钙磷镁与微量元素的临床生物化学
第一节概述
一、钙、磷代谢及调节
（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400～800g。
99%以上的钙和86%以上的磷是以羟磷灰石形式沉积于骨、牙。
（二）吸收与排泄
吸收：在pH较低的小肠上段，钙的吸收率随年龄的增长而降低，每增加10岁减少5%～10%，婴儿吸收率可达50%以上，儿童40%，成人20%左右，故老人易发生骨质疏松症。
磷的吸收率约70%，低磷时可达90%。
排泄：主要通过肠道和肾脏。
钙：80%肠道 20%肾脏
磷：30%肠道 70%肾脏
（三）血钙与血磷
血液中钙几乎全部存在于血浆，正常血清钙 2.25～2.75mmol/（9～11mg/dl）
发挥生理作用的是离子钙，但临床实验室测定的大多数是总钙。
血磷是指血液中的无机磷酸盐（HPO42－、H2PO4－）正常人血清无机磷0.97～1.61mmol/L（3～5mg/dl），儿童稍高。
[Ca] ×[P] = 35～40 大于40骨盐沉积，有利于骨钙化。
小于35骨盐溶解。
（四）钙、磷生理功能
钙：1.参与血液凝固。
2.参与肌肉收缩。
3.维持神经肌肉应激性。
H+HCO3
4.作为第二信使。
磷：1.作为核酸、磷脂、磷蛋白合成的原料。
2.参与高能磷酸化合物的合成。
3.构成核苷酸辅酶。
4.构成磷酸盐缓冲对。
（五）钙、磷代谢调节
1.维生素D3（VitD3）
促进肠道对钙、磷的吸收；促进肾小管对钙、磷的重吸收；协同PTH促进骨重建。
2.甲状旁腺素（PTH）甲状旁腺主细胞分泌的84肽。
促进溶骨作用，促进间充质细胞转化成破骨细胞，抑制破骨细胞转化为成骨细胞；促进肾小管对钙的重吸收，抑制磷的重吸收。
3.降钙素（CT）甲状腺滤泡旁细胞分泌的32肽，与PTH拮抗。
促进成骨作用，抑制间充质细胞转化为破骨细胞，促进破骨细胞转化为成骨细胞；抑制肾小管对钙、磷的重吸收。
二、镁代谢和生理功能
（一）镁代谢
1.镁的含量与分布占体重的0.03%，正常成人镁的总量20～28g，其中60%存在于骨骼，20%～30%存在于骨骼肌，其余10%存在于其它组织中。
体液中细胞内液镁的含量占总量的39%，而细胞外液仅占1%。
2.血镁血浆镁的浓度约0.67～1.23mmol/L，存在形式主要有三种：离子镁55%
血镁碳酸氢镁、柠檬酸镁、磷酸镁等15%
蛋白结合镁30%
发挥生理作用的是离子镁。
3.吸收与排泄食物镁含量丰富，人体每天需要量300～350mg，镁的吸收主要在小肠，吸收率只有30%～40%，吸收率与肠腔中镁的含量成反比。
体内镁的排泄主要通过肾脏。
（二）镁的生理功能
1.作为酶的辅助因子体内约300种酶的辅助因子是Mg2+。
2.维持神经肌肉的应激性Mg2+能降低神经肌肉的应激性。
三、微量元素与疾病
（一）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
必需的Fe、Cu、Zn、Mn、Co、 Ni、Se、I、F等14种微量元素
含量＜0.1g/kg体重非必需的Si、As、Rb、B、Al 等有害的Bi、Hg、Pb、Be等
（二）必需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。
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。
第二节
钙、磷、镁和微量元素测定
一、钙的测定
血钙测定方法很多。
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；②ISE法；③原子吸收分光光度法；
④同位素稀释质谱法。
1.EDTA-Na2络合滴定法
