 镁代谢及其平衡紊乱镁代谢及其平衡紊乱第三节第三节 微量元素与疾病微量元素与疾病第四节第四节 钙、磷、镁和微量元素铁、铜、锌钙、磷、镁和微量元素铁、铜、锌 的测定的测定n 本章教学要求：本章教学要求： 钙、磷测定的推荐方法。钙、磷测定的推荐方法。 血清铁及总铁结合力的测定方法。血清铁及总铁结合力的测定方法。 镁、铜、锌的测定种类，钙、磷、镁镁、铜、锌的测定种类，钙、磷、镁 代谢及其平衡紊乱，微量元素与疾病代谢及其平衡紊乱，微量元素与疾病 的关系。

2、的关系。人体必需元素至少有人体必需元素至少有25种种 11种主要元素：氧、碳、氢、氮、种主要元素：氧、碳、氢、氮、钙钙、磷磷、钾、硫、钠、氯、钾、硫、钠、氯、镁镁 14种微量元素（种微量元素（trace elements）：）：指含量占体重指含量占体重0.01%以下元素。以下元素。 钙的代谢钙的代谢 磷的代谢磷的代谢 钙、磷代谢的调节钙、磷代谢的调节 钙和磷代谢紊乱钙和磷代谢紊乱钙盐和磷酸盐是人体含量最高的无机盐分布钙（1.52.2%）磷（0.81.2%）骨和牙齿99%85%软组织1%15%细胞外液0.2% 40以骨盐形式沉积，利于骨钙化 30骨盐溶解补充疾病时可升高或降低。 钙的吸收和排泄钙

3、的吸收和排泄 部位：部位：十二指肠十二指肠影响影响因素：因素：活性维生素活性维生素D D3 3- -主动吸收 肠道肠道pHpH值值- -偏酸时促进吸收 食物成分食物成分- -食物中草酸和植酸可以和钙形成 不溶性盐，影响吸收 年龄年龄-随年龄增长而降低 钙磷比例钙磷比例-2:1吸收最佳 吸收：吸收： 排泄：排泄：肠道：肠道：食物中未吸收的钙和肠道分泌的钙，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占人体每日摄入钙总量的80%。 肾脏：肾脏：经肾排泄的钙占体内总排钙量的经肾排泄的钙占体内总排钙量的20%， 尿钙排出量直接受血钙浓度影响， 血钙低于2.4mmol/L时尿中几无钙排出。

4、在调节体内钙平衡方面发挥主要作用。在调节体内钙平衡方面发挥主要作用。 80%肠道排出,20%肾脏排出。 磷的吸收和排泄磷的吸收和排泄 部位：部位：小肠上段（空肠），磷的吸收较钙容易。小肠上段（空肠），磷的吸收较钙容易。 吸收：吸收：影响影响因素：因素：磷酸酶磷酸酶 食物成分- 有过多的钙、镁离子存在， 形成不溶性磷酸盐影响吸收 排泄：排泄：30%肠道排出,70%肾脏排出。肾脏：肾脏：是排泄磷的主要器官是排泄磷的主要器官，排泄量与血液，排泄量与血液 中磷酸盐浓度呈正比。对磷排泄的调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。节是通过肾小管的重吸收来完成的。 肠道：肠道：30

5、%由粪便排出。 u 依赖于依赖于三种三种激素的调节激素的调节 ：升高，：升高，：显著升高，：显著升高，：降低：降低激素1,25-(OH)2-D3PTHCT成骨溶骨肠钙吸收(生理剂量)肾排钙肾排磷血钙血磷甲状旁腺激素（ parathyroidhormone， PTH）p 由甲状旁腺的主细胞合成并分泌的一种单链多肽。p 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。p 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。p 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 细胞向成骨细胞转化。肾：促进肾小管对钙的

6、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）p 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p 机制：p 血钙升高能刺激降钙素的分泌1,25 (OH)2 - D3 （活性维生素D ）p 在肝和肾的作用下，维生素D3转变成1,25 (OH)2 - D3 p 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，有利于骨的更 新与生长在正常人体内

7、，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PTH1,25 (OH)2 - D3 血钙降钙素1. 低钙血症低钙血症：血浆蛋白浓度正常时，血钙低于血浆蛋白浓度正常时，血钙低于 2.10mmol/L，或血浆，或血浆Ca2低于低于1.12mmol/L原因：甲状旁腺功能原因：甲状旁腺功能低下低下、维生素、维生素D D缺乏缺乏、低钙低钙 饮食或吸收障碍、饮食或吸收障碍、慢性肾慢性肾病病等。等。 表现：表现：神经肌肉兴奋性增高神经肌肉兴奋性增高；儿童表现为佝偻病，儿童表现为佝偻病， 成人则表现为骨软化、骨质疏松等成人则表现为骨软化、骨质疏松等；对于对于 心血

