钙的生理功能复习过程
钙
二、钙钙(calcium)是人体含量最多的无机元素,正常成人体内含钙总量约为25~30mol(1000-1200g)。
其中约99%集中在骨骼和牙齿中,主要以羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]形式存在;其余1%的钙,一部分与柠檬酸螯合或蛋白质结合,另一部分则以离子状态分布于软组织、细胞外液和血液中,统称为混溶钙池(miscible calcium pool)。
混溶钙池的钙与骨骼钙保持着动态平衡,为维持体内所有的细胞正常生理状态所必需。
机体具有调控钙浓度恒定的机制,主要通过内分泌系统的甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)和降钙素(calcitonin,CT)两种多肽激素及甾固醇激素1,25-(0H)2-D3相互作用调节钙平衡,当钙摄人严重不足或机体钙发生异常丢失时,可通过调节机制使骨脱矿化以保持人体血钙的相对稳定。
人体血液中的总钙浓度比较恒定,为2.25~2.75mmol/L,有三种钙的存在形式,其中46.0%为蛋白结合钙(81%为白蛋白结合钙,19%为球蛋白),6.5%为复合钙,即与柠檬酸或无机酸结合的硫酸盐和磷酸盐,其余47.5%为离子化钙。
血浆中离子化钙是生理活性的形式,正常浓度为0.94~1.33mmol/L,这部分的钙与骨骼钙维持着动态平衡,对维持体内细胞正常生理状态,调节神经肌肉兴奋性具有重要的作用。
(一)钙的生理功能1.构成骨骼和牙齿的成分人体骨骼和牙齿中无机物的主要成分是钙的磷酸盐,多以羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]或磷酸钙[Ca3(PO4)2]的形式存在,是机体利用Ca2+与磷酸根PO43-进行生物钙化的结果。
在钙泵的作用下,骨细胞周围胞浆中的Ca2+被迅速集中到细胞中,细胞内的Ca2+与PO43-发生反应生成颗粒状的磷酸钙,骨细胞将磷酸钙分泌到细胞外并沉积在骨细胞周围,与氢氧化钙结晶为羟磷灰石微晶,通过不断沉积形成高强度的骨组织。
体内骨骼的钙与混溶钙池保持着相对的动态平衡,骨骼中的钙不断地从破骨细胞中释放进入混溶钙池,混溶钙池中的钙又不断地沉积于成骨细胞中,由此使骨骼不断更新。
总结钙离子的生理作用
总结钙离子的生理作用钙离子是人体内重要的无机离子之一,具有广泛的生理作用。
它在维持骨骼健康、神经传递、肌肉收缩、细胞信号转导、凝血过程以及许多其他生理过程中起着重要的作用。
以下是对钙离子主要生理作用的详细总结。
1. 维持骨骼健康:约99%的体内钙离子储存在骨骼中,因此钙离子对于维持骨骼健康至关重要。
骨骼不仅提供了身体的结构支持,还储存了钙离子,以供身体其他组织和器官使用。
在骨骼发育和维持过程中,钙离子在细胞信号转导中发挥关键作用,促进骨骼细胞的生长和再生。
2. 神经传递:钙离子是神经传递过程中的重要信号分子。
当神经细胞被刺激时,钙离子会迅速进入细胞,触发神经递质的释放,进而传递信号到下一个神经细胞。
这个过程被称为突触传递。
因此,钙离子参与了神经系统中的信息传递和大脑功能。
3. 肌肉收缩:钙离子在肌肉收缩过程中发挥重要作用。
当神经信号到达肌肉细胞时,细胞内的钙离子浓度会上升,钙离子结合到肌动蛋白上,从而启动肌肉收缩。
钙离子的缺乏或异常可以导致肌肉功能障碍,例如肌无力、抽搐等疾病。
4. 细胞信号转导:钙离子在细胞内信号转导过程中起着关键作用。
许多细胞内过程,例如细胞增殖、分化、凋亡以及基因表达等,都受到钙离子的调控。
细胞内的钙离子浓度变化可以触发特定的信号级联反应,从而影响细胞功能。
5. 维持心脏健康:钙离子在心肌细胞中发挥关键作用,调节心脏的收缩和舒张。
心脏细胞的收缩是由钙离子的入侵触发的。
当心脏受到刺激时,钙离子进入心肌细胞并结合到肌动蛋白上,引发心脏收缩和心跳。
因此,钙离子的平衡对于心脏功能的正常维持至关重要。
6. 参与凝血过程:凝血是钙离子参与的另一个关键生理过程。
在受伤时,钙离子会启动一系列的凝血反应级联,最终形成血栓阻止出血。
这一过程依赖于钙离子与许多凝血因子的结合,促进凝血蛋白的活化和血栓的形成。
总之,钙离子在人体内发挥着广泛而重要的生理作用。
它维持着骨骼健康、促进神经传递和肌肉收缩、调节细胞信号转导、维持心脏健康以及参与凝血过程。
钙离子调节的分子机制及其在各种生理过程中的作用
钙离子调节的分子机制及其在各种生理过程中的作用钙是一种极其重要的离子,它在人体中发挥了多种生理功能。
在细胞中,钙离子扮演了调节信号传递、细胞增殖和分化、细胞凋亡等多种作用。
为了维持这种功能,钙离子的浓度需要被严格调节。
这个过程需要一系列的机制和分子参与。
本文将介绍钙离子调节的分子机制及其在各种生理过程中的作用。
