课件：钙磷镁代谢.ppt

1,钙 磷 代 谢,2,成骨细胞:合成有机基质,并通过新合成的基质控制无机物,促进骨形成。 破骨细胞:通过产生酸和蛋白水解酶分解无机物和水解有机基质,促进骨吸收。,成骨细胞,3,骨具有机械支撑、保护脏器功能； 骨是钙磷的储存库，参与钙磷代谢的调节； 钙磷是人体重要组成物质，具有广泛的生理功能； 血浆中钙磷的浓度依赖于：肠道吸收、骨质沉积和吸收、肾脏的排泌； 主要调控激素有：甲状旁腺激素、1.25（OH）2D3、降钙素。,4,钙和磷的代谢及调节,钙盐、磷酸盐是机体含量最多的无机盐 主要储存在骨和牙齿，以羟磷灰石形式存在 钙磷镁在体内的分布 组织 骨和齿 99 85 55 软组织 1 15 45 细胞外液 0.2 0.1 1 总量克/摩 1000(25) 600(19.4) 25(1.0),相对分布(%),钙,磷,镁,5,一、钙和磷的生理功能,(一)钙的生理功能 1、细胞内钙：其浓度仅为细胞外的1/1000。主要存在于线粒体、肌浆和内质网内。 生理功能： （1）触发肌肉兴奋-收缩耦联。 （2）作用于质膜，影响膜通透性及膜的转运。 （3）Ca2+作为细胞内第二信使 （4）Ca2+是许多酶的辅因子。,6,（5）Ca2+能抑制维生素D3-1-羟化酶的活性，参与自身及磷代 谢调节。 （6）细胞内的钙结合蛋白-钙调蛋白是重要的酶调节物质，钙与钙调蛋白结合后，使钙调蛋白的构象发生改变，从而活化或抑制酶。,7,2、细胞外钙：存在于血浆等细胞外的钙。 生理功能： （1）稳定神经细胞膜影响其应激性。 Ca2+ 神经肌肉的应激性 手足抽搐 （2）Ca2+ 即凝血因子，参与凝血过程。 （3）细胞外钙是细胞内钙的来源，它为骨的矿化，凝血以及膜电位维持提供钙离子。,8,(二)磷的生理功能 1、细胞内磷的生理功能 （1）ATP中的高能磷酸盐，作为能源维持着细胞的各种生理功能。 （2）磷是辅酶类物质的构成成分(如NAD+, NADP+)； （3）细胞膜的磷脂在构成生物膜结构，维持膜的结构功能以及代谢调节均发挥作用。 （4）细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应。,9,2、细胞外磷的生理功能 （1）血中的磷酸盐是血液的缓冲体系的重要组成成分之一； （2）细胞外磷酸盐为细胞内以及骨矿化所需磷酸盐的来源； 血钙和血磷之间有一定的浓度关系，正常人钙、磷(mg/dl)的乘积在3640之间。,10, 当cap40，则钙和磷以骨盐形式沉积于骨组织； 若(cap)36则妨碍骨的钙化，甚至可使骨盐溶解，影响成骨作用。,11,二、钙和磷的代谢,(一)钙的代谢 1、吸收 由食物供给。正常成人每日摄取钙约0.5-1克 部位：十二指肠 吸收方式：在活性VitD3调节下的主动吸收过程 影响因素：肠道中的PH值 PH Ca(H2PO4)2 促进Ca2+ 吸收 PH Ca3(PO4)2 不利Ca2+ 吸收 食物中构成成分的影响,Ca:P=2:1吸收最佳 肠道中活性VitD3的影响(最主要的因素) 年龄的影响,12,骨形成,骨吸收,13,2、排泄 钙通过肾和肠道排泄，由消化道排泄的钙量占总量的80。由肾排出的钙占总排钙的20。 尿钙的排除量受血钙浓度直接影响，血钙低于2.4mmol/L,尿中无钙排除。,14,(二)磷的代谢 1.吸收 由食物供给，正常成人每日摄取磷约0.8克。 部位：小肠上段（空肠最快） 方式：食物中的磷主要指有机磷酸脂和磷脂，在磷酸酶的作用下生成无机磷酸盐，才能被吸收； 影响因素：肠道的PH 食物中金属离子的影响：钙镁铁 体内钙的利用情况 2.排泄 肾是磷排泄的主要器官，肾排磷占总排磷的70，其余30由粪便排泄。,15,血钙和血磷,骨钙骨磷,沉积,溶解,肠,食物钙磷,粪钙,吸收,排出,组织细胞,利用,排出,肾,排泄,重吸收,尿磷,钙磷的代谢,16,三、血钙和血磷,(一)血钙 红细胞内钙含量较少，绝大多数存在于血浆中，故血钙通常指血浆钙，正常值为2.252.75mmol/l，其中离子钙仅为0.961.24mmol/l。,17,离子钙45% 血钙 复合钙15 结合钙 与血浆蛋白结合的钙40% 血浆中发挥生理作用的是离子钙，离子钙与非扩散钙可相互转换，但受PH影响。