臨床化學第七章鈣、磷、鎂代謝與微量元素講義

1、第七章 鈣、磷、鎂代謝與微量元素考綱要求1 .鈣、磷、鎂代謝(1)鈣、磷、鎂的生理功能掌握(2)鈣、磷、鎂代謝及其調(diào)節(jié)熟悉(3)鈣、磷、鎂測定的參考值、臨床意義及方法評價熟練掌握2 .微量元素 熟悉(1)微量元素分布及生理功能(2)鋅、銅、硒、銘、鉆、鎰、氟、碘的生理作用與代謝(3)微量元素與疾病的關(guān)系鈣鹽和磷酸鹽是人體含量最高的無機鹽。99艱上的鈣和86%A上的磷以羥磷灰石的形式構(gòu)成骨鹽，和膠原纖維結(jié)合在一起使骨牙組織具有特殊 的硬度和韌性。一、鈣、磷、鎂代謝(一)鈣、磷、鎂的生理功能1 .鈣的生理功能(1)血漿鈣可降低毛細血管和細胞膜的通透性，降低神經(jīng)、肌肉的興奮性。(2)血漿鈣作為血漿凝

2、血因子參與凝血過程。(3)骨骼肌中的鈣可引起肌肉收縮。(4)是重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)：作用于細胞膜，影響膜的通透性；在細胞內(nèi)作為第二信使，起著重要的 代謝調(diào)節(jié)作用；是許多酶的激活劑。2 .磷的生理功能(1)血中磷酸鹽是血液緩沖體系的重要組成成分。(2)細胞內(nèi)的磷酸鹽參與許多酶促反應(yīng)。(3)構(gòu)成核甘酸輔酶類的輔酶。(4)細胞膜磷脂在構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)、維持膜的功能和在代謝調(diào)控上均起重要作用。還可以通過化學修飾起代謝調(diào)控作用。3 .鎂的生理功能鎂一半以上沉積在骨中。(1) Mg+對神經(jīng)、肌肉的興奮性有鎮(zhèn)靜作用。(2) Mg+是近300種酶的輔助因子。(3)與體內(nèi)重要的生物高分子并且和ATP、DNA tRNA、

3、mRNA勺生化反應(yīng)有關(guān)系，參與氨基酸的活化等。在維持機體內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定和維持機體的正常生命活動中起著重要的作用。(二)鈣、磷、鎂的代謝及調(diào)節(jié)1 .鈣、磷、鎂的代謝(1)鈣：吸收：吸收部位：十二指腸，是在活性D3調(diào)節(jié)下的主動吸收。影響吸收的因素：腸管的 pH:偏酸時促進吸收。食物成分：食物中草酸和植酸可以和鈣形成不溶 性鹽，影響吸收。排泄：主要由腸道排出其次是腎臟排出。腎小球濾過鈣約10g/天，由尿中排出的僅約 150mg/天，大部分被腎小管重吸收了。尿鈣排出量直接受 血鈣濃度影響，血鈣低于 2.4mmol/L時，尿中幾無鈣排出。磷：食物中磷以有機磷酸酯和磷脂為主，在腸管內(nèi)磷酸酶的作用下被分解為

4、無機磷被吸收。磷在空腸吸收率達 70%由于磷的吸收不良引起的缺磷現(xiàn)象較少見。磷主要由腎排泄，其排出量約占總排出量的70%每天經(jīng)腎小王濾過磷約 5g,但85%-95%被腎小管回吸收。（3）鎂：鎂的日攝入量約250mg,其中2/3來自于谷物蔬菜。吸收：部位主要在回腸，是主動運轉(zhuǎn)過程。消化液中也有多量鎂，長期丟失消化液（如消化道造痿）是缺鎂的主要原因。排泄：主要是腎。 經(jīng)腎小球濾過的鎂大量被腎小管回吸收,僅少%5加尿排出，每日排出約 100ms2 .鈣磷代謝的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)鈣磷代謝的因素有三個：甲狀旁腺激素、降鈣素和活性維生素D。（1）甲狀旁腺激素（PTH由甲狀旁腺分泌，是維持血鈣正常水平最重要的調(diào)節(jié)因

