临床医学第六章 微量元素和维生素代谢紊乱Word文档格式.docx
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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。
3.锌
2~3g。
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。
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。
4.硒
14~21mg。
主要在十二指肠吸收。
主要从尿排出,部分经胆汁由粪便排出。
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。
5.铜
80~100mg。
在十二指肠和小肠上段吸收。
经胆汁、肠壁、尿液和皮肤排泄。
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。
6.铬
60mg。
经口、呼吸道、皮肤及肠道吸收。
由尿中排出,少量从粪便排出。
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。
7.锰
12~20mg。
在小肠吸收。
主要由肠道、尿液排泄。
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。
8.钴
1.5mg。
由消化道和呼吸道吸收。
通过尿液排泄,少量通过肠道等途径排泄。
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
(二)有害微量元素
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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
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(mg/dg/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(VitB族)。
二、维生素的代谢及其生物学作用
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
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
1.维生素A
(一)脂溶性维生素
维生素A有维生素A1(视黄醇)和维生素A2(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。
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。
促进视觉细胞感光物质的合成与再生;
参与糖蛋白的合成;
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800μgRE;
女性700μgRE。
(RE:
视黄醇当量)
2.维生素D
维生素D(VitD)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).
维生素D结构式
维生素D2和D3的生成
(1)维生素D的代谢:
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。
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。
胆钙化醇的代谢
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(VitE)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置不同而分成、、、四种。
即-T,-T,-T,-T和-TT,-TT,-TT,-TT,其中以-生育酚(-T)的生物活性最高,所以通常以-生育酚作为维生素E的代表。
(1)维生素E的代谢:
植物种子油中含量最为丰富。
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。
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(VitK)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。
VitK1、VitK2是天然产物,为脂溶性化合物,而VitK3、vitK4则是人工合成品,为水溶性化合物。
