15.1钙磷镁代谢异常及其检测
钙、磷、镁的测定及临床意义ppt
（1）Mg2+对神经、肌肉的兴奋性有镇静作 用；
（2）Mg2+是近300种酶的辅助因子。
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，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。
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钙、磷、镁的代谢及调节
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▪ 机体缺钙的病因不包括：
A.长期日照不足 B.维生素D摄入不足 C.食物中钙磷比例不当 D.肾功能障碍 E.只补维生素D 正确答案：E
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微量元素
（一）微量元素分布及生理功能 微量元素：指其含量以毫克或更少/每千克组织 来计算的元素（含量占体重0.01%以下元素）。 微量元素的生理功能： ①酶的激活剂； ②构成体内重要的载体及电子传递系统； ③参与激素和维生素的合成； ④影响生长发育、免疫系统的功能。
▪
（2）参考值：血清总钙：2.25～2.75mmol/L
▪
离子钙：0.94～1.26mmol/L
▪
（3）临床意义：
▪
1）血清钙升高：高血钙症比较少见
▪
①原发性甲状旁腺功能亢进：甲状旁腺腺瘤
▪
②甲状旁腺素异位分泌
▪
③恶性肿瘤骨转移是引起血钙升高最常见的原因
▪
④维生素D中毒，长期大量服用维生素D时而引起
减低时可使非扩散性钙降低
▪ ⑥血pH影响血清游离钙浓度：酸碱中毒总钙不变,离子钙可有改
变。酸中毒，游离钙增加。
-
血磷测定
包括有机磷和无机磷。无机磷主要以磷酸盐形式存在，构 成血液的缓冲系统。
（1）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。
钙、磷、镁的代谢
钙、磷、镁的代谢钙、磷和镁是人体正常生理功能中必不可少的矿物质。
为了让身体得到充足的这些矿物质，人们需要通过正常的饮食平衡养生来摄入更多的钙、磷和镁。
这三种矿物质都参与了一系列的生物活性过程，其代谢作用是人们关注的焦点。
首先，谈谈钙的代谢。
钙是人体最主要的矿物质之一，它参与了多种重要的生物功能。
在成人的身体中，钙大部分存在于骨中，其次是牙齿和血液。
此外，钙还参与了信号转导和神经传输的关键过程，参与能量代谢，并协调细胞膜膜通道的活动。
钙的维持靠血液中的磷酸钙调节，磷酸钙由肾脏通过小肠排出。
肾脏是在钙磷平衡发生变化时对血液中钙含量进行调节的主要器官。
它通过累积活性维生素D来增加小肠吸收钙，减少肾脏排钙量。
其次是钙的病理学，低钙血症常常是由小肠吸收不足，肾小管排钙过多，体内钙的消耗增加以及钙的供应不足所引起的。
最常见的低钙血症症状包括抽搐、记忆力减退、失眠、肌肉疼痛、乏力和肌肉阵痛。
接下来就是磷的代谢。
磷是人体维持正常生理功能不可或缺的微量元素之一，也是人体骨骼发育的重要原料。
磷的主要作用是参与骨骼的生长和发育，也参与蛋白质的合成。
磷也是心肌细胞的能量来源，可以提高心肌机能，改善心血管功能，促进心脏的发育。
磷的代谢主要与激素有关，即由甲状腺素和维生素D发挥磷的调节作用。
其中，甲状腺激素主要通过激活磷酸酶促进磷的吸收，维生素D则可以通过促进磷盐形成结晶的形式，通过小肠对磷进行吸收。
最后，让我们谈谈镁的代谢。
镁是人体必需的微量元素之一，参与了多种重要的生物功能，是人体蛋白质、核酸、脂肪和糖类的重要组成部分。
镁也是神经活动的重要物质，参与细胞膜通道的活动，参与能量代谢，还参与营养物质的转运，对人体健康产生重要作用。
镁的途径有很多，主要来源为食物，如豆类、坚果类、水果类、碱性谷物类等，也可以通过饮用硫酸镁和镁硫酸钠。
