钙磷代谢
钙磷及微量元素代谢医学生物化学课件
钙磷及微量元素代谢的调节机制
01
02
03
摄取调节
通过调节食物中钙、磷和 微量元素的含量，以及膳 食习惯，可以影响其摄取 量。
吸收调节
肠道对钙、磷和微量元素 的吸收受到多种因素的影 响，如食物成分、肠道微 生物等。
排泄调节
通过调节肾脏、肠道等器 官的功能，可以影响钙、 磷和微量元素的排泄量。
02
钙磷及微量元素代谢的生物化 学基础
酶的活性调节是钙磷及微量元素代谢 的重要环节，如钙离子通道蛋白、磷 酸酶等。
03
钙磷及微量元素代谢异常与疾 病的关系
钙磷及微量元素代谢异常引起的常见疾病
佝偻病
由于钙磷代谢异常，导致骨骼发 育不良，出现佝偻病症状。
骨质疏松症
由于钙磷代谢异常，导致骨骼结 构破坏，出现骨质疏松症症状。
微量元素缺乏症
由于微量元素摄入不足或代谢异 常，导致微量元素缺乏症症状。
钙磷及微量元素代谢异常对疾病的影响
影响骨骼发育
钙磷及微量元素代谢异常会影响 骨骼的发育，导致骨骼发育不良
或畸形。
增加骨折风险
钙磷及微量元素代谢异常会增加骨 折的风险，因为骨骼结构破坏，容 易发生骨折。
影响免疫功能
微量元素缺乏会影响免疫功能，使 人体容易感染疾病。
钙磷及微量元素代谢异常的防治策略
合理饮食
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钙磷及微量元素在细胞内的分布与转运
细胞内钙磷及微量元素的储存
细胞内存在多种钙磷及微量元素储存形式，如线粒体、内质网、细胞骨架等。
转运蛋白的作用
钙磷及微量元素通过转运蛋白进行跨膜转运，如钙离子通过钙通道蛋白进入细 胞，锌离子通过锌转运蛋白进入细胞。
钙磷及微量元素在细胞内的代谢过程
钙磷代谢试验膳食(标准版)
钙磷代谢试验膳食
1、低钙、正常磷代谢膳食的特点及膳食原则
（1）特点：调整饮食中的钙磷含量，观察甲状旁腺功能。
代谢期为5天，为称重膳食，前3天为适应期，后2天作为代谢期。
收集试验前及最后代谢期24小时的尿液，测定尿钙排出量。
（2）适应症：检测甲状旁腺功能；观察肾小管重吸收功能。
（3）膳食原则：
1）代谢期膳食中每日钙供给量应小于150毫克，磷600－800毫克。
2）宜选食含低钙高磷的食物。
3）试验期间，蛋白质脂肪总能量应固定。
患者有饥饿感时，可添加纯碳水化合物食物，并可适量增加脂肪。
（4）食物选择：
1）可用食物：米、面粉、鸡蛋、番茄、莴笋、粉皮、粉丝、黄瓜、土豆、凉粉等。
2）忌用食物：牛奶、豆类、小虾皮、芝麻酱等，食盐称重使用，避免用酱油，还须禁饮茶。
20钙磷代谢 PPT课件
排泄: 粪便 尿液 总计 80 % 20 % 750 mg
二、磷的吸收与排泄
吸收(酸性磷酸盐) 每日需要量:1.0-1.5 g 吸收部位: 小肠 影响因素:与钙相似 排泄:
尿液 粪便 70 % 30 %
三、血钙和血磷
血钙: 2.25-2.9 mmol/l (9-11 mg/dl) 两种形式存在: 50%---离子钙
紫外线 皮肤
前VD3
37º C 皮肤
VD3
2.维生素D3在体内的代谢转变
活性形式: 1,25-(OH)2D3
7-脱氢胆固醇
脱氢酶
紫外线 皮肤
37º C 皮肤
前VitD3
胆固醇
VitD3