第一部分:钙离子的来源和功能钙离子在细胞中主要来源于细胞外液和细胞内存储器官:内质网(ER)和线粒体。
细胞外液中的钙离子浓度比细胞内液体中的要高,正常情况下,细胞膜具有选择性地对钙离子的进出进行调节,以维持细胞内的稳态。
当细胞需要使用一些特定功能的钙离子时,细胞则可以通过通道蛋白(通道受体)等机制调节细胞内外的钙离子进出。
在细胞中,钙离子有很多重要的功能。
钙离子在胚胎发育期间有很重要的功能,它参与了不同种类的细胞的生成和定向迁移,同时还控制了细胞的形态、细胞间黏附、细胞增殖和分化、细胞死亡等诸多生物学过程。
第二部分:钙离子调节的分子机制在钙离子在细胞内的流转中有多种分子机制能够促进和阻碍其流通。
其中最重要的分子机制是受体介导机制和钙离子缓冲机制。
(1)受体介导机制受体介导机制指的是细胞膜上的特殊蛋白质,它们可以将细胞外的信号(激素、神经递质等)转换为细胞内的信号(次级信使、酶反应等),并最终引起细胞的反应。
其中钙离子也是一个常见的次级信使分子。
当细胞外的信号物质与对应的受体蛋白结合时,就会发生钙离子的进入和/或为细胞内部的离子表达和信号传递之类的生物过程提供能量。
(2)钙离子缓冲机制钙离子缓冲机制是指钙离子内的蛋白质可以通过特殊结构缓冲一部分钙离子,并使其不直接影响其他的钙离子。
钙蛋白是一种最常见的钙离子缓冲蛋白,钙蛋白主要在肌肉和神经系统中扮演重要角色,他们在身体内的很多钙离子的流动过程中占据了极为重要的地位。
第三部分:钙离子在各种生理过程中的作用钙离子在多个生理过程中具有重要作用,这里将介绍其中几个比较重要的例子:(1)神经系统:神经系统是钙离子调节的重要方面,因为神经递质的放出和运动过程中都涉及到了钙离子。
钙的生理功能与缺乏
钙的生理功能与缺乏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,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。
钙在人体内的生理功能
钙是人体重要的营养物质之一,主要以钙离子的形式存在于人体中,具有构成机体组织、参与凝血、调节细胞膜功能、调节肌肉活动、调节酶的活性等多种生理功能。
所以平时可以通过食物补充一部分人体所需的钙,如牛奶和奶制品、大豆及大豆制品、绿色蔬菜等,还可以在医生指导下适当补充一定的钙剂,平时多进行锻炼和适当晒太阳。
1、构成机体组织:骨骼和牙齿中含有大量的钙,所以钙是构成骨骼和牙齿的重要组成成分,还能使牙齿和骨骼保持一定的硬度。
当钙离子减少,可引起骨质疏松、牙齿松动等症状;
2、参与凝血:钙离子是凝血因子之一,因此当出现出血反应时,可以参与凝血,若机体内钙离子含量减少,可能会引起凝血功能异常;
3、调节细胞功能:细胞内外存在一定量的钙离子,属于带电离子,同时在神经、肝等细胞膜表面还有钙结合部位,可以参与神经递质释放、神经冲动传导、激素分泌等生理反应。
当钙离子被释放时,可影响膜电位,而会直接导致细胞膜的结构和功能发生变化;
4、调节肌肉活动:钙离子可以增加心肌收缩力,提高心肌兴奋性,与使心肌舒张的钾离子拮抗,有利于心脏正常工作。
也能抑制骨骼肌兴奋性,避免手足抽搐,因此当钙离子异常时会引起手足异常抽搐;
5、调节酶的活性:在人体内,蛋白激酶C、腺苷酸环化酶、酪氨酸羟化酶等多种酶,都受到钙离子的调节。
当钙离子缺失时,则各种酶类无法正常调节,可引起全身异常。
浅谈钙离子生理学功能
浅谈Ca2+生理学功能摘要Ca2+是组成原生质的重要元素之一,是生物体不可或缺的一种元素,也参与动物机体各项生理活动,从骨骼形成,肌肉收缩,神经及大脑思维活动,甚至人体的生长发育、消除疲劳、健脑益智和延续衰老等都离不开它,因此有人说“钙是生命之本”。
关键词钙离子骨骼肌肉收缩凝血过程神经传导在动物生命物质中,碳、氨、氢和氧参与各种有机化合物的组成;钙、磷、镁主要以难溶无机化合物存在于骨骼中;另外,钠、氯、钾、钙、镁等分别以游离水合阳离子和阴离子形式存在于细胞内液、细胞外液中发挥电化学和信使功能。
其中,Ca2+发挥了很重要的作用:钙参与肌肉收缩、血液凝固、许多酶的活化、神经冲动的传递、降低细胞膜和毛细血管的通透性等[1]。
经过简单的生理学课程学习和资料查询,我将Ca2+的生理学功能总结了五个方面的内容:组成骨骼的重要成分;参与肌肉收缩;参与凝血过程;参与神经递质的合成与释放;其他方面。
1、骨骼组成钙磷占据了体内总矿物质的70%,约99%的钙和80%~85%的磷存在于骨骼和牙齿中。
骨骼在运动系统中起杠杆作用,构成生物体的坚固支架。
骨组织含有无机盐、有机质和水。
其中无机盐占45%,骨无机盐不仅能增强骨的机械力,同时具有维持机体所有组织的化学平衡作用。
在无机质中磷酸钙、碳酸钙、氟化钙等含钙化合物占2/3,决定了骨的坚固性,在维持体型、保护脏器和支持体重方面有重要作用。
钙是整个生命期骨塑建和重建过程中骨质形成期所必需的元素,支持骨器官的发育和形成[2]。
