人体的钙平衡及钙平衡调节.ppt

人体的钙平衡及钙平衡调节 王勇yongwang 一 钙在体内的分布及其生理功能 钙在体内的分布钙总量体重的1 5 1 9 平均每公斤体重17 2g 骨组织99 全身软组织0 6 0 9 血浆及细胞间液0 03 各种软组织的钙含量 钙的生理功能 构成骨和牙等组织的中坚成分 其中部分可作为钙储备库缓冲血钙浓度的变化 参与调节神经肌肉的兴奋性 参与肌细胞的收缩 影响毛细血管的通透性 参与跨膜物质转运 如吞噬 分泌等 参与血液凝固 参与神经递质和激素的释放 作为第二信使介导激素的作用 参与信号转导过程 调节多种物质代谢与活动 调节羟化酶 ATP酶和脂肪酶等酶的活性 二 钙在体内的动态平衡 三 血钙稳态的调节 正常血钙5 10 5mg dl 骨钙动员 肠吸收钙 肾钙重吸收 尿钙排泄 骨钙动员 骨钙沉积 肠吸收钙 肾钙重吸收 尿钙排泄 高血钙 低血钙 四 甲状旁腺激素 PTH是甲状旁腺主细胞分泌的含有84个氨基酸的直链肽 分子量为9000 其生物活性决定于N端的第1 27个氨基酸残基 在甲状旁腺主细胞内先合成一个含有115个氨基酸的前甲状旁腺激素原 prepro PTH 以后脱掉N端二十五肽 生成九十肽的甲状旁腺激素原 pro PTH 再脱去6个氨基酸 变成PTH 在甲状旁腺主细胞内 部分PTH分子可以第33位与第40位氨基酸残基之间裂解 形成两个片断 可与PTH一同进入血中 正常人血浆PTH浓度为10 50ng L 半衰期为20 30min PTH主要在肝水解灭活 代谢产物经肾排出体外 近年从鳞状上皮癌伴发高血钙的患者癌组织中 分离出一种在化学结构上类似PTH的肽 称为甲状旁腺激素相关 parathyroidhormonerelatedpeptide PTHrp 并进一步发现正常组织如皮肤 乳腺以及胎儿甲状旁腺中也存在这种肽 PTHrp与PTH从来源上是同族的 尤其两者的N端1 13位氨基酸残其完全相同 PTHrp也具有PTH活性 甲状旁腺激素的生物学作用 一 对骨的作用骨是体内最大的钙贮存库 PTH动员骨钙入血 使血钙浓度升高 其作用包括快速效应与延缓效应两个时相 1 快速效应 在PTH作用后数分钟即可发生 是将位于骨和骨细胞之间的骨液中的钙转运至血液中 骨细胞和成骨细胞在骨内形成一个膜系统 全部覆盖了骨表面和腔隙的表面 在骨质与细胞外液之间形成一层可通透性屏障 在骨膜与骨质之间含有少量骨液 骨液中含有Ca2 只有细胞外流人的1 3 PTH能迅速提高骨细胞膜对Ca2 的通透性 使骨液中的钙进入细胞 进而使骨细胞膜上的钙泵活动增强 将Ca2 转运到细胞外液中 2 延缓效应 在PTH作用后2 14h出现 通常在几天甚至几周后达高峰 这一效应是通过刺激破骨细胞活动增强而实验的 PTH既加强已有的破骨细胞的溶骨活动 又促进破骨细胞的生成 破骨细胞向周围骨组织伸出绒毛样突起 释放蛋白水解酶与乳酸 使骨组织溶解 钙与磷大量入轿 使血钙浓度长时间升主 PTH的两个效应相互配合 不但能对血钙急切需要作出迅速应答 而且能使血钙长时间维持在一定水平 二 对肾的作用PTH促进远球小管对钙的重吸收 使尿钙减少 血钙升高 同时还抑制近球不管对磷的重吸收 增加尿磷酸盐的排出 使血磷降低 PTH对肾的另一重要作用是激活 羟化酶 使25 羟维生素D3 25 OH D3 转变为有活性的1 25 二羟维生素D3 1 25 OH 2 D3 甲状旁腺激素分泌的调节 PTH的合成与分泌主要受血浆Ca2 浓度的性调节 血浆Ca2 浓度降低时 甲状旁腺主细胞活动增强 合成与分泌PTH的数量增加 速度加快 长时间的低血钙可引起腺体增殖 甚至体积可增大5倍以上 血浆Ca2 浓度升高 