第六章 微量元素与维生素检验

卫生部“十二五”规划教材全国高等医药教材建设研究会规划教材北华大学医学院王琰一、常用微量元素与维生素的代谢及其生物学作用二、常用微量元素与维生素的检测指标三、微量元素和维生素检测的临床应用常用微量元素和维生素的代谢及其生物学作用人体总重量1/10 000以上♦微量元素♦人体总重量1/10 000以下人体内元素必需微量元素非必需微量元素一、微量元素代谢及其生物学作用（一）主要微量元素铁（1）代谢：人体内铁分类功能铁：血红蛋白、肌红蛋白、含铁酶等。

贮存铁：铁蛋白、含铁血黄素。

含量：约为3～5g。

吸收：整个消化道均可吸收。

Fe2+较Fe3+易吸收。

排泄：主要通过肾脏、粪便和汗腺排泄2）生物学作用合成血红蛋白合成肌红蛋白构成人体必需的酶铁参与能量代谢铁与免疫功能（1）代谢：含量：20～25mg。

吸收：从食物中摄取，以消化道吸收为主。

♦排泄：主要通过肾脏排泄。

（2）生物学作用：碘是通过甲状腺素发挥其生理作用。

♦通过甲状腺素促进蛋白质的合成；♦活化多种酶；♦调节能量代谢；♦提高中枢神经系统的兴奋性；♦加速各种物质的氧化过程。

（1）代谢：含量：2～3g。

吸收：在十二指肠和空肠被吸收。

排泄：主要由粪便、尿、汗、乳汁及头发排泄。

（2）生物学作用：可作为多种酶的功能成分或激活剂；促进机体生长发育；促进维生素A的正常代谢和生理功能；参与免疫功能过程。

硒（1）代谢：含量：14～21mg 。

吸收：主要在十二指肠吸收。

排泄：主要从尿排出，部分经胆汁由粪便排出。

2）生物学作用：谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分；参与辅酶A和辅酶Q的合成；保护视器官的健全功能；是体内抵抗有毒物质的保护剂；增强机体免疫力；保护心血管和心肌；调节维生素A、C、E、K的代谢；对肿瘤的影响。

铜（1）代谢：含量：80～100mg 。

吸收：在十二指肠和小肠上段吸收。

排泄：经胆汁、肠壁、尿液和皮肤排泄。

（2）生物学作用：♦维护正常的造血机能及铁的代谢；♦构成超氧化物歧化酶、赖氨酰氧化酶等多种酶类。

铬（1）代谢：含量：60mg 。

吸收：经口、呼吸道、皮肤及肠道吸收。

排泄：由尿中排出，少量从粪便排出。

（2）生物学作用：促进胰岛素的作用及调节血糖；降低血浆胆固醇；促进蛋白质代谢和生长发育。

锰（1）代谢：含量：12～20mg。

吸收：在小肠吸收。

排泄：主要由肠道、尿液排泄。

（2）生物学作用：锰是多种酶的组成成分及激活剂；促进生长发育；与造血功能密切相关；过氧化物酶的组成成分。

钴（1）代谢：含量：1.5mg 。

吸收：由消化道和呼吸道吸收。

排泄：通过尿液排泄，少量通过肠道等途径排泄。

（2）生物学作用：VB12的组成成分，以VB12发挥作用。

参与造血，促进红细胞的正常成熟；参与脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成；参与体内一碳单位的代谢。

元素来源铁碘锌硒铜铬锰钴动物的肝、心、肾、肉、蛋黄海带、海藻、鱼类、菠菜海产贝类、瘦肉、坚果、谷类动物的肝脏、胰脏，海产品及高蛋白食物、啤酒谷物制品、动物肝脏、鱼类、乳品、水果、蔬菜小麦、鸡、鱼肉、贝类、海藻茶叶、坚果、谷类、豆类、大白菜、萝卜缨动物肝脏、乳类、豆类、谷物、蔬菜、粗麦粉、水果必需微量元素的主要食物来源1.铅主要来自工业烟尘污染和含铅汽油燃烧后排出的废气。

