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1、钙磷代谢钙磷代谢刘新文刘新文北京大学医学部生物化学与分子生物学系北京大学医学部生物化学与分子生物学系刘新文，钙磷代谢一、钙、磷在体内的分布与存在形式一、钙、磷在体内的分布与存在形式 2 2、血钙与血磷的关系：、血钙与血磷的关系：CaCaPP=35=354040 手足搐搦症的原因：血液中游离钙的浓度下降手足搐搦症的原因：血液中游离钙的浓度下降二、钙磷在体内的代谢转变二、钙磷在体内的代谢转变三、激素对钙磷代谢的调节三、激素对钙磷代谢的调节u主要调节激素：主要调节激素：1,25-1,25-二羟维生素二羟维生素D D3 3、甲状、甲状旁腺素（旁腺素（PTHPTH）、降钙素（）、降钙素（CTCT）。）。
2、1 1、钙、磷的主要存在形式：磷酸钙和羟磷灰石、钙、磷的主要存在形式：磷酸钙和羟磷灰石刘新文，钙磷代谢1 1、活性维生素、活性维生素D D3 3（1,25-1,25-二羟维生素二羟维生素D D3 3）（1 1）活性维生素）活性维生素D D3 3合成的关键酶：合成的关键酶：1-1-羟化酶羟化酶（2 2）分泌细胞：肠、肝）分泌细胞：肠、肝（4 4）生理作用：升高血钙、升高血磷）生理作用：升高血钙、升高血磷2 2、甲状旁腺素（、甲状旁腺素（PTHPTH）（1 1）分泌细胞：甲状旁腺）分泌细胞：甲状旁腺（3 3）生理功能：升高血钙、降低血磷）生理功能：升高血钙、降低血磷（2 2）主要靶细胞：骨、肾）主
3、要靶细胞：骨、肾既是维生素，又是激素既是维生素，又是激素（3 3）主要靶细胞：骨、小肠、肾）主要靶细胞：骨、小肠、肾刘新文，钙磷代谢钙磷的分布钙磷的分布1 1、成人：、成人：CaCa2+2+（1000g1000g）P P（600g600g）骨骨 98%85%98%85%骨胳肌骨胳肌 0.3%6%0.3%6%其它组织其它组织 0.7%8%0.7%8%体液体液 1%11%12 2、细胞内：、细胞内：CaCa2+2+：少，相当于细胞外的：少，相当于细胞外的1 11%1%P P：多，磷酸酯，核酸等：多，磷酸酯，核酸等第一节第一节 钙磷的含量、分布及生理功能钙磷的含量、分布及生理功能刘新文，钙磷代谢骨钙
4、骨钙（不溶）（不溶）体液钙体液钙（可溶）（可溶）胞内钙：线粒体、内质网胞内钙：线粒体、内质网羟磷灰石结晶：羟磷灰石结晶：3Ca3Ca3 3(PO(PO4 4)2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2 无定形磷酸钙沉淀：无定形磷酸钙沉淀：CaHPOCaHPO4 4 2H2H2 2O O；CaCa3 3(PO(PO4 4)2 23H3H2 2O O 不扩散钙：与蛋白质结合不扩散钙：与蛋白质结合 可扩散钙可扩散钙 游离钙游离钙 难解离化合物：乳酸钙、柠檬酸钙难解离化合物：乳酸钙、柠檬酸钙体内钙的存在状态体内钙的存在状态刘新文，钙磷代谢离子钙与结合钙离子钙与结合钙离子钙与结合钙离子钙与结合钙 的动态平衡
5、的动态平衡的动态平衡的动态平衡HCO3-Ca2+血浆蛋白质血浆蛋白质结合钙结合钙H+uu酸中毒酸中毒酸中毒酸中毒uu碱中毒碱中毒碱中毒碱中毒uupHpHCaCa2+2+uupHpHCaCa2+2+抽搐抽搐抽搐抽搐pH 6.8pH 6.8：54.3%54.3%游离游离 pH 7.8pH 7.8：37.5%37.5%游离游离血血 钙钙（9 911mg/dl11mg/dl）游离钙：占游离钙：占1/21/2，血钙的功能状态，血钙的功能状态清蛋白结合钙：约占清蛋白结合钙：约占1/21/2难解离钙盐：少量难解离钙盐：少量离子钙离子钙-血钙中直接发挥生理功能的钙血钙中直接发挥生理功能的钙刘新文，钙磷代谢骨磷