在畜牧业生产中严重危害动物健康的主要是钙和磷,它们是骨骼的主要矿物质成分,相互关系十分密切,其中一种缺乏或过量,将会干扰动物对另一种的吸收和利用。
在各种动物钙绝对缺乏比较少见,而磷过多引起的钙相对缺乏较为常见,钙的缺乏可导致甲状旁腺机能亢进、骨质疏松和纤维性骨营养不良,但一般不会引起佝偻病和成骨软化[1]。
在家禽的饲养中,钙缺乏会使体质衰弱,增重缓慢,饲料利用率和繁殖率下降,肉、蛋产量降低。
钙离子的生理学功能
钙离子的生理学功能
1. 神经肌肉传导:钙离子是神经肌肉传导过程中必不可少的离子。
当神经元产生动作电位时,钙离子通过离子通道进入神经元轴突末梢,引发突触囊泡释放神经递质。
在肌肉细胞中,钙离子参与肌肉收缩的过程,它与肌钙蛋白结合,触发肌纤维的收缩。
2. 心脏节律调节:钙离子在心脏的电生理活动中起着关键作用。
钙离子通过钙离子通道进入心肌细胞,参与心脏的收缩和舒张过程。
钙离子的浓度变化也参与调节心脏的节律,确保心脏正常的收缩和舒张。
3. 血液凝固:钙离子在血液凝固过程中扮演重要角色。
当血管受损时,钙离子参与激活凝血因子,启动血液凝固过程,形成血栓以止血。
4. 骨骼发育和维持:钙离子是骨骼的主要成分之一,它在骨骼的形成、发育和维持中起着重要作用。
钙离子参与骨的重建和矿化过程,维持骨骼的结构和强度。
5. 细胞信号传递:钙离子作为第二信使,参与细胞内的信号传递过程。
当细胞外的信号分子与细胞膜上的受体结合时,钙离子通道被激活,钙离子进入细胞内,引发一系列的细胞内信号通路,调节细胞的生理功能。
6. 免疫反应:钙离子在免疫系统中也发挥着重要作用。
钙离子参与免疫细胞的活化、增殖和吞噬作用,调节免疫反应的强度和持续时间。
总之,钙离子在人体内具有多种重要的生理学功能,它参与神经肌肉传导、心脏节律调节、血液凝固、骨骼发育和维持、细胞信号传递以及免疫反应等过程。
维持钙离子的平衡对于维持人体正常的生理功能至关重要。
初级检验士考试临床化学讲义第7章钙、磷、镁代谢与微量元素
钙、磷、镁代谢与微量元素一、钙、磷、镁代谢钙、磷、镁的生理功能钙盐和磷酸盐是人体含量最高的无机盐,约99%的钙和86%以上的磷存在于骨骼和牙齿中。
1.钙的生理功能(1)血浆钙可降低毛细血管和细胞膜的通透性,降低神经、肌肉的兴奋性。
(2)血浆钙作为血浆凝血因子参与凝血过程。
(3)骨骼肌中的钙可引起肌肉收缩。
(4)重要的调节物质:①影响膜的通透性;②在细胞内作为第二信使,起着重要的代谢调节作用;③是许多酶的激活剂。
2.磷的生理功能(1)血中磷酸盐是血液缓冲体系的重要组成成分。
(2)细胞内的磷酸盐参与许多酶促反应。
(3)构成核苷酸辅酶类的辅酶。
(4)细胞膜磷脂在构成生物膜结构、维持膜的功能和在代谢调控上均起重要作用。
3.镁的生理功能镁一半以上沉积在骨中。
(1)Mg2+对神经、肌肉的兴奋性有镇静作用;(2)Mg2+是近300种酶的辅助因子。
与体内重要的生物高分子并且和ATP、DNA、tRNA、mRNA的生化反应有关系,参与氨基酸的活化等,在维持机体内环境相对稳定和维持机体的正常生命活动中起着重要的作用。
钙、磷、镁的代谢及调节1.钙、磷、镁的代谢(1)钙1)吸收:十二指肠(活性D3调节下的主动吸收)影响吸收的因素:①肠管的pH:偏酸时促进吸收;②食物成分:食物中草酸和植酸可以和钙形成不溶性盐,影响吸收。
2)排泄:80%肠道排出,20%肾脏排出。
血钙低于2.4mmol/L时,尿中几无钙排出。
(2)磷:食物中磷以有机磷酸酯和磷脂为主,在肠管内磷酸酶的作用下被分解为无机磷被吸收。
由于磷的吸收不良引起的缺磷现象较少见。
磷主要由肾排泄,其排出量约占总排出量的70%。
(3)镁:吸收部位主要在回肠,是主动运转过程。
消化液中也有多量镁,长期丢失消化液(如消化道造瘘)是缺镁的主要原因。
排泄:主要是肾。
2.钙磷代谢的调节:甲状旁腺激素、降钙素、活性维生素D。
(1)甲状旁腺激素:维持血钙正常水平最重要调节因素。
总结果:升高血钙、降低血磷。
钙的生理功能
一、钙的生理功能钙离子是维持机体细胞正常功能的非常重要的离子,它对于维持细胞膜两侧的生物电位,维持正常的神经传导功能。
维持正常的肌肉伸缩与舒张功能以及神经-肌肉传导功能,还有一些激素的作用机制均通过钙离子表现出来。
它的主要生理功能均是基于以上的基本细胞功能,相关的生理功能主要有一下几点:1、维持正常的肌细胞功能,保证肌肉的收缩与舒张功能正常。
2、对于心血管系统,钙离子通过细胞膜上的钙离子通道,进入胞内,通过一系列生化反应,主要是有加强心肌收缩力,加快心率,加快传导的作用。
因而,细胞外钙离子浓度高则会升高血压,使心收缩力加强,每博输出量增大,因而血压也会相应增高。
重要的抗高血压药物有一种便是钙离子拮抗剂,它使得钙离子通过细胞膜上的钙通道的数量减少,使得心肌收缩力减弱,心率降低,血压下降。
