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1、第七章钙、磷、镁代谢与微量元素本章考点：1.钙、磷、镁代谢（1）钙和磷的生理功能、代谢及其调节，测定的参考值、临床意义及方法评价。（2）镁的生理功能、代谢及其调节，测定的参考值、临床意义及方法评价。2.微量元素（1）微量元素分布及生理功能。（2）锌、铜、硒、铬、钻、锰、氟、碘的生理作用与代谢。（3）微量元素与疾病的关系。一、钙磷代谢（一）钙和磷的生理功能钙盐和磷酸盐是人体含量最高的无机盐，约 99%的钙和 86%以上的磷存在于骨骼和牙齿中。1.钙的生理功能（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）血浆钙作为血浆凝血因子参与凝血过程。（3）骨骼肌中的钙可引起肌肉收
2、缩。（4）是重要的调节物质：作用于细胞膜，影响膜的通透性； 在细胞内作为第二信使，起着重要的代谢调节作用；是许多酶的激活剂；其他。2.磷的生理功能磷酸盐也是人体含量最高的无机盐，约 86%以上的磷存在于骨骼和牙齿中。（1）血中磷酸盐是血液缓冲体系的重要组成成分。（2）细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应。（3）构成核苷酸辅酶类的辅酶。（4）细胞膜磷脂在构成生物膜结构、维持膜的功能和在代谢调控上均起重要作用。（二）钙磷的代谢及调节1.钙的代谢钙在十二指肠吸收，是在活性维生素 D3调节下的主动吸收，肠管的 pH 可明显的影响钙的吸收，偏碱时减少钙的吸收，偏酸时促进吸收。食物中草酸和植酸可以和钙形成不溶性
3、盐，影响吸收。钙通过肠管和肾排泄，由消化道排除的钙包括未吸收的和由肠管分泌的。每日由肾小球滤过钙约 10g，但由尿中排出的仅约 l50mg，所以大部均由各段肾小管回吸收了。尿钙排出量直接受血钙浓度影响，血钙低于 2.4mmolL时，尿中几乎无钙排出。2.磷的代谢人进食的磷以有机磷酸酯和磷脂为主，在肠管内磷酸酶的作用下被分解为无机磷被吸收。由于磷的吸收不良引起的缺磷现象较少见。磷主要由肾排泄，其排出量约占总排出量的 70%，每天经肾小球滤过磷约5g，但 85%95%被肾小管回吸收。3.钙磷代谢的调节钙、磷的吸收、排泄，血液中的浓度，机体各组织对钙、磷的摄取、利用和储存都是在甲状旁腺激素、降钙素和
4、活性维生素 D 的调节下进行的。（1）甲状旁腺激素（PTH）是维持血钙正常水平最重要的调节因素，有升高血钙、降低血磷和酸化血液等作用。骨是最大的钙储存库。甲状旁腺激素总的作用是促进溶骨，提高血钙；促进磷的排出，钙的重吸收，进而降低血磷，升高血钙。促进活性维生素 D 的形成，并进而促进肠管对钙的重吸收。（升钙降磷）（2）降钙素（CT）：由甲状腺胞旁细胞合成、分泌，其主要功能是降低血钙和血磷。血钙升高能刺激降钙素的分泌，二者呈正比关系。磷酸盐亦能加强其作用。此外它还抑制肾小管对磷的重吸收，增加尿磷，降低血磷。（降钙降磷）（3）维生素 D：在肝和肾的作用下，维生素 D3 转变成 1，25 一（OH）
5、 2一 D3。1，25（0H） 2 D3 具有较强的生理活性，比维生素 D3 强 1015 倍。其作用的主要靶器官是小肠、骨和肾。1，25 一（0H） 2D3 有促进小肠对钙、磷吸收和运转的双重作用；能维持骨盐溶解和沉积的对立统一过程，有利于骨的更新和成长。促进肾小管对钙磷的重吸收。（升钙升磷）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。（三）钙磷测定及临床意义1.血钙测定血钙几乎全部存在于血浆中，可分为扩散钙和非扩散钙两大类。非扩散钙是指与蛋白质（主要是白蛋白）结合的钙，约占血浆总钙的 40%。60%为可扩散钙。这两类钙以三种形式存在：
