钙磷代谢及微量元素
2012-04-17 12:03:24 来源：37度医学网 作者： 评论：0 点击：
大剂量则可促进溶骨作用。 PTH可刺激骨细胞分泌胰岛素样 生长因子I(IGF桰)，从而促进骨胶原和基质的合成，利于成骨作用。临床上利用此作用，给骨质疏松症患者连续使用小剂量 PTH治疗，取得良好疗效。另一方面PTH能使骨组织中破骨细胞的数量和活性增加，破骨细胞分泌各种水解酶，并且产生大量乳酸和柠檬酸等酸性物质，使骨基 质及骨盐溶解，释放钙和磷到细胞外液。但PTH只引起血钙升高；而血磷却减少，其原因在于PTH对肾脏的作用。 2.对肾脏的作用
PTH对肾脏作用出现最早，主要是增加肾近曲小管对Ca2＋的重吸收，降低肾磷排泄阈并抑制肾小管对磷的重吸 收。其机理是通过细胞膜受体和cAMP系统，改变细胞膜对Ca2＋通透性，使Ca2＋内流增多、胞浆内Ca2＋浓度升高，减低腔面对Na＋通透性，Na＋ 桯＋交换减少，Na＋、HCO3－排出增多，磷排出也相应增加。同时，通过浆膜面的“钙泵”使Ca2＋进入血液，其结果使尿钙减少，尿磷增多，最终使血钙 升高，血磷降低。
3.对小肠的作用
PTH对小肠的钙、磷吸收的影响，一般认为是通过激活肾脏1α-羟化酶，促进1，25-(OH)2D3的合成而间接发挥作用的，此效应出现得较为缓慢。
(二)1，25-(OH)2D3
1.合成及调节
1，25-(OH)2D3是一种激素，由维生素D3在体内代谢生成，是维生素D3在体内的主要生理活性形式。维生素D3及其前体在皮肤、肝、肾等经过一系列的酶促反应生成1，25-(OH)2D3，再经血液运输到小肠、骨及肾等靶器官发挥生理作用。
皮肤：胆固醇代谢中间产物在皮肤分布较多。在紫外线照射下先转变为前维生素D3(previtamin D3)，后者在体温条件下经36小时自动异构化为维生素D3(图12－5)。
图12－5 维生素D3的生成
(2)肝脏：皮下转化生成及肠道吸收的维生素D3入血后，与维生素D结合蛋白(DBP)结合运送到肝脏，在肝 细胞微粒体中维生素D－25羟化酶催化，转变为25－（OH)D3。维生素D－25羟化酶受产物25－（OH)D3的反馈抑制。合成的25－（OH)D3 再与DBP结合而运输，它是血浆中维生素D3的主要形式。
(3)肾脏：肝脏生成的25－OH)D3经血运往肾脏，在肾近曲小管上皮细胞线粒体内1α－羟化酶系(包括黄素酶、铁硫蛋白和细胞色素P450)的作用下，转变成1，25-(OH)2D3。此外，肾脏中还有24，25-(OH)2D3及1，24，25-(OH)2D3等代谢产物。其活性均较弱。(图12－6)。
图12－6 维生素D3的代谢
(4)调节：1，25-(OH)2D3的合成受多种因素影响和调控。主要通
过1α－羟化酶调节，主要影响因素有PTH、血液和细胞外液磷酸盐浓度、1，25-(OH)2D3及血钙等。
PTH是1α－羟化酶的主要调节者。PTH能促进1α－羟化酶合成，抑制24α－羟化酶，从而使25－(OH)D3转变为1，25-(OH)2D3增多，转变为24，25-(OH)2D3减少。低血钙由于使PTH升高而刺激1，25-(OH)2D3的生成。低血磷可刺激1α－羟化酶活性，且低血磷刺激1，25-(OH)2D3合成作用不依赖于PTH。此外，维生素D3不仅不受1α－羟化酶作用，而且还抑制1α－羟化酶。
2.1，25—OH)2D3的生理作用
1，25-(OH)2D3作用的靶器官是小肠、骨，而对肾脏作用较弱。