其他心血管系统疾病还有充血性心力衰竭、心律失常等,病因均与钙离子关系密切。
3、是形成和维持骨骼、牙齿的结构及组成混溶钙池骨骼和牙齿中的钙占总量的99%,主要以羟磷灰石存在。
其余的1%中一半与柠檬酸螯合或与蛋白质结合,另一半则以离子状态存在于软组织细胞外液及血液中,为混溶钙池。
混溶钙池与骨骼钙间呈现动态平衡,即骨骼中的钙不断地在破骨细胞的作用下释放出来进入混溶钙池;而混溶钙池中的钙又不断地沉积于骨中,从而使骨骼中的钙不断得以补充更新,即为骨更新。
4、是参与血液凝固过程目前已知至少有4种依赖维生素K的钙结合蛋白参与血液凝固过程,即在钙离子存在下才可能完成级联反应,最后使可溶性纤维蛋白原转变为纤维蛋白,形成凝血。
二、缺钙导致骨质疏松的原理骨质疏松症起因与体内新形成的骨量低于被吸收的骨量。
骨总量在刚进入成年时达到顶峰,其后是个稳定期。
但从40岁前后开始又出现一个缓慢的减少过程。
这是因为随着年龄的增长,人体吸收膳食中的钙质的效率在降低,长期钙摄入量不足。
钙的缺乏导致从骨中吸收的钙量增加,而骨中钙储备减少时,骨质也就开始减少。
简述钙元素的生理功能
简述钙元素的生理功能
钙元素是人体中最丰富的矿物元素之一,在人体内的含量接近2克,绝大多数存在于骨骼中,其余的则存在于血液、肌肉、细胞膜、体液和其他组织的各种细胞中。
钙元素在人体的生畸过程中发挥着十分重要的作用,主要有以下几个生理功能:
一、参与肌肉收缩。
钙元素是肌肉收缩的重要调节因子,其参与肌肉的收缩过程称为肌纤维的钙离子循环,也称钙脉冲。
二、参与血液凝固。
钙元素对血液凝固有重要的调节作用,它可以引起血液凝固剂的凝固,从而抑制血液凝固剂的流失,避免外伤导致失血过多而发生休克。
三、参与神经传导。
钙元素可以促使神经元的膜电位发生变化,从而促进神经轴突的冲动传递,从而参与神经传导。
四、参与细胞分裂和增殖。
在细胞分裂和增殖过程中,钙元素可以促进细胞增殖,维持正常的细胞结构。
五、参与激素分泌。
钙元素可以促进胰岛素和抗利尿激素的分泌,维持骨骼活动和体液的正常平衡。
六、参与免疫系统的正常发挥。
钙元素可能参与T细胞的活性分解,从而参与免疫系统的正常发挥。
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营养学考试元素基础复习
常量元素6种:钙镁磷钾钠氯●钙的生理功能:1.形成和维持骨骼和牙齿的结构2.维持肌肉和神经的正常活动3.参与血凝过程(Vk)钙摄入量过低可致钙缺乏症,主要表现为骨骼的病变,即儿童时的佝偻病,成年人的骨质疏松。
钙过量会:1.增加肾结石的危险2.奶碱综合症3.过量钙干扰其他矿物质的吸收和利用(拮抗)膳食中不利于钙吸收的因素有:谷物中的植酸,某些蔬菜(菠菜、苋菜、竹笋等)中的草酸,过多的膳食纤维、碱性磷酸盐、脂肪等。
钙的AI:800mg/日,孕妇1200mg/日,主要食物来源:奶和奶制品、豆和豆制品、虾皮、海带、发菜、芝麻酱●镁的生理功能:1、激活多种酶的活性2、抑制钾、钙通道3、维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性4、维护胃肠道的功能镁缺乏可致神经肌肉兴奋亢进,骨质疏松。
镁的AI:350mg/日,食物来源:绿叶蔬菜,糙粮,坚果●磷的AI:700mg/日,食物来源广泛。
●钠的生理功能:1、调节体内水分与渗透压2、维持酸碱平衡3、钠泵4、维持血压正常5、增强神经肌肉兴奋性钠的AI:2200mg/日,1g食盐含400mg钠●氯的生理功能:1、维持细胞外液的容量与渗透压2、维持体液酸碱平衡3、参与血液CO2运输;氯的来源:氯化钠●钾的生理功能:1、维持糖、蛋白质的正常代谢2、维持细胞内正常渗透压3、维持神经肌肉的应激性和正常功能4、维持心肌的正常功能5、维持细胞内外正常的酸碱平衡6、减低血压钾的AI:1600-2000mg/日,食物来源:蔬菜和水果微量元素8种:铁碘锌硒铜钼铬钴+氟●铁的食物来源:动物肝脏、动物全血、畜禽肉类、鱼类铁缺乏的症状:儿童为易烦躁,对周围不感兴趣,身体发育受阻,出现体力下降、注意力与记忆力调节过程障碍、学习能力降低等;成人则冷漠呆板;当血红蛋白继续降低,则出现面色苍白,口唇粘膜和眼结膜苍白,有疲劳乏力、头晕、心悸、指甲脆薄、反甲等。
●碘主要参与甲状腺素的合成,生理作用也是通过甲状腺素的作用表现出来:1、参与能量代谢2、促进代谢和体格的生长发育3、促进神经系统发育4、垂体激素作用碘缺乏会引起甲状腺肿和克汀病。
钙离子的生理作用及血钙浓度维持稳定的机制
+2a C 的生理作用和血钙浓度维持稳定的机制小组成员:秦际海 陈燕玲 李思思 何丽珠 周春焕 黄诗雅 刘燕燕 张晓云摘要:钙可以调节心脏搏动,保持心脏连续交替地收缩和舒张;钙能维持肌肉的收缩和神经冲动的传递;钙能刺激血小板,促使伤口上的血液凝结;在机体中,有许多种酶需要钙的激活,才能显示其活性。
