钙磷代谢紊乱的分子学基础课件

钙磷代谢刘新文北京大学医学部生物化学与分子生物学系钙磷代谢紊乱的分子学基础一、钙、磷在体内的分布与存在形式2、血钙与血磷的关系：[Ca]×[P]=35～40

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三、激素对钙磷代谢的调节主要调节激素：1,25-二羟维生素D3、甲状旁腺素（PTH）、降钙素（CT）。1、钙、磷的主要存在形式：磷酸钙和羟磷灰石钙磷代谢紊乱的分子学基础1、活性维生素D3（1,25-二羟维生素D3）（1）活性维生素D3合成的关键酶：1-α-羟化酶（2）分泌细胞：肠、肝（4）生理作用：升高血钙、升高血磷2、甲状旁腺素（PTH）

（1）分泌细胞：甲状旁腺（3）生理功能：升高血钙、降低血磷（2）主要靶细胞：骨、肾既是维生素，又是激素（3）主要靶细胞：骨、小肠、肾钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷的分布1、成人：Ca2+（1000g）P（600g）

骨98%85%

骨胳肌0.3%6%

其它组织0.7%8%

体液1%1％

2、细胞内：

Ca2+：少，相当于细胞外的1‰～1%

P：多，磷酸酯，核酸等第一节钙磷的含量、分布及生理功能钙磷代谢紊乱的分子学基础骨钙（不溶）体液钙（可溶）胞内钙：线粒体、内质网羟磷灰石结晶：3Ca3(PO4)2

Ca(OH)2

无定形磷酸钙沉淀：CaHPO4

2H2O；Ca3(PO4)23H2O不扩散钙：与蛋白质结合可扩散钙游离钙难解离化合物：乳酸钙、柠檬酸钙体内钙的存在状态钙磷代谢紊乱的分子学基础离子钙与结合钙

的动态平衡

[HCO3-]

Ca2++血浆蛋白质

结合钙

[H+]酸中毒碱中毒pH[Ca2+]pH[Ca2+]抽搐pH6.8：54.3%游离pH7.8：37.5%游离血钙（9～11mg/dl）游离钙：占1/2，血钙的功能状态清蛋白结合钙：约占1/2难解离钙盐：少量离子钙---血钙中直接发挥生理功能的钙钙磷代谢紊乱的分子学基础骨磷（不溶）胞内磷：磷酸盐、有机磷酸酯羟磷灰石结晶：3Ca3(PO4)2

Ca(OH)2

无定形磷酸钙沉淀：CaHPO4

2H2O；Ca3(PO4)23H2O体液磷：磷酸盐、有机磷酸酯体内磷的存在状态血磷:血浆中的无机磷；3.4～4.0mg/dl钙与磷的关系2、血钙与血磷的关系：【Ca2+】×【P】＝35～401、磷酸钙盐类：磷酸钙、羟磷灰石等钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷的生理功能

骨骼骨细胞骨基质骨盐骨细胞/成骨细胞/破骨细胞胶原蛋白/蛋白多糖/脂类磷酸钙/碳酸钙/柠檬酸钙等微量钾/氟化物一、钙的生理功能

1．形成骨盐参与骨架组成钙磷代谢紊乱的分子学基础骨盐(骨基质)骨晶(骨基质胶原纤维)牙齿中的骨盐磷酸钙盐--无定形

(CaHPO4)羟磷灰石--柱状/针状

[Ca10(PO4)6(OH)2]羟磷灰石结晶钙、磷的储存库维持钙、磷的浓度[Ca10(PO4)6(F)2]硬度增加,溶解度降低适量--预防齿过量--斑釉,中毒钙磷代谢紊乱的分子学基础

[Na+]+[Ca2+]+[OH-]心肌兴奋性=[K+]+[Mg2+]+[H+](1)[Ca2+]:有利心肌收缩和[K+]相拮抗[Na+]+[K+]肌肉兴奋性=

[Ca2+]+[Mg2+]+[H+](2)[Ca2+]:参与肌肉收缩降低神经肌肉的兴奋性降低:抽搐2．血浆Ca2+的生理功能钙磷代谢紊乱的分子学基础（3）第二信使作用：CaM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

（4）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二、磷的生理功能

1、成骨作用与破骨作用

2、核酸、磷脂、高能磷酸化合物的组分

3、其它：调节酶活性，参与中间代谢，构成体内缓冲体系钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷的代谢转变血钙与血磷组织细胞肾肠食物钙磷骨钙骨磷粪钙尿磷溶解沉积排出利用排泄重吸收吸收排出第二节钙、磷代谢转变钙磷代谢紊乱的分子学基础>40<35钙磷以骨盐形式沉积在骨组织(-)骨盐钙化(+)骨盐再溶解引起佝偻病/软骨病血清中[Ca]×[P]=35-40相对恒定钙磷代谢紊乱的分子学基础钙的代谢钙磷代谢紊乱的分子学基础一、钙的吸收与排泄

1．需要量：成人每天需600mg

2．吸收部位：十二指肠/小肠上端

3．吸收途径（1）主动吸收（2）被动吸收①钙离子通道②钙泵③Ca2+-Na+交换④钾钠泵⑤细胞器CaX:结合钙钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷代谢紊乱的分子学基础4、影响吸收的因素1,25-(OH)2VitD3溶解态的Ca2+与需要量有关食物中的Ca/P不溶性的钙盐主要因素(pH下降)易吸收乳酸钙/柠檬酸钙/葡萄糖酸钙胃酸缺乏使钙吸收降低婴幼儿、孕妇、乳母、老年人最适1.5-2:1磷酸盐、草酸、植酸5．钙的排泄：肠道80%；肾脏20%

(受调节)钙磷代谢紊乱的分子学基础二、磷的吸收与排泄

1．需要量：12mg/kg/d

2.