6、骨磷（不溶）（不溶）胞内磷：磷酸盐、有机磷酸酯胞内磷：磷酸盐、有机磷酸酯羟磷灰石结晶：羟磷灰石结晶：3Ca3Ca3 3(PO(PO4 4)2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2 无定形磷酸钙沉淀：无定形磷酸钙沉淀：CaHPOCaHPO4 4 2H2H2 2O O；CaCa3 3(PO(PO4 4)2 23H3H2 2O O 体液磷：体液磷：磷酸盐、有机磷酸酯磷酸盐、有机磷酸酯体内磷的存在状态体内磷的存在状态血磷血磷血磷血磷:血浆中的无机磷；血浆中的无机磷；血浆中的无机磷；血浆中的无机磷；3.43.43.43.44.0mg/dl4.0mg/dl4.0mg/dl4.0mg/dl钙与磷的关系钙与磷的
7、关系2 2、血钙与血磷的关系：、血钙与血磷的关系：【CaCa2+2+】【P P】353540401 1、磷酸钙盐类：磷酸钙、羟磷灰石等、磷酸钙盐类：磷酸钙、羟磷灰石等刘新文，钙磷代谢钙磷的生理功能钙磷的生理功能骨骨骨骨 骼骼骼骼uu骨细胞骨细胞骨细胞骨细胞uu骨基质骨基质骨基质骨基质uu骨盐骨盐骨盐骨盐l l骨细胞骨细胞骨细胞骨细胞/成骨细胞成骨细胞成骨细胞成骨细胞/破骨细胞破骨细胞破骨细胞破骨细胞l l胶原蛋白胶原蛋白胶原蛋白胶原蛋白/蛋白多糖蛋白多糖蛋白多糖蛋白多糖/脂类脂类脂类脂类l l磷酸钙磷酸钙磷酸钙磷酸钙/碳酸钙碳酸钙碳酸钙碳酸钙/柠檬酸钙等柠檬酸钙等柠檬酸钙等柠檬酸钙等l l微量
8、钾微量钾微量钾微量钾/氟化物氟化物氟化物氟化物一、钙的生理功能一、钙的生理功能1形成骨盐参与骨架组成形成骨盐参与骨架组成刘新文，钙磷代谢vv骨盐骨盐骨盐骨盐(骨基质骨基质骨基质骨基质)vv骨晶骨晶骨晶骨晶(骨基质胶原纤维骨基质胶原纤维骨基质胶原纤维骨基质胶原纤维)vv牙齿中的骨盐牙齿中的骨盐牙齿中的骨盐牙齿中的骨盐l l磷酸钙盐磷酸钙盐磷酸钙盐磷酸钙盐-无定形无定形无定形无定形 (CaHPO(CaHPO(CaHPO(CaHPO4 4 4 4)l l羟磷灰石羟磷灰石羟磷灰石羟磷灰石-柱状柱状柱状柱状/针状针状针状针状 CaCaCaCa10101010(PO(PO(PO(PO4 4 4 4)6 6
9、 6 6(OH)(OH)(OH)(OH)2 2 2 2 l l羟磷灰石羟磷灰石羟磷灰石羟磷灰石结晶结晶结晶结晶l l钙、磷的储存库钙、磷的储存库钙、磷的储存库钙、磷的储存库l l维持钙、磷的浓度维持钙、磷的浓度维持钙、磷的浓度维持钙、磷的浓度l lCaCaCaCa10101010(PO(PO(PO(PO4 4 4 4)6 6 6 6(F)(F)(F)(F)2 2 2 2 l l硬度增加硬度增加硬度增加硬度增加,溶解度降低溶解度降低溶解度降低溶解度降低l l适量适量适量适量-预防齿预防齿预防齿预防齿l l过量过量过量过量-斑釉斑釉斑釉斑釉,中毒中毒中毒中毒刘新文，钙磷代谢 NaNaNaNa+Ca
10、+Ca+Ca+Ca2+2+2+2+OH+OH+OH+OH-心肌兴奋性心肌兴奋性心肌兴奋性心肌兴奋性=K K K K+Mg+Mg+Mg+Mg2+2+2+2+H+H+H+H+(1)Ca(1)Ca(1)Ca(1)Ca2+2+2+2+:有利心肌收缩有利心肌收缩有利心肌收缩有利心肌收缩 和和和和KKKK+相拮抗相拮抗相拮抗相拮抗 NaNaNaNa+K+K+K+K+肌肉兴奋性肌肉兴奋性肌肉兴奋性肌肉兴奋性=CaCaCaCa2+2+2+2+Mg+Mg+Mg+Mg2+2+2+2+H+H+H+H+(2)Ca(2)Ca(2)Ca(2)Ca2+2+2+2+:参与肌肉收缩参与肌肉收缩参与肌肉收缩参与肌肉收缩 降低神经
11、肌肉的兴奋性降低神经肌肉的兴奋性降低神经肌肉的兴奋性降低神经肌肉的兴奋性 降低降低降低降低:抽搐抽搐抽搐抽搐2血浆血浆Ca2+的生理功能的生理功能刘新文，钙磷代谢（3 3）第二信使作用：）第二信使作用：CaMCaM可调节酶活性、细胞分可调节酶活性、细胞分泌、递质合成、微管聚合、有丝分裂、肌肉收缩泌、递质合成、微管聚合、有丝分裂、肌肉收缩（4 4）其它：突触传递、血液凝固、细胞粘连、）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降低毛细血管和细胞膜的通透性二、磷的生理功能二、磷的生理功能 1 1、成骨作用与破骨作用、成骨作用与破骨作用 2 2、核酸、磷脂、高能磷酸化合物的组分