此外，尿液中也有镁的分泌。
正常情况下，镁的摄入量与排出量相差不大，但是如果机体出现特定的疾病，会出现对镁的快速排泄，导致其代谢紊乱。
钙磷及微量元素代谢医学生物化学课件
钙磷及微量元素代谢的调节机制
01
02
03
摄取调节
通过调节食物中钙、磷和 微量元素的含量，以及膳 食习惯，可以影响其摄取 量。
吸收调节
肠道对钙、磷和微量元素 的吸收受到多种因素的影 响，如食物成分、肠道微 生物等。
排泄调节
通过调节肾脏、肠道等器 官的功能，可以影响钙、 磷和微量元素的排泄量。
02
钙磷及微量元素代谢的生物化 学基础
酶的活性调节是钙磷及微量元素代谢 的重要环节，如钙离子通道蛋白、磷 酸酶等。
03
钙磷及微量元素代谢异常与疾 病的关系
钙磷及微量元素代谢异常引起的常见疾病
佝偻病
由于钙磷代谢异常，导致骨骼发 育不良，出现佝偻病症状。
骨质疏松症
由于钙磷代谢异常，导致骨骼结 构破坏，出现骨质疏松症症状。
微量元素缺乏症
由于微量元素摄入不足或代谢异 常，导致微量元素缺乏症症状。
钙磷及微量元素代谢异常对疾病的影响
影响骨骼发育
钙磷及微量元素代谢异常会影响 骨骼的发育，导致骨骼发育不良
或畸形。
增加骨折风险
钙磷及微量元素代谢异常会增加骨 折的风险，因为骨骼结构破坏，容 易发生骨折。
影响免疫功能
微量元素缺乏会影响免疫功能，使 人体容易感染疾病。
钙磷及微量元素代谢异常的防治策略
合理饮食
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钙磷及微量元素在细胞内的分布与转运
细胞内钙磷及微量元素的储存
细胞内存在多种钙磷及微量元素储存形式，如线粒体、内质网、细胞骨架等。
转运蛋白的作用
钙磷及微量元素通过转运蛋白进行跨膜转运，如钙离子通过钙通道蛋白进入细 胞，锌离子通过锌转运蛋白进入细胞。
钙磷及微量元素在细胞内的代谢过程
镁代谢及其异常
镁代谢及其异常镁在人体内的总量约为21-28g，居构成机体元素的第11位。
Mg2+是体内含量较多的阳离子（居第4位）。
体内57％的镁存在于骨中，约40％存在于软组织中，其余存在于体液中（表6-12）。
表6-12 新鲜组织和体液中镁的浓度一、镁在体内的动态及其生理功用（一）镁的吸收与排泄镁存在于除脂肪以外的所有动物组织及植物性食品中，日摄入量约为250mg，其中2/3来自谷物和蔬菜。
小肠对镁的吸收是主动转运过程，吸收部位主要在回肠。
每日镁的吸收量约为2-7.5mg/kg体重，未吸收部位随粪便排出。
摄入量与排出量存在一定正比关系。
消化液中也含有多量的镁，成人每日可从消化液的吸收过程中回收约35mg的镁。
长期或短期大量丢失消化液是造成缺镁的主要原因。
消化道手术或造瘘术后未及时补充镁，便会出现缺镁综合征。
体内镁的主要排泄途径是肾，每日经肾小球滤过镁1.8g，再由肾小管（特别是髓袢）将大部分滤过的镁重吸收，仅有2％-5％由尿排出。
男性每日由尿排镁100mg，女性为90mg，分别相当于每排出1mg肌酐排出0.068mg及0.076mg的镁。
镁的排泄量因摄入量不同及地区差异而不同。
红细胞中的镁约为血清镁的3倍，故测血清镁时应防止溶血。
（二）血镁血清镁：正常人血清镁约为0.81mmol/L（0.75-1.00mmol/L），男略高于女。
血清镁若低于0.75mmol/L即为低镁血症，高于1.0mmol/L即为高镁血症。
血清镁有三种存在形式：Mg2+约占血清总镁量的55％；与重碳酸、磷酸、柠檬酸等形成的镁盐约占15％；蛋白结合镁约占30％。
前两类属于可滤过镁，离子镁具有生理活性，红细胞镁可作为细胞内镁的指标进行测定，其结果可用于了解镁在体内的动态，正常人每升红细胞中含镁56mg。
（三）肌肉镁在核细胞中存在的镁约有80％存在于肌肉中。
肌肉是维持镁平衡的重要组织。
急性镁缺乏实验所引起的低镁血症不波及肌肉镁。
慢性镁缺乏病人虽然血镁在正常范围，但肌肉镁却显著降低。
