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1、钙的代谢,清华大学第一附属医院肾内科周敏,钙是人体必需的常量元素之一,是人体各项生理活动不可缺少的离子,参与一切生命活动过程,维系着细胞的正常生理功能。钙不仅是构成骨骼和牙齿的重要组成成分,参与骨骼的新陈代谢,而且在机体多种组织细胞、生物大分子水平发挥着重要作用。,骨钙(不溶),细胞外液钙(可溶),胞内钙:线粒体、内质网,羟磷灰石结晶:3Ca3(PO4)2Ca(OH)2,无定形磷酸钙沉淀:CaHPO42H2O;Ca3(PO4)23H2O,不扩散钙:与蛋白质结合(40%),可扩散钙,游离钙(48%)iCa(ionized Ca),阴离子结合的钙(12%):磷酸、硫酸、柠檬酸,99%,1%,血清总
2、钙,白蛋白结合(30%),球蛋白结合(10%),钙的分布,(diffusible calcium),(nondiffusiblecalcium),体内钙的存在,离子钙与结合钙 的动态平衡 H+结合钙 Ca2+血浆蛋白质 HCO3-,酸中毒碱中毒,pH Ca2+pH Ca2+抽搐,离子钙-血钙中直接发挥生理功能的钙,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:,钙在人体内的代谢,约20%经肾排出,80%随粪便排出。,一、肠道的钙代谢 1 需要量:成人摄入量800-1200mg(20-30mmol)2 吸收部位:3 吸收途径(1)旁细胞途径被动吸
3、收(2)跨细胞途径-主动吸收,十二指肠/小肠上端,吸收率依次为十二指肠空肠回肠。食物中钙吸收率通常只有30%,当体内缺钙或生理需钙量增加时,吸收率可增高。,钙在人体内的代谢,60%70%Ca重吸收(Ca2+-ATP 酶),20-30%Ca重吸收(Ca2+-Mg ATP 酶),10%15%Ca重吸收3Na+-Ca2+交换,Ca2+水平调节钙的肾小球滤过,二、肾脏的钙代谢,钙在人体内的代谢,循环中特别是游离钙平衡依赖肾脏的调节机制。每天约270mmol 的非结合钙经肾小球滤出,其中约266mmol 被重吸收,仅有约4mmol 的钙随尿液排出。,正常的情况下成人体内含钙约为1-2kg,血钙,约99存
4、在于骨骼和牙齿中,1%的钙存在于血液、细胞间液及软组织中,血钙的浓度保持恒定,骨钙,摄入和吸收的钙不足CaP)35 mg/dl,摄入和吸收的钙大于所需的量 CaP)40 mg/dl,三、骨的钙化与脱钙:,钙在人体内的代谢,1.形成骨盐参与骨架组成:2.维持及调节正常的神经肌肉兴奋性:离子钙下降时,骨骼肌应激性增高,出现手足抽搐,肌肉震颤;离子钙浓度升高时骨骼肌应激性下降;这种效应在心肌相反 3.参与肌肉的收缩偶联:钙作为神经兴奋和肌肉收缩之间的耦联因子,介导神经肌肉接头处的兴奋转递,控制着肌肉收缩的启动和舒张的终止 4.维持心脏正常的电生理功能:影响心肌细胞极化和去极化,高钙可使动作电位和有效
5、不应期缩短,易发生心律失常 5.影响腺体分泌:甲状旁腺激素分泌 6.激活酶:是淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶、碱性磷酸酶的激活剂 7.激活补体:钙离子参与补体的经典激活途径 8.参与凝血过程;凝血系统中的凝血因子,在血液凝固的多步反应中起到重要的催化激活作用 9.激素的第二信使,参与细胞信号的传递过程。,钙的生理功能,一、甲状旁腺激素(Parathormone,PTH)对骨的作用 PTH具有促进成骨和溶骨的双重作用。实验研究表明小剂量PTH可促进成骨作用,而大剂量则可促进溶骨作用。PTH可刺激骨细胞分泌胰岛素样生长因子,从而促进骨胶原和基质的合成,利于成骨作用。另一方面PTH能使骨组织中破骨细胞的数