–其理想血浓度为零。

–主要经呼吸道、消化道和皮肤吸收。

–大部分经肾脏由尿排出，小部分随大便排出。

–中毒机制是导致卟啉代谢紊乱，使血红蛋白的合成受到障碍。

–中毒临床表现复杂如易激惹、惊厥、反复腹痛、反复呕吐、小细胞低色素性贫血、氨基尿、糖尿等。

．汞主要以硫化汞的形式存在于岩石中；工业的废渣、废气造成大气、土壤和水源的污染。

以蒸气和粉尘形式经呼吸道、消化道、皮肤侵入。

主要经肾脏由尿、粪便排出。

中毒机制是汞离子与酶的巯基（-SH）的结合，使酶的活性丧失。

中毒临床表现为头晕、头痛、多汗、易兴奋、精神障碍、乏力、口腔炎、牙齿松动等。

．镉主要存在于锌、铜和铝矿内，锌矿石含量最高。

植物对污染土壤中的镉有富集作用。

吸收途径为呼吸道及消化道，也可经皮肤吸收。

主要由粪便、肾脏排出，少量可随胆汁排出。

中毒机制为抑制肝细胞线粒体氧化磷酸化；还可直接损伤组织细胞和血管，引起水肿、炎症和组织损伤。

中毒临床表现为口干、口内金属味、咽痛、乏力、呼吸困难、蛋白尿、骨变形、肝坏死等，主要累及肺、肾、嗅觉、骨骼、睾丸、肝脏等。

．铝地壳中含量丰富。

摄铝增加主要来自铝食具、炊具、铝尘、食物、饮料、铝制剂等，主要由胃肠道吸收。

排泄主要经肾由尿排出，部分可由粪便和胆汁排出。

铝的毒性可导致机体许多脏器受损。

中毒临床主要表现为高铝血症、消化道症状、铝贫血、铝骨病、铝脑病等。

．砷广泛分布于环境中，人体吸收的砷来自饮水、燃煤的污染、饮食海产品、烟草、含砷化妆品等。

砷本身毒性并不大，其化合物如三氧化二砷（As2O3，俗称砒霜）毒性甚大。

经呼吸道、消化道和皮肤吸收。

主要通过肾脏随尿排出，小部分经毛发、指甲生长等排泄。

中毒机制是砷与含巯基的酶结合，使酶的活性丧失影响细胞的正常代谢。

中毒临床表现为咳嗽、头晕、头痛、恶心、呕吐、腹泻、肝区痛、皮肤损伤等。

二、维生素的代谢及其生物学作用维生素：维持正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物。

♦特点：既不供给能量，也不构成组织成分；体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给；需要很少（μg/d~mg/d），但不可缺少。

♦功能：参体内物质代谢与调节；参与辅酶组成，调节物质代谢（Vit B族）。

维生素的分类：脂溶性维生素：维生素A、D、E、K。

水溶性维生素：维生素B族、C。

维生素的命名：按发现先后：A、B、C、D等。

维生素的命名及常见缺乏症名称以化学结构或功能命名常见缺乏症脂溶性维生素维生素A 维生素D 维生素E 维生素K 抗干眼病维生素视黄醇抗佝偻病维生素钙化醇生育酚凝血维生素夜盲症干眼病佝偻病骨软化症溶血性贫血新生儿出血出血倾向名称以化学结构或功能命名常见缺乏症水溶性维生素维生素B1维生素B2维生素PP维生素B6维生素M维生素B12维生素C硫胺素抗脚气病维生素核黄素烟酸尼克酸抗癞皮病维生素吡哆醇吡哆醛吡哆胺叶酸蝶酰谷氨酸钴胺素抗恶性贫血维生素抗坏血酸抗坏血病维生素脚气病口角炎癞皮病动脉粥样硬化巨幼红细胞性贫血恶性贫血坏血症维生素的命名及常见缺乏症1.维生素A（一）脂溶性维生素维生素A 1H 3CCH 3CH 2OHCH 3CH 3CH 3C C C C 维生素A 2H 3CH 3H 2O HH 3H 3CH 3维生素A 结构式维生素A 有维生素A 1（视黄醇）和维生素A 2（3-脱氢视黄醇）之分。

