临床化学钙磷镁代谢和微量元素讲义

第七章钙、磷、镁代谢与微量元素《考纲规定》

1.钙、磷、镁代谢

（1）钙、磷、镁的生理功效掌握

（2）钙、磷、镁代谢及其调节熟悉

（3）钙、磷、镁测定的参考值、临床意义及办法评价纯熟掌握

2.微量元素熟悉

（1）微量元素分布及生理功效

（2）锌、铜、硒、铬、钴、锰、氟、碘的生理作用与代谢

（3）微量元素与疾病的关系

钙盐和磷酸盐是人体含量最高的无机盐。

99%以上的钙和86%以上的磷以羟磷灰石的形式构成骨盐，和胶原纤维结合在一起使骨牙组织含有特殊的硬度和韧性。一、钙、磷、镁代谢

（一）钙、磷、镁的生理功效

1.钙的生理功效

（1）血浆钙可减少毛细血管和细胞膜的通透性，减少神经、肌肉的兴奋性。

（2）血浆钙作为血浆凝血因子参加凝血过程。

（3）骨骼肌中的钙可引发肌肉收缩。

（4）是重要的调节物质：①作用于细胞膜，影响膜的通透性；②在细胞内作为第二信使，起着重要的代谢调节作用；③是许多酶的激活剂。2.磷的生理功效

（1）血中磷酸盐是血液缓冲体系的重要构成成分。

（2）细胞内的磷酸盐参加许多酶促反映。

（3）构成核苷酸辅酶类的辅酶。

（4）细胞膜磷脂在构成生物膜构造、维持膜的功效和在代谢调控上均起重要作用。

还能够通过化学修饰起代谢调控作用。3.镁的生理功效

镁二分之一以上沉积在骨中。

（1）Mg2+对神经、肌肉的兴奋性有镇静作用。

（2）Mg2+是近300种酶的辅助因子。

（3）与体内重要的生物高分子并且和ATP、DNA、tRNA、mRNA的生化反映有关系，参加氨基酸的活化等。在维持机体内环境相对稳定和维持机体的正常生命活动中起着重要的作用。（二）钙、磷、镁的代谢及调节

1.钙、磷、镁的代谢

（1）钙：

吸取：

吸取部位：十二指肠，是在活性D3调节下的主动吸取。

影响吸取的因素：①肠管的pH：偏酸时增进吸取。②食物成分：食物中草酸和植酸能够和钙形成不溶性盐，影响吸取。

排泄：重要由肠道排出另首先是肾脏排出。

肾小球滤过钙约10g/天，由尿中排出的仅约150mg/天，大部分被肾小管重吸取了。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。（2）磷：

食物中磷以有机磷酸酯和磷脂为主，在肠管内磷酸酶的作用下被分解为无机磷被吸取。

磷在空肠吸取率达70%，由于磷的吸取不良引发的缺磷现象较少见。磷重要由肾排泄，其排出量约占总排出量的70%，每天经肾小球滤过磷约5g，但85%～95%被肾小管回吸取。