肝微粒体 25 羟化酶系 NADPH O2、Mg2+
食物VitD3
25-(OH)-D3
24 羟化酶系
-G
1 羟化酶系
妊娠和哺乳妇女
1500 mg
吸收部位: 十二指肠和小肠上段
主动吸收（转细胞吸收）
被动吸收（旁细胞吸收）
影响因素:
1. 1，25-(OH)2D3:最重要因素 2.溶解状态：酸性环境 3.机体需要量，年龄:儿童↑ 妊娠、哺乳↑
老年人吸收量↓
4.食物的Ca:P比率:最佳比率是1.5-2 : 1 5.生成不溶性钙盐的因素
混合功能 氧化酶
肾脏(线粒体)
24, 25- (OH)2-D3
1 羟化酶系
1, 25- (OH)2-D3
24 羟化酶系
1,24, 25- (OH)3-D3
体内维生素D3的来源及代谢转变
3. 1,25-(OH)2D3合成的调节
1-羟化酶是关键酶
钙磷代谢的调节
钙磷代谢的调节1、体内外钙稳态调节体内钙磷代谢，主要由甲状旁腺激素、1,25-（OH）2D3和降钙素三个激素作用于肾脏，骨骼和小肠三个靶器官调节的。
（1）甲状旁腺素（Parathormone,PTH）：是由甲状旁腺主细胞合成并分泌的一种单链多肽激素，具有升高血钙、降低血磷和酸化血液等作用。
PTH在血液中半衰期仅数分钟，甲状旁腺细胞内储存亦有限。
血钙是调节PTH的主要因素。
低血钙的即刻效应是刺激贮存的PTH释放，持续作用主要是抑制PTH的降解速度。
此外，1,25-（OH）2D3增多时,PTH分泌减少;降钙素则可促进PTH分泌。
PTH作用于靶细胞膜，活化腺苷酸环化酶，增加胞质内cAMP及焦磷酸盐浓度。
cAMP能促进线粒体Ca2+转入胞质；焦磷酸盐则作用细胞膜外则，使膜外侧Ca2+进入细胞，结果可引起胞质内Ca2+浓度增加，并激活细胞膜上的“钙泵”,将Ca2+主动转运至细胞外液，导致血钙升高。
1）对骨的作用：PTH有促进成骨和溶骨的双重作用。
小剂量PTH 刺激骨细胞分泌胰岛素样生长因子（IGF）,促进胶原和肌质生成，有助于成骨;大剂量PTH能将前破骨细胞和间质细胞转化为破骨细胞，后者数量和活性增加，分泌各种水解酶和胶原酶，并产生大量乳酸和柠檬酸等酸性物质，促进骨基质及骨盐溶解。
2）对肾脏的作用：PTH增加肾近曲小管、远曲小管和随袢上升段对Ca2+的重吸收，抑制近曲小管和远曲小管对磷的重吸收，结果尿钙减少，尿磷增多。
3）对小肠的作用：PTH通过激活肾脏1α-羟化酶，促进1,25-（OH）2D3的合成，间接促进小肠吸收钙磷，此效应出现较缓慢。
（2）1,25-（OH）2D3：1,25-（OH）2D3是一种具有生理活性的激素，皮肤中的胆固醇代谢中间产物，在紫外线照射下先转变为前维生素D3(previtamin D3)，后自动异构化为维生素D3（V D3）。
皮肤转化生成的及肠道吸收的V D3入血后，首先在肝细胞微粒体中25羟化酶催化下，转变为25-（OH）D3，再在肾近曲小管上皮细胞线粒体内1α-羟化酶作用下，转变成1,25-（OH）2D3，其活性比VD3高10-15倍速。
钙磷及微量元素代谢医学生物化学课件
糖尿病与钙代谢
糖尿病患者常伴有钙代谢紊乱 ，主要是由于高血糖引起渗透 性利尿，导致钙从尿液中排出 增加。长期血糖控制不良可能
导致骨质疏松。
糖尿病与磷代谢