6、扩散性离子钙，为具有生理活性的部分；扩散性非离子钙（约占血清总钙量的 l5%）为与枸橼酸、重碳酸根结合而成复合钙；非扩散钙为与血浆自蛋白结合的钙，其含量和血浆白蛋白浓度有关，这部分钙不易透过血管壁，亦无生理活性，如血浆白蛋白明显下降，非扩散性钙也减少，以致血清总钙量下降，但因游离钙不减少，所以临床上不出现缺钙症状。非扩散性钙和扩散性非离子钙为结合性钙，非扩散性钙和离子钙之间可以互相转变，呈动态平衡，当游离钙浓度降低时，非扩散性钙可以逐渐释放成游离钙。测定方法：测定血钙的方法很多，一般可以分为滴定法、比色法、火焰光度法及原子吸收分光光度法等。其中较普遍应用的是络合滴定法，其优点是操作简便，不需要
7、特殊设备，用血量少，准确性符合要求。常用的指示剂有钙黄绿素与钙红。比色法有甲基麝香草酚蓝法和邻甲酚酞络合法。原子吸收分光光度法使用空气一乙炔焰，钙焰的光吸收特征是 422.7nm 较火焰光度法灵敏度高，但不适宜常规检验。离子选择电极法测定钙离子已在临床应用。（1）离子钙测定：离子钙可采用钙离子选择性电极进行测定。（2）总钙测定：血液总钙测定方法主要有原子吸收分光光度法、染料结合法和滴定法等。甲基麝香草酚蓝比色法原理：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。加入适当的 8 一羟基喹啉，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
8、。参考值：血清总钙：2.252.75mmolL离子钙：0.941.26mmolL临床意义：（1）血清钙升高：高血钙症比较少见，引起血钙增加的原因有溶骨作用增强，小肠吸收作用增加以及肾对钙的吸收增加等。可见于下述情况。1）原发性甲状旁腺功能亢进，产生过多的甲状旁腺素，多见于甲状旁腺腺瘤，x 线检查可见骨质疏松等情况。2）甲状旁腺素异位分泌：某些恶性肿瘤可以分泌甲状旁腺素，如肾癌、支气管癌等，但此种情况如未发现原发癌瘤，则很难诊断。3）恶性肿瘤骨转移是引起血钙升高最常见的原因。多发性骨髓瘤，乳腺癌、肺癌等伴有骨转移时有大量骨质破坏，而肾和肠又不能及时清除过多的钙，遂引起高血钙。4）维生素 D 中毒
9、，多因治疗甲状旁腺功能低下或预防佝偻病，长期大量服用维生素 D 时而引起，但此种情况是可以避免的。5）其他：此外高血钙还可见于类肉瘤病、肾上腺功能不全、急性肾功能不全、酸中毒、脱水等情况。（2）血清钙减低：低血钙症临床上较多见，尤多见于婴幼儿。1）甲状旁腺功能低下：可见于原发性甲状旁腺功能低下、甲状腺切除手术后、放射性治疗甲状腺癌时伤及甲状旁腺等情况。血清钙可降到 1.75 mmolL 以下，血磷可增高。2）维生素缺 D 缺乏：常见原因有食物中维生素 D 缺乏，阳光照射少，消化系统疾患导致维生素 D 缺乏。维生素 D 缺乏时，钙、磷经肠道吸收少，导致血钙、血磷降低。而血钙降叉引起甲状旁腺功能继
10、发性亢进，这样虽能使血钙维持在近于正常水平，但磷大量从肾排出，引起血磷下降，使得钙、磷乘积下降。婴幼儿缺乏维生素 D 可引起佝偻病，成人引起软骨病。3）新生儿低血钙症：是新生儿时期常见惊厥原因之一。多发生于生后一周内。4）长期低钙饮食或吸收不良：严重乳糜泻时，食物中的钙与未吸收的脂肪酸结合，生成钙皂，排出体外，造成低钙。5）严重肝病、慢性肾病、尿毒症、远曲小管性酸中毒等时血清钙可下降，血浆蛋白减低时可使非扩散性钙降低。6）血 pH 可影响血清游离钙浓度，碱中毒 pH 升高时血清游离钙和性成分结合加强，虽然总钙不变但离子钙下降是碱中毒时产生手足抽溺的主要原因。如有酸中毒，pH 下降，游离钙浓度可
11、相对增加。2.血磷测定及临床意义血液中的磷以有机磷和无机磷两种形式存在，红细胞中主要含有机磷酸脂，血浆中磷 34 为有机磷，14 为无机磷。无机磷主要以磷酸盐形式存在，构成血液的缓冲系统。血磷浓度不如血浆钙稳定，新生儿血磷约为 1.8mmolL，6 个月时可达 2.1mmolL 此后逐渐下降，15 岁时达成人水平。婴幼儿时期血磷高是由于处于成骨旺盛期，碱性磷酸酶活性较高所致，成人血磷也有一定的生理波动。血磷和血钙之间有一定的浓度关系，正常人钙、磷浓度的乘积在 35-40mgdl 之间。疾病时可升高或降低。测定方法：血清无机磷的测定方法一般有磷钼酸法、染料法和酶法。磷钼酸法是血清中无机磷与钼酸盐