12、、核酸、磷脂、高能磷酸化合物的组分 3 3、其它：调节酶活性，参与中间代谢，构成体、其它：调节酶活性，参与中间代谢，构成体内缓冲体系内缓冲体系刘新文，钙磷代谢钙磷的代谢转变钙磷的代谢转变血钙与血磷血钙与血磷组织细胞组织细胞肾肾肠肠食物钙磷食物钙磷骨钙骨磷骨钙骨磷粪钙粪钙尿磷尿磷溶溶解解沉沉积积排出排出利用利用排泄排泄重吸收重吸收吸收吸收排出排出第二节第二节钙、磷代谢转变钙、磷代谢转变刘新文，钙磷代谢l l40404040l l353535 成骨成骨成骨成骨)uu(+)(+)(+)(+)肾远曲小管及集合管合成钙肾远曲小管及集合管合成钙肾远曲小管及集合管合成钙肾远曲小管及集合管合成钙结合蛋白，促进
13、钙的重吸收结合蛋白，促进钙的重吸收结合蛋白，促进钙的重吸收结合蛋白，促进钙的重吸收uu升高血钙与血磷升高血钙与血磷升高血钙与血磷升高血钙与血磷1,25-(OH)2-D3的生理作用的生理作用刘新文，钙磷代谢二、甲状旁腺素的调节作用二、甲状旁腺素的调节作用1合成场所：甲状旁腺主细胞合成场所：甲状旁腺主细胞刘新文，钙磷代谢前甲状旁腺素原前甲状旁腺素原前甲状旁腺素原前甲状旁腺素原 115115肽肽肽肽甲状旁腺素原甲状旁腺素原甲状旁腺素原甲状旁腺素原9090肽肽肽肽甲状旁腺素甲状旁腺素甲状旁腺素甲状旁腺素8484肽肽肽肽粗面内质网粗面内质网粗面内质网粗面内质网高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体N-N-N-
14、N-末端信号肽末端信号肽末端信号肽末端信号肽25252525肽肽肽肽2 2合成过程：合成过程：合成过程：合成过程：3.3.分泌的调节：分泌的调节：分泌的调节：分泌的调节：血血血血CaCa2+2+和和和和PTHPTH成反比成反比成反比成反比1,25-(OH)1,25-(OH)2 2D D33(-)PTH(-)PTH（通过血钙）（通过血钙）（通过血钙）（通过血钙）降钙素降钙素降钙素降钙素(+)PTH(+)PTH刘新文，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢3、PTH的生理功能的生理功能uu对肾的作用对肾的作用对肾的作用对肾的作用uu对骨的作用对骨的作用对骨的作用对骨的作用uu对小肠的作用对小肠的作用对小肠的作用
15、对小肠的作用uu总效应总效应总效应总效应uu(+)(+)(+)(+)肾远曲小管对钙的重吸肾远曲小管对钙的重吸肾远曲小管对钙的重吸肾远曲小管对钙的重吸收，收，收，收，血血血血CaCaCaCa2+2+2+2+升高升高升高升高(-)(-)(-)(-)肾近曲小管对磷的重吸肾近曲小管对磷的重吸肾近曲小管对磷的重吸肾近曲小管对磷的重吸收，收，收，收，血血血血P P P P降低降低降低降低uu(+)(+)(+)(+)骨盐溶解（溶骨作用）骨盐溶解（溶骨作用）骨盐溶解（溶骨作用）骨盐溶解（溶骨作用）uu通过通过通过通过1,25-(OH)1,25-(OH)1,25-(OH)1,25-(OH)2 2 2 2VitD
16、VitDVitDVitD3 3 3 3，(+)(+)(+)(+)钙磷的吸收钙磷的吸收钙磷的吸收钙磷的吸收uu升高血升高血升高血升高血CaCaCaCa2+2+2+2+；降低血；降低血；降低血；降低血P P P P刘新文，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢三、降钙素（三、降钙素（calcitomin,CT）的作用）的作用1 1、分泌细胞：甲状腺、分泌细胞：甲状腺、分泌细胞：甲状腺、分泌细胞：甲状腺C C细胞细胞细胞细胞 2 2、化学本质：、化学本质：、化学本质：、化学本质：3232肽肽肽肽 3 3、分泌的调节：血、分泌的调节：血、分泌的调节：血、分泌的调节：血CaCa2+2+和和和和CTCT成正比成正比成正
