浅析钙离子的生理作用

钙离子在人体的生命活动过程中的重要作用生物工程 123 赵家熙 2012013409摘要:钙是人体内最重要的元素之一是机体各项生理活动不可缺少的离子，参与一切生命活动过程。比如从骨骼形成，肌肉收缩，神经及大脑思维活动，甚至人体的生长发育、消除疲劳、健脑益智和延续衰老等都离不开它，维系着细胞的正常生理功能。有人体“生命元素”的美誉。关键词：钙离子，血液凝固，肌肉收缩，神经传导钙广泛的分布于体内各组织器官中。按成人体重 70kg 计算所有软组织的钙相当于体重的 001。细胞外钙相当于体重的 00015，软组织和细胞外液共含钙约 8g；牙齿含钙 7g；其余约占 989的钙分布在骨骼中而骨路中的钙含量相当于体重的 186。钙在体内以两种形式存在：结合状态和离子状态。只有钙离子才具有生理活性。所谓钙离子又分为细胞内钙离子和细胞外钙离子两种。钙离子在体内的贮存方式 在体内钙离子主要以游离和结合两种形式存在，两者之间处于动态平衡。在生命活动中起主要作用的是细胞内外游离钙离子浓度。钙离子对人体有这很多重要的作用，与人类的生命活动息息相关，下面来简述这些作用。1.钙离子参与参与血液凝固。血小板是凝血过程中的重要血细胞。黏附、聚集的血小板形成血栓有利于止血。大体上可分为三个阶段：凝血酶原激活物的形成、凝血酶原的激活和纤维蛋白的形成。但在必须在一定浓度的 Ca2+和纤维原蛋白存在时才能实现。作为凝血因子 IV 的钙离子，参与了凝血过程的三个阶段。第一阶段，为凝血酶原激活物的形成，实现途径包括内源性和外源性两种。第二阶段为凝血酶原激活物催化凝血酶原转变为凝血酶，这是由在血小板凝脂膜上形成的 F-Fa-Ca2+凝脂的凝血酶原复合物，进而激活凝血酶原为凝血酶。第三阶段是凝血酶催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白，最终形成血凝块。在 Fa 和 Ca2+作用下，纤维蛋白单体相互聚合，形成不溶于水的交联纤维蛋白多聚块凝块，从而导致血压凝固。因此，除去血浆中的 Ca2+，血液凝固将会延续。Ca 2+ 在一定范围内对动物血凝具有促进作用 , 而当其血中浓度超过一定浓度范围时则有抑制或抗凝作用。钙作为重要的凝血因子能促进血凝过程，血钙不足时，血凝不良，血管通透性增大，畜禽易发生皮肤黏膜等处出血症。人体缺钙时，血凝发生障碍，会出现牙龈出血、皮下出血点、不规则子宫出血、月经过多、尿血、呕血等症状。2. 2 参与肌肉收缩。肌肉的收缩过程中神经一肌肉接头处的兴奋传递实际上是“电化学一电”的过程。神经末梢电变化引起化学物质释放的关键是钙离子内流。兴奋一收缩耦联过程的过程。有三个主要步骤：电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处：三联管结构处的信息传递：纵管系统对钙离子的贮存、释放和再聚积。其中，钙离子在兴奋一收缩耦联过程中发挥着关键的作用。钙作为神经兴奋和肌肉收缩之间的耦联因子始终控制着肌肉收缩的起动和舒张的终止。3. 神经传导。突触是神经元传递信息的结构。Ca2+ 在化学性突触中期重要作用。在兴奋传导过程中，当神经冲动传至轴突末梢时，可使突触前膜去极化，去极化达一定水平时，引起突触前膜对 Ca2+的通透性增大， Ca2+进入突触前膜，一方面降低轴浆的黏度，有利于突触小泡的移动；另一方面是消除突触前膜内侧的负电位，促进突触小泡和突触前膜接触、融合和破裂，导致神经递质释放。神经系统急性和慢性退行性疾病都是通过细胞内钙信号的改变来降低神经元的活性和功能。当机体缺钙时，神经递质的释放受到阻隔，人体的兴奋机制和抑制机制遭到破坏。如果是儿童缺钙，会夜啼、夜惊、烦躁失眠，严重的导致大脑发育障碍，出现反应迟钝、多动、学习困难等症，影响大脑成熟和智力。4. 人体衰老与钙离子的关系。根据调查，我国普遍存在缺钙现象，这与低钙饮食有关。骨骼钙减少、血液和细胞内钙增加被一致认为是细胞死亡的主要因素。最新研究认为，细胞内钙增加是导致高血压的有关因素。还据报道，缺钙还会引起神经系统钙含量增加，使脑功能普遍降低，引起老年性痴呆。由此可见，缺钙是引起衰老的重要因素。为了防止早衰，老年人平时要多吃含钙丰富的事物，如牛奶、鸡蛋、虾皮、豆制品、海带、芝麻等。5 疾病与血钙的关系 许多病理或疾病现象的发生都伴随着细胞内钙浓度的异常改变，缺血、缺氧、癫痫、糖尿病时，钙离子浓度升高；而慢性低钙血症及维生素 缺乏症时，肝细胞钙离子浓度明显低于正常；铜缺乏症时，血小板内钙离子浓度降低等。反之，内环境钙离子浓度的改变也会导致细胞生理功能的改变，如高钙、低钙时，会导致心肌生理特性改变，出现心肌收缩力过强或过弱，甚至出现停跳或心律失常。5.其他方面。Ca2+信号系统普遍存在,参与调节细胞进程的多个环节。从根本上讲,Ca 2+ 信号系统依赖于许多细胞内区室的存在,这些细胞内区室以不同的方式转运 Ca2+ ,因此,可在细胞内及细胞内外之间引起 Ca2+浓度梯度的急剧升降。Ca 2+ 在这些区室之间、在细胞内外之间移动,可在不同的细胞器内和细胞的不同区域产生快速地、非常局限的游离 Ca2+的波动。此外，钙离子对细胞的粘着、细胞膜功能的维持有重要作用。细胞膜既是细胞内容物的屏障，更是各种必需营养物质和氧气进入细胞的载体。正常含量的钙离子能保证细胞膜顺利地把营养物质“泵”到细胞内。钙离子对人体内的酶反应有激活作用。大家都知道，酶是人体各种物质代谢过程的催化剂，是人体一种重要的生命物质，钙缺乏即会影响正常的生理代谢过程。钙离子对人体内分泌腺激素的分泌有决定性作用，对维持循环、呼吸、消化、泌尿、神经、内分泌、生殖等系统器官的功能至关重要。总之。钙是人体不可或缺的微量元素，它既是身体的构造者。又是身体的调节者，是我们人体的生命之源。参考文献：1. 韦磊.浅谈钙离子的生理作用.科技信息.2011 年,第 27 期:5712. 乔桂兰，杨继生.钙、磷