钙磷镁和微量元素检验.ppt

第十三章钙 磷和微量元素检验 第一节钙 磷代谢及平衡紊乱第二节镁代谢及平衡紊乱第三节微量元素与疾病第四节钙 磷和微量元素测定 2019 12 30 1 学习目标 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 锌的测定方法 钙 磷 镁代谢及平衡紊乱 微量元素与疾病的关系 2019 12 30 2 第一节钙 磷代谢及其平衡紊乱 一 钙 磷代谢 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700 1400g 其次是磷 占体重0 8 1 2 总量约400 800g 99 以上的钙和86 以上的磷是以羟磷灰石形式沉积于骨 牙 2019 12 30 3 二 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 磷的吸收率约70 低磷时可达90 排泄 主要通过肠道和肾脏 钙 80 肠道20 肾脏磷 30 肠道70 肾脏 2019 12 30 4 三 血钙与血磷血液中钙几乎全部存在于血浆 正常血清钙2 25 2 75mmol L 9 11mg dl 离子钙50 可扩散钙血钙H HCO3 柠檬酸钙碳酸氢钙结合钙50 蛋白结合钙非扩散钙 2019 12 30 5 发挥生理作用的是离子钙 但临床实验室测定的大多数是总钙 血浆中 Ca2 H HCO3 的关系可用下式表示 血磷是指血液中的无机磷酸盐 HPO42 H2PO4 正常人血清无机磷0 97 1 61mmol L 3 5mg dl 儿童稍高 2019 12 30 6 Ca P 35 40大于40骨盐沉积 有利于骨钙化 小于35骨盐溶解 四 钙 磷生理功能钙 1 参与血液凝固 2 参与肌肉收缩 3 维持神经肌肉应激性 4 作为第二信使 2019 12 30 7 磷 1 作为核酸 磷脂 磷蛋白合成的原料 2 参与高能磷酸化合物的合成 3 构成核苷酸辅酶 4 构成磷酸盐缓冲对 2019 12 30 8 二 钙 磷代谢调节1 维生素D3 VitD3 D325 OHD31 25 OH 2D3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促进骨重建 肝 肾 1 羟化酶 25 羟化酶 2019 12 30 9 2 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 3 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 2019 12 30 10 PTH间充质细胞破骨细胞成骨细胞CT 三 钙 磷代谢紊乱 一 钙代谢紊乱总钙的异常表现为游离钙的异常总钙和游离钙的异常1 低钙血症 hypocalcemia 血钙浓度低于2 25mmol L 称为低血钙 2019 12 30 11 常见病因 低清蛋白血症血清总钙降低 游离钙多正常 慢性肾功能衰竭 甲状旁腺功能减退 PTH分泌不足 维生素D缺乏 电解质代谢紊乱 2019 12 30 12 2 高钙血症 Hypercalcemia 血钙浓度高于2 75mmol L 称为高血钙 常见病因 钙溢出进入细胞外液 肾对钙的重吸收增加 肠道对钙吸收增强 骨髓的重吸收增加 原发性甲状旁腺功能亢进和PTH过度分泌 2019 12 30 13 二 磷代谢紊乱1 低磷血症指血清无机磷浓度低于0 97mmol L 常见病因 磷向细胞内转移 肾磷酸盐阈值降低 肠道磷酸盐的吸收减少 细胞外磷酸盐丢失 2019 12 30 14 2 高磷血症指血清无机磷浓度高于1 61mmol L 常见病因 常因肾脏排泌磷酸盐的能力不足而致 其他引起的因素与增加或磷酸盐从组织进入到细胞外液等有关 肾排泌磷酸盐能力下降 磷酸盐摄入过多 细胞内磷酸盐大量转运出 2019 12 30 15 第二节镁代谢及其平衡紊乱一 镁的代谢1 镁的含量与分布占体重的0 03 正常成人镁的总量20 28g 其中60 存在于骨骼 20 30 存在于骨骼肌 其余10 存在于其它组织中 体液中细胞内液镁的含量占总量的39 而细胞外液仅占1 2019 12 30 16 2 血镁血浆镁浓度约0 67 1 