17、比成正比vv对骨的作用对骨的作用对骨的作用对骨的作用vv对肾的作用对肾的作用对肾的作用对肾的作用vv对小肠的作用对小肠的作用对小肠的作用对小肠的作用vv总效应总效应总效应总效应l l(+)(+)(+)(+)骨盐沉积骨盐沉积骨盐沉积骨盐沉积l l(-)(-)(-)(-)肾近曲小管对磷肾近曲小管对磷肾近曲小管对磷肾近曲小管对磷,远曲小远曲小远曲小远曲小管对钙的重吸收管对钙的重吸收管对钙的重吸收管对钙的重吸收l l(-)(-)(-)(-)对钙的吸收对钙的吸收对钙的吸收对钙的吸收l l降低血降低血降低血降低血CaCaCaCa2+2+2+2+、血磷、血磷、血磷、血磷4、生理功能、生理功能刘新文，钙磷代谢
18、刘新文，钙磷代谢钙代谢调节激素的协同作用钙代谢调节激素的协同作用刘新文，钙磷代谢钙磷代谢紊乱钙磷代谢紊乱一、生理需要量一、生理需要量钙需要量：成人每天需钙需要量：成人每天需600mg600mg，青春期儿童，青春期儿童每天需钙约每天需钙约1000mg1000mg，孕妇及乳母需钙，孕妇及乳母需钙15001500 2000mg/d2000mg/d。磷的需要量为磷的需要量为12mg/kg/d12mg/kg/d当膳食中钙当膳食中钙磷比在磷比在2 21.21.2时最宜于钙、时最宜于钙、磷的吸收磷的吸收 刘新文，钙磷代谢二、低血钙二、低血钙 1 1、产生原因：、产生原因：血浆蛋白质含量减少，可使蛋白结合钙减
19、少；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，甲状旁腺功能减退，PTHPTH分泌下降；分泌下降；维生素维生素D D3 3缺乏缺乏 2 2、临床症状：除精神症状外，常发生手足搐搦、临床症状：除精神症状外，常发生手足搐搦 刘新文，钙磷代谢三、佝偻病与软骨症三、佝偻病与软骨症1 1、产生原因：维生素、产生原因：维生素D D3 3缺乏缺乏 2 2、临床症状：、临床症状：佝偻病发生于生长发育中的儿童；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软骨病则多发生于成年人。四、高血钙四、高血钙 1 1、产生原因：甲状旁腺功能亢进及维生素、产生原因：甲状旁腺功能亢进及维生素D D中毒中毒
20、 2 2、临床症状：、临床症状：神经肌肉兴奋性减弱，嗜睡，肌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，如形成尿昏迷。高血钙还可引起钙盐的异位沉着，如形成尿路结石等。路结石等。刘新文，钙磷代谢五、泌尿系统结石五、泌尿系统结石1 1、产生原因：高血钙、高尿钙、产生原因：高血钙、高尿钙 2 2、临床症状：草酸钙和磷酸钙沉积，形成肾、临床症状：草酸钙和磷酸钙沉积，形成肾结石和膀胱结石。结石和膀胱结石。六、六、低磷酸盐血症低磷酸盐血症 1 1、产生原因：使用过量、产生原因：使用过量A1(OH)A
21、1(OH)2 2或或CaCOCaCO3 3，与磷，与磷酸形成不溶性沉淀，从而降低血磷。代谢性酸中酸形成不溶性沉淀，从而降低血磷。代谢性酸中毒可导致磷从尿中丢失过多毒可导致磷从尿中丢失过多 2 2、临床症状：最初症状是肌肉无力，最终可、临床症状：最初症状是肌肉无力，最终可发展为佝偻病。发展为佝偻病。刘新文，钙磷代谢3 3、降钙素、降钙素(1)(1)分泌细胞：甲状腺分泌细胞：甲状腺C C细胞细胞(3)(3)生理功能：降低血钙、降低血磷生理功能：降低血钙、降低血磷(2)(2)主要靶细胞：骨、肾主要靶细胞：骨、肾四、钙磷代谢紊乱四、钙磷代谢紊乱刘新文，钙磷代谢重要内容：重要内容：1、钙、磷的主要存在形式钙、磷的主要存在形式2、血钙与血磷的关系血钙与血磷的关系3、激素对钙磷代谢的调节激素对钙磷代谢的调节