课件：钙、磷、镁和微量元素检验.ppt

1,第十一章 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（trace elements）,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 概 述 第二节 钙、磷、镁和微量元素测定,4,第一节 概 述,一、钙、磷代谢及调节 （一）含量与分布 钙是体内含量最多的无机盐，占体重的1.5%2%，总量约7001400g，其次是磷，占体重0.8%1.2%，总量约400800g。99%以上的钙和85%以上的磷是以羟磷灰石形式沉积于骨、牙。,5,人体内钙、磷的分布,6,（二）钙的吸收与排泄 吸收：在pH较低的小肠上段，钙的吸收率随年龄的增长而降低，每增加10岁减少5%10%，婴儿吸收率可达50%以上，儿童40%，成人20%左右，故老人易发生骨质疏松症。,影响食物中钙吸收的因素,活性维生素D 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,7,8,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,9,（三） 、钙的代谢,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,钙与血钙：,其他体液,10,许多酶的辅助因子 可抑制维生素D3羟化酶的活性，对磷代谢调节 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,11,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,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。（PTH）,排泄：,（四）、磷的代谢,12,磷的分布,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,13,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,1.甲状旁腺素（PTH） 甲状旁腺主细胞分泌的84肽。促进溶骨作用，促进间充质细胞转化成破骨细胞，抑制破骨细胞转化为成骨细胞；促进肾小管对钙的重吸收，抑制磷的重吸收。 2.降钙素（CT） 甲状腺滤泡旁细胞分泌的32肽，与PTH拮抗。促进成骨作用，抑制间充质细胞转化为破骨细胞，促进破骨细胞转化为成骨细胞；抑制肾小管对钙、磷的重吸收。 3.维生素D3（VitD3） 1，25-（OH）2 D3促进肠道对钙、磷的吸收；促进肾小管对钙、磷的重吸收；协同PTH促进溶骨。,14,（五）、钙、磷代谢的调节,15,三种激素对钙、磷代谢的调节,：升高， ：显著升高， ：降低,16,（六）、钙和磷代谢紊乱,1 钙代谢异常,表现为血浆总钙和/或游离钙水平下降或升高,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),17,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,18,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,19,2 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,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 高磷血症 血磷浓度成人高于1.62mmol/L，儿童高于2.10 mmol/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,20,二 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,血镁 血浆镁的浓度约0.671.23mmol/L，存在形式主要有三种 。 离子镁 55% 血镁 碳酸氢镁、柠檬酸镁、磷酸镁等 15% 蛋白结合镁 30% 发挥生理作用的是离子镁。,21,吸收与排泄 食物镁含量丰富，人体每天需要量300350mg，镁的吸收主要在小肠，吸收率只有30%40%，吸收率与肠腔中镁的含量成反比。体内镁的排泄主要通过肾脏。 镁的生理功能 1.作为酶的辅助因子 体内约300种酶的辅助因子是Mg2+。 2.维持神经肌肉的应激性 Mg2+能降低神经肌肉的应激性。,22,23,镁代谢紊乱,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,高镁血症,24,三 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。,微量元素: 含量占体重0.01%以下，每日需要量在100mg以下的元素，体内含量极低，但其广泛的生物学作用和临床意义,25,1、必需微量元素的共同特征,多数为金属元素 多数在元素周期表中居于前部位置 且有高度生物活性及催化生物化学反应的能力 各种微量元素间有相互影响、拮抗或协同作用,26,2、必需微量元素的含量、分布及生理功用,含量、分布,27,生理功用,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。 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。 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。,28,对免疫系统的影响 铁、铜、锌等缺乏时可降低机体的免疫力。 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。多种微量元素还能影响核酸和蛋白质的生物合成，故有利于创伤的愈合和疾病的恢复。,29,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,3、必需微量元素与疾病的关系,30,微量元素的功能与缺乏症,31,第二节 钙、磷、镁和微量元素测定,一、钙的测定 血钙测定方法很多。 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）。 物理法 火焰光度法；ISE法；原子吸收分 光光度法；同位素稀释质谱法。,血钙测定,32,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】1.101.34mmol/L,33,2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：2.032.54mmol/L，儿童：2.252.67mmol/L,34,二、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,35,1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】0.61.6mmol/L,36,三、血清镁的测定 血清镁的测定包括总镁和离子镁,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 离子镁测定 离子选择电极法 酶法,37,四、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。,38,一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=,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,总铁结合力,血清铁,39,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 11.631.3mol/L,女 9.030.4mol/L,2.血清总铁结合力 48.371.6mol/L,3.铁饱和度 20%55%,总铁结合力（TIBC）的测定：,40,五、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1122mol/L 女性为12.624.4mol/L 儿童为12.629.9mol/L。,【参考范围】,生理作用：合成铜蓝蛋白、参与许多酶的组成,41,六、微量元素锌的测定,标本来源：血浆、尿、唾液和头发标本,测定方法：,1.原子吸收光光度法,2.分光光度法,【参考范围】,成人血清锌为9.020.7mol/L,分布：分布于人体各组织器官内，以视网膜、胰腺及前列腺 含锌较高,微量元素是一个新兴学科，检测微量元素无论从采样到测试前处理到测试直到结果分析都需专业人士来操 作，步骤相当复杂，污染严重，且出结果时间长。这也正是医院在人体微量元素检测方面无法普及的重要原因之一,42,目前我国的各级医疗保健单位，尤其是妇幼保健单位、儿童医院、综合医院等，已经将人体元素（铅、锌、铜、钙、镁、铁等）检测作为常规项目。,43,一 传统的微量元素检测的方法 同位素稀释质谱法、分子光谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、X射线荧光光谱分析法、中子活化分析法、 生化法、电化学分析法等。但在临床医学上广泛应用的方法主要为生化法、电化学分析法、原子吸收光谱法这几种。,44,生化法（锌原卟啉法、双硫腙法、其它比色法等）的特点： 用血量较大 需要前处理，操作复杂，澄清血清耗时长 检测血清，而血清受近期饮食等因素影响极大，从而使数据缺乏客观准确性 试剂成本较高 检测元素种类受限制 灵敏度达不到临床检测的要求 重复性差,45,电化学分析法的特点： 1、仪器价格较低 2、 可以用于痕量的测量，但误差较大 3、 测定多种元素时，重复性差 4、 对环境和实验人员污染严重 5、 很难将保养到最佳条件 6、前处理极其繁杂耗时 7、整个实验很难控制，结果非常不稳定,46,原子吸收光谱分析法：简称原子吸收法（AAS） 原理为：从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，在原子化器中待测元素的基态 原子蒸汽对其产生吸收，未被吸收的部分透射过去。通过测定吸收特定波长的光量大小，来求出待