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 2019 12 30 17 3 吸收与排泄食物镁含量丰富 人体每天需要量300 350mg 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 二 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 2019 12 30 18 二 镁代谢紊乱 一 低镁血症临床上将血镁浓度低于0 67mmol L时 称为低镁血症 常见原因 1 吸收障碍严重腹泻 吸收不良综合征 溃疡性结肠炎 肠道大部分切除术 肝硬化 胆道疾病等 2 醛固酮分泌增多使肠道镁吸收和肾小管镁重吸收减少 2019 12 30 19 3 肾脏疾病如慢性肾盂肾炎 肾小管酸中毒引起肾小管重吸收机能减退 4 甲状腺功能亢进及甲状旁腺功能亢进患者约半数以上可表现低镁血症 5 糖尿病酸中毒尿镁显著增加 可引起低镁血症 用胰岛素治疗后 镁向细胞内转移 可加重低血镁 6 药物的应用如长期应用利尿剂 庆大霉素 免疫抑制剂 使肾排镁增加 2019 12 30 20 临床表现 1 神经肌肉系统手足搐搦最常见 大多是因合并甲状旁腺素分泌过少及血钙过低而致 2 心血管系统心电图常见为QT延长 ST段压低 T波增宽呈低而平 其他各种心律紊乱 3 其他低镁可促进血管收缩 正常尿镁可以抑制尿中钙盐结石形成 长期低镁者易发生尿路结石 2019 12 30 21 二 高镁血症临床上将血镁浓度大于1 04mmol L时 称为高镁血症 常见原因 1 以急性或慢性肾功能衰竭多见 但一般肾功能衰竭患者血镁大多仍能维持正常或正常偏高水平 且无高镁血症导致的症状 2 甲状腺素可抑制肾小管镁重吸收 促进尿镁排出 故某些黏液性水肿的患者可发生高镁血症 醛固酮也有抑制肾小管镁重吸收 促进尿镁排出的作用 故Addison病患者可有高镁血症 2019 12 30 22 临床表现 高镁血症的临床表现与血清镁升高的幅度及速度均有关 短时间内迅速升高者临床症状较重 1 对神经 肌肉的影响血清镁升高可抑制神经 肌肉接头以及中枢神经乙酰胆碱的释放 故表现为呼吸肌无力和中枢抑制状态 2 对心脏的影响主要表现为自律性细胞的抑制作用 表现为窦性心动过缓 各种情况的传导阻滞 2019 12 30 23 3 对血管的影响高血镁可抑制交感神经节前纤维乙酰胆碱的释放 相应去甲肾上腺素释放减少 故表现为血管平滑肌舒张 皮肤潮红 血压下降 4 对消化系统的影响高血镁抑制自主神经递质的释放 并直接抑制胃肠道平滑肌 患者可表现有腹胀 便秘 恶心 呕吐等 5 对呼吸系统的影响严重高血镁可使呼吸中枢兴奋性降低和呼吸肌麻痹 导致呼吸停止 2019 12 30 24 第三节微量元素与疾病 是指含量占体重0 01 以下的元素 体内约50多种 必需的Fe Cu Zn V Co Mo Ni Cr Sn Mn Se Si I F非必需的Rb As B Al Ba等有害的Bi Be Cd Hg Pb等 微量元素 2019 12 30 25 一 必需微量元素的共同特征1 必需微量元素多数为金属元素 2 必需微量元素多数位于元素周期表中居前部的位置 3 必需微量元素具有高度生物学活性及催化生化反应的能力 4 各种微量元素之间有相互影响 拮抗或协同作用 2019 12 30 26 二 必需微量元素含量 分布及生理功能 一 必需微量元素含量与分布 2019 12 30 27 人体内必需微量元素含量 分布与每日需要量 2019 12 30 28 二 必需微量元素的生理功能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 2019 12 30 29 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 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 2019 12 30 30 三 必需微量元素与疾病的关系 一 微量元素缺乏症与过多症1 微量元素缺乏症 2019 12 30 31 2 微量元素的过多症铁过剩的血色沉着病 铁吸收过多 在心 胰腺 睾丸 肝内沉积 导致组织纤维化 二 微量元素与地方病地方性甲状腺肿是因长期缺碘所引起的以甲状腺增生为主的慢性地方病 