而血钙主要指血浆钙,血钙以离子钙和结合钙两种形式存在,离子钙直接起生理作用。
血钙水平与人体许多重要功能有关,在调节钙、磷代谢,维持机体正常血钙水平的激素主要有甲状旁腺激素、降钙素和胆钙化醇。
关键词:凝血、肌细胞收缩、构成骨骼、神经递质、血钙浓度、甲状旁腺激素、降钙素、胆钙化醇钙是人体内含量最多的一种无机盐,它约占人体重量的1.5%~2.0%,其中99%存在于骨骼和牙齿之中。
另外,1%的钙大多数呈离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中,与骨钙保持着动态平衡。
血液中的钙几乎全部存在于血浆中,所以血钙主要指血浆钙。
血钙以离子钙和结合钙来两种钙的形式存在,各约占50%。
其中结合钙绝大部分是与血浆清蛋白结合(不扩散钙),小部分与柠檬酸、重碳酸盐等结合(可扩散钙)。
血浆钙中只有离子钙才直接起生理作用。
血浆中的不扩散钙,虽没有直接的生理效应,但它与离子钙之间处于一种动态平衡,并受血液pH 的影响。
细胞对胞质内+2a C 浓度的增加非常敏感,以致经钙通道流入胞质内的+2a C 成为触发或激活许多生理过程的关键因素,如肌细胞的收缩、腺细胞分泌囊胞中内容物的释放、突触囊泡中递质的释放,以及某些酶蛋白和通道蛋白的激活等,此外,钙离子对细胞的粘着,细胞膜功能的维持有重要作用。
所以维持机体血钙水平稳定具有非常重大的意义。
人体正常的血钙水平为:2.25nmol/L-2.75nmol/L 。
维持机体血钙水平稳定的激素主要有甲状旁腺激素(PTH )、降钙素(CT )和胆钙化醇(1,25 - (OH)2 - VD3)。
甲状旁腺激素和胆钙化醇的作用主要是升高血钙水平,降钙素的作用是降低血钙水平,三种激素共同维持机体的血钙浓度稳定。
Ca2+在细胞内的生理作用
Ca2+在细胞内的生理作用摘要:本文主要介绍Ca2+的一些作用,钙是人体内最重要的元素之一,参与一切生命活动过程,维系着细胞的生理功能。
钙主要是以离子形式发挥作用,其作用方式类似于激素的第二信使,因此有人称之为“生物学信使”。
血浆中的钙离子浓度虽比细胞内高千倍以上,但比起骨骼和其他组织来说,还是很少的。
但它存在于身体各部分,是调节体内钙浓度的重要因素之一。
就是这些钙离子,通过平衡细胞内钙离子水平,在细胞中发挥着重要的作用。
它维持了神经、肌肉、凝血机制,并在神经介质和激素的释放等生理功能方面发挥着重要作用,与细胞的受精等作用也有着密切关系。
一Ca2+与突触前神经递质的释放和突触后整合作用当神经冲动抵达神经末稍时,末梢产生动作电位和离子转移,钙离子由细胞膜外进入膜内,使一定数量的小泡与突触前膜贴紧、融合起来,然后小泡与突触前膜粘合处出现破裂口,小泡内递质和其他内容物就释放到突触间隙内。
在这一过程中钙离子的转移很重要。
如果减少细胞外钙离子的浓度,即细胞膜内外的钙离子浓度差下降,则神经递质释放就要受到抑制,而增加细胞外钙离子的浓度差,则递质释放就增加。
所以,钙离子由膜外进入膜内数量的多少,是直接关系到递质释放量的。
钙离子是小泡膜与突触前膜贴紧融合的必要因素。
钙离子有两方面作用:一方面是降低轴浆的粘度,有利于小泡移动;另一方面是消除突触前膜内的负电位,便于小泡和突触前膜接触而发生融合。
神经递质释放后,穿过突触间隙,激活突触后受体,这是突触后整合作用的第一步。
整合作用的一部分经由亲离子受体的开放产生电位变化直接总合而发生在质膜水平;而另一部分额外的、重要的突触后整合作用通过信号级联发生在细胞内,这些信号级联控制着多种代谢过程和生物合成过程,进而调节长时程神经元反应,如调节突触强度、神经元兴奋性和调控蛋白质合成,Ca+在所有这些过程中所扮演的至关重要的作用。
和控制膜通道的许多依赖Ca2+的信号、长时程突触可塑性及基因表达都被详细描述过。
细胞内钙离子调控的分子机制与生理功能
细胞内钙离子调控的分子机制与生理功能细胞是生命体中最基本的单位,其中各种生物分子在细胞内发挥着不同的作用。
钙离子是细胞内重要的信号分子之一,参与调控细胞的多种生理功能,如细胞凋亡、分化、分泌、运动等。
本文将从细胞内钙离子调控的分子机制和生理功能两个方面介绍细胞内钙离子的作用。
一、分子机制细胞内钙离子的调控非常复杂,不同的钙信号通路相互交织、共同作用。
下面将以蛋白激酶C(PKC)通路为例,介绍钙离子与PKC的关系及其调控。
1.钙离子对PKC的激活PKC是一种依赖于钙离子的蛋白激酶,钙离子能够直接激活PKC。
在细胞内,钙离子的浓度受到外界刺激、细胞自身代谢等因素的调节,一旦钙离子浓度升高,钙离子将进入至细胞内,并与PKC结合,激活PKC的活性。
2.钙离子对PKC结构的影响钙离子还可影响PKC的结构,PKC由两个结构域组成,卡赛隆结构域和催化结构域。
钙离子通过卡赛隆结构域与PKC结合,会使PKC的悬臂区内移,导致催化结构域接近其底物并发挥催化活性。
