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1、钙磷代谢,刘新文,北京大学医学部生物化学与分子生物学系,一、钙、磷在体内的分布与存在形式,2、血钙与血磷的关系：CaP=3540,手足搐搦症的原因：血液中游离钙的浓度下降,二、钙磷在体内的代谢转变,三、激素对钙磷代谢的调节,主要调节激素：1,25-二羟维生素D3、甲状旁腺素（PTH）、降钙素（CT）。,1、钙、磷的主要存在形式：磷酸钙和羟磷灰石,1、活性维生素D3（1,25-二羟维生素D3）,（1）活性维生素D3合成的关键酶：1-羟化酶,（2）分泌细胞：肠、肝,（4）生理作用：升高血钙、升高血磷,2、甲状旁腺素（PTH）,（1）分泌细胞：甲状旁腺,（3）生理功能：升高血钙、降低血磷,（2）主要
2、靶细胞：骨、肾,既是维生素，又是激素,（3）主要靶细胞：骨、小肠、肾,钙磷的分布,1、成人： Ca2+（1000g） P（600g） 骨 98 % 85 % 骨胳肌 0.3 % 6 % 其它组织 0.7 % 8 % 体液 1 % 12、细胞内： Ca2+：少，相当于细胞外的11% P：多，磷酸酯，核酸等,第一节 钙磷的含量、分布及生理功能,骨钙 （不溶）,体液钙 （可溶）,胞内钙：线粒体、内质网,羟磷灰石结晶：3Ca3(PO4)2Ca(OH)2,无定形磷酸钙沉淀：CaHPO42H2O；Ca3(PO4)23H2O,不扩散钙：与蛋白质结合,可扩散钙,游离钙,难解离化合物：乳酸钙、柠檬酸钙,体内钙的
3、存在状态,pH 6.8：54.3%游离 pH 7.8：37.5%游离,离子钙-血钙中直接发挥生理功能的钙,骨磷 （不溶）,胞内磷：磷酸盐、有机磷酸酯,羟磷灰石结晶：3Ca3(PO4)2 Ca(OH)2,无定形磷酸钙沉淀：CaHPO42H2O；Ca3(PO4)23H2O,体液磷：磷酸盐、有机磷酸酯,体内磷的存在状态,血磷:血浆中的无机磷；3.44.0mg/dl,钙与磷的关系,2、血钙与血磷的关系：【Ca2+】【P】3540,1、磷酸钙盐类：磷酸钙、羟磷灰石等,钙磷的生理功能,骨 骼 骨细胞 骨基质 骨盐,骨细胞/成骨细胞/破骨细胞 胶原蛋白/蛋白多糖/脂类 磷酸钙/碳酸钙/柠檬酸钙等 微量钾/氟
4、化物,一、钙的生理功能 1形成骨盐参与骨架组成,骨盐 (骨基质) 骨晶 (骨基质胶原纤维) 牙齿中的骨盐,磷酸钙盐-无定形 (CaHPO4) 羟磷灰石-柱状/针状 Ca10(PO4)6(OH)2 羟磷灰石结晶 钙、磷的储存库 维持钙、磷的浓度 Ca10(PO4)6(F)2 硬度增加,溶解度降低 适量-预防齿 过量-斑釉,中毒,2血浆Ca2+的生理功能,（3）第二信使作用：CaM可调节酶活性、细胞分泌、递质合成、微管聚合、有丝分裂、肌肉收缩（4）其它：突触传递、血液凝固、细胞粘连、降低毛细血管和细胞膜的通透性,二、磷的生理功能 1、成骨作用与破骨作用 2、核酸、磷脂、高能磷酸化合物的组分 3、其
5、它：调节酶活性，参与中间代谢，构成体内缓冲体系,钙磷的代谢转变,第二节 钙、磷代谢转变,40 35,钙磷以骨盐形式沉积在骨组织 (-)骨盐钙化 (+)骨盐再溶解 引起佝偻病/软骨病,血清中CaP=35-40相对恒定,钙的代谢,一、钙的吸收与排泄1 需要量：成人每天需600mg2 吸收部位：十二指肠/小肠上端3 吸收途径 （1）主动吸收 （2）被动吸收,钙离子通道 钙泵 Ca2+-Na+交换 钾钠泵 细胞器 CaX:结合钙,4、影响吸收的因素,1,25-(OH)2VitD3 溶解态的Ca2+ 与需要量有关 食物中的Ca/P 不溶性的钙盐,主要因素 (pH下降)易吸收 乳酸钙/柠檬酸钙/葡萄糖酸钙