（3）镁：

镁的日摄入量约250mg，其中2/3来自于谷物蔬菜。

吸取：部位重要在回肠，是主动运转过程。

消化液中也有多量镁，长久丢失消化液（如消化道造瘘）是缺镁的重要因素。

排泄：重要是肾。经肾小球滤过的镁大量被肾小管回吸取，仅2%～5%由尿排出，每日排出约100mg。2.钙磷代谢的调节：

调节钙磷代谢的因素有三个：甲状旁腺激素、降钙素和活性维生素D。

（1）甲状旁腺激素（PTH）由甲状旁腺分泌，是维持血钙正常水平最重要的调节因素，有升高血钙、减少血磷和酸化血液等作用。

总成果：血钙升高、血磷下降。（升钙降磷）

血钙↓PTH分泌↑（2）降钙素：由甲状腺胞旁细胞合成、分泌，其重要功效是减少血钙和血磷。

总成果：减少血钙、减少血磷。（降钙降磷）

血钙↑降钙素分泌↑，两者呈正比关系。（3）维生素D：

在肝和肾（1-α羟化酶）的作用下，维生素D3转变成1α，25-（OH）2-D3。

总成果：升高血钙、升高血磷。（升钙升磷）

在正常人体内，通过上述三种物质的互相制约，互相协调，以适应环境的变化，保持血钙、血磷浓度的相对恒定。

（三）钙、磷、镁测定的临床意义

1.血钙测定：

血钙几乎全部存在于血浆中，血钙分为游离钙和结合钙。

蛋白结合钙含量和血浆白蛋白浓度有关，如血浆白蛋白明显下降，非扩散性钙也减少，以致血清总钙量下降，但因游离钙不减少，因此临床上不出现缺钙症状。非扩散性钙和离子钙之间能够互相转变，呈动态平衡。当游离钙浓度减少时，非扩散性钙能够逐步释放成游离钙。

测定办法：

（1）离子钙测定：采用钙离子选择性电极进行测定。

（2）总钙测定：原子吸取分光光度法、染料结正当和滴定法等。

普遍应用的是络合滴定法，优点操作简便，不需特殊设备，用血量少，精确性符合规定。

原子吸取分光光度法使用空气一乙炔焰，钙焰的光吸取特性是422.7nm，较火焰光度法敏捷度高，但不适宜常规检查。（参考办法）

离子选择电极法测定钙离子已在临床应用。

比色法有甲基麝香草酚蓝法和邻甲酚酞络正当。参考值：血清总钙：2.25～2.75mmol/L；

离子钙：0.94～1.26mmol/L。

临床意义：

（1）血清钙升高：（高血钙症比较少见）

1）原发性甲状旁腺功效亢进，产生过多的甲状旁腺素，多见于甲状旁腺腺瘤，X线检查可见骨质疏松等状况。

2）甲状旁腺素异位分泌：某些恶性肿瘤能够分泌甲状旁腺素，如肾癌、支气管癌等，但此种状况如未发现原发癌瘤，则很难诊疗。

3）恶性肿瘤骨转移：是引发血钙升高最常见的因素。恶性肿瘤伴有骨转移时有大量骨质破坏，而肾和肠又不能及时去除过多的钙，遂引发高血钙。

4）维生素D中毒：长久大量服用维生素D引发，但此种状况是能够避免的。

5）其它：高血钙还可见于类肉瘤病、肾上腺功效不全、急性肾功效不全、酸中毒、脱水等状况。（2）血清钙减低：低血钙症临床上较多见，尤多见于婴幼儿。

①甲状旁腺功效低下：见于原发性甲状旁腺功效低下、甲状腺切除手术后、放射性治疗甲状腺癌时伤及甲状旁腺等状况。血清钙可降到1.75mmol/L下列，血磷可增高。

②维生素缺D缺少：食物中缺少，阳光照射少，消化系统疾患等，使血钙血磷均下降，使得钙、磷乘积下降。婴幼儿缺少维生素D可引发佝偻病，成人引发骨软化病。

③新生儿低血钙症：是新生儿时期常见惊厥因素之一。

④长久低钙饮食或吸取不良：

严重乳糜泻时，食物中的钙与未吸取的脂肪酸结合，生成钙皂，排出体外，造成低钙。

⑤严重肝病、慢性肾病、尿毒症、远曲小管性酸中毒等时血清钙可下降，血浆蛋白减低时可使非扩散性钙减少。

⑥血pH可影响血清游离钙浓度。碱中毒时总钙不变，离子钙可有变化。碱中毒离子钙下降是产生手足抽搐的重要因素。酸中毒，pH下降，游离钙浓度可相对增加。2.血磷测定：

血液中的磷以有机磷和无机磷两种形式存在，血浆中磷3/4为有机磷，1/4为无机磷。无机磷重要以磷酸盐形式存在，构成血液的缓冲系统。无机磷重要以磷酸盐形式存在，构成血液的缓冲系统。血磷浓度不如血浆钙稳定。

