常量元素钙的学习课件

常量元素钙的学习课件第1页/共40页机体在新陈代谢过程中要消耗一定的常量矿物元素，必须及时给予补充。尽管这些矿物元素广泛存在于食物中，一般不易造成缺乏，但在某些特定环境或针对某些特殊人群，额外补充相应的常量矿物元素具有重要的现实意义。第2页/共40页钙（Ca）钙是常量矿物元素中的重点，倍受营养学家关注。一些由于长期以植物性膳食为主的人，加之许多人对钙的吸收能力有限，缺钙现象相当普遍，结果导致佝偻病、骨软化以及老年性骨质疏松等病症的发病率较高。在亚洲许多国家（含中国），钙的实际摄入量远远低于推荐标准。有调查表明，少年儿童中钙的实际摄入量只有推荐量标准的40%-50%。第3页/共40页目前，骨质疏松在全世界都有上升的趋势，在欧洲大陆、日本和美国大约有7500万人正遭受骨质疏松症的痛苦，而且患者人数还在增加。2006年世界骨质疏松症年会预测，今后50年因骨质疏松而导致的骨折病人将增加1倍以上。第4页/共40页钙（Ca）

钙是1808年，英国化学家Davy从“泥土”类的无机化合物中分离出来的，属于碱土金属，原子序数为20，相对原子质量40.08，有惟一的氧化态形式+2价。钙在地壳中属丰量元素，平均含量40.6g/kg,主要以难溶碳酸盐和硫酸盐形式广泛存在于自然界。第5页/共40页钙是最先确认的必需元素之一。早在1842年，瑞士医生Chossat就利用动物试验证明低钙对动物的发育会造成不良影响，而在饮料中加入碳酸钙就可以消除这种异常情况现已知钙既是骨骼和牙齿的重要组成成分，又是体内许多生量过程的激活剂，体内的钙离子还起到稳定某些蛋白质和酶构象的作用。近百年来，随着对钙的吸收代谢过程以及生理功能认识的不断深入，人们在防治缺钙吸收紊乱而导致的各种疾病中取得了巨大成就。第6页/共40页一、钙在机体中的分布与代谢钙是人体的重要元素成分，居体内各组元素的第五位，同时也是含量最丰富的矿物质元素。成年人体内钙的含量约为1.3kg，占到体重的2%。钙广泛分布于全身各组织器官中

其中有99%是集中分布于骨骼和牙齿，主要以羟磷灰石结晶[Ca10(PO4)6OH]或[3Ca2(PO4)2·Ca(OH)2]的形式构成的无机部分，维持骨骼和牙齿坚硬的组织结构。

剩余的1%钙则广泛分布于软组织和细胞外液中，但正是这部分少量的钙在生命活动中发挥了极为重要的调节作用。第7页/共40页人体内的钙主要来自食物，但并非食物中所有的钙都能被人体吸收利用。机体对摄入钙的吸收率随着体内钙水平、食物中钙的存在形式以及钙的摄入量不同而波动，一般情况下的吸收率仅为20%～30%。促进钙吸收的因素在众多影响机体对钙吸收功能的膳食因素中，维生素D、蛋白质、乳糖和酸性介质能促进钙的吸收，干扰钙吸收的因素食物中的草酸、植酸、过量的脂肪以及失衡钙磷比均会干扰钙的吸收。食物中的膳食纤维含量过多、某些激素、药物以及机体自身状态下不良等因素也会影响人体对钙的吸收。

第8页/共40页一、钙在机体中的分布与代谢研究结果还发现食物中钙存在形式食物中钙以复合物形式存在食物钙的吸收部位食物中的钙在肠道中的吸收，吸收过程主要发生在酸性较强的小肠上部食物钙的吸收方式食物中的复合钙首先解离为离子钙的形式，再以主动和被动吸收的方式进入血液循环系统。第9页/共40页一、钙在机体中的分布与代谢钙的体内贮存