医学检验--钙、磷、镁代谢
钙、磷、镁代谢钙、磷、镁的生理功能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缩。
（4）是重要的调节物质：①作用于细胞膜，影响膜的通透性；②在细胞内作为第二信使，起着重要的代谢调节作用；③是许多酶的激活剂；④其他。
2.磷的生理功能（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。
还可以通过化学修饰起代谢调控作用。
3.镁的生理功能镁一半以上沉积在骨中。
（1）Mg2+对神经、肌肉的兴奋性有镇静作用。
（2）Mg2+是近300种酶的辅助因子。
（3）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，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。
钙、磷、镁的代谢及调节1.钙、磷、镁的代谢（1）钙：吸收部位：十二指肠，是在活性维生素D3调节下的主动吸收。
影响吸收的因素：①肠管的pH：偏酸时促进吸收。
②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。
排泄：主要由肠道排出，其次是肾脏排出。
肾小球滤过钙约10g/天，由尿中排出的仅约150mg/天，大部分被肾小管重吸收了。
尿钙排出量直接受血钙浓度影响，血钙低于2.4mmol/L时，尿中几乎无钙排出。
（2）磷：食物中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。
磷在空肠吸收率达70%，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）镁：镁的日摄入量约250mg，其中2/3来自于谷物和蔬菜。
吸收：部位主要在回肠，是主动运转过程。
钙磷镁和微量元素检验
锡 5～20mg 氟 2.6g 硅 15～18g
骨、牙、肝、脾 骨、牙、甲状腺、皮肤 肌腱、骨骺、结缔组织、皮肤
3mg 1～2mg 2mg
（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。
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
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。
第一节 钙、磷代谢及其平衡紊乱
间充质细胞
㈩ PTH ㈠
破骨细胞
㈠
㈩
CT
成骨细胞
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。
常见病因： ①低清蛋白血症
血清总钙降低，游离钙多正常 ②慢性肾功能衰竭 ③甲状旁腺功能减退,PTH分泌不足 ④维生素D缺乏 ⑤电解质代谢紊乱
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 4 0 0 ～ 8 0 0 g。 99%以上的钙和86%以上的磷是以羟磷灰石 形式沉积于骨、牙。
钙、磷、镁的测定及临床意义PPT课件
总结果：升高血钙、降低血 磷。（升钙降磷）
（2）降钙素：由甲 状腺旁细胞合成分泌。 • 总结果：降低血钙、 降低血磷。（降钙降 磷） • 血钙升高刺激降钙素 分泌，二者呈正比关 系。
钙、磷、镁测定的临床意义
• （1）测定方法：
• • • • • • 1）离子钙测定：钙离子选择性电极。 2）总钙测定：原子吸收分光光度法、染料结合法和滴定法（普遍应用）等。 （2）参考值：血清总钙：2.25～2.75mmol/L 离子钙：0.94～1.26mmol/L （3）临床意义： 1）血清钙升高：高血钙症比较少见
磷主要由肾排泄，其排出量约占总排出量的 70%。
（3）镁：吸收部位主要在回肠,是主动运转过程。