1）维生素A的代谢：来源：只存在于动物性食品中，植物食品中含有维生素A原-胡萝卜素。

活性形式包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。

吸收：视黄基酯和维生素A原，在小肠黏膜细胞内水解为视黄醇，吸收后又重新合成视黄醇酯。

血循环中的维生素A是非酯化型，它与视黄醇结合蛋白结合，再与前清蛋白（结合，形成维生素A-RBP-PA复合物而被转运。

在细胞内，视黄醇与细胞视黄醇结合蛋白结合。

2）生物学作用：促进视觉细胞感光物质的合成与再生；参与糖蛋白的合成；促进生长发育；具有抑癌作用；维持机体正常免疫功能。

中国居民膳食维生素A日推荐摄入量为：成年男性800μg RE；女性700μg RE。

（RE：视黄醇当量）2.维生素D维生素D（Vit D）又称抗佝偻病维生素，它是类固醇衍生物。

维生素D主要包括维生素D2（又称麦角钙化醇）及维生素D3 （又称胆钙化醇）.H 2C HO CH3R1 23456789101112131415161718维生素D结构式维生素D2和D3的生成1）维生素D的代谢：来源：仅存于动物性食物中，植物性食物中一般仅含维生素D原。

维生素D原经紫外线照射后可转化为维生素D。

吸收：食物中的维生素D 在小肠吸收，吸收入血后主要与维生素D结合蛋白结合被送至肝脏，经羟化酶作用下生成24,25-（OH）2D3。

胆钙化醇（维生素D3）25-羟胆钙化醇（25-羟维生素D3）24，25-二羟胆钙化醇（24，25-二羟维生素D3）1，25-二羟胆钙化醇（1，25-二羟维生素D3）维生素D3-25-羟化酶24-羟化酶1α-羟化酶胆钙化醇的代谢2）生物学作用：促进小肠钙吸收；促进肾小管对钙、磷的重吸收；调节血钙平衡；对骨细胞呈现多种作用；调节基因转录作用。

中国居民膳食维生素D日推荐摄入量为：＜11岁10μg；11～50岁5μg；＞50岁10μg。

3.维生素E维生素E （Vit E ）主要分为生育酚和生育三烯酚两大类。

每类又根据甲基的位臵不同而分成α、β、γ、δ四种。

即α-T ，β-T ，γ-T ，δ-T 和α-TT ，β-TT ，γ-TT ，δ-TT ，其中以α-生育酚（α-T ）的生物活性最高，所以通常以α-生育酚作为维生素E 的代表。

CH -TocopherolO CH 3CH 3HOH 3C 2CH 3CH 2CH 2CH CH 3CH 2H3α12345678维生素E 结构式1）维生素E的代谢：来源：植物种子油中含量最为丰富。

吸收：维生素E酯先经胰酯酶和肠黏膜酯酶水解然后吸收，由脂蛋白转运。

维生素E与血脂浓度密切相关，主要储存在脂肪组织。

（2）生物学作用：抗氧化作用；预防衰老；促进血红素代谢；促进蛋白质合成；与生殖功能有关。

•中国居民膳食维生素E日推荐摄入量为：成人14mg。

维生素K（Vit K）又称凝血维生素，从植物中提取的维生素K是维生素K1，从动物中分离出的维生素K是维生素K2，维生素K3是人工合成产物，在哺乳类及鸟类体内可变成维生素K4。

Vit K1、Vit K2是天然产物，为脂溶性化合物，而Vit K3、vit K4则是人工合成品，为水溶性化合物。

4.维生素KOOCH3R2-甲基-1,4萘醌的衍生物1234维生素K结构式1）维生素K的代谢：来源：绿色蔬菜、绿茶含维生素K特别丰富。

吸收：主要在小肠，吸收入血后随β-脂蛋白转运至肝中储存。

（2）生物学作用：是羟化酶的辅助因子；维持体内Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ凝血因子在正常水平；促进骨的重建及钙的动员。

♦中国居民膳食维生素K日推荐摄入量为：成人120μg 。

（二）水溶性维生素与脂溶性维生素不同，水溶性维生素及其代谢产物比较容易从尿中排出，因而在体内很少蓄积，也不会因此而发生中毒，所以必须经常从食物中摄取。

1.维生素B1♦又称硫胺素，硫胺素分子是由1个嘧啶环和1个噻唑环，通过亚甲基桥连接而成，硫胺素对亚硫酸盐十分敏感，室温下有亚硫盐存在时即可迅速分解成嘧啶和噻唑，并丧失其活性。

♦人体维生素B1的总量约为30mg。

硫胺素焦磷酸(TPP)1）维生素B代谢：1来源：豆类、谷类、肉类、蛋类。

吸收：被小肠吸收，浓度高时为扩散，溶度低时为主动吸收，吸收过程需要Na+存在，并消耗ATP。