糖尿病患者常伴有磷代谢紊乱 ，尤其是当肾功能受损时。高 磷血症和低磷血症都可能加重
糖尿病的病情。
高血压与钙磷代谢
01
高血压总结
钙磷在细胞膜上的分布
细胞膜上存在钙磷离子通道和受体，对维持细胞内外钙磷浓 度平衡起到重要作用。
钙磷的生理功能
构成骨骼和牙齿
钙和磷是构成骨骼和牙齿的主要成 分，对维持机体形态和结构起到关 键作用。
调节神经肌肉兴奋性
钙离子在神经肌肉兴奋性调节中起 关键作用，如动作电位的产生和肌 肉收缩等。
参与血液凝固过程
钙离子参与血液凝固过程，促进凝 血因子的激活和纤维蛋白原的聚合 。
调节细胞内信号传导
钙离子可作为第二信使，参与细胞 内信号传导，调节细胞的增殖、分 化、凋亡等过程。
钙磷代谢的调控
钙磷的摄入与吸收
机体通过饮食摄入钙和磷，小肠通过调节钙磷的吸收量来维持血浆中钙磷浓度的稳定。
钙磷的动员与再利用
在骨骼中，钙磷的动员受到甲状旁腺激素等调节，而在肌肉等组织中，钙磷的再利用主要通过细胞内信号传导进行调节。
06
微量元素与钙磷代谢
铜与钙磷代谢
铜的生理功能
铜是人体必需的微量元素之一，参与人体多种生理和代谢过程，如骨骼形成、铁 的吸收和分解、胆固醇和激素合成等。
铜对钙磷代谢的影响
铜与钙磷代谢密切相关，铜缺乏或过量摄入都可能影响钙磷代谢。铜缺乏可能导 致骨质疏松和骨折风险增加，而铜过量则可能导致钙磷代谢紊乱。
02
钙磷及微量元素代谢医学生物化学课件
铜
参与超氧化物歧化酶的合 成，具有抗氧化作用；参 与酪氨酸酶的合成，影响 黑色素的合成。
锌
参与多种酶的合成，促进 细胞增殖和DNA复制；维 持免疫功能，影响免疫细 胞的增殖分化。
微量元素的吸收与排泄
铁
主要从食物中摄取，部分来自衰 老红细胞破坏后的释放；大部分 铁以Fe³⁺的形式被肠黏膜细胞吸 收入血，少量以Fe²⁺的形式被吸
钙磷及微量元素代谢医 学生物化学课件
2023-11-11
目录
• 钙磷代谢概述 • 微量元素代谢概述 • 钙磷及微量元素代谢的异常 • 钙磷及微量元素代谢的调控 • 钙磷及微量元素代谢与其他生理过程的关系 • 钙磷及微量元素代谢的实验研究方法
01
钙磷代谢概述
钙磷的生理功能
01
02
03
骨骼构建
钙是维持骨骼正常生长和 发育的关键元素，磷则有 助于维持骨骼的强度和硬 度。
细胞信号传递
钙离子在细胞信号传递中 起到重要作用，而磷则参 与了ATP等高能磷酸键的 合成。
酶活性调节
钙离子可以作为酶的激活 剂或抑制剂，影响酶的活 性。
钙磷的吸收与排泄
吸收
食物中的钙和磷经过消化后被吸收进入血液，主要在小肠部 位进行。
排泄
钙和磷主要通过粪便和尿液排出，其中大部分钙以磷酸盐的 形式随粪便排出。
铜
铜的调节主要通过铜蓝蛋白和铜蓝蛋白受体实现，当体内铜含量过多时，铜蓝蛋白与铜结 合成铜-铜蓝蛋白复合物，通过铜蓝蛋白受体进入细胞；当体内铜缺乏时，铜蓝蛋白与铜 解离出铜离子进入组织。
锌
锌的调节主要通过锌转运体和锌结合蛋白实现，当体内锌含量过多时，锌会与锌结合蛋白 结合成锌-锌结合蛋白复合物，通过锌转运体进入细胞；当体内锌缺乏时，锌-锌结合蛋白 复合物解离出锌离子进入组织。
钙磷代谢异常见于哪些原因
钙磷代谢异常见于哪些原因钙磷代谢异常是指体内钙和磷的平衡失调，可能出现钙离子浓度过高或过低、磷浓度过高或过低的情况。