8、管系统会导致传导阻滞心血管系统会导致传导阻滞。 校正钙（校正钙（mmol/L）= 总钙（总钙（mmol/L）+ 0.02(47清蛋白浓度清蛋白浓度g/L)2. 高钙血症：血钙浓度大于血钙浓度大于2.75mmol/L原因：恶性肿瘤、原发性甲状旁腺功能亢进原因：恶性肿瘤、原发性甲状旁腺功能亢进 和和PTHPTH异位分泌，维生素异位分泌，维生素D D中毒等中毒等表现：表现：神经肌肉兴奋性下降神经肌肉兴奋性下降；食欲减退、便食欲减退、便 秘等秘等；肾脏浓缩功能受损肾脏浓缩功能受损；心肌兴奋心肌兴奋 性增加性增加磷代谢异常表现为血浆中无机磷水平下降或升高磷代谢异常表现为血浆中无机磷水平下降或升高 病因：

9、病因：甲状腺功能亢进、维生素甲状腺功能亢进、维生素D D缺乏、肾缺乏、肾 小管病变等小管病变等病因：病因：甲减、肾功能不全、维生素甲减、肾功能不全、维生素D D中毒等中毒等3.低磷血症：血磷浓度低于血磷浓度低于0.97mmol/L表现表现：由由细胞内细胞内ATPATP生成减少，红细胞内生成减少，红细胞内 2,3- 2,3-二磷酸甘油含量降低所引起二磷酸甘油含量降低所引起4.高磷血症：血磷浓度成人高于血磷浓度成人高于1.62mmol/L，儿童高于儿童高于2.10mmol/L 镁的代谢镁的代谢 镁代谢紊乱镁代谢紊乱 含量与分布含量与分布约占体重的0.03%，正常成人含镁约2028g。60%以磷酸镁

10、及碳酸镁的形式存在于骨组织中， 20%30%存在于骨骼肌，其余10%分布在其它组织中。体液中，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。而细胞外液仅有约1% 镁的生理功能镁的生理功能 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 血镁血镁 血浆中的镁浓度约0.671.04mmol/L 存在形式主要有3种：（55%） 发挥生理作用碳酸氢镁、柠檬酸镁、磷酸镁等（15%）蛋白结合镁（30%）部位：部位：小肠上段（回肠）吸收，吸收率只有小肠上段（回肠）吸收，吸收率只有 30 3040%40%。 吸收：吸收：天然食物中很丰富，很少发生

11、镁缺乏。天然食物中很丰富，很少发生镁缺乏。 排泄：排泄： 肾是体内镁的主要排泄途径，也是血浆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。镁水平调节的主要器官。 镁的吸收和排泄镁的吸收和排泄 1.低镁血症：血血浆镁浆镁浓度低于浓度低于0.67mmol/L。常伴有低钙血症和低钾血症。常伴有低钙血症和低钾血症。2.高镁血症：血血浆镁浆镁浓度浓度高高于于1.04mmol/L。微量元素微量元素 有害的有害的铋（铋（BiBi）、铍（）、铍（BeBe）、镉（）、镉（CdCd）、汞（）、汞（HgHg）、）、铅（铅（PbPb）、铝（）、铝（AlAl）等等必需的必需的铁（铁（FeFe）、锌（）、锌（Z

12、nZn）、铜（）、铜（CuCu）、锰（）、锰（MnMn）、）、钴（钴（CoCo）、铬（）、铬（CrCr）、钼（）、钼（MoMo）、镍（）、镍（NiNi）、）、硒（硒（SeSe）、碘（）、碘（I I） 、钒（、钒（V V） 、锡（锡（SnSn）、）、氟（氟（F F） 、硅（、硅（SiSi）等）等14 14 种种无害的无害的含量含量 0.1g/kg0.1g/kg体重体重 必需微量元素的共同特征必需微量元素的共同特征1 1、多、多数为金属元素数为金属元素2 2、多数在元素周期表中居于前部位置多数在元素周期表中居于前部位置 3 3、且有高度生物活性及催化生物化学反应的且有高度生物活性及催化生物化学反应

13、的 能力能力 4 4、各种微量元素间有相互影响、拮抗或协同各种微量元素间有相互影响、拮抗或协同 作用作用 必需微量元素的含量、分布及生理功用必需微量元素的含量、分布及生理功用微量元素微量元素体内含量体内含量主要分布主要分布每日需要量每日需要量铁铁3-5g3-5g红细胞、肝、脾红细胞、肝、脾1-1.5mg1-1.5mg锌锌2-2.5g2-2.5g骨、肌肉、皮肤、男性生殖道骨、肌肉、皮肤、男性生殖道10-15mg10-15mg铜铜100-200mg100-200mg血液、骨、肌肉、肝、肾、心、脑血液、骨、肌肉、肝、肾、心、脑0.05-2mg0.05-2mg锰锰12-20mg12-20mg肝、肾、骨