在胎儿或婴儿时期严重缺碘 可引起克汀病 俗称呆小病 以中枢神经系统损害 甲状腺功能低下及生长发育停滞为主要病变 患者身材特别矮小 精神迟钝 智力低下 甚至发生聋哑和痴呆 2019 12 30 32 2019 12 30 33 克山病1935年在黑龙江省克山县首次暴发流行 由于当时对病因不了解 故以地名命名为 克山病 经流行病学调查 发现病区在内外环境方面均处于低硒状态 临床表现主要是以心肌坏死造成的心源性休克和充血性心力衰竭 伊朗乡村病1961年 一名英国医生在伊朗的乡村发现一些儿童和青少年食欲很差 生长发育缓慢 身材矮小而成为株儒 后来经营养学家研究发现是由于缺锌所致 2019 12 30 34 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 第四节钙 磷和微量元素测定 2019 12 30 35 1 EDTA Na2络合滴定法在碱性溶液中 血清钙与钙红指示剂结合成可溶性的复合物 使溶液呈淡红色 EDTA Na2对钙有很大的亲和力 能与复合物中的钙络合 使钙红指示剂重新游离 溶液变蓝色 根据EDTA Na2滴定用量可计算出血清钙含量 钙 钙红钙 钙红复合物淡红色钙 钙红复合物 EDTA Na2EDTACa 钙红蓝色 2019 12 30 36 钙指示剂除钙红外 还有依地铬黑T 红 蓝 钙黄绿素 黄 绿 紫红酸铵 红 紫 钙红指示剂终点明显 不受血清镁干扰 镁在强碱性条件下生成Mg OH 2 指示剂在强碱性条件下不稳定 加指示剂后应立即滴定 操作简便 无需特殊仪器设备 适合于基层医院 但终点判断人为误差较大 溶血 黄疸影响终点判断 2019 12 30 37 2 邻甲酚酞络合酮法 O CPC 邻甲酚酞络合酮是一种金属络合染料 也是一种酸碱指示剂 在碱性溶液中能与钙和镁螯合 生成紫红色螯合物 吸收峰575nm 作钙测定时 加入8 羟基喹啉消除镁的干扰 2019 12 30 38 Mg2 8 羟基喹啉可溶性络合物Ca2 邻甲酚酞络合酮紫红色螯合物灵敏度很高 试管 器皿如有微量的钙污染亦会引起误差 最好使用一次性试管 所有试剂置塑料瓶中保存 2019 12 30 39 3 甲基麝香草酚蓝法 MTB 血清钙在碱性溶液中与甲基麝香草酚蓝 MTB 结合 生成一种蓝色络合物 加入8 羟基喹啉消除镁干扰 显色稳定 线性范围大 溶血 黄疸无干扰 2019 12 30 40 4 离子选择电极法 ISE 此法迅速 简便 灵敏度高 重复性好 并可同时测定总钙和离子钙 离子钙测定最好用血清 不用抗凝剂 在急需检测结果时可用肝素抗凝 正常参考值 成人总钙2 25 2 75mmol L离子钙1 15 1 42mmol L 2019 12 30 41 二 血清无机磷测定目前还不能直接测定人体内的磷元素 各种方法都是直接地分析两种磷酸盐阴离子 HPO42 H2PO4 常用的方法有磷钼酸法 染料法 酶法 2019 12 30 42 1 磷钼酸法以三氯醋酸沉淀蛋白 在无蛋白滤液中加入钼酸铵试剂 与无机磷结合成磷钼酸 再以硫酸亚铁为还原剂 还原成钼蓝 NH4 6Mo7O24 3H2SO4 4H2O7H2MoO4 3 NH4 2SO412H2MoO4 H3PO412MoO3 H3PO4 12H2O12MoO3 H3PO4 还原剂钼蓝 2019 12 30 43 还原剂有很多种 1 氨基 2 萘酚 4 磺酸 应用历史较久 试剂不太稳定 显色时间长 灵敏度不高 氯化亚锡 灵敏度较高 颜色强度随显色时间而改变 偏离Beer定律 硫酸亚铁 显色较稳定 米吐尔 不需去蛋白 可直接显色 快速简便 是卫生部临床检验中心推荐的两种还原剂 2019 12 30 44 2 酶法Gn H3PO4Gn 1 G 1 PG 1 PG 6 PG 6 P NADP 6 磷酸葡萄糖酸 NADPH H 糖原磷酸化酶 葡萄糖磷酸变位酶 6 磷酸葡萄糖脱氢酶 2019 12 30 45 三 镁的测定化学法钙镁试剂比色法 达旦黄比色法 甲基麝香草酚蓝比色法 传统方法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 酶法新进展 将成为新的自动方法 2019 12 30 46 1 钙镁试剂比色法血清镁在碱性条件下与钙镁试剂生成紫红色络合物 颜色深浅与镁浓度成正比 