钙磷代谢异常可以由多种原因引起，下面将分析其中一些常见的原因。
1. 甲状旁腺功能亢进症（Primary Hyperparathyroidism）：甲状旁腺是控制体内钙磷代谢的重要腺体，当其功能亢进时，会导致甲状旁腺激素（PTH）的分泌过多。
PTH促进肾脏对钙的重吸收，增加肠道对钙的吸收以及骨骼骨质破坏，从而导致血钙水平升高。
2. 甲状腺功能减退症（Hypothyroidism）：甲状腺激素（T3和T4）对体内钙磷代谢有重要影响。
甲状腺功能减退可导致甲状腺激素合成和分泌减少，从而影响肠道对钙的吸收以及骨骼形成。
血清钙浓度降低是甲状腺功能减退症的常见表现之一。
3. 肾上腺皮质功能亢进（Hyperadrenocorticism）：肾上腺皮质醇是一种重要的受到调控的激素，与钙和磷代谢密切相关。
肾上腺皮质功能亢进导致肾上腺皮质醇合成增加，抑制骨骼形成和抑制肾脏对磷的重吸收，从而导致血钙浓度上升，血磷浓度下降。
4. 肠吸收不良：肠道对钙和磷的吸收障碍是引起钙磷代谢异常的另一重要原因。
肠吸收不良可能由胆盐缺乏、胃肠道炎症、肠道肿瘤等引起。
5. 肾脏功能障碍：肾脏是体内钙磷代谢的主要调节器官，肾脏对钙和磷的重吸收、排泄扮演重要角色。
肾脏功能障碍可导致钙磷代谢异常，如慢性肾功能不全患者常出现高磷血症和低钙血症。
6. 维生素D代谢异常：维生素D是钙磷代谢的重要调节因子之一。
体内维生素D3在肝脏被羟化为25-羟维生素D3，再经肾小管细胞羟化为1,25-二羟维生素D3（活性型维生素D）。
维生素D代谢异常如肾小管对1,25-二羟维生素D3不敏感，肝细胞羟化功能受损等，会导致维生素D的合成和活化受阻，从而发生血钙和血磷浓度失衡。
7. 肾小管酸中毒（Renal Tubular Acidosis）：肾小管酸中毒是一种肾小管功能异常导致的代谢性酸中毒。
钙磷及微量元素代谢医学生物化学课件
生素D则会引起高钙血症、高钙尿症等。
降钙素(CT)
降钙素基因及表达
降钙素是由甲状腺C细胞分泌的一种肽类激素，其基因位于人类11号染色体上，受到多种 因素调节。
降钙素的作用
降钙素的主要作用是降低血钙和血磷，抑制肾小管重吸收钙磷，对骨和牙齿的正常发育及 维持正常血钙浓度有重要意义。
降钙素与维生素D的关系
肾钙重吸收影响因素
肾钙重吸收受多种因素的影响，如甲状旁腺激素、降钙素、维生素D和利尿激素等。甲状旁腺激素可以刺激近端小管对钙的 重吸收，而降钙素则可以抑制近端小管对钙的重吸收。
肾钙重吸收与维生素D
维生素D可以促进肾小管上皮细胞对钙离子的重吸收，其机制是通过与维生素D受体结合，激活一系列信号通路，从而促进 钙离子进入细胞内。
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磷的吸收与排泄
吸收机制
磷的吸收主要通过肠道完成，约 80%的磷在近端小管被重吸收。
重吸收过程
肾近端小管对磷的重吸收是通过 钠离子与磷离子的交换完成的， 受维生素D、甲状旁腺素等激素 的调节。
排泄途径
磷的排泄主要通过尿液排出，甲 状旁腺素可刺激肠道分泌磷，增 加尿磷排泄。
03
钙磷调节激素
维生素D
重吸收过程
钙离子通过与钠离子交换的方式被重吸收 ，同时需要维生素D和甲状旁腺素的参与 。
