钙磷代谢与人体健康

73 钙磷代谢与人体健康 ● 胡廷章 摘 要 : 钙及磷酸盐类是人体内含量最多的无机盐 ,是维持人体生长发育所必需的物质。本文介绍了钙磷在 人体中的含量、分布、生理功能及血钙和血磷 ,阐述了人体对钙磷的吸收、排泄及钙磷平衡 ,并对钙磷代谢紊乱所造 成的疾病进行了。 关键词 : 钙 ; 磷 ; 血钙 ; 血磷 ; 钙磷平衡 第 16 卷 第 1 期 四川三峡学院学报 2000 年 第 1 期 Vol.16.No.1JOURNALOFSICHUANTHREE 2GORGESUNIVERSITYNo.1.2000 自然科学研究 组成人体的化学元素有 50 多种 ,其中钙磷的含量较多 ,主要以无机盐的形式存在于体内 ,具有重 要的生理功能 ,为维持人体的生长发育所必需。 1 钙磷的含量及分布 钙及磷酸盐类是人体内含量最多的无机盐 , 正常成人平均含钙量为 1000 ～1250 g , 磷的总含量 为 400～900g ,约 99.3% 以上的钙和 85.7% 以上的磷是以羟磷灰石 3Ca ( PO4) 2 Ca (OH ) 2 的形式构成 骨盐 ,存在于骨骼和牙齿中 ,余下的钙约 0.6% 分布于细胞内 ,约 0.1% 分布于细胞外 ;14% 的磷分布 于细胞内 ,0.3% 的磷分布于细胞外。 2 钙磷的生理功能 2.1 钙离子 (Ca2+ )的生理功能 ⑴Ca2+ 能降低毛细血管及细胞膜的通透性和神经肌肉的兴奋性。当体液中 Ca2+ 浓度稍微降低时 , 可造成神经肌肉兴奋性增高 ,引起肌肉的自发收缩。⑵Ca2+ 参与肌肉收缩、细胞分泌以及凝血等过程。 ⑶Ca2+ 有利于心肌收缩 ,它和有利于心肌舒张的 K+ 相拮抗 ,从而维持心肌的收缩与舒张。⑷Ca2+ 与真 核细胞中的特异性受体———钙调素结合成Ca- 钙调素时 ,可使 Ca2+ 依赖性酶的活性增强 ,Ca2+ 也作为 许多酶的激动剂 ,亦能抑制肾脏 25- 羟维生素 D2 -1α- 羟化酶的活力 ,参与钙代谢的调节。 2.2 磷的生理功能 磷是以磷酸根的形式参与许多对生命活动非常重要的物质代谢过程 。⑴血液中的磷酸盐是构 成血液缓冲体系的重要组成成分之一 ,在维持体液酸碱平衡上有缓冲作用。⑵构成磷脂 ,进而与蛋白 质结合 ,构成细胞膜的组成成分。⑶参与许多代谢反应过程 ,尤其是氧化磷酸化过程。⑷参与 DNA 、 RNA 以及许多辅酶的构成。 74 3 钙磷的吸收及排泄 3.1 钙的吸收及排泄 正常成人每天需钙量约 0.6% ～1.0 g ,处于生长发育的儿童、孕妇及哺乳期的妇女 ,钙的需要量增多。 小肠的各部均可吸收钙 ,但在 PH 较低的十二指肠上段吸收能力最大 ,钙的吸收主要是通过肠粘 膜细胞的主动转运机制 ———钙泵 ,因而需要氧、葡萄糖及其它能量来源 ,少部分通过扩散作用完成。 人体每天排出的钙约有 80% 由肠道随粪便排泄 ,20% 由肾脏随尿排出 , 肠道排出的钙主要是食 物和消化液中未被吸收的钙 ,正常成人每天经肾小球滤过的钙可达 10g ,其中绝大部分在肾小管被重 吸收 ,仅约 1% 随尿排出。 3.2 磷的吸收与排泄 人体每天进食的磷约为 1.0 ～1.5 g ,其中主要是磷脂、磷酸脂。磷脂和磷酸脂在消化液中磷脂酶 的作用下 ,水解为无机磷酸盐后才被吸收。吸收部位在小肠 ,但以 PH 较低的小肠上段为主 ,吸收形式 为酸性磷酸盐 ( H2 PO4 - ) ,吸收率为 65～70% 。 人体通过肾脏排出的磷占排出量的 70%, 正常成人每天经肾小球滤过的磷可达 5g , 大约有 85～95% 以上被近曲小管重吸收。人体经肠道随粪便排出的磷约占 30%, 其主要形式为磷酸钙。 4 血钙与血磷 4.1 血钙 血液中的钙几乎全部存在于血浆中 , 故血钙就是指血浆钙 , 正常人血钙浓度大约为 9～11mg %, 血钙以离子钙和结合钙两种形式存在 , 约各占一半。结合钙绝大部分是与血浆蛋白质 (主要是清蛋 白)结合 ,它不能透过毛细血管壁 ,故称为不扩散钙 ,一部分钙与柠檬酸等小分子物质结合成柠檬酸钙 等不电离的钙化物 ,它们虽属结合钙 ,但可扩散 ,故将这部分钙及 Ca2+ 称为扩散钙。 