婴幼儿时期血磷高是由于处在成骨旺盛期，碱性磷酸酶活性较高所致，成人血磷也有一定的生理波动。

血磷和血钙之间有一定的浓度关系。正常人血钙、血磷浓度的乘积在35～40（mg/dl）之间。疾病时可升高或减少。测定办法：

血清无机磷的测定办法普通有磷钼酸法、染料法和酶法。

磷钼酸法是血清中无机磷与钼酸盐结合形成磷钼酸化合物，再用还原剂将其还原成钼蓝进行比色测定。

染料法如孔雀绿直接显色测定法。

酶法是偶联反映，参加反映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，反映中使NADP+还原成NADPH，形成NADPH在340nm波长下测定其吸光度。参考值：血清磷：0.81～1.45mmol/L。

临床意义：

（1）血清无机磷升高：

1）甲状旁腺功效减退：

见于原发性甲状旁腺功效减退、继发性甲状腺功效减退以及假性甲状旁腺功效低下，由于尿磷排出减少，使血磷升高。

2）慢性肾功效不全：肾小球滤过率下降，肾排磷量减少，血磷上升，血钙减少。

3）维生素D中毒：

由于维生素D的活性型增进溶骨，并增进小肠对钙、磷的吸取，以及肾对磷的重吸取，因此维生素D中毒时伴有高血磷。

4）其它：血磷升高还可见于甲状腺功效亢进、肢端肥大症、酮症酸中毒、乳酸酸中毒、严重急性病、饥饿等状况。

（2）血清无机磷减少：

可由于小肠磷吸取减低、肾排磷增加、磷向细胞内转移等因素引发。

1）原发性或继发性甲状旁腺功效亢进：都可使无机磷随尿排出增多，造成低血磷。

2）维生素D缺少：可使小肠磷吸取减少，尿排磷增加，造成低血磷，可见于佝偻病、软骨病等。

3）肾小管病变如Fanconi综合征，肾小管重吸取功效障碍，尿磷排泄量增加，血磷下降。3.血镁测定

镁重要存在于细胞内，是细胞内含量仅次于钾的阳离子。

镁和钙有许多相似的生理功效，钙、镁之一发生紊乱时，另一种也常有紊乱，例如，低血镁症常同时有低血钙症。测定办法：

镁的测定多采用化学法：

①calmagite（CLG）比色法：

CLG为一染料，和微量样本（50μl）混合生成CLG-镁复合物。该复合物呈色稳定可达半小时之久，吸取峰为520nm。本法显色好、稳定，操作简便、快速，适合手工和上机操作。

②达旦黄比色法：

镁在氢氧化钠介质中生成氢氧化镁胶体粒子，后者和达旦黄结合呈橘红色，其显色强度和镁的浓度成正比。

③甲基麝香草酚比色法：

镁可与甲基麝香草酚染料结合成蓝紫色复合物，根据颜色深浅比色定量。参考值：血清镁：0.81～1.45mmol/L男性略高于女性。

临床意义：

（1）血清镁升高：

①肾功效不全，特别是在少尿、无尿时期，由于肾去除功效减少，血浆及红细胞内酶含量均增高，可出现高镁血症。

②其它：甲低、Addisan病、多发性骨髓瘤、严重脱水及用镁剂治疗过量时等状况。

血镁增高可出现镁中毒症状，如深部腱反射消失、肌肉瘫软、心动过缓、房室传导阻滞等，血镁过高时可发生心脏骤停。（2）血清镁减低：

低血镁常伴有电解质紊乱。

①镁摄入局限性，如禁食、呕吐、慢性腹泻、消化吸取不良。

②尿排镁过多，如肾功效不全多尿期，服用利尿剂等状况。

③甲状旁腺功效亢进、原发性醛固酮症、糖尿病酸中毒也可出现血镁减少。

④使用氨基糖甙类抗生素增进镁的丢失。

⑤高血钙时增加尿镁排出，术后输液期血清镁可临时下降。

低血镁患者常同时伴有水和电解质紊乱，如，低血镁时可有低钙、低钠、低磷等同时存在，低血镁和低血钙症状相似，不易分辨，因此有怀疑时应进行血镁测定。【习题】机体缺钙的病因不涉及