6、量和活性增加,破骨细胞分泌各种水解酶,并且产生大量乳酸和柠檬酸等酸性物质,使骨基质及骨盐溶解,释放钙和磷到细胞外液。但PTH只引起血钙升高,血磷减少,其原因在于PTH对肾脏的作用。对肾脏的作用 PTH对肾脏作用出现最早,主要是增加肾近曲小管对Ca2的重吸收,降低肾磷排泄阈并抑制肾小管对磷的重吸收。(其机理是通过细胞膜受体和cAMP系统,改变细胞膜对Ca2通透性,使Ca2内流增多、胞浆内Ca2浓度升高,减低腔面对Na通透性,Na-Ca2交换减少,Na、HCO3排出增多,磷排出也相应增加。同时,通过浆膜面的“钙泵”使Ca2进入血液,其结果使尿钙减少,尿磷增多,最终使血钙升高,血磷降低。)对小肠的作
7、用 PTH对小肠的钙、磷吸收的影响,一般认为是通过激活肾脏1-羟化酶,促进1,25-二羟胆钙化醇的合成而间接发挥作用的,此效应出现得较为缓慢。,主要由甲状旁腺素、1,25-(OH)2D3和降钙素来调节,钙平衡的调节,甲状旁腺激素(Parathormone,PTH)对血钙的调节,钙平衡的调节,二、1,25-二羟维生素D3 能促进小肠对钙、磷的吸收,对骨亦有溶骨和成骨的双重作用,可促进肾小管对钙、磷的重吸收。,钙平衡的调节,三、降钙素(CalcitoninCT)CT对骨的作用:CT直接抑制破骨细胞的生成,又可加速破骨细胞转化为成骨细胞,因而增强成骨作用,抑制骨盐溶解、降低血钙、血磷浓度。CT对肾的
8、作用:CT直接抑制肾小管对钙、磷离子的重吸收,从而使尿磷,尿钙排出增多,同时还可通过抑制肾1羟化酶而减少1,25-(OH)2D3的生成而间接抑制肠道对钙、磷的吸收率,结果使血浆钙、磷水平下降。对小肠作用:通过抑制1,25-(OH)2D3生成间接抑制钙的吸收,一般认为无直接作用。,钙平衡的调节,钙平衡的调节,钙代谢紊乱,主要是指人体对钙的吸收、排泄或体内分布的异常。临床常表现为高钙血症、低钙血症、并可影响骨的代谢和发育,引起佝偻病、骨软化症等骨代谢病。钙代谢与磷代谢密切相关,与体内酸碱平衡也关系密切,这几方面的异常可以互相影响。,钙代谢紊乱,正常血清总钙离子浓度:2.252.75mmol/L(9
9、11mg/dl)游离钙为1.071.27mmol/L(4.3 5.1mg/dl)高钙血症:2.75mmol/L(11mg/dl)低钙血症:2.15mmol/L(8.6mg/dl)纠正钙血清钙(mg/dl)+0.8(4-血清白蛋白浓度/dl)(适用于低蛋白血症、营养不良、肾病综合征、尿毒症患者),血总钙浓度高于2.75mmol/L时,称为高钙血症。,高钙血症,发病机制,产生增多:PTH 1,25(OH)2D3 骨溶解:骨转移瘤,淋巴瘤 小肠吸收增加:如乳碱综合征,排泄减少:肾脏排出钙减少:FBHH,噻嗪类利尿药,钙代谢紊乱,高钙血症的诊断及鉴别诊断思路,血清Ca2+,甲状旁腺功能亢进(原发或三发
10、),正常或升高,非甲状旁腺疾病,尿Ca2+/肌酐比排除FBHHKUB平片检测排除肾结石血清肌酐,恶性疾病包括骨髓瘤,下降,结节病/肉芽肿病乳碱综合征甲状腺毒症急性肾上腺功能减退Paget病服用大剂量钙剂和维生素D噻嗪类利尿剂,血清ALP,钙代谢紊乱,血PTH,血RT、ESR、SPE,尿钙,Crea,神经、肌肉系统:记忆力下降,反应迟钝,抑郁,淡漠;头晕、嗜睡,定向力障碍,昏睡;肌肉无力、腱反射抑制。心血管系统:QT间期缩短,心动过缓,血管收缩,血压升高。肾脏:多尿、尿浓缩功能障碍,非少尿型肾衰,肾钙化,肾结石。消化系统:厌食、恶心、呕吐,便秘,消化性溃疡、胰腺炎。,高钙血症对机体的影响,钙代谢