12、结合形成磷钼酸化合物，再用还原剂将其还原成钼蓝进行比色测定。染料法如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。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，形成 NADPH 在 340nm 波长下测定其吸光度，该方法不受有机磷酸酯的干扰。参考值：血清磷：0.811.45mmolL临床意义：（1）血清无机磷升高1）甲状旁腺功能减退：可见于原发性甲状旁腺功能减退、继发性甲状腺功能减退（如甲状腺手术不慎伤及甲状旁腺）以及假性甲状旁腺功能低下，由于尿磷排出减少，使血磷升
13、高。2）慢性肾功能不全：肾小球滤过率下降，肾排磷量减少，血磷上升，血钙降低。3）维生素 D 中毒：由于维生素 D 的活性型促进溶骨，并促进小肠对钙、磷的吸收，以及肾对磷的重吸收，因此维生素 D 中毒时伴有高血磷。4）其他：血磷升高还可见于甲状腺功能亢进、肢端肥大症、酮症酸中毒、乳酸酸中毒、严重急性病、饥饿等情况。（2）血清无机磷减低：可由于小肠磷吸收减低、肾排磷增加、磷向细胞内转移等原因引起。可见于下述情况：1）原发性或继发性甲状旁腺功能亢进：都可使无机磷随尿排出增多，造成低血磷。2）维生素 D 缺乏：可使小肠磷吸收降低，尿排磷增加，导致低血磷，可见于佝偻病、软骨病等。3）肾小管病变：如 Fa
14、nconi 综合征，肾小管重吸收功能障碍，尿磷排泄量增加，血磷下降。 二、镁代谢（一）镁的生理功能镁一半以上沉积在骨中。Mg 2+对神经、肌肉的兴奋性有镇静作用，Mg 2+是近 300 种酶的辅助因子。Mg 2+与体内重要的生物高分子并且和 ATP、DNA、tRNA、mRNA 的生化反应有关系，还参与氨基酸的活化等，在维持机体内环境相对稳定和维持机体的正常生命活动中起着重要的作用。（二）镁的代谢镁的日摄入量约 250mg，其中 23 来自于谷物和蔬菜。小肠对镁的吸收是主动运转过程，吸收部位主要在回肠。消化液中也有多量镁，成人也可从消化液的吸收中回收镁，长期丢失消化液（如消化道造瘘）是缺镁的主要
15、原因。肾是镁排泄的主要途径，经肾小球滤过的镁大量被肾小管回吸收，仅 2%5%由尿排出，每日排出约 100mg。（三）血镁测定的临床意义血镁测定镁主要存在于细胞内，是细胞内含量仅次于钾的阳离子。血清镁也以游离镁（55%），以及和碳酸、磷酸、枸橼酸等结合的镁盐（15%），及和蛋白结合镁（30%）三种形式存在。前两者属于可滤过镁，离子镁具有生理活性。红细胞镁可作为细胞内镁的指标来测定，可用于了解镁在细胞内的动态。镁和钙有许多相似的生理功能，钙、镁之一发生紊乱时，另一个也常有紊乱，例如，低血镁症常同时有低血钙症。测定方法：镁的测定多采用化学法：Calmagite 比色法：CLG 为一染料，和微量样本（
16、50l）混合生成 CLG 一镁复合物。该复合物呈色稳定可达半小时之久，吸收峰为 520nm。本法显色性好、稳定，操作简便、快速。适合手工和上机操作。达旦黄比色法：镁在氢氧化钠介质中生成氢氧化镁胶体粒子，后者和达旦黄结合呈橘红色，其显色强度和镁的浓度成正比。甲基麝香草酚比色法：镁可与甲基麝香草酚染料结合成蓝紫色复合物，根据颜色深浅比色定量。参考值：血清镁：0.741.0 mmolL，男性略高于女性。临床意义：（1）血清镁升高：可见于肾功能不全，特别是在少尿、无尿时期，由于肾清除功能降低，血浆及红细胞内酶含量均增高，可出现高镁血症。此外还可见于甲状腺功能低下、Addisan 病、多发性骨髓瘤、严重脱水及用镁剂治疗过量时等情况。血镁增高可出现镁中毒症状，如深部腱反射消失、肌肉瘫软、心动过缓、房室传导阻滞等，血镁过高时可发生心脏骤停。（2）血清镁减低：和高血镁比较，低血镁较为多见。且常伴有性电解质紊乱。血镁减低可见于镁摄入量不足，如禁食、呕吐、慢性腹泻、消化吸收不良，还可