钙的分泌与排泄
分泌机制
钙的分泌主要通过甲状旁腺素调节，甲状旁腺素可刺激破骨 细胞活性，促进骨钙释放，同时刺激成骨细胞活性，促进骨 形成。
排泄途径
钙的排泄主要通过肠道和尿液排出，甲状旁腺素可刺激肠道 分泌钙，增加尿钙排泄。
肾钙重吸收调节
钙的分泌与排泄调节
肾钙重吸收过程受甲状旁腺激素、降钙素和 维生素D等调节因素的影响。
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六病区周小蕾
慢性肾脏病矿物质与骨异常的研究新进展
2005年，KDIGO提出新的概念：
➢慢性肾脏病－矿物质和骨代谢异常(CKD-mineral bone disease, CKD-MBD)：
➢慢性肾脏病患者体内矿物质代谢紊乱和骨代谢异常引起的多系统病变(尤以骨骼外多系统钙化为突出表现)所形成的临床综合征。
➢
CKD-MBD的基本特征：
➢骨转化、矿化、容量、线性生长和强度的异常
➢血管或软组织的钙化
➢钙、磷、甲状旁腺激素(PTH)和维生素D代谢异常
从这张图我们来看看正常人体钙磷代谢的平衡机制。
当血清中磷浓度升高或钙浓度降低时，可刺激甲状旁腺分泌甲状旁腺素。
甲状旁腺素一方面通过快效应和慢效应作用于骨组织，促进钙磷入血。
另一方面甲状旁腺素加速维生素D的活化，使肾脏对钙的重吸收增加，而对磷的重吸收减少。
活化的维生素D还可促进胃肠道对食物中钙磷的吸收。
因此在健康人体，可以通过甲状旁腺素和活性维生素D的相互作用使钙和磷处于动态平衡状态。
当肾脏功能受损时，肾脏对钙磷调节能力下降，导致血磷增加，钙的重吸收减少；同时肾脏活化维生素D的能力降低，导致胃肠道对钙的吸收减少，使血磷水平增加，持续刺激甲状旁腺素分泌，使大量的钙磷从骨组织入血，加重血磷水平的升高。
血磷每升高1单位，心血管死亡风险上升50%
血磷每上升1mg/dL，心血管钙化风险增加可达61%
研究发现，血磷每上升1mg/dL，患者冠脉钙化风险显著上升22%，而二尖瓣钙化风险上升更是高达61%。
慢性肾脏病-矿物质和骨异常（CKD-MBD）
慢性肾脏病患者最常见的慢性并发症之一，长期的骨及钙磷代谢异常不仅会引起骨痛、骨骼畸形，还会导致血管及心瓣膜钙化，心血管事件高发。
治疗的重点是降低高血磷和维持血钙，控制甲状旁腺激素在目标范围。
高磷血症的症状和体征
●在大多数患者中，高磷血症自身并无症状，但偶尔会有低钙血症的症状，
如肌肉痉挛、手足抽搐、及口周麻木或刺痛。
其它症状包括1 ：
●骨和关节疼痛
●瘙痒—高磷血症是CKD 5期患者严重瘙痒的独立危险因素2并广
泛见于患者
●皮疹
●更常见的，患者主诉与基础疾病相关的症状—它们通常是尿毒症症状1，
如：
●疲乏、气短、纳差、恶心、呕吐、睡眠障碍
高磷血症的治疗
• 限制磷摄入(＜1000mg/d)
–磷广泛的存在于食物中，很难严格控制
• 充分透析
–持续性不卧床腹透可能优于血透
• 必要时采用甲状旁腺切除加自体移植术
–很少采用
• 选择性维生素D受体激动剂（VDRA）
•使用磷结合剂
–为大多数ESRD患者采用
含铝/镁的磷结合剂副作用多
碳酸钙及醋酸钙可补充钙，又可降低血磷
但耐受性及依从性差，高钙血症
非含钙磷结合剂（如碳酸镧）
口服活性维生素D及其类似物，应在夜间睡眠肠道钙负荷最低时给药