11、紊乱,骨骼系统:早期仅有疼痛,局部压痛,长期患病可出现椎体压缩、骨骼畸形,易发生病理性骨折。过高的PTH会引起纤维囊性骨炎,远端指骨骨膜下吸收,锁骨远端变细,颅骨斑点样脱钙,牙槽骨吸收及骨囊肿和棕色瘤等。,高钙血症治疗:轻度升高血钙应注意查病因,如引起明显临床症状,应紧急给予治疗,迅速降低血钙。1、促钙排泄:1)水化:高钙危象时易引起脱水,需首先使用生理盐水补充细胞外液容量。开始2448 h每日持续静点30004000 ml,可使血钙降低0.250.75 mmolL。生理盐水的补充一是纠正脱水,二是通过增加肾小球钙的滤过率及降低肾脏近、远曲小管对钠和钙的重吸收,使尿钙排泄增多。但老年患者及心、
12、肾功能不全的患者使用时要特别慎重。心功能不全的患者可同时从胃肠道补充盐水。2)利尿:在补足血管内容量时选用呋塞米利尿,速尿可作用于肾小管髓袢升支粗段,抑制钠和钙的重吸收,促进尿钙排泄,同时防止细胞外液容量补充过多。速尿应用剂量为2040 mg静脉注射;当给予大剂量速尿加强治疗(80120 mg每23小时)时,需注意水和电解质补充,最好能监测中心静脉压、血及尿电解质,以防发生水、电解质紊乱。由于噻嗪类利尿药可减少肾脏钙的排泄,加重高血钙,因此绝对禁忌。,钙代谢紊乱,2、抑制骨吸收 1)双膦酸盐:静脉使用双膦酸盐是迄今为止最有效的治疗高钙血症的方法。高钙血症一经明确,必须尽早开始使用,因为双膦酸盐
13、起效需24 d,达到最大效果需47 d,约6070患者血钙能降至正常水平,效果可持续14周。帕米膦酸钠:推荐剂量为3060 mg溶于500 ml液体中,4 h一次性静脉点滴。副作用为静点当日有肌肉酸痛,部分患者次日出现暂时性发热,偶有暂时性白细胞降低、轻度无症状低钙及低磷血症。效果呈剂量依赖性,重危患者可予90 mg。肾功能损害者忌用。2)降钙素:抑制破骨细胞骨吸收,同时能减少肾小管钙的重吸收,增加尿钙排泄。起效快,但效果不如双膦酸盐显著。使用降钙素26 h内血钙可平均下降0.5 mmolL,但不能使大多数患者的血钙水平降至正常。常用剂量为:鲑鱼降钙素28 Ukg,鳗鱼降钙素0.41.6 Uk
14、g,均为皮下或肌肉注射,每612小时重复注射,停药后24 h内血钙水平回升。重复注射时应酌情增加剂量,如应用同一剂量的降钙素不能达到首次注射的降血钙效果,有逸脱现象。降钙素的使用非常安全,少数患者仅有暂时性的轻度恶心、腹痛、肌痛及面色潮红。将降钙素与二磷酸盐联合使用,能够迅速和大幅度地降低血钙水平,且效果持久。,3、糖皮质激素:通过多种途径达到降血钙水平的目的,如抑制肠钙吸收、增加尿钙排泄等,适用于血液系统恶性肿瘤如淋巴瘤和多发性骨髓瘤导致的高钙血症,也用于治疗维生素D或A中毒或肉芽肿病导致的血钙水平升高。通常对实性肿瘤或原发性甲旁亢引发的高钙血症无效。常用剂量为氢化可的松200300 mg每
15、日静点,一般35 d。4、其他 1透析:使用低钙或无钙透析液进行腹透或血透,治疗顽固性或肾功能不全的高钙危象,可迅速降低血钙水平。2活动:卧床的患者应尽早活动,以避免和缓解长期卧床造成的高钙血症。3.手术切除肿瘤、放化疗。手术切除甲状旁腺。,低钙血症,血清离子Ca2+2.15mmol/l称为低钙血症。当血清白蛋白正常,且无明显酸碱平衡紊乱时,血清总钙和血清离子钙一致。,发病机制,钙代谢紊乱,原发性甲状旁腺功能低下、甲状腺功能亢进病人手术后、恶性肿瘤骨转移等疾病引起的甲状旁腺功能低下,摄入不足、肠吸收不良、维生素D缺乏或维生素D抵抗,慢性肾功能衰竭(1,25-(OH)2-D3)合成减少肾脏排磷降
16、低引起的高磷血症,肾小管疾病包括Fanconi综合征及某些重金属致近端肾小管损伤,其它,镁缺乏,低蛋白血症,某些药物-如抗癫痫药(苯巴比妥)利福平、和抗骨吸收制剂(如降钙素、双磷酸盐),-急性胰腺炎及大量输入枸橼酸抗凝制剂等,血清Ca2+(Ca2+2.15mmol/L),检查:血Pi、Crea、Mg2+,白蛋白,PTH,ALP,血肌酐升高,血肌酐正常 血镁下降、血磷正常,肾衰竭,低镁血症,尿钙、血PTH,血肌酐升高,血磷升高,血镁正常,尿钙升高、血PTH升高,尿钙正常、PTH下降,甲状旁腺素缺乏,肾性失钾 肾小管酸中毒,Fanconi综合征,甲状旁腺素抵抗,高磷血症,肾衰竭 横纹肌溶解 溶瘤综
