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1、7.2人體重要的礦物元素7.2.1鈣鈣是人體中含量最豐富的礦物質(zhì)元素。成人體內(nèi)鈣總量約為1200g,占體重的1.5%~2%。鈣不僅是構(gòu)成機體完整性不可缺少的組成部分,而且在機體各種生理和生化過程中起著極為重要的作用。7.2.1.1生理功能(1)構(gòu)成機體的骨骼和牙齒人體中的鈣約99.3%集中于骨骼和牙齒,以羥基磷灰石[3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2]和無定形兩種形式存在,只有0.1%的鈣存在于細胞外液,全身軟組織含鈣量約0.6%~0.9%。存在于軟組織和體液中的鈣或與檸檬酸螯合或與蛋白質(zhì)結(jié)合,但大多數(shù)(50%以上)是呈離子狀態(tài)存在,這部分鈣統(tǒng)稱為混溶
2、鈣池,它與骨骼鈣維持著動態(tài)平衡,即骨中的鈣不斷地從破骨細胞中釋出進入混溶鈣池,而混溶鈣池的鈣又不斷地沉積于成骨細胞中。這種骨鈣的更新,成人每天約700mg。鈣的更新隨年齡的增長而減慢,幼兒的骨骼每1~2年全部更新一次,成人更新一次則需10~12年。男性在18歲以后,女性則更早一些,骨的長度開始穩(wěn)定,但骨的密度仍然繼續(xù)增加若干年。40歲以后,骨中的無機物逐漸減少,可能有骨質(zhì)疏松的現(xiàn)象出現(xiàn)。其過程速度因人而異,但一般情況下女性大于男性,體力活動可以延緩這種過程。(2)維持多種正常生理功能混溶鈣池的鈣是維持所有細胞正常生理狀態(tài)所必需的,只有鈣、鎂、鉀和鈉等離子
3、保持一定的比例,組織才能表現(xiàn)出適當?shù)母袘?yīng)性。例如,心臟的正常搏動,肌肉、神經(jīng)正常興奮性的傳導(dǎo)和適宜感應(yīng)性的維持,都必須有一定量的鈣離子存在。正常人血清鈣離子濃度為2.25~2.75mmol/L,若血清鈣的含量下降,可使神經(jīng)和肌肉的興奮性增高,從而引起抽搐;反之若血清鈣量過高,則可抑制神經(jīng)、肌肉的興奮性。(3)其他生理功能離子鈣的生理功能還涉及諸多方面:影響毛細血管的通透性,并參與調(diào)節(jié)生物膜的完整性和質(zhì)膜的通透性及其轉(zhuǎn)換過程;參與調(diào)節(jié)多種激素和神經(jīng)遞質(zhì)的釋放;直接參與脂肪酶、ATP酶等的活性調(diào)節(jié);是血液凝固過程所必需的凝血因子,可使可溶性纖維蛋白原轉(zhuǎn)變成纖
4、維蛋白等。7.2.1.2吸收、排泄與儲留(1)吸收鈣的吸收有兩種途徑,吸收的機制因攝入量的高低而有所不同。當鈣攝入量較高時,大部分由被動的離子擴散吸收。這一過程主要取決于腸腔與漿膜間鈣濃度的梯度。當機體的需要量大或攝入量少時,腸道對鈣的吸收是逆濃度梯度的主動吸收的過程。這一過程需要鈣結(jié)合蛋白的參與,也需要1,25(OH)2D3作為調(diào)節(jié)劑。但是,膳食鈣在腸道中的吸收很不完全,有70%~80%不被吸收而留于糞中。影響鈣吸收的因素很多,主要包括機體和膳食兩個方面。鈣的吸收與機體需要程度、年齡、個體機能狀態(tài)密切有關(guān)。嬰兒時期因需要量大,吸收率可高達60%,兒童約
5、為40%,成年人僅為20%左右,年齡大,鈣吸收率低;胃酸缺乏、腹瀉等會降低鈣的吸收;機體缺鈣則吸收率較大。膳食中的谷類,某些蔬菜中含植酸、草酸較多,它們能與鈣形成不溶性鈣鹽,影響鈣的吸收;膳食纖維可以影響鈣的吸收,機理可能是膳食纖維中的醛糖酸殘基與鈣結(jié)合所致;脂肪消化不良時,常降低鈣的吸收,其原因可能是由于鈣與未被吸收的脂肪酸形成鈣皂,隨糞便排出所致。維生素D能促進鈣的吸收;乳糖、膳食蛋白質(zhì)也可以促進鈣的吸收,原因是它們能和鈣形成可溶性的絡(luò)合物或鈣鹽。(2)排泄鈣的排泄大部分由糞便排出,小部分由尿排出,此外經(jīng)汗液也有少量排出。由于成人對鈣的吸收率較低,因
6、此,糞鈣大部分是機體沒有吸收的鈣,其次為內(nèi)源性鈣,它來自于脫落的上皮細胞和消化液。人體每日排泄鈣約100~350mg,高溫作業(yè)人員每日從汗中排出鈣可達100mg,哺乳期的婦女每日平均從乳中排出鈣100~300mg。(3)儲留有很多因素影響到鈣在體內(nèi)的儲留。膳食鈣的供給水平不同,體內(nèi)鈣儲留也有差異。只要食物中鈣的供給量超過機體鈣的消耗量,則機體將根據(jù)體內(nèi)對鈣的需要,增加或減少鈣的吸收、排泄和儲留,使成年人維持鈣平衡,使正在生長的兒童維持正鈣平衡。幫助和維持脊椎動物鈣平衡的內(nèi)分泌系統(tǒng)是綜合和復(fù)雜的。這種內(nèi)分泌系統(tǒng)涉及兩種多肽激素(即甲狀旁腺激素PTH和降鈣素
7、CT)與一種甾醇激素[1,25(OH)2D3]的相互作用。多肽激素的生物合成和分泌受到與細胞外液鈣離子濃度有關(guān)的負反饋機制調(diào)節(jié),甾醇激素的生物合成是由循環(huán)中維生素D的主要代謝產(chǎn)物25(OH)D在腎臟中進行,并且受PTH和CT以及細胞外液鈣和磷濃度調(diào)節(jié)。在生理學(xué)條件下,血漿鈣的波動很小。血漿鈣的下降可使PTH分泌增加而CT分泌減少。血漿激素的這種變化,使骨回收增加和腎鈣排泄減少,以及通過PTH刺激1,25(OH)2D3合成增加,從而使腸吸收鈣增加,結(jié)果使血漿鈣濃度增加到稍高于其生理學(xué)水平,從而抑制PTH分泌、刺激CT分泌。7.2.1.3缺乏與過量(1)缺乏
8、就我國現(xiàn)有膳食結(jié)構(gòu)的營養(yǎng)調(diào)查表明,居民鈣攝入量普遍偏低,僅達推薦量的50%左右。