第14章 微量元素與維生素代謝紊亂

第十四章

微量元素與維生素代謝紊亂南昌大學醫(yī)學院王伶全國高等醫(yī)藥院校醫(yī)學檢驗專業(yè)規(guī)劃教材臨床生物化學檢驗〔第二版〕教學目標與要求掌握：主要微量元素的代謝紊亂，檢測方法及方法學評價。熟悉：主要微量元素的代謝、生物化學特征及檢測的臨床意義。了解：維生素的代謝、生物學作用及臨床意義和維生素的檢測方法。2目錄

微量元素代謝紊亂1微量元素測定2維生素代謝紊亂3維生素的測定4小結與展望5返回總目錄3第一節(jié)微量元素代謝紊亂微量元素占人體總重量的1/10000以下，每人每日需要量在100mg以下的元素稱為微量元素。分類：必需微量元素非必需微量元素非必需的無害微量元素有害微量元素4類別微量元素必需微量元素可能必需微量元素非必需無害微量元素有害微量元素

鐵（Fe）、銅(Cu)、鋅(Zn)、錳(Mn)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釩(V)、鉻(Cr)、錫(Sn)、氟(F)、碘(I)、硒(Se)、鎳(Ni)、鍶(Sr)硼（B）、鉍（Bi）、銣（Rb）、硅（Si）、砷（As）鋯（Zr）、鈦（Ti）、鈮（Nb）、鋇（Ba）鈹（Be）、鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）、鋁（Al）微量元素的分類注：該分類只有相對意義，因為某一微量元素，低濃度時是無害的，高濃度時可能是有害的。5一、主要微量元素鐵的代謝體內(nèi)存在形式：功能鐵和儲存鐵主要吸收部位：十二指腸及空腸上段主要吸收形式：Fe2+主要排泄途徑：腎臟、糞便和汗腺(一)鐵(iron，F(xiàn)e)61.維持正常造血功能2.參與體內(nèi)氧的轉(zhuǎn)運、交換和組織呼吸過程3.增強免疫功能4.對其他微量元素代謝的影響：缺鐵可致鋅、鈷、鎂、鉛的代謝障礙

鐵的生物學作用71.缺鐵性貧血缺鐵程度紅細胞生成缺鐵期鐵減少期缺鐵性貧血期鐵缺乏或中毒與臨床疾病8急性鐵中毒：常見于兒童，過量誤服亞鐵鹽類，食用鐵器煮的食物如山里紅，靜脈注射鐵劑過量等。慢性鐵中毒：繼發(fā)性血色病，見于長期過量服用或注射鐵劑，攝入含鐵量高的特殊食品，慢性酒精中毒屢次大量輸血等。2.鐵中毒鐵缺乏或中毒與臨床疾病9

1961年Prasad等首先發(fā)現(xiàn)伊朗鄉(xiāng)村侏儒癥，之后證實鋅是人體必需微量元素之一。鋅的代謝含鋅總量：正常成人2~3g；足月新生兒60mg；分布：50％前列腺、肝臟、腎臟和肌肉；血鋅：80％存在于紅細胞，約18％的鋅分布于血漿。(二)鋅〔zinc,Zn〕101.參于構成結合酶，以鋅為輔因子；2.與其他物質(zhì)，尤其是生物膜中蛋白質(zhì)結合存在，以維持其結構和功能。鋅的生物學作用111.營養(yǎng)性鋅缺乏2.腸病性肢端皮炎〔AE〕3.鋅中毒鋅缺乏或中毒與臨床疾病12鋅缺乏鋅治療后13腸病性肢端皮炎〔鋅缺乏〕14碘的代謝△總碘含量：20～25mg△吸收：消化道△儲存利用：70%～80%甲狀腺細胞內(nèi)貯存、利用，其余分布于血漿、腎上腺、皮膚、肌肉、卵巢和胸腺等處。△排泄：腎臟(三)碘〔iodine，I〕15通過甲狀腺素促進蛋白質(zhì)的合成，活化多種酶，調(diào)節(jié)能量代謝。碘的生物學作用161.碘缺乏與地方病地方性甲狀腺腫：甲狀腺代謝性腫大，不伴有明顯甲狀腺功能改變。地方性克汀?。喝硇缘馊狈膊?，生長發(fā)育緩慢、身材矮小、智力低下、聾啞、神經(jīng)運動障礙及甲狀腺功能低下等。碘缺乏或過量與臨床疾病地方性甲狀腺腫17