17、合征,钙代谢紊乱,低钙血症的诊断及鉴别诊断思路,低钙血症常常没有明显的临床表现。其症状取决于血钙下降速度、程度和持续时间、其中以血钙下降速度关系更为明显。当血钙快速下降,即使血清Ca2+2mmol/l,也会导致临床症状。神经-肌肉兴奋性增高是低钙血症最突出的表现:1.感觉异常:口唇、指尖或足部麻木、蚁行感,肌肉疼痛。2.手足抽搐、面部痉挛:很小刺激即可诱发,手足搐溺典型表现呈助产士手或鹰爪状,严重时可自下向上发展至肘关节、髋膝关节、甚至发生全身随意肌收缩,出现惊厥发作。3.平滑肌痉挛:喉头及支气管平滑肌痉挛,出现喘息发作,甚至出现呼吸暂停;在消化道:表现为腹痛、腹泻、胆绞痛;膀胱表现为尿意感;
18、血管痉挛可表现为头疼、心绞痛、雷诺现象。4.神经精神异常:烦躁易怒、焦虑失眠、抑郁以致精神错乱。也可发生锥体系外表现,如震颤麻痹。5.面部叩击征和束臂征阳性,低钙血症对机体的影响,钙代谢紊乱,骨骼改变:婴幼儿时由于维生素D缺乏导致低钙血症,骨质钙化障碍呈佝偻病样改变。假性甲状旁腺功能减退可发生纤维性骨炎、软骨病及纤维囊性骨炎。消化系统表现:胃酸减少,消化不良,可有恶心、呕吐、腹泻、便秘、吞咽困难。心血管系统:心率增加或心律不齐,心电图表现为Q-T间期及ST段延长,T波低平或倒置,另外,低钙血症还可引起迷走神经张力增加,甚至可导致心脏骤停。转移性钙化:肌腱、关节周围软组织、基底节、小脑钙化等。低
19、血钙危象:血钙低于0.88mmol/L(3.5mg/dl),可发生严重骨骼肌平滑肌痉挛、惊厥、癫痫样发作、严重喘息、甚至引起呼吸、心脏骤停。原发病表现:慢性肾衰是引起低钙血症最常见的原因,低钙血症对机体的影响,钙代谢紊乱,低钙血症的治疗:若总钙浓度小于1.875 mmol/l,无论有无症状均应治疗。1、急性低钙血症的处理:应迅速予以补钙10%葡萄糖酸钙或10%氯化钙10-20ml稀释后缓慢静脉推注,必要时1-2小时后重复一次;若抽搐不止,可予10%葡萄糖酸钙或10%氯化钙20-30ml,加入5%或10%葡萄糖溶液1000ml中,持续缓慢静滴,速度应每小时每千克体重4mg钙/(kg.h),2-3
20、小时后查血钙,补到2.22mmol/L(9mg/dl)左右,不宜过高,注意Ca2+变化;但补钙效果不佳时,应注意低镁血症,必要时补镁;当症状缓解后,改为口服钙剂加用维生素D。,钙代谢紊乱,2、慢性低钙血症的处理:应长期口服钙剂及维生素D制剂。口服钙剂每日补充元素钙1-1.5 g,葡萄糖酸钙、乳酸钙、氯化钙和碳酸钙中分别含元素钙9.3、13、27和40。钙剂在小剂量和酸性环境中吸收较好,宜少量多次,胃酸缺乏者,建议在进食后立即服用。轻度无症状的慢性低钙血症患者,口服钙剂就能恢复正常,调整药量,不使24 h尿钙超过350 mg,以免发生尿路结石。,3、针对原发病进行相应治疗。,病例:张XX,男,79岁,以慢性肾功能不全于2013-01-20入院,入院化验检查提示有低钙血症,1.摄入不足:患者近半年食欲欠佳,进行性消瘦,体力、体重下降,户外活动减少;2.吸收障碍:5月前发现胰腺导管内乳头状瘤,伴有胰腺外分泌功能不全,消化吸收障碍;3.肾功能不全:(1,25-(OH)2-D3)合成减少;4.低蛋白血症:减少结合钙水平;5.甲状旁腺功能减退?,此患者低钙血症原因分析:,治疗:,1.增加饮食摄入,含钙高的牛奶、鸡蛋等食物;补充胰消化酶。2.口服碳酸钙0.6g 3/日,骨化三醇0.5ug 1/日;3、静脉注射葡萄糖酸钙2g/日;4、血液透析,使用高钙透析液(含钙1.75mmol/L),