经肠道吸收的钙进入血液循环后，大部分在骨骼中，特别是贮存于海绵骨中。当机体内钙浓度降低时，这部分钙就会释放出来维持体钙的平衡。第10页/共40页研究表明，血液中钙和骨中的钙在甲状旁腺素和降钙素的双重调节下处于动态平衡之中。当血钙水平太低时，甲状旁腺就会通过分泌甲状旁腺素促使骨骼释放出可交换钙，并刺激肾脏加强对尿钙的重吸收，从而使血钙水平恢复正常。若血钙水平升高时，甲状腺就会分泌降钙素以降低血液中钙和磷的水平。第11页/共40页一、钙在机体中的分布与代谢体内钙的排泄被吸收的钙可以经肾小球的过滤作用从尿水中排出，也有一小部分的钙会随汗液而丢失。未被吸收的钙以及来自脱落上皮细胞和消化液的钙，则经粪便排出。妇女在妊娠过程中，约有30%的钙由母体供给胎儿，在哺乳期则每日由乳排出250mg的钙供山婴儿生长需要。第12页/共40页二、钙的生理功能钙对所有生物都是必需的，它既是生物体内重要的结构组织成分，又作为生理作用离子参与调节细胞的多种生理过程对人体而言，体内99%钙的作用是用来构成骨骼和牙齿以及维持它们正常的生理功能，其余1%的钙则对体内一系列的生理、生化反应起到重要的作用。第13页/共40页1、生物钙化由钙参与的硬组织过程叫生物钙化，这是生物体内进行的一项重要的无机化学反应，关系到骨骼、牙齿等机体硬体组织的形式。2、血液凝固血液凝固是一复杂的生理过程，要涉及多种酶，其中一些无活性的酶原必须被激活成为活性的酶才能起到凝血的作用。在凝血过程中，血浆中的Ca2+对酶的激活起到了至关重要的作用。第14页/共40页3、肌肉收缩骨骼肌纤维是由许多肌原纤维组成的，其表面裹有肌膜。每根肌原纤维又是由许多规则排列的肌动物蛋白细丝和肌球蛋白粗丝组成，周围还包绕着肌质肉和通过肌纤维外的T小管系统。在肌肉收缩过程中，Ca2+起到了重要作用。钙也是心肌收缩的“触发”物质，对心肌收缩与舒张过程具有重要的意义。第15页/共40页4、钙在信息传递上的作用生物体内的钙与环磷酸腺苷（CAMP）、环磷酸鸟苷（CGMP）一样，在信息传递上起到偶联作用。与神经信号传递有着密切的联系，神经递质释放过程必须在钙的参与下才能完全。一旦细胞内的浓度太低，就会使得神经质的释放受阻并导致示警兴奋的降低。钙也能通过CDR（一种依赖钙离子的调控蛋白）结合，激活系列蛋白激酶系统，从而调节细胞内生化反应的速度和方向。第16页/共40页5、钙与细胞的相互作用Ca2+对许多激素的合成、分泌和作用也是必需的，已知皮质类固醇、垂体加压素、促甲状腺素、促肾上腺皮质激素、催乳激素、胰岛素等激素的分泌都是要Ca2+参与。此外，钙还参与了一些蛋白质转化以及维持胎儿、新生儿正常发育等生理活动。第17页/共40页三、钙与疾病的关系1、钙与佝偻病及骨软化佝偻病是一种儿童疾病，是因体内钙、磷代谢紊乱造成骨盐在骨基质沉着障碍而产生的一种全身性疾病。曲型症状有前额突出、鸡胸、脊柱弯曲、腕和踝骨增大、弓形脚、膝外翻及生长发育缓慢等。第18页/共40页在生长发育时期，若膳食中长期钙缺乏成使会骨骼生长得不到充足的营养而直接导致佝偻病发生。大多数佝偻病是由于各种间接因素造成体内钙缺乏的结果，如膳食中磷或维生素D的缺乏。机体缺磷也会造成典型的佝偻病，尽管此时体内的维生素D水平可能是正常的。1、钙与佝偻病及骨软化第19页/共40页骨软化是相应于成年人的佝偻病，也是由于膳食中长期缺钙、磷或维生素D而造成的。其症状是骨质钙不良，骨骼进行变软和易弯曲，并导致四肢、脊柱、胸廓和盆腔畸形。机体的骨骼由于得不到充足的钙供给，导致骨细胞中钙沉着减少，不能正常消化，故有不钙化的骨基质增加。随着整个骨组织中羟磷灰石含量的减少，骨的硬度下降、变软，在压力的作用下可发生各种骨畸形和病理性骨折。可见，充足的钙营养对成年人同样具有重要的意义。1、钙与佝偻病及骨软化第20页/共40页2、钙与骨质疏松骨质疏松症多见于50岁以上的老年人，特别是绝经期后的妇女，其症状有颌骨矿物素减少，背下部疼痛，骨的重量降低，骨质疏松且脆弱等。造成骨质疏松的原因是多方面的，包括食物蛋白质含量，钙、磷摄入量，维生素D的缺乏，体内相关激素水平以及劳动锻炼等。第21页/共40页正常情况下，成年人骨的形成和吸收是处于动态平衡的。但随着年龄的增长，由于机体对钙的吸收能力下降，骨吸收速度就会超过骨的形成速度，造成骨的丢失。