钙磷代谢紊乱的分子学基础

1、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：cacap=35p=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）。）。 1 1、钙、磷

2、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）主要靶细胞：骨

3、、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111%1% p p：多，磷酸酯，核酸等：多，磷酸酯，核酸等刘新文，钙磷代谢骨钙骨钙（不溶）（不溶

4、）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、柠檬酸钙刘新文，钙磷代谢 hco3-ca2+血浆蛋白质血浆蛋白质 结合钙结合钙 h+ph 6.8ph 6.8：54.3%54.3%游离

5、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：少量刘新文，钙磷代谢骨磷骨磷（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

6、 o 体液磷：体液磷：磷酸盐、有机磷酸酯磷酸盐、有机磷酸酯钙与磷的关系钙与磷的关系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，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢 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

7、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、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

8、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，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢600mg钙离子通道钙离子通道 钙泵钙泵 ca2+-na+交换交换 钾钠泵钾钠泵细胞器细胞器 cax:结合钙结合钙 刘新文，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢12mg/kg/d刘新文，钙磷代谢钙磷的代谢转变钙磷的代谢转变一、钙的代谢转变一、钙的代谢转变 1 1、食物中的存在状态：结合钙、食物中的存在状态：结合钙 2 2、吸收状态：离子钙、吸收状态：离子钙 3 3、贮存状态：骨钙、贮存状态：骨钙 4 4、排泄：粪（主要）、排泄：粪（主要）二、磷的代谢转变二、磷的代谢转变 1 1、吸收状态：磷

9、酸盐、吸收状态：磷酸盐 2 2、贮存状态：骨磷、贮存状态：骨磷 3 3、排泄：尿（主要）、排泄：尿（主要）刘新文，钙磷代谢第三节第三节 钙磷代谢的调节钙磷代谢的调节一、一、 维生素维生素d 的作用的作用1来源来源: 食物食物/机体自身合成机体自身合成2需要量需要量: 200-400国际单位（国际单位（10ug） 3活化过程：活化过程：（1）部位：肝；肾）部位：肝；肾（2）关键酶：）关键酶：1-羟化酶羟化酶刘新文，钙磷代谢(-)v-d325羟化酶系（肝）25-(oh)d3（肾）1-羟化酶系（肾）1,25-(oh)2d3（有活性）（-）（+）24,25-(oh)2d3（无活性）维生素d3的代谢转变

10、（+） 表示促进（-）表示抑制刘新文，钙磷代谢 5、生理功能生理功能转录因子转录因子顺式作用元件顺式作用元件刘新文，钙磷代谢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刘新文，钙磷代谢细胞外液线粒体细胞浆ca2+ppipthcampca2+ 表示激活或促进pth对细胞内钙代谢的调节示意图ca2+121 腺苷酸环化酶2钙泵膜1刘新文，钙磷代谢4、生理功能、生理功能刘新文，钙磷代谢刘新文，钙磷代谢甲状旁

11、腺素1，25-（oh）2d3降钙素简充质细胞破骨细胞成骨细胞骨细胞（+）（-）（+）（-）降钙素甲状旁腺素骨骼中各种细胞的转变及其调节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

12、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

13、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 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)a1(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