5、素，有升高血鈣、降低血磷和酸化血液等作用?？偨Y(jié)果：血鈣升高、血磷下降。（升鈣降磷）血鈣J PTH分泌T 降鈣素：由甲狀腺胞旁細胞合成、分泌，其主要功能是降低血鈣和血磷?？偨Y(jié)果：降低血鈣、降低血磷。（降鈣降磷）血鈣T降鈣素分泌T ,二者呈正比關(guān)系。（3）維生素D:在肝和腎（1- a羥化酶）的作用下，維生素D3轉(zhuǎn)變成1a, 25- （OH 2-D3?？偨Y(jié)果：升高血鈣、升高血磷。（升鈣升磷）在正常人體內(nèi)，通過上述三種物質(zhì)的相互制約，相互協(xié)調(diào)，以適應(yīng)環(huán)境的變化，保持血鈣、血磷濃度 的相對恒定。（三）鈣、磷、鎂測定的臨床意義1.血鈣測定：血鈣幾乎全部存在于血漿中，血鈣分為游離鈣和結(jié)合鈣。蛋白結(jié)合鈣含量和

6、血漿白蛋白濃度有關(guān)，如血漿白蛋白明顯下降，非擴散性鈣也減少，以致血清總鈣 量下降，但因游離鈣不減少，所以臨床上不出現(xiàn)缺鈣癥狀。非擴散性鈣和離子鈣之間可以互相轉(zhuǎn)變，呈動 態(tài)平衡。當游離鈣濃度降低時，非擴散性鈣可以逐漸釋放成游離鈣。測定方法：(1)離子鈣測定：采用鈣離子選擇性電極進行測定。(2)總鈣測定：原子吸收分光光度法、染料結(jié)合法和滴定法等。普遍應(yīng)用的是絡(luò)合滴定法，優(yōu)點操作簡便，不需特殊設(shè)備，用血量少，準確性符合要求。原子吸收分光光度法使用空氣一乙快焰，鈣焰的光吸收特征是 422.7nm,較火焰光度法靈敏度高，但不適宜常規(guī)檢驗。(參考方法)離子選擇電極法測定鈣離子已在臨床應(yīng)用。比色法有甲基麝香

7、草酚藍法和鄰甲酚酬:絡(luò)合法。參考值：血清總鈣： 2.252.75mmol/L ;離子鈣：0.94 1.26mmol/L。臨床意義：(1)血清鈣升高：(高血鈣癥比較少見)X線檢查可見骨質(zhì)疏松1)原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進，產(chǎn)生過多的甲狀旁腺素，多見于甲狀旁腺腺瘤，等情況。2）甲狀旁腺素異位分泌：某些惡性腫瘤可以分泌甲狀旁腺素，如腎癌、支氣管癌等，但此種情況如未 發(fā)現(xiàn)原發(fā)癌瘤，則很難診斷。3）惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移：是引起血鈣升高最常見的原因。惡性腫瘤伴有骨轉(zhuǎn)移時有大量骨質(zhì)破壞,而腎和腸又不能及時清除過多的鈣，遂引起高血鈣。4）維生素D中毒：長期大量服用維生素D引起，但此種情況是可以避免的。5）其他：高血鈣還

8、可見于類肉瘤病、腎上腺功能不全、急性腎功能不全、酸中毒、脫水等情況。（2）血清鈣減低： 低血鈣癥臨床上較多見，尤多見于嬰幼兒。甲狀旁腺功能低下：見于原發(fā)性甲狀旁腺功能低下、甲狀腺切除手術(shù)后、放射性治療甲狀腺癌時傷 及甲狀旁腺等情況。血清鈣可降到1.75mmol/L以下，血磷可增高。維生素缺D缺乏：食物中缺乏，陽光照射少，消化系統(tǒng)疾患等，使血鈣血磷均下降，使得鈣、磷乘 積下降。嬰幼兒缺乏維生素 D可引起佝僂病，成人引起骨軟化病。新生兒低血鈣癥：是新生兒時期常見驚厥原因之一。長期低鈣飲食或吸收不良：嚴重乳糜瀉時，食物中的鈣與未吸收的脂肪酸結(jié)合，生成鈣皂，排出體外，造成低鈣。嚴重肝病、慢性腎病、尿毒

9、癥、遠曲小管性酸中毒等時血清鈣可下降，血漿蛋白減低時可使非擴散 性鈣降低。血pH可影響血清游離鈣濃度。堿中毒時總鈣不變，離子鈣可有改變。堿中毒離子鈣下降是產(chǎn)生手足 抽搐的主要原因。酸中毒，pH下降，游離鈣濃度可相對增加。2.血磷測定：血液中的磷以有機磷和無機磷兩種形式存在，血漿中磷3/4為有機磷，1/4為無機磷。無機磷主要以磷酸鹽形式存在，構(gòu)成血液的緩沖系統(tǒng)。無機磷主要以磷酸鹽形式存在，構(gòu)成血液的緩沖系統(tǒng)。血磷濃度不 如血漿鈣穩(wěn)定。嬰幼兒時期血磷高是由于處于成骨旺盛期，堿性磷酸酶活性較高所致，成人血磷也有一定的生理波動。血磷和血鈣之間有一定的濃度關(guān)系。正常人血鈣、血磷濃度的乘積在3540 （m