(1)对小肠的作用：1，25-(OH)2D3能促进小肠对钙、磷的吸收，这是其最主要的生理功。1，25-(OH)2D3与小肠粘膜细胞内的特异胞浆受体结合，进入细胞核内，促进DNA转录生成mRNA，从而使钙结合蛋白(calcium binding protein,CaBp)和 Ca2＋－Mg2＋ATP酶)合成增高。从而使进Ca2＋的吸收转运。同时1，25-(OH)2D3可影响小肠粘膜细胞膜磷脂的合成及不饱合脂肪酸的量，增加Ca2＋的通透性，利于肠腔内Ca2＋的吸收。1，25—OH)2D3促进Ca2＋吸收同时伴随磷吸收的增强，但对磷吸收的作用机制尚未了解清楚。
(2)对骨的作用，1，25-(OH)2D3对骨亦有溶骨和成骨的双重作用。体外实验证明，1，25-(OH)2D3能刺激破骨细胞活性和加速破骨细胞的生成，从而促进溶骨作用。在体内则与PTH协同作用，促进破骨细胞增生，并增强其破骨作用。另一方面，由于1，25-(OH)2D3增加小肠对钙、磷的吸收，提高血钙、血磷，又促进钙化。同时，1，25-(OH)2D3还刺激成骨细胞分泌胶原等，促进骨的生成。所以，在钙、磷供应充足时，1，25-(OH)2D3主要促进成骨。当血钙降低、肠道钙吸收不足时，主要促进溶骨，使血钙升高。
(3)对肾的作用1，25—(OH)2D3可促进肾小管对钙、磷的重吸收。但此作用较弱，处于次要地位。只在骨骼生长和修复期，钙、磷供应不足情况下较明显。
1，25-(OH)2D3总的调节效果是使血钙、血磷增高。
(三)降钙素(Calcitonin CT)
1.化学本质
降钙素是由甲状腺滤泡旁细胞(又称C细胞)所分泌的一种单链多肽类激素，由32个氨基酸组成，分子量为 3500。N-末端1，7位氨基酸为半胱氨酸，以二硫键相连，形成一个封闭环，C-末端为脯氨酸。分子内部的氨基酸顺序变化较大，不同种类CT，32个氨 基酸中只有9个位置是相同的(图127)。但从体结构来看，这几种CT的结构又很相似，其所有亲水和疏
图12－7 猪、牛、鲑鱼和人类降钙素的共性结构
水氨基酸残基的位置相对固定。如疏水基的酪氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸在分子中有规律的间隔出现(4、9、12、 16、19、22位)，带电荷的酸性氨基酸都在15和30位上。如天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸。所以每种CT对各种哺乳动物都有生物活性。一般认为CT生物 活性有赖于分子中32个氨基酸结构的完整性，目前对此说法有一些新的见解，并取得一些新进展。例如人工合成一种自1922氨基酸残基单个缺失或片断缺失 的鲑鱼CT同类物，其降钙作用为天然鲑鱼CT的2倍。
2.CT的合成与分泌
在人甲状腺C细胞中以CT mRNA为模板的最初翻译产物是分子量约15000的蛋白，经过修饰先转变为分子量12000的产物，最后转变为3500的成熟CT。血钙是影响CT分泌 的主要因素。血钙升高可刺激CT的分泌。血钙降低则抑制CT的分泌，但CT合成的速度不受影响，因而细胞内CT含量增高。甲状旁腺功能低下患者，其C细胞 中CT含量亦增多。
3.CT的生理功能
CT作用的靶器官也主要为骨和肾，其作用与PTH相反，其作用是抑制破骨作用，抑制钙、磷的重吸收，降低血钙和血磷。
目前已发现在骨、肾、肠粘膜、精子等细胞上有CT受体，CT与受体结合激活腺苷酸环化酶，通过cAMP发挥生物效应。近来发现随着细胞内Ca2＋增加而出现CT的功能效应，有人提出Ca2＋是CT作用于破骨细胞的第二信使。
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