年龄越大，这种丢失也越严重。营养学分析证明，即使每天丢失30mg的钙，持续30年生就会产生骨质疏松，这是造成老年人进行性骨丢失并导致骨质疏松的一个原因。第22页/共40页因此，大力提倡中老年人，特别是绝经期后的妇女适当的补充钙，对保证中老年人的身体健康也有良好的效果。通常对中老年人来说，每日的钙摄入量不应低于1000mg，再配合适当的维生素D强化，就能保证骨形成和骨吸收之间的平衡。第23页/共40页3、低钙血症及高钙血症人体正常的血浆钙浓度一般是在8.5～11.1mg/100mL之间，血浆中的钙有46%是以血浆蛋白钙的形式存在，47.5%以游离钙的形式存在，其余6.5%的钙则是以磷酸钙、柠檬酸钙、重碳酸钙等复合物的形式存在。正常情况下，血浆钙在甲状旁腺旁素（PTH）、降钙素（CT）以及维生素D的调节下稳定在狭窄的浓度范围内。第24页/共40页低血钙当人体血清中钙的含量低于8.5mg/100mL时即为低血钙，通常表现为血清中的离子钙水平较低。临床上低钙血症患者表现出手足抽搐和神经改变等症状。一般说来，是机体由于某种原因，引起肠道对钙吸收能力的下降和骨钙吸收的减少引起的低钙血症患者可补充钙并辅以维生素D进行治疗。第25页/共40页高钙血症成人血清超过11.1mg/100mL时即为高钙血症，临床上表现为肾结石、胃肠道症状和神经改变等症状，并伴有血磷降低的特征。引起高钙血症的原因有多种，最常见的是恶性肿瘤和甲亢，其次还有维生素D含量过多等。由于这些原因，引起肠道对钙的吸收增加或骨钙吸收的增加，从而导致血钙水平的升高。对成人高钙血症应在控制钙摄入的同时，应对引起高钙血症的原发性进行治疗。第26页/共40页4、钙与其他疾病肾结石是泌尿系统结石中最多见的一种，临床证实，大多数肾结石均由钙组成，有人因此认为肾结石与大量的钙的摄入有关。持续大量的钙摄入还会使降钙素分泌增加，并可能导致骨病变的发生。第27页/共40页机体因钙、磷代谢异常而导致高钙或低钙血症时，也会进一步引发一系列其他疾病。例如血清钙异常性降低可导致手足抽搐以及各种精神障碍。而过高的血清钙又会使肌纤维处于紧张状态，并可造成消化系统、泌尿系统以及神经系统的疾病。4、钙与其他疾病第28页/共40页四、人体对钙的需要及其来源如上所述，钙具有许多重要的生理功能，机体缺钙就会产生一系列的疾病。因此，每天摄入充足的钙对身体健康是十分必要的，特别对婴儿和中老年人更应如此。目前为止，世界各国和一些组织的营养学家们对钙的每日需求量还有争议，因此对钙的推荐量也不尽相同。表6-1是美国、加拿大、英国和联合国粮农组织对钙的推荐标准。第29页/共40页第30页/共40页由表中可见，钙的日推荐量（RDA）因个体的差异在500-1200mg之间变化，其中妊娠期和哺乳期妇女摄入量相应增加400mg。我国根据自己的国情，提出的钙的日推荐量标准如表6-2。第31页/共40页第32页/共40页除了从日常食物中摄取钙外，对此类特殊人群可以通过钙强化的功能性食品来合理补充钙营养。钙广泛存在于各种食物中，其中牛乳以及乳制品的含量尤为丰富，世界各国早已将牛乳和乳制品作为补钙的可靠来源。虾米、虾皮、鸡蛋小麦和大豆粉，以及某些不含草酸的绿叶蔬菜也富含钙。下表列出了一些常见食物的含钙量。第33页/共40页第34页/共40页影响钙在体内的平衡，最主要的不是钙的消化吸收率，不是钙从粪便中排出多少。这在各种不同的钙制剂中区别只有25％。钙最主要的丢失是在尿中，一般有50％。如果膳食中食盐含量很高而且吃大量动物蛋白质，则钙从尿中的丢失就多。钙在体内的平衡第35页/共40页影响钙吸收的食物食物如菠菜、油菜，其中含有大量草酸或植酸，会影响膳食中钙的吸收。食物中的纤维素一般不会影响，但小麦的麸皮则会影响钙的吸收。膳食中含有大量的脂肪、磷酸、镁、咖啡因的食品也会影响钙的吸收与排泄。治疗胃病所用的抗酸药，若含有大量的铝会增加钙的排泄与影响钙在骨骼中的沉积。第36页/共40页动物的骨骼中不仅含有极为丰富的钙、磷、镁等矿物元素，而且还含有多种氨基酸、维生素A、维生素B、维生素B12、骨胶原、软骨素等营养成分。骨骼中蛋白质和脂肪的含量和肉类也很相似，再加上其丰富的资源，因此骨骼确实是一种有待深入开发的营养储藏库。将骨骼加工成骨泥就是人们充分利用骨资源的一个有效