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DSD
第六章………………………………………………………… 常量元素
人体内含有的60多种元素中， 对维持机体正常生理功能所必需的元素， 称为必需元素， 计有20多种。体内含量较多的有氢、碳、氧、氮、磷、硫、氯、钠、镁、钾、钙等，约 占体重的99.95％。这些生命必需元素中，除碳、氢、氧、氮主要以有机物质形式存在
外，其余各元素均为无机的矿物质。 矿物质中，人体含量大于体重的0.01％的各种元素， 称为常量元素，有钙、磷、钾、钠、硫、氯、镁等7种。 第一节 钙
钙是构成人体的重要组分，正常人体内含有1000～1200g的钙。其中99.3％集中于骨、 齿组织， 只有0.1％的钙存在于细胞外液， 全身软组织含钙量总共占0.6％～0.9％(大部分被
隔绝在细胞内的钙储存小囊内)。
在骨骼和牙齿中的钙以矿物质形式存在； 而在软组织和体液中的钙则以游离或结合形式
存在，这部分钙统称为混溶钙池。机体内的钙，一方面构成骨骼和牙齿，另一方面则参与各 种生理功能和代谢过程。 一、生理功能与缺乏 (一)生理功能
1.构成机体的骨骼和牙齿 钙是构成骨骼的重要组分， 骨骼中的钙占瘦体重的25％和总
灰分的40％，钙对保证骨骼的正常生长发育和维持骨健康起着至关重要的作用。
骨的结构：骨的结构包括两种类型，外部的皮质骨和内部的松质骨。皮质骨为板层结构， 特性坚韧；松质骨为网状结构，既坚硬又有弹性。骨骼组织由骨细胞(约占2％～3％的体积) 和钙化的骨基质组成。 骨基质中65％为矿物质， 35％为有机物质。 有机物中95％为胶原蛋白，
其余为非胶原蛋白。 骨矿物质决定骨的硬度而有机基质决定骨的韧性， 被骨基质包围起来的
是骨细胞(osteocytes)，细胞之间有许多突起互相连接。 占骨重2／3的矿物质，其中钙占39.9 ％。钙在矿物质中以两种形式存在，一为晶状的羟磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2，呈六角形管状，
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另一种为无定形的磷酸钙Ca3(P04)2，也是磷灰石的前体。在成熟骨中，晶状羟磷灰石含量较
多，而新沉积的骨矿物质中，则无定形磷酸钙含量较多。
骨骼通过成骨作用(osteogenesis)即新骨不断生成和溶骨作用(osteolysis)即旧骨不 断吸收，使其各种组分与血液间保持动态平衡，这一过程称为骨的重建(remodeling)。
这种骨钙的更新速率，因年龄而变化。妊娠早期，胎儿仅有少量钙沉积，以后钙浓度很 快升高至胎儿体重的0.5％。妊娠后期，胎儿从母体约取得20g的钙，足月新生儿钙相当于其
体重的l％。1岁以前婴儿每年转换100％，以后逐渐降低，每年可转换50％，即每2年骨钙可
更新一次。儿童阶段每年转换10％，由于儿童时期生长发育旺盛，对钙需要量大，如长期摄
钙不足，并常伴随蛋白质和维生素D缺乏，可引起生长迟缓，新骨结构异常，骨钙化不良， 骨骼变形，发生佝偻病(rickets)。健康年轻成人骨吸收与形成维持平衡，每年转变5％。40 岁以后骨形成明显减弱，转换速率为每年0.7％，绝经后妇女和老年男女其吸收更占优势。 人在20岁以前，主要为骨的生长阶段，其后的10余年骨质继续增加，约在35～40岁左右，单
位体积内的骨质达到顶峰，称为峰值骨度。此后骨质逐渐丢失。妇女绝经以后，骨质丢失速 度加快，骨度(质)降低到一定程度时，就不能保持骨骼结构的完整，甚至压缩变形，以至在 很小外力下即可发生骨折， 即为骨质疏松症(osteoporosis)。骨骼成熟时所达到的骨骼峰值，
是防止骨质疏松危险性的主要因素。
牙齿的结构：牙本质是牙的主体，化学组成类似骨，但组织结构和骨差别很大，牙本质 没有细胞、血管和神经，因此牙齿中的矿物质则无此更新转换过程。
2.维持多种正常生理功能分布在体液和其他组织中的钙， 虽然还不到体内总钙量的1％，
但在机体内多方面的生理活动和生物化学过程中起着重要的调节作用。细胞外液的钙约1g， 占总钙的0.1％；细胞内的钙约7g，占总钙的0.6％。血钙较稳定，正常浓度为2.25～
2.75mmol(90～110mg)／L，占总钙的0.03％。 血液中的钙可分为扩散性和非扩散性钙两部分。
非扩散性钙是指与血浆蛋白(主要是白蛋白)结合的钙， 它们不易透过毛细血管壁， 也不具有
生理活性。在扩散性钙中，一部分是与有机酸或无机酸结合的复合钙，另一部分则是游离状 态的钙离子。只有离子钙才具有生理作用。 2+
离子钙的生理功能涉及诸多方面：ca 参与调节神经、肌肉兴奋性，并介导和调节肌肉 2+
以及细胞内微丝、微管等的收缩；Ca 影响毛细血管通透性，并参与调节生物膜的完整性和 2+ 2+
质膜的通透性及其转换过程； 参与调节多种激素和神经递质的释放， 的重要作用之一 Ca ca 2+
是作为细胞内第二信使， 介导激素的调节作用， 能直接参与脂肪酶、 ca ATP酶等的活性调节。
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还能激活多种酶(腺苷酸环化酶、 鸟苷酸环化酶及钙调蛋白等)调节代谢过程及一系列细胞内
2+ 2+
生命活动；Ca 与细胞的吞噬、分泌、分裂等活动密切相关；Ca 是血液凝固过程所必需的凝
血因子，可使可溶性纤维蛋白原转变成纤维蛋白。 (二)缺乏
就我国现有膳食结构的营养调查表明，居民钙摄人量普遍偏低。仅达推荐摄入量的50 ％左右。因此钙缺乏症是较常见的营养性疾病。主要表现为骨骼的病变，即儿童时期的佝偻 病(rickets)；成年人的骨质疏松症(osteoporosis)。 二、吸收与代谢 (一)吸收
1.吸收的途径与机制在食物的消化过程中，钙通常由复合物中游离出来，被释放成为一 种可溶性的和离子化状态，以便于吸收，但是低分子量的复合物，可被原样完整吸收。钙的 吸收有两种途径。吸收的机制因摄入量多少与需要量的高低而有所不同。
(1)主动吸收：当机体对钙的需要量高，或摄入量较低时，肠道对钙的主动吸收机制最 活跃。这是一个逆浓度梯度的运载过程，所以是一个需要能量的主动吸收过程。这一过程需
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