2.碘過量與高碘性甲狀腺腫

1)高碘性甲狀腺腫2)碘性甲狀腺功能亢進碘缺乏或過量與臨床疾病其他局部微量元素的生理功能、缺乏癥及過多癥見后表18元素主要生理功能主要缺乏癥主要過多癥氟防齲齒、促生長、參與氧化還原和鈣磷代謝齲齒，骨質(zhì)疏松，貧血氟斑牙，氟骨癥、骨質(zhì)增生鍶維持血管功能和通透性，骨骼和牙齒組成成分骨質(zhì)疏松，抽搐癥，齲齒關節(jié)痛，大骨節(jié)病，肌肉萎縮錳參與糖代謝，增強蛋白質(zhì)代謝，合成維生素，防癌軟骨，神經(jīng)紊亂，生殖受抑乏力，帕金森癥，心肌梗塞釩刺激骨髓造血，促生長，參與膽固醇和脂肪代謝固醇高，生殖低下，貧血冠心病結膜炎，鼻咽炎，心腎受損錫促進蛋白質(zhì)和核酸合成，促進生長，催化氧化還原抑制生長貧血，胃腸炎，影響壽命鎳參與細胞激素和色素的代謝，刺激造血，激活酶生長慢，腎衰，磷脂代謝異常咽痛，皮膚炎，白血病，肺癌鉻增強胰島素作用，調(diào)節(jié)膽固醇、糖和脂肪代謝糖尿病，心血管病，高血脂損傷肝腎，皮膚炎，致癌鉬組成氧化還原酶，抗銅貯鐵，維持動脈彈性心血管克山病，生長慢，齲齒脫毛，軟骨，貧血，侏儒癥鈷造血，維生素B12的成分，促進核酸和蛋白質(zhì)合成心血管病，貧血，脊髓炎氣喘心肌病變，心力衰竭，高血脂19二、有害微量元素鉛的代謝具有神經(jīng)毒性的重金屬元素包括鉛、汞、鎘、鋁、砷……鉛〔lead，Pb〕20呼吸道：主要途徑消化道：少量，吸收率5%

～10%皮膚粘膜：無機化合物不能，四乙基鉛可以吸收21

吸收入血＋血紅蛋白＋血漿蛋白PbHPO4肝腎脾肺皮膚Pb3(PO4)2骨(90%-95%)毛發(fā)牙齒感染飲酒外傷酸堿平衡紊亂PbHPO4血循環(huán)代謝分布22尿液：主要途徑，20～80μg/d糞、膽汁、乳汁、唾液、汗液、月經(jīng)：少量〔1〕鉛對血紅蛋白合成過程的影響〔2〕鉛對血管的影響〔3〕鉛對神經(jīng)系統(tǒng)的影響排泄中毒機理23琥珀酰輔酶A＋甘氨酸ALA合成酶(ALAS)

