在血红素合成过程中，铅能抑制σ-ALA脱氢酶和铁络合酶。由于σ-ALA脱氢酶的活性受到抑制，其前体物质σ-ALA在体内大量积聚，其在小便中的的排出量也增加；由于铁络合酶受到抑制，其前体物质原卟啉增高，同时游离原卟啉和锌卟啉生成增加，小便中粪卟啉排出量也增加。因此，铅负荷增加时：
1、血液中σ-ALAD活力降低
血铅水平与ALAD活性呈密切的负相关。血铅水平越高或ALAD的测定方法越精确，两者之间的相关性越好。该酶的活力尚受到酒精、锌和一氧化碳的干扰，但铅仍是最强有力的影响因素。由于铅和ALAD之间的肯定关系和ALAD测定方法的标准化，ALAD的活力常被用作为反映铅中毒或铅暴露的重要实验室示标。
铅与ALAD的关系在血铅水平不高时也存在，Chisolm等的研究认为，血铅水平在0.241umol/L时即开始对酶活力有影响，在血铅水平在0.724umol/L时，酶活力即已经下降50%。因而，ALAD反映铅暴露的状况不但是准确的，而且是灵敏的。但在血铅水平在1.448umol/L时，酶活力几乎100%抑制。因此，σ-ALAD活力测定不能区分中度和重度的铅中毒。
σ-ALAD活力可通过光谱法进行测定。测定时应注意：
（1）测定应在标本收集后24小时内进行。
（2）铅是通过结合酶的巯基使其失活的，锌也有类似功能。因此，外源性铅或锌对血标本的污染会严重影响测定结果，收集血标本用的试管应以去离子化处理。
（3）标本应用肝素作为抗凝剂，如用EDTA作为抗凝剂，EDTA能与已经与酶结合的铅鳌合，从酶中夺取铅而使酶复活，从而使酶活力在较高铅负荷状态时也不降低，出现假阴性。
最近的研究表明，σ-ALAD在人群的分布具有遗传多态性，存在3种不同的表现型。σ-ALAD的遗传表现型与个体对铅毒性作用的易感性和恢复力有关。
2、尿液中σ-ALA升高
由于σ-ALAD活力的抑制，其前体σ-ALA在血液中堆积，经小便排出也增加。尿液中σ-ALA在经醋酸酸化处理的标本中稳定性良好，一般测定尿液中σ-ALA浓度来间接反应铅负荷状态。尿液中σ-ALA浓度升高见于血铅水平在1.930umol/L以上时。因此，该项测定对低水平铅暴露和早期诊断意义不大。但与其他指标联合应用，仍为一项常用指标。
3、红细胞游离原卟啉和锌卟啉升高
正常情况下，原卟啉和铁在铁络合酶的作用下，在红细胞内结合生成血红素。在铅负荷增高的情况下，铁络合酶受到抑制，原卟啉（EP）在红细胞内堆积。在红细胞中，90%的原卟啉会以锌原卟啉（ZPP）形式存在。ZPP在特定波长的光照射下会发射荧光，用血液荧光测定法即可测得ZPP的含量；用化学抽提法测定时，抽提过程中将锌从卟啉环中分解下来，因此测得的是总的原卟啉即EP，也称为游离原卟啉。尽管两种方法在原理上有所不同，测定的化学物质也不一样，但EP、ZPP和FEP三者在数值上非常接近，三者的临床意义也都相同，可以不加严格区分。
4、尿中粪卟啉出现阳性
半定量法测定较简便，适合与基层应用。本测定敏感性较差，且可出现假阳性。半定量法一般为阴性。有些内科疾病如血卟啉病、恶性贫血、溶血性贫血、肝硬化；药物中毒如酒精、巴比妥中毒；职业中毒如汞、砷等中毒也可出现阳性，但不如铅中毒明显。
5、有关酶学指标
在血铅＞1.45μmol/L时，超氧化物歧化酶（SOD）活性减低，但SOD并非特异指标，只能用于环境评价，不适用于个体诊断。有人认为，红细胞精氨酸酶和嘧啶—5'—核苷酸酶与血铅、ZPP有显著相关，但也有人认为不够理想。
6、全血点彩、网织、碱粒红细胞
在急性铅中毒时阳性率较高，慢性轻度铅中毒，阳性率较低，由于操作麻烦，在现行的职业性慢性铅中毒诊断国家标准中已将该项指标去掉。神经肌电检查与神经行为学检查近年来报道很多，此类指标在流调过程中对判断铅神经毒性方面很有意义，但对个体诊断尚缺乏特异性。