14、、松果体、垂体、乳腺肝、肾、骨、松果体、垂体、乳腺2.5-7mg2.5-7mg钴钴1.1-1.5mg1.1-1.5mg肝、心、肾、骨、脾、胰、小肠肝、心、肾、骨、脾、胰、小肠150-450g150-450g铬铬6mg6mg肝、心、脾肝、心、脾10-60g10-60g钼钼10mg10mg肝、肺、骨、皮肤肝、肺、骨、皮肤50-100g50-100g镍镍10mg10mg皮肤、骨、肝、肌肉、淋巴结、毛发、汗腺皮肤、骨、肝、肌肉、淋巴结、毛发、汗腺0.3-0.6mg0.3-0.6mg硒硒14-21mg14-21mg肝、脾、牙釉、指（趾）甲、心、红细胞肝、脾、牙釉、指（趾）甲、心、红细胞60-300g60

15、-300g碘碘25-36mg25-36mg甲状腺、胃粘膜、唾液腺、脉络膜、乳腺甲状腺、胃粘膜、唾液腺、脉络膜、乳腺100-300g100-300g钒钒25mg25mg牙、骨牙、骨3g3g锡锡17mg17mg肝、脾肝、脾3mg3mg氟氟2.6g2.6g骨、牙、甲状腺、皮肤骨、牙、甲状腺、皮肤0.5-1mg0.5-1mg硅硅18g18g皮肤、肌腱、骨骺、血管壁、淋巴结、结缔组织皮肤、肌腱、骨骺、血管壁、淋巴结、结缔组织3mg3mgu含量、分布含量、分布u 生理功用生理功用1 1、酶需要微量元素参加组成其活性中心或酶需要微量元素参加组成其活性中心或 激活其活性激活其活性2 2、构成体内重要的载体及电

16、子传递系统构成体内重要的载体及电子传递系统3 3、参与激素和维生素的合成，影响内分泌参与激素和维生素的合成，影响内分泌 系统系统 微量元素对人体各种生命活动的影响微量元素对人体各种生命活动的影响1 1促进机体的生长发育促进机体的生长发育 2 2对神经系统结构和功能对神经系统结构和功能 的影响的影响 3 3内分泌系统的影响内分泌系统的影响 4 4对免疫系统的影响对免疫系统的影响 5 5对心血管疾病及创伤的影响对心血管疾病及创伤的影响6 6对肿瘤发生、发展的影响对肿瘤发生、发展的影响7 7对胚胎及胎儿发育的影响对胚胎及胎儿发育的影响 必需微量元素与疾病的关系必需微量元素与疾病的关系 当必需微量元素

17、缺乏或过多，或者有害微量元素接触、吸收、贮积过多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的吸收、运输、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微量元素微量元素功能功能缺乏症缺乏症铁铁造血原料，构成细胞色素类造血原料，构成细胞色素类缺铁性贫血

18、缺铁性贫血锌锌细胞分裂，核酸代谢，生长，辅助因细胞分裂，核酸代谢，生长，辅助因子子伊朗乡村病，肠原性肢端皮炎伊朗乡村病，肠原性肢端皮炎铜铜Hb合成，结缔组织代谢合成，结缔组织代谢贫血，毛发异常，脑功能障碍贫血，毛发异常，脑功能障碍铬铬构成葡萄糖耐量因子构成葡萄糖耐量因子耐糖能力耐糖能力，糖尿病，动脉硬化，糖尿病，动脉硬化碘碘构成构成T3、T4，促进生长、发育，促进生长、发育地方性甲状腺肿，呆小病地方性甲状腺肿，呆小病钴钴构成维生素构成维生素B12，造血，造血恶性贫血，甲基丙二酸尿症恶性贫血，甲基丙二酸尿症硒硒抗氧化抗氧化克山病，大骨节病克山病，大骨节病锰锰多种酶的激活剂多种酶的激活剂生长发育迟

19、缓，中枢神经系异生长发育迟缓，中枢神经系异常常氟氟骨、牙齿形成骨、牙齿形成龋齿龋齿 血清钙测定血清钙测定 血清无机磷测定血清无机磷测定 血清镁测定血清镁测定 微量元素铁测定微量元素铁测定测定方法测定方法 物理法物理法火焰光度法火焰光度法离子选择电极法离子选择电极法原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法同位素稀释质谱法同位素稀释质谱法化学法化学法滴定法（氧化还原滴定、络合滴定）滴定法（氧化还原滴定、络合滴定）比色法（邻甲酚酞络合法、比色法（邻甲酚酞络合法、甲基麝香草酚蓝法）酶法酶法 总钙测定总钙测定 滴定法、比色法、火焰分光光度法、原子吸收分光光度法、同位素滴定法、比色法、火焰分光光度法、原子吸收

