课件：第十三章钙、磷、镁和微量元素检验.ppt

钙、磷、镁和微量元素检验,生化教研室 刘洁,第十三章,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,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。,人体必需元素至少有25种,11种主要元素：氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁,14种微量元素（trace elements）：指含量占体重0.01%以下元素。,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 钙和磷代谢紊乱,一、钙、磷的代谢,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,钙、磷的生理功能,1.血浆钙可降低毛细血管和细胞膜的通透性，降低 神经、肌肉的兴奋性。 2.血浆钙（凝血因子）参与凝血过程。 3.骨骼肌中的钙可引起肌肉收缩。 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；,钙的生理功能,1.构成血液的磷酸盐缓冲体系（HPO42-/H2PO4-） 2.细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应 3.是核苷酸的重要组成成分，参与构成辅酶和合成高能化合物 4.细胞膜磷脂在构成生物膜结构、维持膜的功能上发挥重要作用。 5.通过化学修饰起代谢调控作用，与细胞的分化、增殖的调控有密切的关系。,磷的生理功能,血钙和血磷,血钙几乎全部存在于血浆中，正常人血钙波动甚小，保持于2.10-2.60mmol/L,血钙：,可扩散钙： （60%）,非扩散钙： （40%）,与蛋白质结合的钙（白蛋白）,离子钙（50%） 发挥生理作用,柠檬酸钙（10%）,临床上常测定血清总钙量以观察血清离子钙的变化情况，方法简便。 非扩散钙部分可随血清白蛋白浓度的增减而改变，即同时引起血清总钙含量的增减，但不影响血清离子钙的浓度。 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,关系：,血磷：,通常是指血浆中的无机磷，正常成人血浆无机磷含量为0.971.62mmol/L，儿童稍高。,存在形式：HPO42- 、 H2PO4- Ca x P = 35-40 mg/dl 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,部位：十二指肠,影响 因素：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,吸收：,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%， 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。 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,部位：小肠上段（空肠），磷的吸收较钙容易。,吸收：,影响 因素：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：,30%肠道排出,70%肾脏排出。,肾脏：是排泄磷的主要器官，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。,肠道：30%由粪便排出。,依赖于三种激素的调节,：升高， ：显著升高， ：降低,二、钙、磷代谢的调节,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,三、钙、磷代谢紊乱,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,原因：甲状旁腺功能低下、维生素D缺乏、低钙 饮食或吸收障碍、慢性肾病等。,表现：神经肌肉兴奋性增高；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。,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),2. 高钙血症：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 和PTH异位分泌，维生素D中毒等,表现：神经肌肉兴奋性下降；食欲减退、便 秘等；肾脏浓缩功能受损；心肌兴奋 性增加,磷代谢异常表现为血浆中无机磷水平下降或升高,病因：甲状腺功能亢进、维生素D缺乏、肾 小管病变等,病因：甲减、肾功能不全、维生素D中毒等,3.低磷血症：血磷浓度低于0.97mmol/L,表现：由细胞内ATP生成减少，红细胞内 2,3-二磷酸甘油含量降低所引起,4.高磷血症：血磷浓度成人高于1.62mmol/L，儿童高于2.10mmol/L,镁的代谢 镁代谢紊乱,第二节 镁代谢及其平衡紊乱,含量与分布,一、镁的代谢,约占体重的0.03%，正常成人含镁约2028g。 60%以磷酸镁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,2019/4/19,29,可编辑,血镁,血浆中的镁浓度约0.671.04mmol/L,存在形式主要有3种：,离子镁（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：小肠上段（回肠）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。,镁的吸收和排泄,二、镁代谢紊乱,1.低镁血症：血浆镁浓度低于0.67mmol/L。常伴有低钙血症和低钾血症。,2.高镁血症：血浆镁浓度高于1.04mmol/L。,第三节 微量元素与疾病,微量元素,有害的 铋（Bi）、铍（Be）、镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、铝（Al）等,必需的 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,无害的,含量 0.1g/kg体重,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,必需微量元素的含量、分布及生理功用,含量、分布,生理功用,1、酶需要微量元素参加组成其活性中心或 激活其活性 2、构成体内重要的载体及电子传递系统 3、参与激素和维生素的合成，影响内分泌 系统,微量元素对人体各种生命活动的影响,1促进机体的生长发育,2对神经系统结构和功能 的影响,3内分泌系统的影响,4对免疫系统的影响,5对心血管疾病及创伤的影响,6对肿瘤发生、发展的影响,7对胚胎及胎儿发育的影响,必需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、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,第四节 钙、磷、镁和 微量元素铁、铜、锌的测定,血清钙测定 血清无机磷测定 血清镁测定 微量元素铁测定,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,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：2.102.60mmol/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）,方法：离子选择性电极法,离子钙测定,参考范围：1.131.32mmol/L,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状况来说，总钙测定更为客观，两者不能完全相互替代。,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，灵敏度高。操作简单，适合手工操作，也适用于自动化分析仪。,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-） 常用的方法有：磷钼酸法、染料法、酶法。,二、血磷测定,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。,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。,是目前生化分析仪最常用的测定血磷方法。,评价 本法快速、简便，准确度、精密度高。重复性好，线性范围宽。,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）,酶法 新进展，将成为新的自动化方法,参考范围 0.671.04mmol/L。,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-binding