加入EGTA乙二醇双 氨基乙醚 N N N N 四乙酸 可消除钙的干扰 吸收峰520nm 显色稳定 操作简便 快速 可手工操作 也可用于自动化分析 2019 12 30 47 2 甲基百里香酚蓝比色法血清中镁 钙离子在碱性溶液中能与甲基百里香酚蓝染料结合 生成一种蓝色复合物 加入EGTA可掩蔽钙离子的干扰 与同样处理的镁标准液进行比较 求得血清镁含量 吸收峰660nm 3 原子吸收分光光度法血清经酸性氯化镧溶液作50倍稀释 直接用原子吸收分光光度计检测285 2nm的吸光度 操作简便 准确 精密度好 可同时进行钙的测定422 7nm 2019 12 30 48 酶法测定血清镁技术的报道较多 有己糖激酶偶联葡萄糖 6 磷酸脱氢酶法 葡萄糖激酶偶联葡萄糖6磷酸脱氢酶法 甘油激酶偶联甘油 3 磷酸氧化酶和过氧化物酶法 磷酸葡萄糖变位酶偶联葡萄糖 6 磷酸脱氢酶法 异柠檬酸脱氢酶法和丙酮酸激酶偶联乳酸脱氢酶法 这些方法均是根据镁离子为酶激动剂原理进行血清镁离子测定 优点为方法灵敏 特异 准确性与精密度好 抗干扰性强 2019 12 30 49 PEP和ADP在PK催化下生成丙酮酸和ATP 丙酮酸又与LDH系统偶联 经LDH催化生成乳酸 同时 NADH氧化为NAD 镁离子的存在可使PK活性显著增强 故NADH在340nm波长时的吸光度变化 可间接反映血清镁离子浓度 反应式如下 2019 12 30 50 在两种金属螯合剂EDTA和EGTA的适当浓度中 以镁离子作为激活剂 通过异柠檬酸脱氢酶催化异柠檬酸脱氢 使NADP 还原成NADPH 在同样的条件下 与镁的标准液比较 即可求得血清镁的含量 1 批内CV 2 4 批间CV 3 5 2 在5mmol L以内成线性 3 血清中钙的浓度高达4 15mmol L时 对镁的测定无干扰 2019 12 30 51 四 微量元素铁测定 一 铁代谢概况铁是体内合成Hb的重要原料之一 故人体内大部分铁存在于Hb中 缺铁使红细胞中Hb减少 而出现贫血 正常成人铁的总量 男性为3 5g 女性稍低 Hb70 1ml血液含铁0 51mgMb5 Cyt 含铁酶类1 储存形式铁铁蛋白 含铁血黄素24 血浆运输形式铁0 1 2019 12 30 52 铁的需要量 成年男性1mg d 青春期妇女2mg d 食物铁一般膳食含铁10 15mg 日 吸收率10 Hb分解释放80 被重新利用合成Hb 少量储存吸收部位 十二指肠 空肠上段 铁的来源 2019 12 30 53 吸收入血的铁 Fe2 在铜蓝蛋白催化下氧化成Fe3 然后与运铁蛋白结合 在血液中运输 大部分运至骨髓用于合成Hb 运铁蛋白Fe2 Fe3 Fe3 运铁蛋白一般血浆中运铁蛋白只有25 30 被铁饱和 血清运铁蛋白结合铁的最大量称为总铁结合力 TIBC 血清铁和总铁结合力的百分比称为铁饱和度 铜蓝蛋白 2019 12 30 54 铁饱和度 100 铁的主要生理功能 1 合成血红素的原料 进而合成血红蛋白 参与氧的运输 2 用于合成铁卟啉化合物 如细胞色素 过氧化物酶 过氧化氢酶 参与生物氧化过程 2019 12 30 55 二 血清铁测定血清铁测定的方法有分光光度法 亚铁嗪比色法 原子吸收光谱法和溶出伏安法等 血清铁测定血清铁测定血清总铁结合力 TIBC 测定亚铁嗪比色法可用于自动化分析 也可用于手工操作 2019 12 30 56 运铁蛋白 Fe3 2运铁蛋白 2Fe3 Fe3 还原剂Fe2 Fe2 3亚铁嗪Fe2 亚铁嗪 紫红色 TIBC测定 在血清中加入一定铁标准液 使之与未带铁的运铁蛋白结合 多余的铁用轻质碳酸镁粉末吸附除去 然后测定血清总铁含量 正常参考值 1 血清铁男11 30 mol L女9 0 27 mol L2 血清总铁结合力50 77 mol L3 铁饱和度20 55 酸性 562nm 2019 12 30 57 五 微量元素铜测定 一 铜代谢概况正常成人铜的总量约100 150mg 分布于各组织 以肝 脑 心含量较多 大多以铜蛋白的形式存在 成人血清铜含量为0 02mmol L 铜的需要量 婴儿和儿童0 5 1mg kg d 成人1 5 2 0mg d吸收部位 十二指肠 吸收率5 10 与有机物结合的铜其吸收率比无机铜盐高 大多与SOD和巯基金属蛋白结合而吸收 2019 12 30 58 铜的生理功能1 血液中的铜大部分用于合成血浆铜蓝蛋白