吸收部位：小肠、空肠

3.

吸收形式：酸性磷酸盐(H2PO4-)4.影响吸收的因素

①pH---酸性条件

②不溶性盐(Ca2+，Mg2+，Al2+，Fe2+)

③食物中的钙量

5.磷的排泄：肾脏----70%

(受调节)

肠道----30%钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷的代谢转变一、钙的代谢转变

1、食物中的存在状态：结合钙

2、吸收状态：离子钙

3、贮存状态：骨钙

4、排泄：粪（主要）二、磷的代谢转变

1、吸收状态：磷酸盐

2、贮存状态：骨磷

3、排泄：尿（主要）钙磷代谢紊乱的分子学基础第三节钙磷代谢的调节调节物质：1,25(OH)2-D3;甲状旁腺素;降钙素作用组织：小肠；肾；骨一、维生素D的作用

1．来源:食物/机体自身合成

2．需要量:200-400国际单位（10ug）

3．活化过程：（1）部位：肝；肾（2）关键酶：1α-羟化酶钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷代谢紊乱的分子学基础4、钙代谢调节钙磷代谢紊乱的分子学基础1,25(OH)2-D3

本身负反馈调节PTH血钙血磷(-)

1α-羟化酶(+)24-羟化酶

(+)

1α-羟化酶(-)

24-羟化酶(+)PTH(-)1α-羟化酶肝：25-羟化酶系

(-)肝性佝偻病

肾：1α-羟化酶

(-)肾性佝偻病钙磷代谢紊乱的分子学基础5、生理功能钙磷代谢紊乱的分子学基础转录因子顺式作用元件①②③④活性维生素D3促进小肠对钙的吸收钙磷代谢紊乱的分子学基础对小肠的作用对骨的作用对肾的作用总效应(+)小肠对钙、磷的吸收脂溶性激素的作用机制(+)骨骼的更新

(先溶骨再成骨，溶骨>成骨)(+)肾远曲小管及集合管合成钙结合蛋白，促进钙的重吸收升高血钙与血磷

1,25-(OH)2-D3的生理作用钙磷代谢紊乱的分子学基础二、甲状旁腺素的调节作用

1．合成场所：甲状旁腺主细胞钙磷代谢紊乱的分子学基础前甲状旁腺素原115肽甲状旁腺素原90肽甲状旁腺素84肽粗面内质网高尔基体N-末端信号肽25肽2．合成过程：3.分泌的调节：血Ca2+和PTH成反比

1,25-(OH)2D3(-)PTH（通过血钙）

降钙素(+)PTH

钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷代谢紊乱的分子学基础3、PTH的生理功能对肾的作用对骨的作用对小肠的作用总效应(+)肾远曲小管对钙的重吸收，血Ca2+升高

(-)肾近曲小管对磷的重吸收，血P降低(+)骨盐溶解（溶骨作用）通过1,25-(OH)2VitD3，

(+)钙磷的吸收升高血Ca2+；降低血P钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷代谢紊乱的分子学基础三、降钙素（calcitomin,CT）的作用

1、分泌细胞：甲状腺C细胞

2、化学本质：32肽

3、分泌的调节：血Ca2+和CT成正比对骨的作用对肾的作用对小肠的作用总效应(+)骨盐沉积(-)肾近曲小管对磷,远曲小管对钙的重吸收(-)对钙的吸收降低血Ca2+、血磷4、生理功能钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷代谢紊乱的分子学基础钙代谢调节激素的协同作用钙磷代谢紊乱的分子学基础钙磷代谢紊乱一、生理需要量钙需要量：成人每天需600mg，青春期儿童每天需钙约1000mg，孕妇及乳母需钙1500～2000mg/d。磷的需要量为12mg/kg/d当膳食中钙∶磷比在2～1.2时最宜于钙、磷的吸收钙磷代谢紊乱的分子学基础二、低血钙1、产生原因：①血浆蛋白质含量减少，可使蛋白结合钙减少；②甲状旁腺功能减退，PTH分泌下降；③维生素D3缺乏2、临床症状：除精神症状外，常发生手足搐搦

钙磷代谢紊乱的分子学基础三、佝偻病与软骨症1、产生原因：维生素D3缺乏2、临床症状：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。四、高血钙1、产生原因：甲状旁腺功能亢进及维生素D中毒2、临床症状：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，甚至昏迷。高血钙还可引起钙盐的异位沉着，如形成尿路结石等。

钙磷代谢紊乱的分子学基础五、泌尿系统结石1、产生原因：高血钙、高尿钙2、临床症状：草酸钙和磷酸钙沉积，形成肾结石和膀胱结石。

六、低磷酸盐血症

1、产生原因：