消化液中也有多量镁，长期丢失消化液（如 消化道造瘘）是缺镁的主要原因。 排泄：主要是肾。
2.钙磷代谢的调节：甲状旁 腺激素、降钙素、活性维 生素D。 （1）甲状旁腺激素： 维持血钙正常水平最重要 调节因素。
• （3）临床意义： ①血清铁增高：溶血性贫血、再生障碍性贫 血、巨幼红细胞性贫血等。 ②血清铁降低：常见于缺铁性贫血、急性或 慢性感染、恶性肿瘤等。 ③血清总铁结合力增高：缺铁性贫血、急性 肝炎等。 ④血清总铁结合力降低：见于肝硬化、肾病、 尿毒症等。
• 2.锌：锌是体内含量仅次于铁的微量元素，在正 常成人体内含量为2～2.5g。锌在小肠上皮细胞 内吸收，从粪便、尿、汗、头发及乳汁排泄。可 以测定血锌判断体内含锌情况。 ①可作为多种酶的功能成分或激活剂。 ②促进生长发育，促进核酸及蛋白质的生物 合成。 ③增强免疫及吞噬细胞的功能。 ④抗氧化、抗衰老、抗癌；
A.氟
B.硒
C.锌
D.钙
E.碘
1.地方性呆小病和甲状腺肿与那种元 素缺乏有关 2.克山病和大骨节病与哪种元素缺 乏有关 3.佝偻病年与那种元素缺乏有关：
镁及钙磷代谢紊乱
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低钙血症
❖ 定义：血钙浓度<2.25mmol/L，称为低钙血症 ❖ 病因
➢ 维生素D缺乏，梗阻性黄疸、慢性腹泻、肝硬化或肾功能衰竭 ➢ 甲状旁腺功能减退 ➢ 慢性肾功能衰竭时肠道钙吸收减少 ➢ 急性胰腺炎
低钙血症
❖ 临床表现 ➢ 口周和指（趾）尖麻木及针刺感，手足抽搐，腱反射亢进，Chvostek征 阳性，严重者可出现喉、气管痉挛，癫痫发作 ➢ 烦躁不安、抑郁及认知能力减退 ➢ 传导阻滞等心律失常，严重时可出现室颤、心力衰竭 ➢ 心电图表现为Q-T间期和ST段明显延长 ➢ 骨骼疼痛、病理性骨折、骨骼畸形
高镁血症
❖ 临床表现 ➢ 嗳气、呕吐、便秘和尿潴留等症状 ➢ 乏力、疲倦、腱反射减退，肌麻痹、嗜睡或昏迷 ➢ 传导性阻滞和心动过缓，严重时血压下降甚至心搏骤停
高镁血症
❖ 诊断：血清镁浓度>1.25mmol/L ❖ 治疗：首先应积极处理造成高镁血症的病因
➢ 肾功能正常的轻度高镁血症无需特殊治疗 ➢ 症状明显的高镁血症，应立即静脉注射钙剂（10%葡萄糖酸钙10～20ml，
酸中毒、糖尿病时磷排泄增加 ➢ 应用胰岛素、雄性激素、静脉输注葡萄糖等使磷进入细胞内 ➢ 长期肠外营养未补充磷制剂
低磷血症
❖ 临床表现 ➢ 易激动、神志障碍、重症者可有木僵、昏迷 ➢ 肌无力、呼吸肌无力出现呼吸困难，呼吸衰竭 ➢ 食欲下降、恶心、呕吐、腹泻、便秘 ➢ 低血压、休克、心律失常、心力衰竭、严重者可致心跳骤停
低镁血症
❖ 临床表现 ➢ 低镁时有眩晕，共济失调，手足徐动症，肌无力和肌萎缩 ➢ 心律失常，心电图表现包括P-R间期和Q-T间期延长 ➢ 缺血性心脏病，充血性心力衰竭及冠状动脉性心脏病发生率均高于正常
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E.同位素稀释质谱法 IFCC推荐的决 定性方法
2.血清游离（离子）钙测定 A.生物学法 B.透析法 C.超滤法 D.金属指示剂法 E.离子选择性电极法(ISE)
谢 谢！
表1. 钙、磷、镁在人体的存在形式与分布
钙
磷
镁
主要存在 形式
A.骨钙（不溶）：羟磷灰石，无定形磷酸钙。 B.体液钙（可溶）：
a.不扩散钙：与蛋白质结合； b.可扩散钙: 游离钙；难解离钙-乳酸钙、
柠檬酸钙；
磷酸钙、羟磷灰石 （骨）； 磷酸根（H2PO4-血）
磷酸镁及碳酸 镁(血）
钙磷乘积
血钙与血磷的关系（mg/dl）： [Ca2+]×[P]＝35～40；
表3. 钙、磷、镁的吸收与排泄
钙
磷
镁
吸收
1.需要量：成人每天需600mg； 2.吸收部位：十二指肠/小肠上段 3.主动吸收,被动吸收
