钙磷代谢的调节_俞淑敏
中国实用儿科杂志1999年10月第14卷第10期
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儿科临床工作中除从钙摄入量评价钙营养状况外, 可从血PTH 的增高和骨矿物质含量降低来反映钙营养不足。
(1999-05-20收稿)
偶尔或缺乏维生素D 早期。缓慢而持续作用:诱导破骨细胞内酶的合成和溶酶体的释放, 发生缓慢而持久的溶骨作用使骨基质崩解, 骨钙持续释放; 这种情况则见于长期缺钙或慢性骨病时, 骨质破坏显著而血钙减少不明显。
PTH 对小肠的作用是通过增加1, 25(OH ) 2D 3
在蛋白结合钙及钙调素的协同作用, 促进小肠对钙磷的吸收。
钙磷代谢的调节
俞淑敏 沈时霖
钙和磷以离子状态经消化道吸收后循血行出入于细胞内外。骨及各组织间, 在多种激素的调控下, 钙和磷起着极其重要的生理作用[1]。
调节钙磷代谢的主要激素是甲状旁腺素(PTH ) 、1, 25二羟基胆骨化醇(1, 25(OH ) 2D 3) 和降钙素(CT ) 。它们通过肾、骨和小肠等靶器官相互协调、相互制约, 共同维持血钙、血磷的动态平衡。1 PTH 对钙磷代谢的调节[2]
PTH 是由甲状旁腺主细胞合成和分泌的单链多肽。它的分泌量有昼夜及季节变化:早晨较高, 午间最低; 冬季较高, 春季较低。PTH 的分泌与血钙浓度呈负相关。低血钙使PTH 合成分泌增加, 高血钙抑制PTH 分泌。动物实验证实:血钙降低0125mmol /L (1mg/dl) , PTH 增加1倍; 血钙升至3mmol/L(12mg /dl) , PTH 即测不出。血磷浓度变化对PTH 分泌无直接影响。
PTH 作用于靶器官是通过细胞膜受体和环-磷酸腺苷(cAM P) 蛋白激酶系统。低血钙使细胞膜内c AM P 浓度升高, 增加细胞膜内对Ca
2+
2 1, 25(OH) 2D 3对钙磷代谢的调节[1, 3]
1, 25(OH ) 2D 3系由维生素D 经二次羟化后与细胞内受体蛋白结合而发挥激素样作用。维生素D 首次在肝细胞微粒体内经25羟化酶催化为25羟胆骨化醇(25OHD 3) 并对25羟化酶起负反馈抑制以调节25OHD 3在血浆内的浓度。正常人的水平为50~75nmol/L (20~30ng /ml ) ; 国内有以达2715nmol/L(11ng/m l) 即视为正常的, 实际上是偏低的。25OHD 3在血流中与转运蛋白结合转运至肾脏, 在肾曲小管上皮细胞线粒体中有1羟化酶和24羟化酶, 这两种酶均受PTH 及血浆钙磷浓度的调节。低钙、低磷时刺激PTH, 促进1羟化酶生成1, 25(OH ) 2D 3, 它是现在所知道的维生素D 的衍生物中生理作用最强的。实验研究显示25OHD 3对肠钙吸收和骨钙动员的作用为维生素D 的115倍。1, 25(OH ) 2D 3在试管中的作用为25OHD 3的100倍, 而在人体中仅约5倍。1, 25(OH) 2D 3又对1羟化酶起负反馈抑制作用, 使之保持于一定水平。正常血浆中1, 25(OH) 2D 3的浓度为25~40ng/L(210~415ng/dl) 。血钙、血磷升高时抑制1羟化酶, 减少1, 25(OH) 2D 3的生成, 催化24羟化酶使25OH D 3转化为24, 25(OH ) 2D 3, 并可使24, 25(OH ) 2D 3和1, 25(OH ) 2D 3进一步转化为1, 24, 25(OH ) 2D 3, 后两者对钙磷代谢的调节作用微弱。在正常营养状况下24, 25(OH ) 2D 3在血浆中的浓度为1, 25(OH ) 2D 3的100倍, 大量服用维生素D 后血浆中25OHD 3增高显著, 1, 25(OH) 2D 3很少超过正常范围。1, 25(OH ) 2D 3促进小肠钙磷的吸收也是通过与小肠粘膜细胞和胞浆内特异受体结合, 转运到细胞核后促进结合蛋白、钙调素和钙泵基因转录并增加其合成, 从而促进Ca 吸收入血并转运。1, 25(OH) 2D 3又可影响小肠粘膜细胞膜磷酯的合成和磷酯分子中不饱和脂肪酸的量, 增加膜对Ca 2+的通透性以利于肠钙吸收。1, 25(OH ) 2D 3还促进小肠, 2+
的通透
性, 促使线粒体的Ca 2+流向胞浆内, 增加胞浆内Ca 2+浓度, 激活细胞膜侧的钙泵(即Ca 2+-Mg 2+-ATP 酶) , 使胞浆内Ca 钙浓度。
2+
被泵入细胞外液, 提高血
PTH 对肾的作用是促进肾近曲小管远端和远曲小管段增加Ca 2+的回吸收; 抑制肾近球小管对磷的回吸收, 使尿钙排出减少, 尿磷排出增加。PTH 又是肾1A 羟化酶的调节剂。
