钙调节
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-04-19
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-04-19
钙的形式
年轻人平均体内约有1200克钙，其中99%储存在骨骼中，0.99%储存在血液中，0.01%储存在细胞内。
血液中的钙以三种形式存在：
- 自由电离——可扩散，具有生物活性。
- 与阴离子结合，例如磷酸盐——可扩散，不具有生物活性。
- 与蛋白质（主要是白蛋白）结合 ——不可扩散，不具有生物活性。
规定
有三种分子可以调节血液中的钙含量并确保其维持在正常范围内。它们是骨化三醇（维生素 D）、甲状旁腺激素和降钙素。
骨化三醇的合成在肾脏完成，甲状旁腺激素（PTH）由甲状旁腺分泌，降钙素由甲状腺分泌。
维生素D
维生素D是血清钙的长期调节剂，半衰期约为6小时。其主要作用是增加肠道对钙的吸收。
它可以被摄入，或由胆固醇前体合成，如下：
- 7-脱氢胆固醇在紫外线辐射的影响下转化为维生素D3。
- 在肝脏中，维生素 D3 通过 25-羟化酶转化为 25-羟基维生素-D。这是相对不活跃的。
- 在肾脏中，1-α-羟化酶将 25-羟基维生素-D 转化为 1,25-二羟基维生素-D，也称为骨化三醇。这是新陈代谢活跃的。
一旦合成，骨化三醇就会释放到血液中。然后刺激肠上皮细胞增加钙结合蛋白-D 蛋白的合成。
钙结合蛋白-D蛋白通过促进钙从肠刷状缘转运至基底外侧膜并释放到血液中来增加肠道对钙的吸收。
如果骨化三醇水平过高，它会转化为活性较低的24,25-二羟基胆骨化醇。这可以防止毒性。
甲状旁腺激素
当血液中的钙含量低于正常范围时，甲状旁腺主细胞的抑制作用减弱，并分泌额外的 PTH。 PTH 通过以下方式提高血钙水平：
- 增加骨吸收——PTH 与成骨细胞结合并上调 RANKL 蛋白质的表达。这刺激前破骨细胞分化为破骨细胞。 破骨细胞吸收骨骼并将钙释放到血液中
- 增加肾脏对钙的重吸收 - PTH 上调远端曲管 (DCT) 中特定通道的表达。这导致血液中钙的重吸收增加，并且还增加磷酸盐的排泄。
- 增加骨化三醇的合成——在肾脏中， PTH 上调 1-α-羟化酶的表达。该酶催化相对无活性的 25-羟基胆钙化醇转化为骨化三醇。
此外，PTH 和骨化三醇抑制甲状旁腺分泌 PTH。这种负反馈循环可确保血钙水平不会继续升高并超出正常范围。
降钙素
当血液中的钙含量高于正常范围时，甲状腺中的滤泡旁细胞会分泌降钙素。
降钙素通过抑制破骨细胞来降低钙水平，从而减少骨吸收。降钙素在钙稳态中的作用不如 PTH 和骨化三醇显着。
临床相关性 -低钙血症
低钙血症定义为调整后的钙水平<2.20mmol/L。
与长期发生低钙血症（慢性低钙血症）的患者相比，急性发生低钙血症的患者往往症状更严重。
低钙血症的症状包括口周和周围麻木或刺痛、心律失常（心电图QT 间期延长）、肌肉痉挛和癫痫发作。这是由于静息膜电位降低，导致细胞过度兴奋。
低钙血症的原因包括：
- 甲状旁腺功能减退症
- 维生素D缺乏症
- 高磷血症——磷酸盐与钙结合形成磷酸钙，从而减少游离钙。
- 肾脏疾病——骨化三醇合成减少。
- 急性胰腺炎——游离脂肪酸与钙结合，降低游离钙水平。
- 呼吸性碱中毒——碱中毒时，钙离子与白蛋白的亲和力更大，从而减少游离钙和活性钙。
临床相关性 – 高钙血症
高钙血症定义为调整后的钙水平>2.60mmol/L。
轻度高钙血症患者往往无症状，但当水平超过3mmol/L时，症状包括肌无力、心律失常（QT间期短）、便秘、肾结石和抑郁。
高钙血症的原因包括：
- 甲状旁腺功能亢进症
- 恶性肿瘤——一些肿瘤会分泌甲状旁腺激素相关肽（PTHrP）。这与 PTH 相似，导致高钙血症。
- 维生素 D 中毒 – 过量的维生素 D 导致肠道对钙的吸收增加。
- 噻嗪类利尿剂——增加肾脏对钙的重吸收，导致血液中钙过多。