ALAALA脫水酶(ALAD)卟膽原尿卟啉原合成酶尿卟啉原Ⅲ尿卟啉原脫羧糞卟啉原Ⅲ糞卟啉原氧化酶原卟啉ⅣFe2+

亞鐵絡合酶血紅素珠蛋白血紅蛋白線粒體胞漿PbPbPbPb鉛中毒病人出現(xiàn)的異常血紅素前體化驗所見δ-氨基-γ-酮戊酸〔ALA〕升高↑〔血、尿〕卟膽原↑〔尿〕尿卟啉↑〔尿〕糞卟啉↑〔尿〕游離原卟啉〔FEP〕↑鋅原卟啉〔ZPP〕↑〔紅細胞〕鉛對血紅蛋白合成影響的示意圖24①鉛中毒者的心理發(fā)生變化②鉛中毒會導致智力下降③鉛中毒會導致感覺功能障礙鉛對神經(jīng)系統(tǒng)的毒害表現(xiàn)25病例分析病例資料：女性患者，17歲，學生，因牙齦出血一個月，腹部隱痛，伴有惡心、嘔吐，全身黃疸20d而來職業(yè)病防治所檢查。病史：患者因患有慢性鼻炎、咽炎而用中藥秘方噴鼻及咽喉。1、實驗室檢查工程有哪些？2、發(fā)生疾病的可能原因？26【實驗檢查】結果：尿鉛0.79mg／L〔參考范圍：0.07mg／L以下〕，血紅蛋白84g/L，ALT285U／L。【分析討論】患者的臨床病癥符合鉛中毒的臨床表現(xiàn)，具有應用高鉛中藥秘方噴鼻及咽喉的病史；經(jīng)實驗室檢查尿鉛明顯增高，因鉛中毒使紅細胞破壞造成溶血性黃疸，肝細胞受損使ALT升高?？沙醪皆\斷為“急性中度鉛中毒，中毒性肝病，中度貧血(溶血性)〞。建議進一步檢查肝功和膽紅素類型，以排除其它疾病。返回章目錄27一、樣品的采集、保存和預處理第二節(jié)微量元素測定影響準確測定微量元素的關鍵因素之一是污染，嚴格的防污染措施必須從抽血開始，貫徹包括預處理直到分析過程的始終。28樣本樣本采集保存影響因素評價血液樣品通常為清晨空腹靜脈血或毛細血管血立即檢測，4℃冷藏或-20℃和-80℃可保存更長時間。溶血等影響測定。常用，尿液樣品根據(jù)需要可采集24h尿、晨尿、1h尿等放吸附性能差、能密閉的塑料容器中，2℃～8℃保存或加入苯甲酸。尿液標本影響因素較多，且濃度偏低。較少用毛發(fā)和指甲取材方便樣本處理的過程對結果影響較大。較局限唾液樣品采樣應在早晨空腹時進行。受個體、年齡、性別、季節(jié)和精神等因素影響少用樣本的采集與保存29〔1〕稀釋法〔2〕高溫干灰化法〔3〕常壓濕消化法樣本的預處理30二、主要微量元素的檢測〔1〕紫外－可見分光光度法〔2〕原子吸收光譜法〔3〕電感耦合等離子體發(fā)射光譜法〔4〕中子活化分析法〔5〕酶活性恢復法常用分析方法31〔一〕血清鐵和總鐵結合力測定血清鐵測定血清總鐵結合力測定鐵飽和度鐵飽和度=×100%32Fe3+Fe2+強復原劑發(fā)色劑：亞鐵嗪、雙聯(lián)吡啶等有色絡合物測定原理發(fā)色劑33測定本卷須知：①標本不能溶血，標本應及時別離血清；②所有試管等都應防止鐵污染。方法學評價分光光度法：首選方法，可自動化分析，也可手工操作。AAS法：儀器設備復雜、費用昂貴，可靠性較差34〔1〕血清鐵降低：①缺鐵性貧血；②某些疾病，如細菌性感染等。〔2〕血清鐵增高：①溶血性貧血；②再生障礙性貧血；③反復輸血者；④肝炎。臨床意義35〔二〕銅測定雙環(huán)己酮草酰二腙比色法測定原理：測定原理Cu稀HCl+Cuproteinprotein三氯醋酸Cu(蛋白濾液)雙環(huán)己酮草酰二腙穩(wěn)定的藍色絡合物