A.长久日照局限性

B.V-D摄入局限性

C.食物中钙磷比例不当

D.肾功效障碍

E.甲状旁腺激素功效亢进

『对的答案』E

『答案解析』甲状旁腺激素功效亢进造成血钙升高。PTH的调节作用不涉及

A.升高血钙、升高血磷

B.升高血钙、减少血磷

C.升高血钙、增加尿磷

D.增进肾对钙的重吸取

E.增进溶骨

『对的答案』A

『答案解析』PTH最后造成血钙升高、血磷减少。影响肠道钙吸取的最重要因素是

A.肠腔内pH

B.食物含钙量

C.食物性质

D.肠道草酸盐含量

E.体内1α，25-（OH）2-D3含量

『对的答案』E

『答案解析』影响肠道钙吸取的最重要因素是1α，25-（OH）2-D3的含量。对于维生素D的叙述，哪一项是错误的

A.维持骨盐的溶解和沉积，有助于骨的更新与生长

B.可从食物中得到，也可经日照后在皮下转化生成

C.能升高血钙、减少血磷

D.能负反馈克制25（OH）D3-1α-羟化酶活性

E.对肠道作用是增进钙和磷的吸取

『对的答案』C

『答案解析』维生素D最后造成血钙和血磷都升高。钙在血液内有诸多个存在形式，临床上由于血清钙异常引发症状时，多由于哪种形式的变化所致

A.白蛋白结合钙

B.磷酸钙

C.柠檬酸钙

D.离子钙

E.以上任何一种形式变化都能够引发临床症状

『对的答案』D

『答案解析』扩散性离子钙含有生理活性，可引发一系列临床症状。有关镁代谢叙述错误的是

A.吸取部位重要在回肠

B.肾脏是体内镁的重要排泄器官

C.大量丢失消化液是造成缺镁的重要因素

D.肌肉是维持镁平衡的重要组织

E.溶血对血清镁测定影响不大

『对的答案』E

『答案解析』镁重要存在于细胞内，是细胞内含量仅次于钾的阳离子。因此溶血时，血清镁测定会受影响。B型题

A.血钙增高，血磷减少

B.血磷增高

C.血钙和血磷同时增高

D.血钙和血磷同时减少

E.血钙减少，血磷升高甲状旁腺功效低下的体现为

『对的答案』E

『答案解析』由于甲状旁腺激素最后造成血钙升高、血磷减少。当甲状腺功效低下时血钙减少、血磷升高。甲状旁腺功效亢进的体现为

『对的答案』A

『答案解析』由于甲状旁腺激素最后造成血钙升高、血磷减少。当甲状腺功效亢进时血钙升高、血钙减少。维生素D缺少的体现为

『对的答案』D

『答案解析』维生素D最后造成血钙升高、血磷升高。当维生素D缺少时血钙血磷同时减少。二、微量元素

（一）微量元素分布及生理功效

微量元素普通是指其含量是以毫克或更少/每公斤组织来计算的元素。（指含量占体重0.01%下列元素）

微量元素可根据其生物学作用不同划分为必需的、无害的及有害的三类。

必需的微量元素：铁、锌、铜、锰、铬、钼、钴、硒、镍、钒、锡、氟、碘、硅等。有些元素，如铋、锑、镉、汞、铅等对人体有害。

微量元素的生理功效

1.酶的激活剂：体内约50%～70%种类的酶中含微量元素或以微量元素离子做激活剂；

2.构成体内重要的载体及电子传递系统；

3.参加激素和维生素的合成；

4.影响生长发育，免疫系统的功效。（二）微量元素与疾病的关系

微量元素过多或缺少，可造成某些地方病的发生。如缺碘与地方性甲状腺肿及呆小症有关；低硒与克山病和骨节病有关；铁过剩致血红蛋白从容病、汞中毒时发生“水俣病”、先天性铜代谢异常引发Wilson病等。1.铁