6、 胃酸缺乏使钙吸收降低 婴幼儿、孕妇、乳母、 老年人 最适1.5-2:1 磷酸盐、草酸、植酸,5钙的排泄：肠道80%；肾脏20% (受调节),二、 磷的吸收与排泄 1需要量：12mg/kg/d 2. 吸收部位：小肠、空肠 3. 吸收形式：酸性磷酸盐(H2PO4-),4. 影响吸收的因素 pH-酸性条件 不溶性盐(Ca2+，Mg2+，Al2+，Fe2+) 食物中的钙量 5. 磷的排泄：肾脏-70% (受调节) 肠道-30%,钙磷的代谢转变,一、钙的代谢转变 1、食物中的存在状态：结合钙 2、吸收状态：离子钙 3、贮存状态：骨钙 4、排泄：粪（主要）,二、磷的代谢转变 1、吸收状态：磷酸盐 2、贮
7、存状态：骨磷 3、排泄：尿（主要）,第三节 钙磷代谢的调节,调节物质：1,25(OH)2-D3;甲状旁腺素;降钙素 作用组织：小肠；肾；骨,一、 维生素D 的作用1来源: 食物/机体自身合成2需要量: 200-400国际单位（10ug） 3活化过程：,（1）部位：肝；肾 （2）关键酶：1-羟化酶,4、钙代谢调节,肝： 25-羟化酶系 (-)肝性佝偻病肾： 1-羟化酶 (-)肾性佝偻病,转录因子,顺式作用元件,活性维生素D3促进小肠对钙的吸收,对小肠的作用 对骨的作用 对肾的作用 总效应,(+)小肠对钙、磷的吸收 脂溶性激素的作用机制 (+)骨骼的更新 (先溶骨再成骨，溶骨成骨) (+)肾远曲小
8、管及集合管合成钙结合蛋白，促进钙的重吸收 升高血钙与血磷,1,25-(OH)2-D3 的生理作用,二、甲状旁腺素的调节作用 1合成场所：甲状旁腺主细胞,2合成过程：,3. 分泌的调节： 血Ca2+和PTH 成反比 1,25-(OH)2D3 (-)PTH（通过血钙） 降钙素 (+)PTH,3、PTH的生理功能,对肾的作用 对骨的作用 对小肠的作用 总效应,(+)肾远曲小管对钙的重吸收，血Ca2+升高(-)肾近曲小管对磷的重吸收，血P降低 (+)骨盐溶解（溶骨作用） 通过1,25-(OH)2VitD3 ， (+)钙磷的吸收 升高血Ca2+；降低血P,三、降钙素（calcitomin,CT）的作用
9、1、分泌细胞：甲状腺C细胞 2、化学本质：32肽 3、分泌的调节：血Ca2+和CT成正比,对骨的作用 对肾的作用 对小肠的作用 总效应,(+)骨盐沉积 (-)肾近曲小管对磷,远曲小管对钙的重吸收 (-)对钙的吸收 降低血Ca2+ 、血磷,4、生理功能,钙代谢调节激素的协同作用,钙磷代谢紊乱,一、生理需要量 钙需要量：成人每天需600mg，青春期儿童每天需钙约1000mg，孕妇及乳母需钙1500 2000mg/d。 磷的需要量为12mg/kg/d 当膳食中钙磷比在21.2时最宜于钙、磷的吸收,二、低血钙,1、产生原因： 血浆蛋白质含量减少，可使蛋白结合钙减少； 甲状旁腺功能减退，PTH分泌下降；
10、 维生素D3缺乏,2、临床症状：除精神症状外，常发生手足搐搦,三、佝偻病与软骨症,1、产生原因：维生素D3缺乏,2、临床症状：佝偻病发生于生长发育中的儿童；软骨病则多发生于成年人。,四、高血钙,1、产生原因：甲状旁腺功能亢进及维生素D中毒,2、临床症状：神经肌肉兴奋性减弱，嗜睡，肌张力减弱等，严重时有精神障碍，出现幻觉，甚至昏迷。高血钙还可引起钙盐的异位沉着，如形成尿路结石等。,五、泌尿系统结石,1、产生原因：高血钙、高尿钙,2、临床症状：草酸钙和磷酸钙沉积，形成肾结石和膀胱结石。,六、低磷酸盐血症,1、产生原因：使用过量A1(OH)2或CaCO3，与磷酸形成不溶性沉淀，从而降低血磷。代谢性酸中毒可导致磷从尿中丢失过多,2、临床症状：最初症状是肌肉无力，最终可发展为佝偻病。,3、降钙素,(1)分泌细胞：甲状腺C细胞,(3)生理功能：降低血钙、降低血磷,(2)主要靶细胞：骨、肾,四、钙磷代谢紊乱,重要内容： 1、钙、磷的主要存在形式 2、血钙与血磷的关系 3、激素对钙磷代谢的调节,