603.7nm

36AAS法靈敏、準確，但儀器昂貴雙環(huán)己酮草酰二腙比色法選擇性較好，靈敏度低，需去蛋白質(zhì)，不宜自動化。5-Br-PADAP法可自動化，靈敏度較高?！?-[5-溴-吡啶偶氮]-5-二乙氨基酚〕方法學評價37臨床意義血清銅增高見于：①肝內(nèi)、外膽汁淤滯；②各種感染、白血病、貧血、心肌梗死及淋巴瘤等。③風濕病、甲狀腺功能亢進、妊娠或注射雌性激素等。血清銅降低見于：①肝豆狀核變性；②營養(yǎng)不良、腎病綜合征及燒傷等所致的低蛋白血癥。性別、年齡、月經(jīng)周期與妊娠均可導致血清銅的生理性變化。38〔三〕鋅測定Br-PADAP比色法測定原理血清沉淀蛋白后被維生素C復原高價鐵離子及銅離子成低價，F(xiàn)e2+、Cu2+和Zn2+均能同氰化物生成穩(wěn)定的復合物。用水合氯醛選擇性地釋放鋅，使鋅與2-[(5-溴-2-吡啶)-偶氮]-5-二乙基氨基苯酚(5-Br-PADAP)反響生成紅色復合物，在550nm處比色測定。與同樣處理的標準品比較，求得血清鋅含量。測定原理39碳酸酐酶再激活法測定原理Zn2+是碳酸酐酶〔CA〕的輔助因子，用吡啶-2,6-二羧酸透析可將CA中的Zn2+去除，得到脫輔基CA(apoCA)。用5%三氯醋酸沉淀血清蛋白質(zhì)，上清液采用脫輔基CA與血清Zn2+混合將CA激活，測定脫輔基CA被激活的活性，即是血清鋅的含量。測定原理40方法學評價AAS：推薦方法比色法：選擇性不佳，干擾因素多酶法：測定準確、敏感、特異性強41臨床意義〔1〕血清鋅降低見于:①酒精性肝硬化及慢性肝臟疾病；②急、慢性傳染病、急性組織損傷(如急性心肌堵塞)等③腎病綜合征，慢性腎功能不全；④胃腸道吸收障礙、糖尿病等；⑤肺癌及惡性淋巴瘤等。42〔2〕血清鋅增高見于：兒童不適當補鋅，工業(yè)污染中的急性鋅中毒，亦可見、于甲狀腺機能亢進、高血壓等。臨床意義返回章目錄43一、維生素的分類與功能第三節(jié)維生素代謝紊亂脂溶性維生素：維生素A、D、E、K水溶性維生素：維生素B1、B2、B6、C、B1244脂溶性維生素活性形式主要生理功能維生素A11-順視黃醛、視黃醇、視黃酸參與視紫質(zhì)的合成，維持視覺；維持上皮生長與分化；促進生長發(fā)育；抑癌作用；維持機體免疫功能維生素D1,25-(OH)2D3促進鈣磷吸收，調(diào)節(jié)鈣磷代謝；促進骨鹽代謝與骨的正常生長；調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄；對骨細胞具多種作用維生素E生育酚抗氧化，維持生物膜結構與功能；維持生育功能；促進蛋白質(zhì)更新合成；調(diào)節(jié)血小板粘附和聚集作用維生素K2-甲基-1,4-萘醌參與凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成；參與骨鈣代謝重要的脂溶性維生素的活性形式和生理功能45水溶性維生素活性形式主要生理功能維生素B1TPP是α-酮戊二酸酸氧化脫羧酶和磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶;抑制膽堿酯酶;維持神經(jīng)、肌肉功能維生素B2FMNFAD構成黃素酶的輔酶成分，參與體內(nèi)氧化-還原反應過程;抗氧化活性維生素PPNAD+NADP+構成以NAD+和NADP+為輔基的脫氫酶類的成分，參與細胞生物氧化過程;增強胰島素的效能維生系B6磷酸吡哆醛及其胺參與多種酶反應;構成氨基酸脫羧酶、ALA合酶和轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，參與氨基酸分解、血紅素合成重要的脂溶性維生素的活性形式和生理功能46水溶性維生素活性形式主要生理功能泛酸CoA構成輔酶A的組成成分，參與體內(nèi)?；霓D(zhuǎn)移作用生物素羧化酶輔酶構成羧化酶的輔酶，參與體內(nèi)CO2的固定和羧化過程葉酸FH4以FH4的形式參與一碳單位的代謝，與蛋白質(zhì)和核酸合成、紅細胞和白細胞成熟有關維生素B12甲基鈷胺素與THFA協(xié)同參與甲基的轉(zhuǎn)移；作為甲基丙二醛單酰輔酶A變位酶的成分維生素C5’-脫氧腺苷鈷胺素抗壞血酸參與羥化反應，促進膠原合成、類固醇的羥化、氨基酸的代謝及神經(jīng)遞質(zhì)的合成;參與解毒和造血作用;促進抗體的合成、抗病毒和防癌作用重要的脂溶性維生素的活性形式和生理功能47二、主要維生素缺乏癥和中毒引起維生素缺乏癥的常見原因如下：1．維生素的攝入量缺乏2．機體的吸收利用率降低3．維生康的需要量相對增高4．食物以外的維生素供給缺乏48維生素缺乏過量VitC壞血癥無酸的VitC引起的副作用較少，但過量的VitC會削弱人體的免疫能力，而且濫用VitC可能會加快動脈硬化。生物素鱗屑皮炎、憂郁VitB12惡性貧血哮喘、蕁麻疹、濕疹、面部浮腫、寒顫等過敏反應葉酸巨幼細胞性貧血煙酸糙皮癥由煙酸而不是酰胺引起的皮膚潮紅；肝功能不正常；可能有非典型囊樣斑狀水腫核黃素核黃素缺乏癥維生素缺乏病及維生素過量的毒性作用49維生素缺乏過量VitB1腳氣病乏力、頭痛等VitAVitA缺乏VitA過多癥VitD佝僂病VitD過多癥VitE未成熟早產(chǎn)兒和某些新生兒的溶血性貧血及接觸高壓氧引起的溶血性貧血（罕見）可抑制生長，干擾血液凝固等VitK低凝血酶原血癥天然的VitK1是無毒的；合成的VitK的化合物可引起出血，溶血性貧血及其他疾病維生素缺乏病及維生素過量的毒性作用返回章目錄50一、維生素測定的樣品及分析方法第四節(jié)維生素的測定測定方法優(yōu)點缺點生物鑒定法不用詳盡分離費時、費力（要動物飼料）微生物法選擇性高，主要用于水溶性維生素操作繁瑣，耗時過長，需專人紫外法、熒光法靈敏、快速、有較好的選擇性各種色譜法高分離效能，可純化、定性、定量現(xiàn)代高壓液相色譜和氣相色譜同時完成多種維生素自動分離、檢測化學分析法（比色法）簡便、快速、不需特殊儀器）維生素測定方法評價51二、主要維生素的檢測檢測名稱測定方法方法評價維生素A分光光度法；熒光測定法HPLC法HPLC法特異，不受β-胡蘿卜素和六氫番茄紅素的干擾。是目前測定視黃醇的推薦方法。25-羥基維生素D3RBP