则甲状旁腺分泌PTH受到抑制 腺体体积可能缩小 激素的合成与分泌减少 血磷升高亦能刺激PTH的分泌 这是由于血磷升高 可降低血钙间接地引起PTH释放 降钙素 甲状腺的腺泡旁细胞 又称C细胞 分泌的降钙素 是由32个氨基酸组成的单链多肽 分子量为3000 主要作用为降低血钙水平 降钙素生理作用 对骨的作用降钙素主要是通过影响骨的代谢而降低血钙 抑制破骨细胞的活动 加强成骨细胞的活动 于是溶骨过程减弱 成骨过程加速 使骨组织释放入细胞外液中的钙盐减少 钙盐沉积增加 降低骨细胞膜系统对Ca2 的通透性 降钙素的作用十分迅速 但时间甚短 降钙素对于骨更新速度非常快的儿童作用十分明显 对于成年人则作用较弱 由于降钙素引起Ca2 浓度下降可强烈刺激PTH释放 其作用可超过降钙素的效应 加以成年人每日由破骨细胞向细胞外液提供的骨钙量很少 故抑制破骨细胞活动对血钙水平的影响甚微 对肾的作用降钙素还能直接抑制肾小管对钙 磷等离子的重吸收 使尿中钙的排出增多 抑制肾脏内25羟维生素D3的羟化过程 使1 25 OH 2 D3减少 间接地抑制肠道对钙的吸收 降钙素分泌的调节 血钙浓度是调节降钙素分泌的主要生理性因素 成年人的正常血钙浓度为2 1 2 55mmol L 当血钙浓度高于45mmol L水平时 降钙素的分泌随血钙浓度的增加而增加 当血钙浓度低于45mmo1 L水平时 则血浆中降钙素浓度甚低 综上所述 机体血钙浓度的调节 依赖于两套激素反馈机制 维生素D3 在维生素D族中 最重要的是维生素D3 VD3 VD3又称胆钙化醇 主要由皮肤中的7 脱氢胆固醇经日光中紫外线照射转化而来 VD3并非是其生物活性形式 VD3首先需在肝脏和肾脏羟化成1 25 OH 2 VD3才具有生物活性 发现历史 维生素D的发现是人们与佝偻症抗争的结果 随着工业城市的兴起 佝偻症愈发猖狂 据统计 1870年伦敦有1 3儿童患有佝偻症 直到1920年英国政府调查统计表明 初等学校中还有30 儿童患不同程度的佝偻症 早在1824年 就有人发现鱼肝油可在治疗佝偻病中起重要作用 1918年 英国的梅兰比爵士证实佝偻病是一种营养缺乏症 但他误认为是缺乏维生素A所致 直到20年代末 30年代初 人们才确认维生素D缺乏是引起佝偻病的原因 并分离提纯了维生素D VitD3的来源 有两个途径 一是同源性 由日光中波长296 310 m的紫外线 照射皮肤基底层内贮存的7 脱氢胆固醇 7 dehydrocholesterol 转化为胆骨化醇 cholecalciferol 即维生素D3 VitD3 另一途径外源性 即摄入地食物中含VitD 如肝类含15 50IU kg 牛奶3 40IU L 蛋黄25IU 个 但这些食物中VitD含量很少 不敷机体所需 麦角固醇经紫外线照射后可形成维生D2 骨化醇 Calciferol VD2与VD3皆可人工合成对人的作用相同 1 25 OH D3的作用 它能促进小肠粘膜对钙 磷的吸收 1 25 OH D3可与小肠粘膜内1 25 OH D3的靶细胞的特异受体相结合 进而形成VD结合蛋白钙 由上皮的粘膜侧运到浆膜介 经毛细管吸收到血内 1 25 OH D3可促进肾小球近球小管对钙 磷的回吸收 以提高血钙 磷的浓度 1 25 OH D3能促进未分化的间叶细胞分化成破骨细胞 促进骨吸收 使旧骨质中的骨盐溶解 提高了血钙 磷浓度 1 25 OH D3又能直接刺激成骨细胞 促进钙盐沉着 患者女 岁 右下腹疼痛伴恶心呕吐2小时 体检腹部软 无压痛 尿检红细胞 无发热 无其他特殊异常 既往 间断右侧腰腹痛 年 为阵发性绞痛伴恶心呕吐 诊断为右输尿管结石 曾多次行体外碎石和输尿管切开取石 体检无特殊 实验室检查血钙 mmol L 正常 mmo