,扩散钙,非扩散钙,18,血浆蛋白结合钙 血浆蛋白+ Ca2+ 当H+升高时，蛋白结合体钙向离子钙转移 当H +降低时，血浆离子钙降低，而血浆总钙量可无变化，此时可出现低钙抽搐现象。 pH每改变0.1单位,血清游离钙浓度改变0.05mmol/l 在测定Ca2+同时要测pH。,H+,HCO3-,19,(二)血磷 血中的磷通常指血浆中的无机磷，主要以HPO42-的形式存在占8085以上。血中的磷以有机磷和无机磷两种形式存在。 正常成人血浆无机磷含量为0.811.45mmol/l。,20,四、钙和磷及骨代谢的激素调节(一) 甲状旁腺激素(parathyroid hormone PTH),21,1、合成：甲状旁腺主细胞，一种单链多肽激 素，成熟PTH含84个氨基酸残基，分子量约 为9500。是维持血钙恒定的主要激素。 2、合成调节 (1)血钙负反馈调节 (2)1.25（OH)2D3的影响 (3)降钙素的影响,22,23,3、代谢：在肝枯否细胞及肾小管细胞的PTH被分解为N端和C端，N端具有生物学活性，可被肝细胞、肾及骨组织摄取，C端无PTH活性。 4、作用机制：具体如图,24,25,5、生理功能：PTH为调节血钙的主要因素，具体作用表现为升高血钙，降低血磷，酸化血液。 靶器官为肾脏、骨骼、小肠。 对骨的作用：促进溶骨,升高血钙 PTH促使已形成的破骨细胞的活动性增强，骨盐溶解，血钙升高； 促使未分化的间叶细胞向破骨细胞的转化，同时抑制成骨细胞的活动，抑制破骨细胞向成骨细胞的转化，使破骨细胞的活动性增强，血钙升高。,26,对肾作用 促进远曲小管和髓袢上段对钙的重吸收，抑制近曲小管及远曲小管对磷的重吸收，净结果为血钙升高，血磷降低，尿钙减少，尿磷增加 对小肠的作用 为一种间接反应，促进肠道对钙磷的重吸收，PTH可以促进活性VitD3的形成。 对维生素D的作用 升高肾25(OH)D3-1-羟化酶活性 促进1.25-（OH）2-D 3 的生成。,27,(二)维生素D 又称钙化醇，为类固醇衍生物，具有抗佝偻病作用。天然的维生素D有两种： VitD2（麦角钙化醇）、VitD3（胆钙化醇）。 肝和肾是VitD3活化的主要器官，仅活化的VitD3有生物学活性。,胆钙化醇,麦角钙化醇,28,7-脱氢胆固醇,VitD3的合成,29,1、合成 胆固醇 脱氢 7-脱氢胆固醇 紫外线 胆钙化醇(D3),肝25-羟化酶,25-羟维生素D3,1, 25-二羟维生素D3,肾1-羟化酶,24, 25-二羟维生素D3,肾24-羟化酶,活性型,低活性,活性D3活性是维生素D3的1015倍，被认为是一种激素,30,2、调节 PTH :促进其生成 活化1-羟化酶 抑制24-羟化酶 自身的调节 1-羟化酶 1.25-(OH)2-D 3 24-羟化酶 CT的调节： CT 1-羟化酶 1.25-（OH）2-D 3,促进1.25-（OH）2-D 3,+,1.25-(OH)2-D 3,1.24.25-(OH)2-D3,2019/8/20,31,可编辑,32,钙磷的调节 Ca2+:对1-羟化酶系有直接激活作用。 人体1-羟化酶对Ca2+的敏感度为1mmol/L。当Ca2+1.26mmol/L时，对1-羟化酶产生抑制作用。当Ca2+1. 00mmol/L时，1-羟化酶活性增高。 Ca2+ PTH 1-羟化酶 1.25-(OH)2-D 3 磷：血磷可抑制1-羟化酶的活性。 血磷 1-羟化酶 1.25-(OH)2-D 3,33,3、生理功能 ： 升高血钙和血磷 靶器官：小肠、骨、肾脏。 对小肠作用：促进小肠对钙磷的吸收，使血钙和血磷升高。 对骨的作用： 与PTH协同作用，加速破骨细胞形成，促进溶骨； 促进小肠对钙磷的吸收，使血钙和血磷升高，以利于骨的钙化。 对肾的作用：活性VitD3促进肾小管上皮细胞对钙磷的重吸收，,34,以上作用使血钙、血磷增高。增高的钙、磷有利于骨的钙化。维生素D3能维持骨盐的溶解和沉积的对立统一，以利于骨的更新与生长。 维生素D3缺乏时，钙、磷代谢障碍，儿童易发生佝偻病，成人可发生骨质软化症。此外，严重的肝肾功能障碍时，维生素D3转变为活性维生素D3能力下降，也可发生佝偻病和骨质软化症。