在碱性溶液中，血清钙与钙红指示剂结合成可溶性的复合物，使溶液呈淡红色，EDTA-Na2对钙有很大的亲和力，能与复合物中的钙络合，使钙红指示剂重新游离溶液变蓝色，根据EDTA-Na2滴定用量可计算出血清钙含量。
钙指示剂除钙红外，还有依地铬黑T（红→蓝），钙黄绿素（黄→绿），紫红酸铵（红→紫）。
钙红指示剂终点明显，不受血清镁干扰，血清镁在强碱性条件下生成Mg（OH）2↓，指示剂在强碱性条件下不稳定，加指示剂后应立即滴定。
操作简便，无需特殊仪器设备，适合于基层医院，但终点判断人为误差较大，溶血、黄疸影响终点判断。
2.邻甲酚酞络合酮法（O-CPC）
邻甲酚酞络合酮是一种金属络合染料，也是一种酸碱指示剂，在碱性溶液中能与钙和镁螯合，生成紫红色螯合物（吸收峰575nm），作钙测定时，加入8-羟基喹啉消除镁的干扰。
Mg2+ ＋8-羟基喹啉————→可溶性络合物
Ca2+＋邻甲酚酞络合酮————→紫红色螯合物
灵敏度很高，试管、器皿如有微量的钙污染亦会引起误差，最好使一次性试管，所有试剂置塑料瓶中保存。
3.甲基麝香草酚蓝法（MTB）
血清钙在碱性溶液中与甲基麝香草酚蓝（MTB）结合，生成一种蓝色络合物，加入8-羟基喹啉消除镁干扰。
显色稳定，线性范围大，溶血、黄疸无干扰。
4.离子选择电极法（ISE）
此法迅速、简便、灵敏度高、重复性好，并可同时测定总钙和离子钙，离子钙测定最好用血清，不用抗凝剂，在急需检测结果时可用肝素抗凝。
【正常参考值】成人总钙2.25～2.75mmol/L
离子钙1.15～1.42mmol/L
二、无机磷测定
目前还不能直接测定人体内的磷元素，各种方法都是直接地分析两种磷酸盐阴离子（HPO42－、H2PO4－），常用的方法有磷钼酸法，染料法，酶法。
1.磷钼酸法
以三氯醋酸沉淀蛋白，在无蛋白滤液中加入钼酸铵试剂，无机磷结合成磷钼酸，再以硫酸亚铁为还原剂，还原成钼蓝。
还原剂有很多种，1-氨基-2-萘酚-4-磺酸，应用历史较久，试剂不太稳定，显色时间长，灵敏度不高。
氯化亚锡，灵敏度较高，颜色强度随显色时间时间而改变，偏离Beer定律。
硫酸亚铁，显色较稳定。
2.孔雀绿直接显色法
血清经浓尿素溶液稀释后，用孔雀绿-钼酸试剂显色，加入吐温-20使标准液与血清标本显色反应速度接近。
灵敏度较高，但影响因素多，重复性差，显色不稳定。
3.酶法
三、镁的测定
化学法钙镁试剂比色法，达旦黄比色法，甲基麝香草酚蓝比色法传统方法
物理法原子吸收分光光度法（参考方法），同位素稀
释中子活化法（决定性方法）
酶法新进展，将成为新的自动方法。
1.钙镁试剂（Calmagite）比色法血清镁在碱性条件下与钙镁试剂生成紫红色络合物，颜色深浅与镁浓度成正比。
加入E G T A乙二醇双（β-氨基乙醚）-N，N，Nˊ，Nˊ-四乙酸，可消除钙的扰。
吸收峰520nm。
显色稳定，操作简便，快速，可手工操作，也可用于自动化分析。
2.原子吸收分光光度法血清经酸性氯化镧溶液作50倍稀释，直接用原子吸收分光光度计检测285.2nm的吸光度。
操作简便，准确，精密度好，可同时进行钙的测定422.7nm。
3.酶法
【正常参考值】0.67～1.23mmol/L
四、铁的测定
血清铁测定
血清总铁结合力（TIBC）测定 TIBC是指可与血清运铁蛋白结合的铁的最大量。
血清铁和总铁结合力的百分比称为铁饱和度。
测
定方法，亚铁嗪比色法。
3 2 3 F e 2 F e 运铁Fe3+＋还原剂——→Fe2+
Fe2+＋3亚铁嗪——→Fe2+-亚铁嗪（紫红色）562nm
TIBC测定，在血清中加入一定铁标准液，使之与未带铁的运
铁蛋白结合，多余的铁用轻质碳酸镁粉末吸附除去，然后测定血清总铁含量。
【正常参考值】1.血清铁男11.6～31.3μmol/L
女9.0～30.4μmol/L
2.血清总铁结合力48.3～71.6μmol/L
3. 铁饱和度20%～55%。
