钙离子的生理作用及血钙浓度维持稳定的机制

钙离子的生理作用及血钙浓度维持稳定的机制 2， 的生理作用和血钙浓度维持稳定的机制 Ca 小组成员:秦际海 陈燕玲 李思思 何丽珠 周春焕 黄诗雅 刘燕燕 张晓云 摘要:钙可以调节心脏搏动，保持心脏连续交替地收缩和舒张;钙能维持肌肉的收缩和神经冲动的传递;钙能刺激血小板，促使伤口上的血液凝结;在机体中，有许多种酶需要钙的激活，才能显示其活性。而血钙主要指血浆钙，血钙以离子钙和结合钙两种形式存在，离子钙直接起生理作用。血钙水平与人体许多重要功能有关，在调节钙、磷代谢，维持机体正常血钙水平的激素主要有甲状旁腺激素、降钙素和胆钙化醇。 关键词:凝血、肌细胞收缩、构成骨骼、神经递质、血钙浓度、甲状旁腺激素、降钙素、胆钙化醇 钙是人体内含量最多的一种无机盐，它约占人体重量的1(5,,2(0,，其中99,存在于骨骼和牙齿之中。另外，1,的钙大多数呈离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中，与骨钙保持着动态平衡。血液中的钙几乎全部存在于血浆中，所以血钙主要指血浆钙。血钙以离子钙和结合钙来两种钙的形式存在，各约占50%。其中结合钙绝大部分是与血浆清蛋白结合(不扩散钙)，小部分与柠檬酸、重碳酸盐等结合(可扩散钙)。 血浆钙中只有离子钙才直接起生理作用。血浆中的不扩散钙，虽没有直接的生理效应，但它与离子钙之间处于一种动态平衡，并受血液pH的影响。 2，2，细胞对胞质内浓度的增加非常敏感，以致经钙通道流入胞质内的CaCa成为触发或激活许多生理过程的关键因素，如肌细胞的收缩、腺细胞分泌囊胞中内容物的释放、突触囊泡中递质的释放，以及某些酶蛋白和通道蛋白的激活等,此外，钙离子对细胞的粘着，细胞膜功能的维持有重要作用。所以维持机体血钙水平稳定具有非常重大的意义。人体正常的血钙水平为: 2.25nmol/L-2.75nmol/L。维持机体血钙水平稳定的激素主要有甲状旁腺激素(PTH)、降钙素(CT)和胆钙化醇(1,25 - (OH)2 - VD3)。甲状旁腺激素和胆钙化醇的作用主要是升高血钙水平，降钙素的作用是降低血钙水平，三种激素共同维持机体的血钙浓度稳定。 2，一、的生理作用具体放映 Ca 1.钙离子参与凝血过程的作用: (1)内源性凝血途径 当血管壁发生损伤，内皮下组织暴露，带负电荷的内皮下胶原纤维与凝血因子接触，因子?即与之结合，在HK和PK的参与下被活化为?a。在不依赖钙离子条件下，因子?a将因子?激活。在钙离子的存在下，活化的?a又激活了因子?。单独的?a激活因子X的效力相当低，它要与?a结合形成1:1的复合物， 2，又称为因子X酶复合物。这一反应还必须有和PL共同参与 。 Ca (2)外源性凝血途径 : 当组织损伤后，释放该因子，在钙离子的参与下，它与因子?一起形成1:1复合物。一般认为，单独的因子?或组织因子均无促凝活性。但因子?与组织因子结合会很快被活化的因子?激活为?a，从而形成?a组织因子复合物，后者比?a单独激活因子?增强16000倍。 (3)在钙离子的参与下，凝血酶原和纤维蛋白原将转变为凝血酶和纤维蛋白酶。 2.参与肌细胞的收缩作用: 肌肉收缩的结构基础是粗细肌丝各蛋白质的结构和特性;横桥ATP酶分解 2，ATP为之供能;而整个过程触发和终止的关键是与肌钙蛋白的结合和分离，Ca 2，即的浓度高低起到关键作用。 Ca 2，(1)肌浆中浓度升高时，由于钙离子与细肌丝中调节蛋白作用，肌钙蛋白Ca 2，C与结合，肌钙蛋白构型发生改变。其信息通过肌钙蛋白I传递给肌钙蛋白Ca T，原肌球蛋白构型发生改变，深陷于肌动蛋白的双股螺旋沟中从而暴露出肌动蛋白和横桥的结合位点，引发横桥与肌动蛋白的结合。此时横桥ATP酶激活，ATP分解释放能量，横桥向M线方向摆动，拖动细肌丝向粗肌丝中滑行，导致肌小节缩短从而引发肌肉收缩。 2，2，(2)肌浆中的浓度降低时，肌钙蛋白与分离，肌钙蛋白与原肌凝蛋白CaCa 构型恢复，则肌纤蛋白上的结合位点将被覆盖，横桥头部不能与结合位点结合，因此细肌丝从粗肌丝中退出并复位，从而引发肌肉舒张。 3.参与神经递质的释放 2， 内流是诱发乙酰胆碱释放的必要环节。