PTH 对骨的作用有快速和缓慢两种情况。快速作用:使破骨细胞转变成溶骨性骨细胞, 引起骨细胞性溶骨, 快速地促进Ca 2+从骨中释放, 提高血钙浓度而不发生明显的溶骨作用; 这种情况可出现于
作者单位:上海医科大学第一临床医学院儿科(200080)
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中国实用儿科杂志1999年10月第14卷第10期
在人体钙磷供应充足, 血钙、血磷正常的情况下, 1, 25(OH ) 2D 3主要是促进骨矿化; 只有当血钙下降、肠钙的吸收尚不足以维持血钙的正常水平时才刺激破骨细胞前体转化为破骨细胞, 促进骨吸收, 使旧骨中骨盐溶解, 增加血钙、血磷浓度。
1, 25(OH) 2D 3可促进肾小球近球小管对钙磷的回吸收。这种作用在骨骼生长或修复期间, 钙磷供给相对不足时较为显著。
近年来对维生素D 受体(VDR) 基因型的深入研究认为, 1, 25(OH ) 2D 3通过VDR 可以对甲状旁腺细胞发挥直接的调节作用。增高了的VDR 与正常血1, 25(OH ) 2D 3有相当大的结合亲和力, 对调节钙的动态平衡产生较大的影响, 特别是在低钙摄入状况下对某些基因型尤其明显3 CT 对钙磷代谢的调节
[2]
[2, 3]
精细的钙磷代谢的动态平衡。
参考文献
1 须田立雄. 细胞分化N 立场 i见? 活性³ ¿ÓD N Ë
À型代谢调节作用N Á « ÀN 解析³ ¿Ó, 1997; 71(2) :42
2 魏氵勇. 医学生物化学. 第2版. 北京:世界图书出版社, 1995:3843 章依文(综述), 沈晓明(审校) . 维生素D 受体与佝偻病. 国外医
学儿科学分册, 1999; 26(2) :79
(1999-05-08收稿)
钙的生理作用及其
与其它元素的关系
吴嘉惠
。
降钙素(CT ) 是由甲状腺滤胞旁细胞(C 细胞) 合成分泌的一种单链多肽。是体内降低血钙的主要激素。它的分泌受多种因素影响, 在不同的生理、病理情况下差别很大。正常成人血浆浓度平均为(72? 7) ng/L 。骨生长期其水平较高。血钙是CT 分泌的主要调节因素, 它与血钙浓度呈正相关, 血钙增高, 血浆CT 水平增加; 反之则低。高血钙持续, CT 亦持续处于高水平。CT 与血磷无直接相关性。CT 对肾的作用是抑制肾近曲小管段对钙磷的回吸收, 促进钙磷从尿中排出, 降低血钙、血磷。
CT 对骨的作用是抑制破骨细胞功能, 对抗PTH 的溶骨作用, 减少骨钙磷释放。抑制作用的大小与溶骨率成正相关。溶骨率愈高, 抑制作用愈大, CT 分泌亦愈多。CT 不能对抗PTH 对成骨细胞的影响, 所以成骨继续进行, 消耗了细胞外液的钙。CT 对小肠无直接作用。至于CT 能否影响1羟化酶或通过肾泌素和胃酸分泌的抑制以间接抑制小肠对钙磷的吸收, 尚有争议。
总之, 钙磷代谢除与摄入量有关外, 低血钙时刺激PTH 促进肠钙磷吸收及肾钙回吸收, 抑制成骨, 促进溶骨作用, 增高血钙; 抑制肾磷回吸收降低血磷。低血钙还使1, 25OHD 促进肠钙磷吸收、肾钙磷回吸收, 促进溶骨及成骨作用以增高血钙、血磷。高血钙时抑制PTH 分泌, 减少1, 25(OH ) 2D 3合成, 刺激CT 分泌, 抑制肾钙磷的回吸收及溶骨作用, 降低血钙、血磷。
此外, 还有催乳素、生长激素、性激素、糖皮质激1 钙的主要生物学功能
钙在维持机体正常生理功能方面极为重要, 与环-磷酸腺苷(c AM P) 共同起到第二信使的作用。它与生物界一切生物现象和细胞功能(诸如分裂、增殖、运动、代谢、释放乃至分泌等) 的调节有关。因此, 多年来钙对细胞机能的调节作用受到广泛的关
注和研究。钙的多种生物学功能, 大致可归纳为以下几方面。
111 结构作用 钙是体内含量最多的无机元素之一, 人体总钙含量达1300g, 仅次于氧、碳、氢和氮的含量, 是居于第五位的元素。钙是骨骼和牙齿的组成成分。它以羟磷灰钙的形式构成骨盐, 集中了体内9917%以上的钙, 钙对骨骼结构的形成和维持是极其重要的。在骨骼中钙与磷的比值为2B 1, 并处于基本稳定状态。
112 钙在细胞内的调节作用
11211 细胞内钙的含量与分布 细胞内钙的含量极微而细胞外液钙含量为其10万倍。在骨骼肌、血小板和一些颗粒细胞中, 含钙较一般细胞为多。由于线粒体或肌细胞的肌浆网中钙含量比一般细胞浆高出几百倍, 故视它们为细胞内钙的主要贮存库, 称为钙库。当细胞活动时, 钙库释放钙以增加胞浆钙的浓度; 在安静状态下, 钙库积聚钙, 减少胞浆钙水平, 以适应细胞的机能状态。
11212 胞浆内钙浓度的调节 主要通过膜转运系
作者单位:第三军医大学西南医院小儿科(重庆, 400038)