增加透析充分性
●增加透析膜面积
●增加透析次数5/W or QD
●延长每次透析时间
●增加血液透析滤过(HDF）--2次HD+1次HDF
●对于低转运性骨病患者，应使用更低浓度的透析液
●透析液钙浓度应为1.25mmol/L
1.5%腹透液标准钙：1.75mmol/l
低钙腹透液 1.25
普通透析：每周3次，每次4小时
长时透析每次透析》5.5小时，及长时频繁透析，每次透析》5.5小时，每周》5次，有利于降低血磷，及减少磷结合剂的使用
低磷低钙饮食
●首先要限制磷的摄入，一般每日不超过800-1000mg。
●严格的低磷饮食（每日少于600mg）容易引起负氮平衡，且饮食乏味，患
者的顺应性差，HD患者给适当蛋白质饮食（1.0-1.2g/kg/d），食蛋应弃蛋黄。
●忌食富含磷钙的食物，如奶类蛋类，虾皮等。
烹饪降磷方法：
●水煮法：为减少食物中的含磷量，食用鱼、肉、土豆等，都应先水煮弃汤
后再进一步烹调。
●饮食中的磷可减少50%
注意少食富磷食物
●生果类及硬壳果类:所有干果、硬壳果、花生、核桃、栗子等。
●蔬菜及豆类:大豆类、粟米、薯片、薯条、菠菜。
●杂豆类：蚕豆等。
●菌类:冬菇、香菇、蘑菇。
●肉类:动物内脏如腰、肝、心、肠、脑、肾、脊髓，牛仔肉，沙丁鱼，连
骨吃鱼，鱼子，虾米，鲤鱼，鱿鱼。
●奶类和制品:奶昔、布丁、奶油、干酪等。
●谷类：全麦壳类、麸皮、燕麦等。
●其他:蛋黄、朱古力、炖品、肉汤，加工食品，火腿肠，三明治，汉堡，
碳酸饮料如可乐等。
药物降磷含铝制剂
●血清磷>2.6mmol/L，仅作短期治疗（4周）
●氢氧化铝和碳酸铝
●长期服用产生铝中毒，加重肾性骨病和老年痴呆。
药物降磷含钙制剂
●血钙浓度<2.38mmol/l
●碳酸钙
●长期服用增加体内钙负荷，易发生高血钙，增加血管钙化风险，使用受限。
药物降磷新型磷结合剂
●碳酸镧
●与磷的结合最佳 PH3-5，结合力>95%。
●摄入的镧经胆系从肠道排泄，排泄不依赖于肾功能。
●几乎不被人体吸收，无组织的蓄积。
●不良反应：胃肠道反应：恶心、呕吐、腹泻和便秘。
药物降磷新型磷结合剂
●司维拉姆（非钙非金属的钙结合剂）
●不引起高钙血症和铝中毒。
●可与活性维生素D合用，更好的控制继发性甲状旁腺功能亢进。
●与含钙磷结合剂合用，更有效的控制血清磷水平。
●可抑制脂溶性维生素的吸收。
●胃肠道反应：恶心、腹泻、胃肠胀气、便秘和消化不良等。
●价格昂贵
钙磷结合剂治疗的注意问题
●饮食控制是治疗的基础。
●钙磷结合剂一定要混在食物中应用，不要空腹服用。
●血清钙>2.38mmol/L不要应用含钙的磷结合剂。
●含铝的结合剂应用时间不要超过4周。
●司维拉姆和镧制剂的结合剂都有便秘，必要时合用缓泻剂。
钙磷结合剂在餐中服用可结合饮食中的磷，减少游离钙吸收，用于降磷治疗时在餐中服用
如果在两餐之间服用，只能结合肠道分泌的磷，导致更大程度钙吸收
密切监测钙磷 PTH，调整药物剂量
我学到了
●透析患者易发生高磷血症
●血磷升高严重危害透析患者生命健康
●控制血磷三要素：
●合理低磷饮食
●充分透析
●正确使用磷结合剂
●提高患者接受健康教育的意识和能力
●提高患者自我管理的意识和能力
●通过良好的自我管理，提高生活质量。