4.维生素K
维生素K结构式
(1)维生素K的代谢:
绿色蔬菜、绿茶含维生素K特别丰富。
主要在小肠,吸收入血后随-脂蛋白转运至肝中储存。
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。
(1)维生素B1代谢:
豆类、谷类、肉类、蛋类。
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。
是羟化酶和转铜醇酶的辅酶;
与神经细胞髓鞘磷脂合成有关;
维持心肌的正常功能。
中国居民膳食维生素B1日推荐摄入量为:
成年男性1.4mg;
女性1.3mg。
2.维生素B2
又称核黄素
,是由核糖和异咯嗪组成,它的异咯嗪环上的第1及第5位氮原子与活泼的双键连接,这2个氮原子可反复接受或释放氢,因而具有可逆的氧化还原性。
游离型核黄素对紫外光高度敏感,在碱性条件下可光解为光色素,在酸性条件下可光解为光黄素而丧失生物活性。
维生素B2结构式
(1)维生素B2的代谢:
广泛存在于食物中。
主要在肠道,被吸收后在小肠黏膜的黄素激酶的作用下可转变成FMN,在体细胞内还可进一步在焦磷酸化酶的催化下生成FAD,FMN和FAD是其活性型。
是多种黄素酶类的辅酶,在体内催化氧化还原反应;
维持动物正常生长所必需的因素;
参与氨基酸和脂肪的氧化;
参与蛋白质和某些激素的合成;
参与体内铁的转运。
中国居民膳食维生素B2日推荐摄入量为:
女性1.2mg。
3.维生素PP
维生素PP包括:
尼克酸(nicotinicacid)
尼克酰胺(nicotinamide)
体内活性形式:
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)
(1)维生素PP的代谢:
动物内脏、花生、酵母及谷类中含量较多。
在胃肠道迅速吸收,并在肠黏膜细胞内尼克酰胺通过ATP作用形成尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)或尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。
尼克酰胺是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成成分;
NADP参与脂肪、类固醇等生物合成;
NAD有助于基因组的稳定;
尼克酸具有增强胰岛素效能的作用。
中国居民膳食维生素PP日推荐摄入量为:
成人13~19NE。
(NE:
烟酸当量)
4.维生素B6
维生素B6包括:
吡哆醇(PN)、吡哆醛(PL)及吡哆胺(PM),这三种形式通过酶可相互转换,在体内以磷酸酯的形式存在。
(1)维生素B6的代谢:
动植物食物中一般都含有维生素B6。
主要在空肠吸收,吸收入血后与清蛋白结合转运,吡哆酸是代谢的最终产物。
磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中转氨酶及脱羧酶的辅酶;
磷酸吡哆醛是δ-氨基γ-酮戊酸合成酶的辅酶;
磷酸吡哆醛是糖原的磷酸化酶的重要组成部分。
中国居民膳食维生素B6日推荐摄入量为:
成人1.2mg。
5.叶酸
叶酸又称维生素M亦称蝶酰谷氨酸,体内活性形式为四氢叶酸(FH4)。
(1)叶酸的代谢:
来源:
动植物性食物都含有叶酸,肝与肾中含量丰富。
叶酸需经蝶酰多谷氨酸水解酶作用,以单谷氨酸盐的形式在小肠吸收。
在十二指肠及空肠上皮黏膜细胞含叶酸还原酶作用下,转变成活性型的叶酸即四氢叶酸。
是一碳单位转移酶的辅酶,参与多种物质的合成;
参与细胞器蛋白质合成中启动tRNA的甲基化过程。
中国居民膳食叶酸日推荐摄入量为:
成人400μg。
6.维生素B12
维生素B12又称钴胺素。
是唯一含金属元素的维生素。
(1)维生素B12的代谢:
肝脏中维生素B12含量丰富。
人体肠道内细菌也可合成少量维生素B12。
食物中维生素B12与蛋白质结合,在胃酸与胃蛋白酶作用下释放出来,然后需要一种由胃黏膜细胞分泌的内因子(IF)的协助,在回肠吸收。
参与同型半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反应;
-5脱氧腺苷钴胺素是L-甲基丙二酰CoA变位酶的辅酶。
中国居民膳食维生素B12日推荐摄入量为:
成人2.4μg。
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7.维生素C
维生素C(VitC)又称抗坏血酸,抗坏血酸在抗坏血酸酶作用下脱氢,转化为脱氢抗坏血酸,后者在有供氢体存在时,又能接受2个氢原子再转变为抗坏血酸。
(1)维生素C的代谢:
新鲜水果和绿叶蔬菜之中。