（1）铁的生理功效

铁是体内含量最丰富的微量元素。重要功效是作为血红蛋白的重要成分。

1）维持正常造血功效

铁是血红蛋白的重要成分。铁缺少，使血红蛋白合成障碍引发缺铁性贫血。血红蛋白中铁对氧摄取、释放、运输起重要作用。

2）参加体内氧化-还原反映和质子、电子的传送作用，在呼吸链中亦发挥重要功效。

（2）铁的测定办法：

血样中的铁惯用血清铁和血清总铁结合力来表达。

血清总铁结合力（TIBC）：在血清样品中加足量的铁原则液使运铁铁蛋白被铁饱和。过量的铁用MgCO3除出，离心取上清液，按测血清铁的办法求出铁的含量，即为TIBC。

血清铁和总铁结合力的比例称为铁饱和度。

铁饱和度＝血清铁/总铁结合力×100%

铁的测定：多采用化学比色法。（3）临床意义

1）血清铁增高：溶血性贫血；再生障碍性贫血、巨幼红细胞性贫血；因铁运用率太低的铅中毒或因维生素B6缺少引发造血功效减低等。

2）血清铁减少：常见于缺铁性贫血、急性或慢性感染、恶性肿瘤等。

3）血清总铁结合力增高：见于缺铁性贫血、急性肝炎等。

4）血清总铁结合力减少：见于肝硬化、肾病、尿毒症和血色从容症等。2.锌

锌在正常成人体内含量为2～3g，男性略高于女性，视网膜、前列腺、胰腺浓度最高；肌肉内储锌占全身锌的62%，骨占28%。

锌在小肠上皮细胞内吸取，运输至肝和全身。从粪便、尿、汗、头发、及乳汁排泄。能够测定血锌或发锌判断体内含锌状况。

功效：

（1）锌能够作为多个酶的功效成分或激活剂。

（2）增进生长发育，增进核酸及蛋白质的生物合成。

（3）增强免疫及吞噬细胞的功效。

（4）有抗氧化、抗衰老、抗癌的作用。3.铜

正常人体内含铜80～100mg，约50%～70%存于骨骼和肌肉内，20%存于肝。

成年人每日摄取铜2mg可满足生理需要。

铜的生物学作用有：

（1）参加造血和铁的代谢，影响铁的吸取和储存；

（2）构成许多含铜酶及含铜生物活性蛋白质；

（3）与DNA结合，与维持核酸构造的稳定性有关；

（4）许多氧化酶含有铜。

Wilson病时血清铜明显减少。4.硒

人体内含硒量约14～21mg，以肝、胰、肾中含量较多。人体对硒的摄入量受食物含硒量影响，体内硒由尿、粪、汗排泄。

硒的生物学作用：

（1）硒是谷胱甘肽过氧化物酶的必须构成成分；

（2）参加辅酶A和辅酶Q的合成；

（3）和视力及神经传导有亲密关系；

（4）对某些有毒元素和物质的毒性有拮抗性；

（5）刺激免疫球蛋白和抗体的产生；

（6）能够保护心肌的正常构造、代谢和功效；

（7）调节维生素A、C、E、K的代谢；

（8）含有抗肿瘤作用。

克山病、心肌缺血、癌、多发性硬化症、肌营养不良等时血硒减少。5.铬

成人体内含铬6mg（此处教材印刷有误，请以老师授课为准），日摄入量5～150μg。进入血浆的铬与运铁蛋白结合运至肝及全身。铬重要随尿排出。

铬的生物学作用：

（1）形成葡萄糖耐量因子，协助胰岛素发挥作用；

（2）减少血浆胆固醇及调节血糖；

（3）增进血红蛋白的合成及造血功效。

糖尿病时可减少。接触铬可引发急、慢性铬中毒。6.钴：

正常人体内含钴1.1～1.5mg，食物中钴在小肠内吸取入血浆后，与三种运钴蛋白结合，运至肝及全身，重要由尿排出。

钴是维生素B12重要的辅因子，因此也是重要的营养素。维生素B12缺少可造成叶酸的运用率下降，造成巨红细胞性贫血。

当内因子