10、g/dl ）之間。疾病時可升高或降低。測定方法：血清無機磷的測定方法一般有磷鋁酸法、染料法和酶法。磷鋁酸法是血清中無機磷與鋁酸鹽結(jié)合形成磷鋁酸化合物，再用還原劑將其還原成鋁藍進行比色測定。染料法如孔雀綠直接顯色測定法。酶法是偶聯(lián)反應(yīng)，參與反應(yīng)的酶有糖原磷酸化酶、葡萄糖磷酸變位酶及葡萄糖6-磷酸脫氫酶，反應(yīng)中使NADP®原成NADPH形成NADPHB 340nm波長下測定其吸光度。參考值：血清磷：0.811.45mmol/L。臨床意義：（1）血清無機磷升高：1）甲狀旁腺功能減退：見于原發(fā)性甲狀旁腺功能減退、繼發(fā)性甲狀腺功能減退以及假性甲狀旁腺功能低下，由于尿磷排出減 少，使血磷升高。2

11、）慢性腎功能不全：腎小球濾過率下降，腎排磷量減少，血磷上升，血鈣降低。3）維生素D中毒：由于維生素D的活性型促進溶骨，并促進小腸對鈣、磷的吸收，以及腎對磷的重吸收，因此維生素D中毒時伴有高血磷。4）其他：血磷升高還可見于甲狀腺功能亢進、肢端肥大癥、酮癥酸中毒、乳酸酸中毒、嚴重急性病、 饑餓等情況。(2)血清無機磷降低：可由于小腸磷吸收減低、腎排磷增加、磷向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移等原因引起。1)原發(fā)性或繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進：都可使無機磷隨尿排出增多，造成低血磷。2)維生素D缺乏：可使小腸磷吸收降低，尿排磷增加，導致低血磷，可見于佝僂病、軟骨病等。3)腎小管病變?nèi)?Fanconi綜合征，腎小管重吸收功能障礙

12、，尿磷排泄量增加，血磷下降。3.血鎂測定鎂主要存在于細胞內(nèi)，是細胞內(nèi)含量僅次于鉀的陽離子。鎂和鈣有許多相似的生理功能，鈣、鎂之一發(fā)生紊亂時，另一個也常有紊亂，例如，低血鎂癥常同時 有低血鈣癥。測定方法：鎂的測定多采用化學法： calmagite (CLG 比色法：CLG為一染料，和微量樣本(50科l )混合生成CLG-鎂復合物。該復合物呈色穩(wěn)定可達半小時之久，吸 收峰為520ns本法顯色好、穩(wěn)定，操作簡便、快速，適合手工和上機操作。達旦黃比色法：鎂在氫氧化鈉介質(zhì)中生成氫氧化鎂膠體粒子，后者和達旦黃結(jié)合呈橘紅色，其顯色強度和鎂的濃度成正比。甲基麝香草酚比色法：鎂可與甲基麝香草酚染料結(jié)合成藍紫色復

13、合物，根據(jù)顏色深淺比色定量。參考值：血清鎂：0.811.45mmol/L男性略高于女性。臨床意義：(1)血清鎂升高：腎功能不全，特別是在少尿、無尿時期，由于腎清除功能降低，血漿及紅細胞內(nèi)酶含量均增高，可 出現(xiàn)高鎂血癥。其他：甲低、Addisan病、多發(fā)性骨髓瘤、嚴重脫水及用鎂劑治療過量時等情況。血鎂增高可出現(xiàn)鎂中毒癥狀，如深部腱反射消失、肌肉癱軟、心動過緩、房室傳導阻滯等，血鎂過高 時可發(fā)生心臟驟停。(2)血清鎂減低：低血鎂常伴有電解質(zhì)紊亂。鎂攝入不足，如禁食、嘔吐、慢性腹瀉、消化吸收不良。尿排鎂過多，如腎功能不全多尿期，服用利尿劑等情況。甲狀旁腺功能亢進、原發(fā)性醛固酮癥、糖尿病酸中毒也可出現(xiàn)