同时,钙离子还能使PKC的卡赛隆结构域与其他蛋白质结合,启动更多的信号转导通路。
3.钙离子与PKC的交互作用PKC在钙离子存在时活性高,但在钙离子缺少时仍具有较强催化活性。
研究表明,缺乏钙离子的PKC也可激活,可能是由于PKC的卡赛隆结构域与膜磷脂结合所致。
此外,一些激酶家族的成员在缺乏钙离子的情况下也具有催化活性,因此研究者在进一步了解PKC活化的过程中,也在探索缺乏钙离子情况下其他蛋白激酶的结构与功能变化。
二、生理功能细胞内钙离子能够参与调控细胞多种生理功能,下面将具体介绍几个典型的例子。
1.细胞凋亡钙离子参与细胞凋亡的过程,其中半胱氨酸天冬酶家族酶(caspase)起着至关重要的作用。
细胞在凋亡时,钙离子浓度明显升高,激活了NF-κB等蛋白质,促进细胞死亡。
此外,钙离子还能够参与线粒体的调控,发挥细胞凋亡的作用。
2.肌肉收缩钙离子对肌肉收缩也起着重要作用,当肌肉收到神经冲动时,电位沿着轴突朝着末梢传递,逐渐释放钙离子。
钙离子的生理功能
钙离子的生理功能钙离子是一种非常重要的生物离子,能够在细胞内发挥许多关键的生理功能。
这篇文章将讨论钙离子的生理功能,包括钙离子的来源、调节和信号转导,以及与身体各个器官和系统的相关性。
钙离子来源和调节钙离子是细胞内外的离子平衡之一。
它通常从foods、水和钙离子泵中获取,同时肠道对其吸收和肾脏对其排泄进行了调节。
此外,甲状腺激素、甲状旁腺激素、维生素D和胰岛素等激素也可以影响钙离子水平。
当细胞膜受到刺激时,如光、声音、化学刺激和机械刺激,钙离子会迅速涌入细胞内,通过分子通道(如L-型钙通道、NMDA受体、IP3受体)通道进出细胞。
这会导致细胞内pH的变化、酶的激活、蛋白质的结构变化和分子信号的转导,从而影响细胞的情况。
钙离子的生理功能1.神经元兴奋性调节神经元兴奋性是指神经元处理信息时产生的电信号的频率和强度。
钙离子从神经元内部移出是一种非常重要的兴奋性调节。
细胞膜中的钙离子通道是神经元兴奋性调节的关键因素。
它们可以增加或减少神经元膜的兴奋性。
当钙离子进入细胞时,它会激活许多钙敏感的酶和离子通道。
在神经元中,钙离子通道的激活会导致神经元中兴奋性相关离子通道(如钠通道)的关闭,从而减少动作电位的形成,并兴奋兴奋后神经元的效应(如促进神经元的突触传递)。
2.心脏肌肉收缩钙离子能够使心肌肌细胞收缩,这种收缩是以钙离子泵的形式控制的。
在心肌收缩过程中,钙离子通道会打开,使得钙离子进入肌细胞内。
在钙离子进入肌细胞内后,它会结合肌肉中的细丝和纤维蛋白,使得肌肉收缩,并在肌肉收缩后通过钙离子泵再次被转移回肌细胞外。
这是心脏肌肉收缩的一个简单过程,而钙离子作为这个过程中关键的中介就成为心脏如此重要的原因之一。
3.骨骼形成骨骼是人类结构的基础,钙离子是骨骼形成过程中不可或缺的离子。
在骨骼形成过程中,钙离子是肉芽组织的一个主要成分,它可以在骨矩阵中结晶并使骨质更加稳定。
骨骼形成是一个长期的过程,涉及到骨细胞和细胞外基质之间复杂的相互作用和信号通路。
钙的生理功能
钙的生理功能
钙是一种重要的矿物质,对于人体的生理功能起着关键作用。
以下是钙在人体中的生理功能:
1. 骨骼形成和维持:钙是骨骼的主要组成成分之一,它与磷酸盐结合形成羟基磷灰石晶体,使骨骼坚固而稳定。
如果体内钙含量不足,骨骼的形成和维持会受到影响,可能导致骨质疏松症、骨折等骨骼相关问题。
2. 神经传递:钙离子参与神经元之间的电信号传递。
当神经元受到刺激时,细胞膜上的钙通道会打开,使细胞内钙离子浓度增加,从而引发神经传递的过程。
钙的存在确保神经信号的正常传递。
3. 肌肉收缩:钙是肌肉收缩的关键。
当神经冲动到达肌肉细胞时,细胞膜上的钙通道会打开,使细胞内钙离子浓度增加。
钙离子会与肌动蛋白结合,导致肌肉纤维的收缩。
如果体内钙含量不足,肌肉收缩可能会受到影响,导致肌无力或痉挛等问题。
4. 血液凝固:钙参与血液凝固过程。
当血管受伤时,钙离子会与血浆中的凝血因子相互作用,促进血小板凝聚和纤维蛋白形成,最终形成血凝块。
这是身体的一种保护机制,防止过多的出血。
5. 细胞信号传导:钙离子参与细胞内的信号转导过程。
细胞内的钙浓度变化可以调节许多细胞内过程,如细胞生长、分化、凋亡等。
钙离子可以与许多细胞信号传导分子相互作用,影响
细胞的生理活动。
综上所述,钙在人体中发挥了重要的生理功能。
它不仅对骨骼健康和肌肉功能至关重要,还参与神经传递、血液凝固和细胞信号传导等过程。
因此,保持充足的钙摄入对于维护整体健康至关重要。
钙离子在肌肉收缩和心脏电活动中的作用
钙离子在肌肉收缩和心脏电活动中的作用肌肉收缩和心脏电活动是人体中十分重要的生理功能。
钙离子在这两个过程中扮演着不可或缺的角色。
在本文中,我们将分别探讨钙离子在肌肉收缩和心脏电活动中的具体作用。
一、钙离子在肌肉收缩中的作用肌肉细胞有两种主要类型:平滑肌和骨骼肌。