当动作电位到达神经末梢时，Ca 2，2，接头前膜的去极化使电压门控通道开放，大量由胞外进入到突触前末CaCa 2，梢内，这些不仅是一种电荷携带者，可抵消神经末梢内的负电位，而且本Ca 身就是一种信使物质，可以触发囊泡中的乙酰胆碱以胞吐的形式释放到接头间隙 2，中。在前膜的兴奋和乙酰胆碱递质释放过程中起偶联和触发作用。如“肌Ca 无力综合征”则是体内的自身抗体 破坏了轴突末梢上的钙通道，当运动神经上 2，的动作电位到达末梢时不能激活足够的钙通道而产生内流，使突触囊泡的Ca 递质释放发生障碍。 4.骨骼构成的重要物质 血中钙水平与骨代谢密切相关。正常时成骨与溶骨过程处于动态平衡，成骨过程中，钙沉积于骨，血中钙水平降低，而溶骨过程中，骨质分解，提高血中钙水平。在多种激素的共同调节下，骨不断更新与重建，并为血中钙水平稳态提供基本保证。 二、血钙浓度维持稳定的机制 1.甲状旁腺激素(PHT)对血钙的调节作用 (1)PHT是甲状旁腺主细胞分泌的肽，其分泌呈日节律性(晨6时最高，午后4时最低)，在血浆中的正常浓度为10~50ng/L 2，(2) PTH的生物学作用是升高血钙水平。?PHT可促进肾的近端小管对的Ca 2，重吸收，从而升高血钙水平，减少的排出。?PHT可促进骨钙入血。在快速Ca 2，2，反应中使骨细胞膜对的通透性增加，通过入胞方式进入内皮细胞，在CaCa 通过钙泵的作用，易化扩散到血浆，从而提高血钙水平。在延缓反应中，破骨细 2，胞活跃，骨溶解加快，骨液中的增加，从而提高血钙水平。?PHT可激活肾Ca 1α– 羟化酶，激活后的肾1α– 羟化酶使25 - OH – VD3 变成具有活性的1,25 - (OH)2 - VD3，从而促进进小肠对钙, 磷吸收，从而提高血钙水平。 (3)血钙水平的变化对PHT分泌的调节:血钙水平升高，PHT分泌会受到抑制， 2，同时肾小球的滤过会增加，使的排泄增加，从而降低血钙浓度，维持正常Ca 2，水平;血钙水平降低会引起PHT的分泌增加，促进的重吸收和骨钙入血，升Ca 高血钙浓度，维持正常水平。 2.降钙素(CT)对血钙的调节作用 (1) CT由甲状腺C细胞分泌, 含有两个硫键的32肽;在血清中正常浓度为 10 , 20ng/L。 (2)PT的生物学作用是降低血钙水平?PT可抑制骨细胞的活动，降低骨溶解反 2，应使骨钙释放减少，从而降低血钙水平。?CT可抑制肾的远曲小管对重吸Ca收，从而降低血钙水平。 (3)血钙水平的变化对CT分泌的调节 血钙浓度升高，会引起CT的迅速分泌，及时降低血钙水平到正常水平，反之则相反。PHT和CT的作用相互拮抗，共同维持机体正常血钙浓度。 3.胆钙化醇(VD3)对血钙的调节作用 (1)VD3来源: 皮肤中7- 脱氢胆固醇经紫外线照射转化而来,动物食品中获得。而1,25 - (OH)2 - VD3 活性强，在调节血钙浓度中起重要作用。1,25 - (OH)2 - VD3在血浆中的含量为:100 pmol/L。 (2) 1,25 - (OH)2 - VD3 的生理作用主要是升高血钙水平。?1,25 - (OH)2 - VD3 通过促进小肠粘膜对钙、磷的吸收导致血钙浓度升高。 ?调节可骨钙的沉积和释放:在1,25 - (OH)2 - VD3的作用下骨溶解>骨生成，最终导致血钙水平升高。?1,25 - (OH)2 - VD3还可以增强PHT对骨的作用和促进肾小管对钙的重吸收间接提高血钙水平。 (二) 钙水平的变化对1,25 - (OH)2 - VD3生成的调节 血钙水平降低会引起1,25 - (OH)2 - VD3生成的增多，反之, 减少。由于1,25 - (OH)2 - VD3对本身生成有负反馈作用，所以1,25 - (OH)2 - VD3对血钙的调节不会太过。这对维持机体血钙浓度稳定具有重要的意义。 2， 对维持人体多种生命活动的稳定具有重要的生理意义，只有维持血钙水Ca 2，平在正常范围(2.25nmol/L-2.75nmol/L)才能使发挥其正常功能。如果血Ca 钙水平水平超出正常范围就很可能引起机体的病理变化，如高钙血症和低钙血症等。 参考文献: [1]、张镜如,乔健天.《生理学》.人民卫生出版社.1998 [2]、朱大年.《生理学》.人民卫生出版社.2013 [3]、王绮如. 谭梦群 .程腊梅 .《造血生理血》.中南大学出版社. 2001