14、血鎂降低。使用氨基糖此類抗生素促進鎂的丟失。高血鈣時增加尿鎂排出，術(shù)后輸液期血清鎂可暫時下降。低血鎂患者常同時伴有水和電解質(zhì)紊亂，如，低血鎂時可有低鈣、低鈉、低磷等同時存在，低血鎂和 低血鈣癥狀相似，不易區(qū)分，所以有懷疑時應(yīng)進行血鎂測定?！玖曨}】機體缺鈣的病因不包括A.長期日照不足B.V-D攝入不足C.食物中鈣磷比例不當D.腎功能障礙E.甲狀旁腺激素功能亢進正確答案E答案解析甲狀旁腺激素功能亢進導致血鈣升高。PTH的調(diào)節(jié)作用不包括A.升高血鈣、升高血磷B.升高血鈣、降低血磷C.升高血鈣、增加尿磷D.促進腎對鈣的重吸收E.促進溶骨正確答案 A答案解析PTH最終導致血鈣升高、血磷降低。影響腸道鈣吸

15、收的最主要因素是A.腸腔內(nèi)pHB.食物含鈣量C.食物性質(zhì)D.腸道草酸鹽含量E.體內(nèi) 1 a , 25- (OH 2-D3含量正確答案E答案解析影響腸道鈣吸收的最主要因素是1a, 25- (OH 2-D3的含量。對于維生素D的敘述，哪一項是錯誤的A.維持骨鹽的溶解和沉積，有利于骨的更新與生長B.可從食物中得到，也可經(jīng)日照后在皮下轉(zhuǎn)化生成C.能升高血鈣、降低血磷D.能負反饋抑制25 (OH D3-1 a-羥化酶活性E.對腸道作用是促進鈣和磷的吸收正確答案C答案解析維生素 D最終導致血鈣和血磷都升高。鈣在血液內(nèi)有很多種存在形式，臨床上由于血清鈣異常引起癥狀時，多由于哪種形式的變化所致A.白蛋白結(jié)合鈣

16、B.磷酸鈣C.檸檬酸鈣D.離子鈣E.以上任何一種形式變化都可以引起臨床癥狀正確答案D答案解析擴散性離子鈣具有生理活性，可引起一系列臨床癥狀。關(guān)于鎂代謝敘述錯誤的是A.吸收部位主要在回腸B.腎臟是體內(nèi)鎂的主要排泄器官C.大量丟失消化液是造成缺鎂的主要原因D.肌肉是維持鎂平衡的主要組織E.溶血對血清鎂測定影響不大正確答案E答案解析鎂主要存在于細胞內(nèi)，是細胞內(nèi)含量僅次于鉀的陽離子。所以溶血時，血清鎂測定會受影響。B型題A.血鈣增高，血磷降低B.血磷增高C.血鈣和血磷同時增高D.血鈣和血磷同時降低E.血鈣降低，血磷升高甲狀旁腺功能低下的表現(xiàn)為正確答案E答案解析因為甲狀旁腺激素最終導致血鈣升高、血磷降低

17、。當甲狀腺功能低下時血鈣降低、血磷升高。甲狀旁腺功能亢進的表現(xiàn)為正確答案 A答案解析因為甲狀旁腺激素最終導致血鈣升高、血磷降低。當甲狀腺功能亢進時血鈣升高、血鈣降低。維生素D缺乏的表現(xiàn)為正確答案D答案解析維生素 D最終導致血鈣升高、血磷升高。當維生素D缺乏時血鈣血磷同時降低。二、微量元素（一）微量元素分布及生理功能微量元素一般是指其含量是以毫克或更少/每千克組織來計算的元素。（指含量占體重 0.01%以下元素）微量元素可根據(jù)其生物學作用不同劃分為必需的、無害的及有害的三類。必需的微量元素：鐵、鋅、銅、鎰、銘、鋁、鉆、硒、銀、鈕、錫、氟、碘、硅等。有些元素,如秘、睇、鎘、汞、鉛等對人體有害。微量

18、元素的生理功能1 .酶的激活劑：體內(nèi)約 50%- 70%中類的酶中含微量元素或以微量元素離子做激活劑；2 .構(gòu)成體內(nèi)重要的載體及電子傳遞系統(tǒng)；3 .參與激素和維生素的合成；4 .影響生長發(fā)育，免疫系統(tǒng)的功能。(二)微量元素與疾病的關(guān)系微量元素過多或缺乏，可導致某些地方病的發(fā)生。如缺碘與地方性甲狀腺腫及呆小癥有關(guān)；低硒與克山病和骨節(jié)病有關(guān)；鐵過剩致血紅蛋白沉著病、汞中毒時發(fā)生“水俁病”、先天性銅代謝異常引起Wilson病等。1 .鐵(1)鐵的生理功能鐵是體內(nèi)含量最豐富的微量元素。主要功能是作為血紅蛋白的主要成分。1)維持正常造血功能鐵是血紅蛋白的主要成分。鐵缺乏，使血紅蛋白合成障礙引起缺鐵性貧血