在平滑肌和骨骼肌中,钙离子的作用方式略有不同。
1. 钙离子在平滑肌的收缩中的作用平滑肌是构成人体各种内脏器官的主要细胞类型。
平滑肌的收缩是由肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用完成的。
而这一过程的调控则是通过对钙离子的控制来实现的。
平滑肌细胞内部有一种叫做钙调蛋白的结构,可以将游离态的钙离子紧密结合,防止其流失。
当收缩信号到达肌细胞时,会使得钙调蛋白改变构象,释放出结合的钙离子。
这些钙离子会结合到另一个蛋白质——肌钙蛋白,从而使肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用增强,促进平滑肌细胞的收缩。
2. 钙离子在骨骼肌的收缩中的作用骨骼肌是人体中最主要的肌肉类型。
它的收缩是由肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用完成的。
与平滑肌不同的是,骨骼肌的钙离子不是来自细胞内部,而是来自肌纤维的一个专门的储存器——肌钙蛋白质质网。
当肌细胞接收到收缩信号时,肌钙蛋白质网会释放出储存的钙离子,使其进入细胞内部。
这些钙离子会与肌钙蛋白结合,从而促进肌动蛋白和肌球蛋白相互作用,引发肌肉收缩。
二、钙离子在心脏电活动中的作用心脏是人体中最重要的器官之一,其正常运转需要复杂的电活动过程。
钙离子在心肌细胞的产生和释放中扮演着至关重要的角色。
心肌细胞中有一种特殊的离子通道——钙离子通道。
当钙离子通道打开时,外部的钙离子会迅速流入细胞内部。
这些钙离子会和一种叫做钙离子释放通道的结构物发生作用,引发细胞内的钙离子释放。
这些钙离子会与肌钙蛋白结合,引发心肌细胞的收缩。
同时,它们也参与了心脏电信号的传递过程。
在心脏电信号的传递过程中,钙离子会干扰心肌细胞的离子通道,从而改变细胞的电位状态,促进信号的传递。
简述钙的主要生理功能
简述钙的主要生理功能钙是人体中最重要的矿物质之一,它在人体中起着许多重要的生理功能。
本文将简述钙的主要生理功能。
钙是骨骼和牙齿的主要组成成分,是维持骨骼和牙齿强壮健康的关键。
人体中的99%的钙都储存在骨骼和牙齿中,只有1%存在于体液中。
钙离子通过调节骨骼中的矿物质沉积和溶解,维持骨骼的结构和强度。
缺乏钙会导致骨质疏松症和易骨折等骨骼疾病。
钙在神经传导过程中起着重要的作用。
神经细胞通过电信号传递信息,而钙离子参与了神经细胞的兴奋和抑制过程。
当神经细胞接收到刺激时,细胞膜上的钙通道会打开,导致钙离子的流入。
这个过程可以触发神经递质的释放,从而传递信号。
钙还参与了肌肉的收缩和松弛过程,使得我们能够进行各种运动。
钙还参与了许多细胞的代谢过程。
钙离子可以调节许多酶的活性,从而影响细胞内的代谢途径。
钙还参与了细胞凋亡(程序性细胞死亡)的过程,对维持正常细胞生长和分化起着重要的作用。
钙还参与了许多信号转导途径,调节了细胞内的许多生物学过程。
钙还对血液凝固起着重要的作用。
当血管受伤时,钙离子参与了血液凝固的过程。
它与血小板和凝血因子相互作用,形成血块,防止过多的出血。
钙离子还参与了心脏的收缩和正常的心脏节律调节。
钙还与许多其他矿物质和维生素之间存在一定的关系。
例如,维生素D可以促进钙的吸收和利用,维生素K可以影响钙的代谢和骨骼健康,镁可以调节钙的代谢和吸收等。
钙在人体中扮演着多种重要的生理功能。
它不仅是维持骨骼和牙齿健康的关键,还参与了神经传导、细胞代谢、血液凝固等多个生物学过程。
因此,我们应该保证摄入足够的钙质,以维持身体的正常功能。
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钙的生理功能
一、钙的生理功能
钙离子是维持机体细胞正常功能的非常重要的离子,它对于维持细胞膜两侧的生物电位,维持正常的神经传导功能。
维持正常的肌肉伸缩与舒张功能以及神经-肌肉传导功能,还有一些激素的作用机制均通过钙离子表现出来。
它的主要生理功能均是基于以上的基本细胞功能,相关的生理功能主要有一下几点:
1、维持正常的肌细胞功能,保证肌肉的收缩与舒张功能正常。
2、对于心血管系统,钙离子通过细胞膜上的钙离子通道,进入胞内,通过一系列生化反应,主要是有加强心肌收缩力,加快心率,加快传导的作用。
因而,细胞外钙离子浓度高则会升高血压,使心收缩力加强,每博输出量增大,因而血压也会相应增高。
重要的抗高血压药物有一种便是钙离子拮抗剂,它使得钙离子通过细胞膜上的钙通道的数量减少,使得心肌收缩力减弱,心率降低,血压下降。
其他心血管系统疾病还有充血性心力衰竭、心律失常等,病因均与钙离子关系密切。
3、是形成和维持骨骼、牙齿的结构及组成混溶钙池骨骼和牙齿中的钙占总量的99%,主要以羟磷灰石存在。
其余的1%中一半与柠檬酸螯合或与蛋白质结合,另一半则以离子状态存在于软组织细胞外液及血液中,为混溶钙池。