影响吸收的 A.1,25-(OH)2VitD3。 因素 B.溶解态的Ca2+：易吸收 a.(pH下降)易吸收； b.乳酸钙/葡萄糖酸钙/柠檬酸钙； c.胃酸缺乏使钙吸收降低。 C.与需要量有关:婴幼儿、孕妇、乳母、 老年人。
②肾对钙的重吸收增加 ②磷酸盐摄入过多
②排镁过少
③肠道对钙吸收增强
③细胞内磷酸盐大量转 运出
③内分泌紊乱
④骨的吸收增加
⑤原发性甲状旁腺功能亢 进和PTH过度分泌
表5. 低钙、低磷、低镁血症
异常
低钙血症 （hypocalcemia）
低磷血症
低镁血症
定义 血钙<2.25mmol/l
血清无机磷<0.81mmol/l 血镁<0.75mmol/l
b.甲基麝香草酚蓝法
E.黄嘌呤氧化酶法 常规方法
WHO推荐的
E.酶法
c.偶氮胂Ⅲ法
F.CV—多元络合超微量测定法
F.原子吸收分光光度法(AAS) 参考 方法
C.火焰光度法
G.同位素稀释质谱法 决定性方 G.同位素稀释质谱法(ID-MS)等 决
法
定性方法
D.原子吸收分光光度法 考方法
IFCC推荐的参
H.原子吸收分光光度法等
D.食物中的Ca/P：最适1.5-2:1 E.不溶性的钙盐：磷酸盐、草酸、植酸
难吸收
排泄 肠道80%；肾脏20% (受调节)
1．需要量： 12mg/kg/d
2. 吸收部位：小肠、空肠 3. 吸收形式：H2PO4-
主要在回肠 主动转运
A.pH-酸性条件 B.不溶性盐(Ca2+，Mg2+， Al2+，Fe2+) C.食物中的钙量
肾脏-70% (受调节)； 肠道-30%
消化道；肾 （主要）
表4. 高钙、高磷、高镁血症
异常
高钙血症 （Hypercalcemia）
高磷血症
高镁血症
定义 血钙>2.75mmol/l
血清无机磷>1.45mmol/l 血镁>1.10mmol/l
常见 ①钙溢出进入细胞外液 ①肾排磷能力下降
病因
① 镁摄入过多
钙磷镁代谢异常及其检测
人体内钙的存在状态
人体中钙的 存在状态
羟磷灰石结晶 骨盐
无定形磷酸钙沉淀
不扩散钙：与蛋白质结合
体液钙
游离Ca2＋
可扩散钙 复合钙（难解离
化合物）
乳酸钙、柠檬酸钙等
图1. 血浆钙的平衡与测定方法。 钙可在三种生理化学池之间转变：
（1）游离钙、（2）蛋白结合钙、和（3）无机和有机阴离子复合钙。 测定总钙的方法测得的钙包括了三个池，而测定游离钙的方法只能用于该池。
常 见 病 ①低清蛋白血症：血清总
因
钙降低
①磷向细胞内转移
原因：消化道丢失
②慢性肾功能衰竭
②肾磷酸盐阈值降低 肾脏丢失镁
③甲状旁腺功能减,PTH ③肠道磷酸盐的吸收
分泌不足
减少
④维生素D缺乏 ⑤电解质代谢紊乱
④细胞外磷酸盐丢失
内分泌紊乱
主要表现：神经和 精神与行动的异常
血清钙的测定
血清磷测定
血清镁测定
50
40 10
2.15～2.57 （1mmol/L=4mg/dl）
磷 （占总量的百分比）
55
镁 （占总量的百分比）
55
10 35
0.81～1.45 （1mmol/L=3.1mg/dl）
30 15 0.7～0.99
图2. 人体血钙平衡与调节： 实线箭头和绿色的箭头指示升高血浆钙水平的效应；
虚线箭头指示负性效应，致使血钙降低。
>40：钙和磷以骨盐形式沉积于骨， <35：骨盐溶解，妨碍骨的钙化
分布：
99
骨和齿
85
55
（%）
软组织
（%）
15
45
细胞外: （%）
<0.2
<0.1
1
总浓度
25
mmol/L
19.4
1
续表2. 血浆中钙、磷、镁的状况
血钙形式:
游离 （离子化）
% 蛋白结合 %
复合物 %
总浓度 mmol/L
钙 （占总量的百分比）
1.血清总钙（TCa2+）的测定
A.磷钼酸还原法 我国推荐的常 A.比色法 我国推荐MTB法(镁试剂
规方法
盒法)作为常规方法
A.滴定法（氧化还原滴定法、络合滴定 法）
B.非还原法
B.荧光法
B.比色法
C.染料结合法
C.离子层析法
a.邻甲酚酞络合酮法 荐的常规方法
WHO和我国推
D.紫外分光光度法
D.离子选择性电极法(ISE)