第十二章血清钙磷镁和微量元素检验

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第一节 概述
n钙、磷、镁代谢和调节 n生理功能 n微量元素与疾病
n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。
n微量元素(trace elements)
指含量占体重0.01%以下元素。
一、钙、磷、镁代谢和调节
(一)钙代谢
1.钙的含占血量浆、总分钙布60和%血,钙
u 甲基麝香草酚蓝法(MTB)
[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。
[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。
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。
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。
Ø 总钙测定
p 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
p 国际临床化学联合会(IFCC)推荐: ü 决定性方法:同位素稀释质谱法(ID-MS) ü 参考方法: 原子吸收分光光度法(AAS) ü 常规方法: 邻甲酚酞络合酮法(O-CPC)
p 参考范围:2.03~2.54mmol/L
氟 骨、牙齿形成
地方性甲状腺肿,呆小病 恶性贫血,甲基丙二酸尿症 克山病,大骨节病 生长发育迟缓,中枢神经系异 常 龋齿
(三)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
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
2.磷的作用:
①参与体内核酸、核苷酸、磷脂、磷蛋白等重要生物分 子的组成。
②在物质代谢中参与高能磷酸化合物的合成及多种磷酸 化的中间产物的生成。
③某些重要酶的共价修饰调节作用是通过其蛋白质的磷 酸化和脱磷酸化的方式进行的
④血中磷酸盐(HPO42-/H2PO4-)是血液缓冲体系的重 要组成成分
3.镁的作用: 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
1、微量元素的缺乏症与过多症 •缺铁性贫血 •地方性甲状腺肿,呆小病 •克山病,大骨节病 •龋齿 •血色沉着病 •Wilson
2、微量元素与地方病:地方性甲状腺肿
3、微量元素与职业病:接触砷过多引起砷性皮肤癌
第二节 钙、磷、镁和微量元素测定 n血清钙、磷、镁的测定 n尿液钙、镁、磷的测定 n铁、铜和锌测定
食物中有过多的钙、镁离子存在时
n排泄:
主要是通过肾脏排泄,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。
钙盐和磷酸盐是人体含量最高的无机盐
人 体
分布

(1.5~2.2%)

(0.8~1.2%)


骨和牙齿
99%
85%

软组织
1%
15%


细胞外液
<0.2%
<0.1%


总量(g)
700~1400
400~800
(三)镁的代谢
n含量:
血浆中的镁浓度约0.67~1.23mmol/L约占体重的0.03% 正常成人含镁约20~28g.
n分布:
约60%以磷酸镁及碳酸镁的形式存在于骨组织中,骨骼肌 中含镁约占体内总镁量的20%~30%,其余约10%分布在其 它组织中;从体液中镁的分布看,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。仅有约1% 的镁存在于细胞外液中。
肾经羟化作用转变而成的。它的靶器官是小肠、骨 和肾。
甲状旁腺激素
升钙降磷
( parathyroidhormone, PTH)
p 由甲状旁腺的主细胞合成并分泌的一 种单链多肽。
p 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。
p 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。
(四)必须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
二、 微量元素与疾病
体内化学元素组成和分类 人体约含有50多种元素。
主要元素 含量>0.1g/kg体重 C、H、O、N、S、P、 Ca、K、 Na、Cl、Mg等
微量元素 含量<0.1g/kg体重
必需的 Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Ni、Se、I、F等14种 无害的 Si、As、Rb、B、Al等 有害的 Bi、Hg、Pb、Be等
每日需要量
1-1.5mg 10-15mg 0.05-2mg 2.5-7mg 150-450μ g 10-60μ g 50-100μ g 0.3-0.6mg 60-300μ g 100-300μ g 3μ g 3mg 0.5-1mg 3mg
u生理功用
Ø酶需要微量元素参加组成其活性中心或激活其活性 Ø构成体内重要的载体及电子传递系统 Ø参与激素和维生素的合成,影响内分泌系统
p 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。
p 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
2.钙的吸收和排泄
n吸收:
Ø部位:在pH较低的小肠上段进行的,以十二指肠上部吸收能力最强。
Ø影响食物中钙吸收的因素: 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
一、血钙测定
测定方法
化学法
① 滴定法(氧化还原滴定、络合滴定) ② 比色法(邻甲酚酞络合法、甲基麝香
草酚蓝法)
物理法
① 火焰光度法 ② 离子选择电极法 ③ 原子吸收分光光度法 ④ 同位素稀释质谱法
酶法
Ø 离子钙测定
p 方法:离子选择性电极法
迅速、简便、敏感性高,重复性好
p 参考范围:1.10~1.34mmol/L
p 血钙升高能刺激降钙素的分泌 p 机制:
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
1,25 – (OH)2 - D3 (活性维生素D )
升钙升磷
p 在肝和肾的作用下,维生素D3 转变成1,25 – (OH)2 - D3
p 机制:
微量元素
功能
缺乏症
铁 造血原料,构成细胞色素类
缺铁性贫血