19、。血紅蛋白中鐵對氧攝取、 釋放、運輸起重要作用。2)參與體內(nèi)氧化-還原反應(yīng)和質(zhì)子、電子的傳送作用，在呼吸鏈中亦發(fā)揮重要功能。(2)鐵的測定方法：血樣中的鐵常用血清鐵和血清總鐵結(jié)合力來表示。血清總鐵結(jié)合力(TIBC):在血清樣品中加足量的鐵標準液使運鐵鐵蛋白被鐵飽和。過量的鐵用MgCO除出，離心取上清液，按測血清鐵的方法求出鐵的含量，即為 TIBC。血清鐵和總鐵結(jié)合力的百分比稱為鐵飽和度。鐵飽和度=血清鐵/總鐵結(jié)合力X 100%鐵的測定：多采用化學比色法。(3)臨床意義1)血清鐵增高：溶血性貧血；再生障礙性貧血、巨幼紅細胞性貧血；因鐵利用率太低的鉛中毒或因維 生素區(qū)缺乏引起造血功能減低等。2)血

20、清鐵降低：常見于缺鐵性貧血、急性或慢性感染、惡性腫瘤等。3)血清總鐵結(jié)合力增高：見于缺鐵性貧血、急性肝炎等。4)血清總鐵結(jié)合力降低：見于肝硬化、腎病、尿毒癥和血色沉著癥等。2 .鋅鋅在正常成人體內(nèi)含量為 23g,男性略高于女性，視網(wǎng)膜、前列腺、胰腺濃度最高；肌肉內(nèi)儲鋅占全 身鋅的62%骨占28%鋅在小腸上皮細胞內(nèi)吸收，運送至肝和全身。從糞便、尿、汗、頭發(fā)、及乳汁排泄?？梢詼y定血鋅或 發(fā)鋅判斷體內(nèi)含鋅情況。功能：(1)鋅可以作為多種酶的功能成分或激活劑。(2)促進生長發(fā)育，促進核酸及蛋白質(zhì)的生物合成。(3)增強免疫及吞噬細胞的功能。(4)有抗氧化、抗衰老、抗癌的作用。3.銅正常人體內(nèi)含銅 801

21、00mg, 45 50%- 70蛤于骨骼和肌肉內(nèi)，20蛤于肝。成年人每日攝取銅 2mg可滿足生理需要。銅的生物學作用有：(1)參與造血和鐵的代謝，影響鐵的吸收和儲存；(2)構(gòu)成許多含銅酶及含銅生物活性蛋白質(zhì)；(3)與DNA吉合，與維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)；(4)許多氧化酶含有銅。Wilson病時血清銅明顯降低。4 .硒人體內(nèi)含硒量約1421mg,以肝、胰、腎中含量較多。人體對硒的攝入量受食物含硒量影響，體內(nèi)硒由尿、糞、汗排泄。硒的生物學作用：(1)硒是谷胱甘肽過氧化物酶的必須組成成分；(2)參與輔酶 A和輔酶 Q的合成；(3)和視力及神經(jīng)傳導有密切關(guān)系；(4)對某些有毒元素和物質(zhì)的毒性有拮抗性

22、；(5)刺激免疫球蛋白和抗體的產(chǎn)生；(6)可以保護心肌的正常結(jié)構(gòu)、代謝和功能；(7)調(diào)節(jié)維生素 A C、E、K的代謝；(8)具有抗腫瘤作用?？松讲?、心肌缺血、癌、多發(fā)性硬化癥、肌營養(yǎng)不良等時血硒降低。5 .銘成人體內(nèi)含銘6mg (此處教材印刷有誤，請以老師講課為準)，日攝入量5150 pg。進入血漿的需與運鐵蛋白結(jié)合運至肝及全身。銘主要隨尿排出。銘的生物學作用：(1)形成葡萄糖耐量因子，協(xié)助胰島素發(fā)揮作用；(2)降低血漿膽固醇及調(diào)節(jié)血糖；(3)促進血紅蛋白的合成及造血功能。糖尿病時可降低。接觸銘可引起急、慢性銘中毒。6 .鉆：正常人體內(nèi)含鉆1.11.5mg,食物中鉆在小腸內(nèi)吸收入血漿后，與三種運鉆蛋白結(jié)合，運至肝及全身，主要由尿排出。鉆是維生素B2重要的輔因子，因此也是重要的營養(yǎng)素。維生素B12缺乏可導致葉