钙、磷代谢及生理功能解析

（一）钙、磷的生理功能

钙和磷的主要生理功能是以羟磷灰石的形式构成骨盐，参与骨骼与牙的组成。骨骼是机体的支架，又是体内钙、磷的储存库。除此之外，体液中的离子钙、无机磷还具有许多重要生理功能。

（1）钙作为第二信使调节细胞功能。这是Ca2+最主要的生理功能。由复杂的钙信使系统完成对细胞多种功能的调节，包括肌肉收缩、内分泌、糖原的合成与分解、电解质转运，以及细胞增殖等调节。

（2）钙降低毛细血管、细胞膜的通透性。临床上常用钙制剂治疗荨麻疹等过敏性疾患，以减轻组织的渗出性病变。

（3）钙降低神经肌肉的兴奋性。当血Ca2+浓度低于1.5～1.75mmol/L时，因神经肌肉的兴奋性增加，可引起肌肉自发性收缩，临床上称为“搐搦”，若不及时处理，严重时可引起呼吸或心脏的衰竭而死亡。

（4）钙加强心肌的收缩。Ca2+加强心肌的收缩，与K+舒张心肌作用相互拮抗，使心肌在正常工作时收缩与舒张过程达到协调统一。

（5）钙参与血液凝固。Ca2+是凝血因子之一，为凝血过程必不可少的成分。

（6）钙作为酶的辅助因子、激活剂或抑制剂，在物质代谢中发挥重要作用。

（7）磷参与多种物质的组成，如核苷酸、核酸、磷脂、磷蛋白等重要物质均含磷酸。

（8）磷参与物质代谢，如体内糖、脂类、蛋白质等物质代谢及磷酸化过程，可产生高能磷酸化合物，为生命活动提供能量。

（9）磷构成磷酸盐缓冲体系，如构成Na2HPO4/NaH2PO4、K2HPO4/KH2PO4等缓冲体系，在维持机体酸碱平衡中起重要作用。

（二）钙磷的含量与分布

钙和磷是体内含量最多的无机元素。钙的总量为700～1 400 g、磷为400～800 g。体内99％以上的钙和86％左右的磷以羟磷灰石形式构成骨盐，参与骨骼的形成。极少量钙、磷以溶解状态存在，分布于体液和软组织。体液中的钙有离子钙和与蛋白质结合的钙两种形式。在细胞膜上钙泵的作用下，离子钙（Ca2+）可以由胞外流入胞内，或胞内泵出胞外，以维持细胞内外Ca2+的浓度梯度。细胞内的钙主要存在于内质网和线粒体，胞液中含量极低（3～10mmol/L）。Ca2+在信息传递中常起着第二信使的作用，调节细胞的生理功能。

（三）钙磷的吸收与排泄

成人每日需钙量为0.5～1.0 g，妊娠妇女和儿童为1.0～1.5 g。一般普通膳食能满足成人每日的需钙量。食物中的钙大部分为不溶性的钙盐，需要在消化道转变成Ca2+才能被吸收，主要在酸度较高的十二指肠和空肠被吸收。影响钙吸收的主要因素有：

1.1，25-（OH）2-D3　1，25-（OH）2-D3又称活性维生素D，能促进肠道对钙、磷的吸收。婴幼儿缺乏维生素D时，肠道吸收钙的能力仅为正常的25％，补充维生素D后，其吸收能力显著增加。因此，缺钙患者在补充钙剂的同时，给予一定量的维生素D，才能收到良好的治疗效果。

2.饮食　食物中凡能降低肠道pH的成分促进钙的吸收，如乳酸、氨基酸等。因为酸性环境钙盐的溶解度加大，Ca2+增多，易吸收。故多食酸奶既可调节儿童肠道的正常菌群关系，又增加肠道对钙的吸收。食物中若含过多的碱性磷酸盐、草酸盐及植酸等成分，可与钙结合生成不溶性的钙盐而阻碍钙的吸收。

3.年龄　钙的吸收率与年龄呈反比。婴儿和儿童的钙吸收率较高，食物钙的吸收率为50％左右；成人食物钙吸收率约仅为20％～30％，随着年龄的增长还会下降，这也是老年人易发生骨质疏松的原因之一，适当服用钙剂，可预防骨质疏松症。(www.xing528.com)

人体每日钙的排泄，约80％经肠道排泄，20％经肾排泄。肠道排出的钙主要是食物中未被消化吸收的钙。血浆中的钙经肾小球滤过，每日约有10 g进入肾小管，其中95％被肾小管重吸收，仅5％的钙随尿排出。肾小管对钙的重吸收可受1，25-（OH）2-D3、甲状旁腺素等激素的调控，因此，每日随尿排出的钙量比较稳定。若血钙升高，尿钙排出量就增加，以维持血钙浓度相对恒定。

成人每日需磷量为1.0～1.5 g。食物中的磷大部分以磷酸盐、磷脂、磷蛋白、磷酸酯等形式存在，经肠道消化水解成无机磷酸盐后才能被吸收。磷的吸收部位也是在pH较低的小肠上段。人体肠道对食物磷吸收率约为70％以上，临床罕见缺磷患者。目前磷的吸收机制尚不完全清楚，但肠道pH变化、食物成分和体内钙利用情况都可影响磷的吸收。