细胞分裂,核酸代谢,生长,辅助因 子
伊朗乡村病,肠原性肢端皮炎
铜 Hb合成,结缔组织代谢
贫血,毛发异常,脑功能障碍
铬 构成葡萄糖耐量因子
耐糖能力↓,糖尿病,动脉硬化
碘 构成T3、T4,促进生长、发育 钴 构成维生素B12,造血 硒 抗氧化
锰 多种酶的激活剂
影响因素:标本pH值的改变,添加剂,标本类型。
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,总钙测定更为客用血清标本。当急需测定结果时,可用肝 素化全血。血浆肝素浓度达到30 U/ml 时,能使离子钙 浓度降低3 %~5 %,肝素综浓度应控制在15U/ml。
3-5g 2-2.5g 100-200mg 12-20mg 1.1-1.5mg 6mg 10mg 10mg 14-21mg 25-36mg 25mg 17mg 2.6g 18g
主要分布
红细胞、肝、脾 骨、肌肉、皮肤、男性生殖道 血液、骨、肌肉、肝、肾、心、脑 肝、肾、骨、松果体、垂体、乳腺 肝、心、肾、骨、脾、胰、小肠 肝、心、脾 肝、肺、骨、皮肤 皮肤、骨、肝、肌肉、淋巴结、毛发、汗腺 肝、脾、牙釉、指(趾)甲、心、红细胞 甲状腺、胃粘膜、唾液腺、脉络膜、乳腺 牙、骨 肝、脾 骨、牙、甲状腺、皮肤 皮肤、肌腱、骨骺、血管壁、淋巴结、结缔组织
p 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
p 由甲状腺滤泡旁细胞合成、分泌的 32肽激素。与PTH作用拮抗。
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↑
降钙素 ↑
1,25 – (OH)2 - D3 ↑
血钙 ↑
u 依赖于三种激素的调节
n含量:约能透1~过1毛壁.2细5血k管g,正常人血钙水平为2血接.2浆发5~中挥2直生.75mmol/L
n分布:99%的钙分布在骨组织,其余分布于体理液作和用其的它组织中。
可扩散钙: 离子钙

n血钙
可溶性不解离的钙盐
非扩散钙:
与血浆蛋白结合,占 血浆总钙40%,不能
透过毛细血管壁
C2a KHHC 3O(K为常数)
n分布:体内磷的86%分布于骨,其余分布于全身各组织及体液中。 n血磷:指血浆中无机磷酸盐所含的磷,正常人仅有0.6~1.6
mmol/L,儿童稍高。
血磷浓度没有血钙稳定,它不但随年龄的增长而变化, 在同一天也会有较大的生理变化。
2.磷的吸收和排泄
n吸收:
Ø部位:主要在小肠上段,磷的吸收较钙容易。
Ø影响食物中磷吸收的因素:
③ 血标本应密封储存,防止其中二氧化碳丢失致使其pH 值 增加,而钙离子浓度下降。标本置4 ℃可稳定6h ,储存 时间过长,血内乳酸积聚,一方面乳酸根阴离子与大约相 等的钙离子螯合使离子钙浓度下降;另一方面氢离子可使 白蛋白释放出钙离子,从而增加钙离子浓度。
④ 碱性试剂暴露于空气中易吸收二氧化碳,使试剂pH 值下 降。
n排泄:
肠道:食物中未吸收的钙和肠道分泌的钙, 途 占人体每日摄入钙总量的80%。 经
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。
(二)磷代谢
1.磷的含量、分布和血磷 n含量:正常成人含磷600g左右。每kg无脂肪的组织约含磷12g。
n吸收:
Ø部位:小肠上段吸收,吸收率只有30~40%。 Ø天然食物中很丰富,很少发生镁缺乏。
n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。
(四)钙、磷代谢的调节
主要通过神经体液进行调节
1.甲状旁腺素(PTH):
PTH的靶组织是肾脏、骨和小肠 2.降钙素(TC):多肽类激素
3.1,25-(OH)2-D3 : 是维生素D在体内的活性形式,是维生素D在肝
激素
1,25-(OH)2-D3
PTH
成骨


溶骨

↑↑
肠钙吸收
↑↑

肾排钙


肾排磷


↑:升高血,钙↑↑:显著升高,↑ ↓:降低

血磷


CT
↑↑ ↓
↓(生理剂量)
↑ ↑
↓ ↓
(五)钙、磷、镁的生理功能
1.Ca2+的作用:
①作为凝血因子之一 ②增强心肌收缩,降低神经肌肉兴奋性。 ③降低毛细血管的通透性,减少渗出。 ④是许多酶(脂肪酶,ATP酶等)的激活剂,也是 其它一些酶(维生素D3-1α -羟化酶)的抑制剂。 ⑤激素的“第二信使”.调节细胞内代谢
(一)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
(二)必需微量元素的含量、分布及生理功用
u含量、分布
微量元素
铁 锌 铜 锰 钴 铬 钼 镍 硒 碘 钒 锡 氟 硅
体内含量
u 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。
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