20、分光光度法、同位素稀释质谱法、酶法等稀释质谱法、酶法等 2.102.102.60mmol/L2.60mmol/L决定性方法：同位素稀释质谱法（决定性方法：同位素稀释质谱法（ID-MSID-MS） 参考方法：参考方法： 原子吸收分光光度法（原子吸收分光光度法（AASAAS） 常规方法：常规方法： 邻甲酚酞络合酮法（邻甲酚酞络合酮法（O-CPCO-CPC） 离子选择性电极法离子选择性电极法 离子钙测定离子钙测定 1.131.131.32mmol/L1.32mmol/L 在评价钙的生物学活性方面，以测定在评价钙的生物学活性方面，以测定离子钙为佳。但从反映机体钙的总体代谢离子钙为佳。但从反映机体钙的总

21、体代谢状况来说，总钙测定更为客观，两者不能状况来说，总钙测定更为客观，两者不能完全相互替代。完全相互替代。u 邻甲酚酞络合酮法（O-CPC） 原理 邻甲酚酞络合酮 (o-cresolphthalein complexone, 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。原理 血清中的钙离

22、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。u 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，灵敏度高。操作简单，适合手工操作，也适用于自动化分析仪。u 离子选择电极法（ISE）评价 标本用量少，检测速度快，敏感性高，重复性好；标本可以用血清、血浆或全血，操作简便。检测范围钙离子为0.104.0mmol/L，pH为6.508.50，CV2.0%。原理 钙电极都采用中性载体作电极活性材料制成的聚乙烯(PVC)电极膜，对钙离子具有高度选择

23、性。敏感膜一侧与电极电解液接触，另一面与样品溶液接触，膜电位的变化与样品溶液中钙离子活度对数成正比，钙电极与参比电极之间的电位差随样品溶液中钙离子活度的变化而变化。 人体内的磷元素尚不能直接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无机磷测定实际上只是直接分析磷酸盐阴离子（磷酸盐阴离子（H2PO4-，HPO42-） 常用的方法有：磷钼酸法、常用的方法有：磷钼酸法、染料法、酶法。染料法、酶法。u 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。评价 特

24、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。u 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。u 酶法 是一个偶联反应，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

25、复性也较差，不能用于常规检验。u 染料法P P- -1 1- -G GG GP PO OH HG G- -1 1n n糖糖原原磷磷酸酸化化酶酶4 43 3n nP P- -6 6- -G GP P- -1 1G G葡葡萄萄糖糖磷磷酸酸变变位位酶酶酶酶N NA AD DP PH HP P- -6 6- -G GA A N NA AD DP PP P- -6 6- -G G磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖脱脱氢氢酶酶- -6 6A340nm测定方法测定方法 物理法物理法原子吸收分光光度法（参考方法）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）同位素稀释质谱法（决定性方法）离子选择电极法（离子镁

26、测定）离子选择电极法（离子镁测定）化学法化学法（传统方法）（传统方法）钙镁试剂比色法钙镁试剂比色法达旦黄比色法比色法甲基麝香草酚比色法（常规方法）酶法酶法 新进展，将成为新的自动化方法新进展，将成为新的自动化方法参考范围 0.671.04mmol/L。 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铁饱和度 %1 10 00 0总总铁铁结结合合力力血血清清铁铁铁铁饱饱和和度度血清铁测定血清铁测定血清总铁结合力测定血清总铁结合力测定血清总铁结合力血清总铁结合力 （total iron-bindingcapacity ,TIBC） 血清铁

27、的测定血清铁的测定 测定方法测定方法 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法分光光度法（首选方法）分光光度法（首选方法）溶出伏安法溶出伏安法亚铁嗪比色法亚铁嗪比色法双联吡啶比色法双联吡啶比色法菲洛嗪比色法菲洛嗪比色法有有色色络络合合物物F Fe eF Fe e发发色色剂剂2 2强强还还原原剂剂3 3 发色剂：发色剂：亚铁嗪亚铁嗪、双联吡啶双联吡啶等等 总铁结合力的测定总铁结合力的测定 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。测定方法测定方法 碳酸镁吸附法碳酸镁吸附法直接测定法美国原装IBCT试剂盒试剂盒

28、【参考范围参考范围】1.血清铁 男 1130 mol/L 女 927 mol/L2.血清总铁结合力 5077mol/L3.铁饱和度 20%55%人体必需元素至少有人体必需元素至少有25种种 11种主要元素：氧、碳、氢、氮、种主要元素：氧、碳、氢、氮、钙钙、磷磷、钾、硫、钠、氯、钾、硫、钠、氯、镁镁 14种微量元素（种微量元素（trace elements）：）：指含量占体重指含量占体重0.01%以下元素。以下元素。 降钙素（ calcitonin， CT）p 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