人体每日磷的排泄，肠道占20％～40％，肾占60％～80％，与钙的排泄途径相同，但排泄量相反。1，25-（OH）2-D3和甲状旁腺素既调节肾对钙的排泄，也调节肾对磷的排泄。尿磷排出量还与血磷浓度、肾小管重吸收有关。当血磷浓度下降，肾小管重吸收磷增强，尿磷的排出减少；当肾功能不全，肾滤过率下降，尿磷排出就减少，血磷浓度可升高。

（四）血钙与血磷

血液中的钙几乎全部存在于血浆中，故血钙主要指血浆钙。血钙水平仅在极小范围内波动，正常人血钙浓度：成人为2.03～2.54mmol/L，儿童为2.25～2.67mmol/L[或9～11mg/dl，换算关系：血钙（mg/dl）=血钙（mmol/L）×4]。

血钙的主要存在形式有离子钙和结合钙两种，各约占50％。结合钙绝大部分与血浆蛋白质（主要是清蛋白）结合，小部分与柠檬酸、重碳酸盐结合为柠檬酸钙、磷酸氢钙等。由于血浆蛋白结合钙不能透过毛细血管壁，故称为非扩散钙；离子钙和柠檬酸钙等可以透过毛细血管壁，则称为可扩散钙。血浆蛋白结合钙与离子钙之间处于一种动态平衡，此平衡受到血液pH的影响。反应式如下：

当血液[H+]增高，pH下降时，Ca2+浓度升高；当血液[H+]降低，pH升高时，Ca2+浓度则下降，神经肌肉的兴奋性增强，严重时可出现抽搐现象。血磷是指血浆中的无机磷，以HPO4

2-和H2PO4-两种形式存在，前者占80％，后者占20％。由于磷酸根不易测定，所以通常以无机磷表示。正常人血磷浓度：成人为0.96mg～1.62mmol/L；儿童为1.45～2.10 mmol/L[或3～5 mg/dl，换算关系：血磷（mg/dl）=血磷（mmol/L）×3.1]。

血钙和血磷浓度保持一定的数量关系。当血钙和血磷浓度以“mg/dl”表示时，正常人[Ca]×[P]=35～40，若两者乘积大于40时，钙、磷以骨盐的形式沉积于骨组织中，有利于骨钙化；若乘积小于35时，则会影响骨盐在骨组织的沉积，或已钙化的骨盐可以溶解，导致骨发育不良、变形或骨质疏松，儿童称佝偻病，成人称软骨病。

（五）钙磷代谢的调节

调节钙磷代谢的目的主要是维持血钙水平的恒定及骨组织的正常生长。骨代谢包括成骨作用和溶骨作用，两者不停地交替进行，使骨组织生长、发育、更新。成骨作用是指骨的生长、修复或重建过程，以骨的钙化为主。溶骨作用是指骨的溶解与消失，以骨的脱钙为主。骨的钙化和脱钙与血钙和血磷浓度有着密切相关，前者血钙、血磷沉积骨组织，后者骨钙、骨磷溶解释放入血。钙磷代谢的调节主要因素有活性维生素D、甲状旁腺素、降钙素。钙磷代谢调节的主要器官是骨、肠、肾（表20-1）。

表20-1　3种调节因素对钙磷代谢的影响

1.活性维生素D　维生素D3的活化分别由肝内25-羟化酶和肾的1-α-羟化酶催化，生成1，25-（OH）2-D3。反应式如下：

1，25-（OH）2-D3是维生素D3的活性形式，它通过靶器官小肠、肾、骨来调节钙、磷代谢。主要的生理作用是：①促进小肠对钙、磷的吸收，把食物中的钙、磷吸收到血液，为骨的钙化提供原料；②促进肾小管对钙、磷的重吸收，减少钙、磷排泄；③促进骨的代谢和生长发育。1，25-（OH）2-D3调节的结果是血钙浓度增加、血磷浓度增加。

2.甲状旁腺素　甲状旁腺素（parathyroid hormone，PTH）是由甲状旁腺主细胞分泌的一种由84个氨基酸残基组成的肽类激素，对钙、磷代谢的调节主要通过肾和骨来实现的，对小肠发挥间接作用。其生理作用是：①促进肾小管重吸收钙，抑制近端小管曲部重吸收磷，导致血钙增高、血磷降低；②促进溶骨作用，骨盐溶解，钙、磷释放入血；③激活1-α-羟化酶，生成1，25-（OH）2-D3，间接促进小肠对钙、磷的吸收。PTH调节的结果是血钙浓度增加、血磷浓度降低。

3.降钙素　降钙素（calcitonin，CT）是由甲状腺滤泡旁细胞分泌的一种含32个氨基酸残基的肽类激素，调节钙、磷代谢的作用与PTH相反。其生理作用是：①促进成骨作用，骨盐钙化，血钙、血磷降低；②抑制肾小管对钙、磷的重吸收，尿钙、磷的排出增加；③抑制肾1-α-羟化酶活性，减少1，25-（OH）2-D3合成，间接抑制肠道对钙、磷的吸收。CT调节的结果是血钙浓度降低、血磷浓度降低。