,35,(三)降钙素（caleitonin CT）,1、合成 部位：由甲状旁腺滤泡细胞合成、分泌的一种单 链多肽激素 2、调节 受血浆中的钙离子的影响，CT的分泌随血钙升高而增加，两者呈正相关。,36,3、生理作用：抑制溶骨作用，降低血钙血磷，促 进尿钙、尿磷的排出。靶器官主要是骨和肾 对骨的作用：抑制间叶细胞转化为破骨细胞 抑制破骨细胞的活性 促使破骨细胞向成骨细胞的转化 通过以上作用，抑制溶骨作用，促进骨盐沉积，降低血钙。 对肾脏的作用：CT可直接作用于肾脏的近曲小管, 抑制钙磷的重吸收，使尿钙、尿磷的排出增 加，降低血钙血磷。,37,（四）甲状旁腺激素相关蛋白（PTHrP） 由肿瘤细胞分泌，作为内分泌激素作用于靶细胞（骨骼和肾）引起高钙血症。,38,钙磷代谢调节小结,39,PTH、 CT、活性D3与血钙、血磷的恒定,血钙正常、血磷降低 血磷降低,活性D3,肠钙磷的吸收,骨盐溶解血钙磷,肾重吸收钙磷,Ca2+,P,CT,Ca2+,PTH,血钙降低血磷升高,血钙血磷正常,40,钙和磷的代谢紊乱,一、钙代谢异常 总钙的异常 表现为： 游离钙的异常 总钙和游离钙的异常 (一)低钙血症（hypocalcemia） 定义：血钙浓度低于2.25mmol/l,41,常见病因： 低清蛋白血症 血清总钙降低，游离钙多正常 慢性肾功能衰竭：a：高磷 b：vitD3 c：骨对抗PTH 甲状旁腺功能减退,PTH分泌不足 维生素D缺乏 电解质代谢紊乱,42,临床表现,对神经肌肉的影响： 神经肌肉兴奋性增高,对骨代谢的影响： 骨质钙化障碍,对心肌的影响： 心肌兴奋性、传导性增高,43,（二）高钙血症（Hypercalcemia） 定义：血钙浓度高于2.75mmol/l 常见病因: 钙溢出进入细胞外液 肾对钙的重吸收增加 肠道对钙吸收增强 骨髓的重吸收增加 原发性甲状旁腺功能亢进和PTH过度分泌,44,临床表现,对肾的影响： 损害肾小管，尿浓缩功能障碍,对神经肌肉的影响： 神经肌肉兴奋性下降,对心肌的影响： 心肌兴奋性、传导性下降,45,二、磷代谢异常,(一)低磷血症 定义：血清无机磷浓度低于0.81mmol/l。 常见病因: 磷向细胞内转移 肾磷酸盐阈值降低 肠道磷酸盐的吸收减少 细胞外磷酸盐丢失,46,临床表现,轻症可不出现任何症状 神经肌肉症状（急性）： 近端肌肉无力、 厌食、头晕、感觉异常等 严重可导致呼吸肌衰竭,47,(二)高磷血症 定义:指血清无机磷浓度高于1.45mmol/l。 常见病因:常因肾脏排泌磷酸盐的能力不足而致,其他引起的因素与增加或磷酸盐从组织进入到细胞外液等有关。 肾排泌磷酸盐能力下降 磷酸盐摄入过多 细胞内磷酸盐大量转运出,48,临床表现,CaP=常数 高磷血症主要是引起低钙血症的症状,49,甲旁亢,低钙高磷 肾脏清除 vitD3缺乏,50,PTH毒性作用,肾性骨营养不良 神经毒性：增加脑钙，减慢神经传导速度 血液系统：抑制红细胞生成，增加渗透脆性 抑制血小板聚集 抑制白细胞迁移 循环系统：心肌损害，血压下降 软组织坏死 增加蛋白质分解 升高血,51,镁代谢及其异常,镁在人体内总量：2128g，约占体重的0.33%居构成机体元素的第11位，体内阳离子中第4位。主要以磷酸镁及碳酸镁的形式存在。 血浆中镁的浓度约为0.751.00mmol/l，主要以三种形式存在：55%是游离的、30%与蛋白结合、15%与阴离子形成复合物。 体内镁分为细胞内和细胞外。,52,一、镁的生理功能,(一)细胞内镁的功能 1、是体内300多种酶的辅因子，广泛参与各种生命活动。 2、参与酶底物形成 MgATP、 MgGTP 3、是许多酶系统的变构效应激活因子 4、在氧化磷酸化、糖酵解、细胞复制、核苷酸代谢以及蛋白生物合成中起着重要作用。,53,(二)细胞外镁的功能 1、细胞内镁的来源； 2、降低神经、肌肉兴奋性。 3、mg2+在突触的神经末梢竞争性抑制Ca2+的进入，影响神经递质在神经肌肉连接点的释放。 4、mg2+浓度减少会导致神经肌肉应急性增加。,54,二、镁的代谢,镁存在于除脂肪以外的所有动物组织及植物性食品中，日摄入量为250mg。 1、吸收 部位：主要在回肠 方式：主动转运过程 2、排泄 消化道排泄 肾排泄（主要途径）,55,三、镁的代谢异常,（