混溶钙池与骨骼钙间呈现动态平衡,即骨骼中的钙不断地在破骨细胞的作用下释放出来进入混溶钙池;而混溶钙池中的钙又不断地沉积于骨中,从而使骨骼中的钙不断得以补充更新,即为骨更新。
4、是参与血液凝固过程目前已知至少有4种依赖维生素K的钙结合蛋白参与血液凝固过程,即在钙离子存在下才可能完成级联反应,最后使可溶性纤维蛋白原转变为纤维蛋白,形成凝血。
二、缺钙导致骨质疏松的原理
骨质疏松症起因与体内新形成的骨量低于被吸收的骨量。
骨总量在刚进入成年时达到顶峰,其后是个稳定期。
但从40岁前后开始又出现一个缓慢的减少过程。
这是因为随着年龄的增长,人体吸收膳食中的钙质的效率在降
低,长期钙摄入量不足。
钙的缺乏导致从骨中吸收的钙量增加,而骨中钙储备减少时,骨质也就开始减少。
三、为什么女人比男人骨质疏松的发病率高
首先,男人的骨总量比女人的大,所以随着年龄的增大而不可避免的丢失骨质时,男人的骨密度依然较高。
其次,妇女到绝经期因缺乏雌激素和其他性激素,所以骨质丢失的速度更快。
四、科学补钙应注意什么
一、不随广告走。
增加自己的保健知识,正确认识补钙。
钙品生产企业常以明星
为前驱,吸引消费者。
对此应根据自身需要做出选择,而不要被各类响亮的补钙商品名称所惑,切记此类商业用语纯属炒作,在营养学领域多数并不存在。
二、不要听信某些钙品的夸大宣传。
如一些广告称的“沉积好、吸收快”,
使人误认为人体对钙的吸收是简单的过程,实际上钙进入人体首先要进入血液,再形成含钙细胞,之后再通过复杂的变化过程穿透骨头最外面的硬层,固定到里面的骨质中。
另有广告宣称自己的产品“颗粒比一般产品小若干倍”,实际上颗料大小只是物理变化,并不能从本质上改善人体对钙的吸收率;目前人体对补钙产品中钙的吸收率仅在30%左右,事实上并不存在所谓的“95%”的吸收率。
三、尽量通过改善饮食结构,达到从天然食品中获取足量钙的目的。
在家庭
日常的食物中,含钙较多的有牛奶、奶酪、鸡蛋、豆制品、海带、紫菜、虾皮、芝麻、山楂、海鱼、蔬菜等,特别是牛奶,每100克鲜牛奶含钙120毫克,如果每人每天喝奶250克,便能提供钙300毫克;每天喝牛奶500克,便能供给600毫克的钙;
再加上膳食中其它食物供给的300毫克左右的钙,便能完全满足人体对钙的需要,值得注意的是,在食用这些含钙丰富的食品时,应避免过多食用含磷酸盐、草酸、蛋白质丰富的食物,以免影响钙的吸收。
四、检测钙的含量,应去正规医院。
商店药店里摆放的“单光子骨密度测试
仪”,只能测手臂的尺骨和桡骨,而钙的流失主要危害是腰椎和胯骨的缺钙,因此这种测试不准确。
而且这类仪器是放射源,其辐射会对身体产生影响。
五、钙产品并非越贵越好,应根据自身需要选用。
目前市场上流通的钙产
品,其品质没有太大区别。
而且不同钙品适宜人群也不同,碳酸钙含净钙量高,吸收率高,是传统补钙制剂,但它并不适合胃酸缺乏者;磷酸钙含磷高,但不适合慢性肾功能不全者。
六、补钙不是越多越好,重要的是看吸收。
每次服用元素钙超过200毫克
时,就会降低吸收率。
七、老年人缺钙是引起骨质疏松症的重要原因,应从改善饮食结构和服用钙
品两方面加强钙的摄入量。
在摄入含钙食品时,老年人应考虑自身的身体状况,饮食合理适中,促进身体吸收;在服用补钙产品时需注意,老年人肠道对钙的吸收能力较弱,单纯服用钙制剂无法从发病机制上有效防治骨质疏松症,必须服用一定剂量的维生素,才能防止钙质流失,提高肠道吸收钙的能力,促进骨代谢和骨形成。
但特别需要引起重视的是,单纯补钙并不能全面防治骨质疏松症,内分泌失调、维生素D活力下降、运动量减少、盐摄入量过高等因素都可能导致老年人患骨质疏松症。
八、儿童补钙应以食补为主,在服用钙品时应特别小心。
儿童肠胃功能较弱,不要选择碱性强的钙品,如碳酸钙、活性钙等;不应在服用钙品时同时饮用汽水、碳酸饮料等,以免降低吸收率。
另外,儿童过量服用钙品,会抑制对锌元素的吸收,因此对缺锌儿童进行补钙时应以食补为主。
九、服用添加维生素D的钙品时,谨防积蕴中毒。
许多消费者认为,补钙只能选择与维生素D合一产品,这是一种误解,由于人体个体差异普遍存在,并不是所有的人同时既缺钙又缺维生素D,部分人长期服用维生素D反而会抑制体内自身维生素D的形成,或是引发维生素D大量摄入而积蕴中毒现象,中毒症状为高钙血症引起的肝肾功能损伤和软组织钙化,表现为食欲减退、反应迟钝、心律不齐、呼吸困难、恶心呕吐、烦渴多尿、便秘等。
十、一些疾病患者,应在医生指导下补钙。
研究发现,心脏病患者补钙不当,会因钙沉积而引发人身意外,因此高血压、冠心病等心血管疾病患者应在专科医生指导下,合理摄取钙或服用钙制剂来达到降血压的目的,不能盲目补钙,避免发生意外。
此外,正在服用甲状腺激素、四环素、皮质类固醇等激素类药物的患者,补钙时要先向医生咨询清楚,因为补钙剂与这类药物可能会相互作用,对人体产生不利影响。