血浆蛋白结合钙与离子钙之间可以相互转变 ,处于动态平衡之中 ,并且受 PH 的影响 , 即 :血浆蛋白结合钙 H + HCO - 3 血浆蛋白质 +Ca 2+ 血浆中[Ca 2+ ]与[H + ]及[HCO 3 - ]的关系可用下式示 :[Ca 2+ ]=K [H + ] [HCO - 3 ] 由上式可知 ,当血中 [H + ]增加时 ,[Ca 2+ ]也增加 ;反之 ,当 [HCO 3 - ]增加时 ,结合钙增多 ,[Ca 2+ ] 减少。因此 ,碱中毒时 ,血浆 Ca2+ 含量减少 ,当血浆钙低于 7mg %或离子钙低于 3.5m g %时 ,神经肌肉 兴奋性过高 ,可出现手足搐搦。 4.2 血磷 血磷一般是指血浆中无机磷酸盐中所含的磷 ,无机磷酸盐以 H2 PO4 - 、HPO 42- 的形式存在。新生 儿含量为 4.2 ～9.5m g %, 儿童为 4～7mg %, 成人含量为 3～4.5m g %。 4.3 血浆中钙磷的关系 血浆中钙磷含量之间的关系密切 , 正常人血浆中 [Ca] ×[P]=35 ～40,[Ca] 及 [P] 分别代表 100mL 血浆中钙及磷的毫克数 , 当二者乘积大于 40 时 , 则钙和磷以骨盐形式沉积在骨组织 , 若乘积 低于 35 时 ,则将妨碍骨组织的钙化 ,甚至使骨盐再溶解 ,影响成骨作用 ,引起佝偻病或软骨病。 5 钙磷平衡 人体和外环境之间的钙磷交换 ,体内各器官之间的钙磷平衡 ,体液内钙磷浓度恒定的维持等等都 受神经体液的调节控制 ,其中以维生素 D、甲状腺素和降钙素的调节最为重要 ,它们主要通过对骨骼、 自然科学研究 75 肠道和肾脏的调节 ,维持正常的钙磷代谢。 正常成人每日进出体内的钙磷量大致相等 , 即处于动态平衡状态 ,可供人体吸收利用的钙磷 ,除 食物中所含者外 ,还有分泌入肠腔消化液中含有的钙磷。肠道中的钙和磷除部分被人体吸收外 ,余下 部分即随粪便排出。细胞外液的钙和磷 ,一方面与细胞内液不断地进行交换 ,维持着动态平衡 ,另一 方面也与骨进行交换 ,同样维持着动态平衡。它们流经肾脏时 ,虽由肾小球滤出 ,但大部分又被重新 吸收 ,仅小部分随尿排出。 6 钙磷代谢紊乱 6.1 高血钙症 高血钙症又称多钙血症或血钙过多。血液中过多的钙往往直接损害肝脏 ; 血钙的急性增高可导 致肾小管损伤 ,而长期高血钙则引起肾钙质沉积而导致不可逆的肾实质损害 ; 高血钙时 ,通过肾小球 滤过的钙量增加 ,易导致肾结石形成。造成高血钙症的原因有 :甲状旁腺机能亢进 ,恶性肿瘤 ,过量摄 入维生素 D 和/ 或钙 ,以及对维生素 D 的敏感性增加等。 6.2 低血钙症和手足搐搦 低血钙症可以无症状 ,也可伴有手足搐搦。引起低血钙症的原因有 : ⑴钙和/ 或维生素 D 摄入或 吸收不足 ; ⑵慢性肾脏疾病患者的肾脏羟化 252(OH ) 2D3 生成 1,25 2(OH ) 22D3 的能力不足 ; ⑶钙和磷 重吸收障碍。 6.3 代谢性骨病 由于钙磷代谢紊乱影响骨骼的正常生长 ,其主要有三种类型。 6.3.1 佝偻病和骨质软化症 佝偻病见于儿童 ,而骨质软化症则见于成人。两者都是由于钙盐在新骨中沉积不良 ,使骨中未钙 化的有机质的量相对增加。佝偻病和骨质软化症都伴有维生素 D 不足或其作用受损 , 常见于以下原 因 : ⑴食物中缺乏维生素 D; ⑵缺乏足够的阳光照射 ,7- 脱氢胆固醇不能有效地转变成维生素 D3; ⑶维生素 D 吸收不良 ; ⑷对维生素 D 的抗性。 6.3.2 骨质疏松 骨质疏松是一种常见病 ,钙盐沉积虽正常 ,但有机质不足 ,骨的总体减少。 6.3.3 肾性骨营养不良 在原发性肾疾病的基础上所引起的骨病称为肾性骨营养不良 ,除表现为佝偻病或骨质软化症外 , 还常伴有骨骺的关闭延迟、骨质纤维化、骨硬化症等。 综上所述 ,钙磷是人体正常生命活动不可缺少的物质 ,钙磷的平衡又受到多种因素的影响 ,在生 命活动过程中 ,必需根据人体的需求状况 ,注意对食物中钙磷含量及影响血液中钙磷含量的因素的调 节 ,以保障人体的健康。 参考文献 1.Lehnin gerAL.Princi plesofBiochemistr y.NewYork.WorthPub.1982 年。 2. 沈仁权 ,顾其敏 ,李咏棠等 :《基础生物化学》,上海科学技术出版社 ,1980 年。 3. 北京医学院 ,《生物化学》,北京 :人民卫生出版社 ,1978 年。 4. 崔耀宗 ,吕灿群 ,王茂音 :《生物化学教程》,合肥 :中国科技大学出版社 ,1992 年。 5. 须育方 :《生物化学教程》,北京 :北京工业大学出版社 ,1988 年。 自然科学研究