维生素C在小肠被吸收。
促进铁的吸收;
促进胶原蛋白的合成;
是7-α羟化酶的辅酶;
参与芳香族氨基酸的代谢;
参与体内氧化还原反应。
中国居民膳食维生素C日推荐摄入量为:
成人100mg。
第二节
常用微量元素和维生素的检测指标
一、常用微量元素检测
(一)样品的采集和保存
样品的采集原则:
针对性、适时性、代表性。
样品种类:
血液、尿液、发样、胃液、唾液、指甲等。
预处理方法:
稀释法、高温灰化法、低温灰化法、高压消化法、常压消化法、燃烧法、水解法及微波消解法等。
1.血液样品的采集和保存
一般在清晨受检查者空腹,取毛细血管血或静脉血。
盛血样的试管必须用去离子水清洗、干燥处理,严格按要求制备全血、血浆、血清、红细胞、白细胞或血小板等,最好立即检测。
若需放置,要在4℃冰箱中冷藏,在-20℃~-80℃超低温冷冻可保存较长时间。
2.尿液样品的采集和保存
按要求收集24h尿和部分尿(如晨尿、白日尿等)。
盛尿的容器必须是吸附性能差的密闭容器,而且需放阴凉处,或在尿中加入苯甲酸防腐剂,将尿液加热使沉淀溶解后取样。
3.发样的采集和保存
采集发样时,应用不锈钢的剪刀取距头皮2mm~3mm以上1cm长的头发作样品,一般取0.4~1g为宜,具体采集数量由测量元素和方法而定。
将发样洗净灰尘、油脂后,置于60℃烘箱中烘干,干燥后保存。
4.唾液的采集和保存
唾液分混合液和腮腺液。
混合唾液采集前,受检者需将口洗刷干净,然后按检测元素及方法的要求,收集所需量的唾液在试管中。
腮腺液需用专门器械从人耳下取样,这种唾液无污染,成分稳定,但具有一定的损伤性。
5.指甲通常每周采集1次,采集1个月收集的混合样品,将污垢洗净,干燥保存。
还有脏器样品(如肝、肾、心、肺、眼、脑等),牙齿等都是微量元素检测的样品。
(二)测定方法
优点
缺点
中子活化分析法
试样用量小、干扰小,可对同一样品中多种元素进行测定
中子源放射性强,成本高
原子吸收光谱法
简便、灵敏、准确,最常用的方法
紫外可见吸收光谱法
操作简便,易于推广,检测常用的方法。
电感耦合等离子体发射光谱法
灵敏、准确快速、干扰小,而且可以多种元素同时测定
仪器价格昂贵、结构复杂、所以普及较慢
此外,还有离子选择电极法、伏安法、荧光分析法等。
其他常用微量元素检测方法
元素
检测方法
标本
中子活化法
血清、全血
中子活化法、原子吸收法、荧光分析法
血清、血浆、全血、尿液
中子活化法、石墨炉原子吸收法
血清、血浆、全血
石墨炉原子吸收法、分光光度法、发射光谱法
中子活化法、石墨原子吸收法、发射光谱法
铝
原子吸收法、分光光度法、荧光分析法
血清、血浆、全血、24h尿液
(三)常用微量元素的检测指标
1.血清铁和总铁结合力测定
亚铁嗪比色法测定血清铁和总铁结合力
【原理】血清中的铁与运铁蛋白结合成复合物,在酸性介质中铁从复合物中解离出来,被还原剂还原成二价铁,再与亚铁嗪直接作用生成紫红色复合物总铁结合力(TIBC)是指血清中运铁蛋白能与铁结合的总量。
将过量铁标准液加到血清中,使之与未带铁的运铁蛋白结合,多余的铁被轻质碳酸镁粉吸附除去,然后测定血清中总铁含量,即为总铁结合力。
【参考区间】
血清铁
成年男性:
11~30μmol/L(600~1700μg/L)
成年女性:
9~27μmol/L(500~1500μg/L)
血清总铁结合力
50~77μmol/L(2800~4300μg/L)
54~77μmol/L(3000~4300μg/L)
2.血清锌测定
吡啶偶氮酚比色法测定血清锌
【原理】血清中的高价铁及铜离子被维生素C还原成低价,两者均能同氰化物生成复合物而掩蔽。
锌也和氰化物结合,但水合氯醛能选择性地释放锌,使锌与2-[(5-溴-2-吡啶)-偶氮]-5-二乙基氨基苯酚(5-Br-PADAP)反应生成红色复合物,与同样处理的标准品比较,求得血清锌含量。
【参考区间】
成人血清锌:
9.0~20.7μmol/L
(590~1350μg/L)
3.血清铜测定
双环已酮草酰二腙比色法测定血清铜
【原理】加稀盐酸于血清中,使血清中与蛋白质结合的铜游离出来,再用三氯醋酸沉淀蛋白质,滤液中的铜离子与双环己酮草酰二腙反应,生成稳定的蓝色化合物,与同样处理的标准液比较,即可求得血清铜含量。
成年男性:
10.99~21.98μmol/L(700~1400μg/L)
女性:
12.56~23.55μmol/L(800~1500μg/L)
4.血清铅测定
石墨炉原子吸收光谱法测定血清铅
【原理】血样用TritonX-100作基体改进剂,溶血后用硝酸处理,用石墨炉原子吸收光谱法在283.3nm波长下测定铅的含量。
【参考区间】成人血
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