探析钙对人体的生理生化作用

探析钙对人体的生理生化作用

作者：石建东

（单位：河南大学体育学院）

摘要钙对骨骼的生长发育起着重要作用。孕妇缺钙，可使胎儿骨骼发育畸形；婴儿缺钙，易患佝偻病；儿童缺钙，影响骨骼的发育和长个子；老人缺钙，易形成骨质疏松，发生骨折钙是多种酶的激活剂，并调节人体的激素水平。钙对保持细胞膜的完整性、肌肉的兴奋及细胞的多种功能均有极为重要的作用。神经、肝、红细胞和心肌等的细胞膜上都有钙结合部位，当钙离子从这些部位释放时，膜的结构和功能发生变化。钙调节细胞内信号的触发，改变细胞膜对钾、钠等阳离子的通透性。因此，有人称钙为一些激素的细胞内信使。

关键词钙；生理功能；钙的吸收；钙的排泄；补钙的误区

引言

钙不仅是构成骨骼的重要矿物质元素，支持机体，保护重要脏器，是机体完整性的一个不可少的组成部分，而且在机体各种生理学和生物化学的过程中起着重要作用。

钙是多种酶的激活剂，并调节人体的激素水平。钙对保持细胞膜的完整性、肌肉的兴奋及细胞的多种功能均有极为重要的作用。神经、肝、红细胞和心肌等的细胞膜上都有钙结合部位，当钙离子从这些部位释放时，膜的结构和功能发生变化。钙调节细胞内信号的触发，改变细胞膜对钾、钠等阳离子的通透性。因此，有人称钙为一些激素的细胞内信使。

许多因素与骨质有关，如遗传、内分泌、生活方式、体育活动的强度和持续时间，膳食以及妇女妊娠的次数。在钙营养状态与骨质疏松关系的研究中，多数研究得出结论，钙摄人量与骨质呈正相关，而与骨丢失的速度呈负相关。生命初期的钙摄人量对成年人骨质是一个重要决定因素；而老年人骨质又取决于中年时期相应的骨质；增加钙摄人和从事体力活动对超过20岁女性的骨质是重要的决定因素，尤其绝经前的妇女如能够摄人足够的钙，对预防骨质疏松将是十分有效的。

1.钙的介绍

钙是第20号元素，原子量为40.08，在人体的各种元素中含量居第五位，仅次于碳、氧、氮、氢，也是人体含量最多的金属元素，占人体总重量的1.5％-2％，达到1200—1300克。在骨和牙齿中含钙最多，达总钙量的99％，组成人体的支架，并作为机体内钙的储存库。其余1％的钙存在于软组织、细胞外液和血液中，统称为混合钙池，与骨骼钙保持动态平衡，为维持所有细胞的正常状态所必需，在体内发挥极为重要的作用。虽然钙和后文将要谈及的磷、钾、钠等都是人体中含量较高的常量元素，而不是微量元素。钙对骨骼的生长发育起着重要作用。孕妇缺钙，可使胎儿骨骼发育畸形；婴儿缺钙，易患佝偻病；儿童缺钙，影响骨骼的发育和长个子；老人缺钙，易形成骨质疏松，发生骨折。

人的骨骼发育经过婴儿、儿童和青少年等时期的漫长岁月，达到峰骨密度。骨质疏松随年龄的增加而加重，女性较男性多，且发生时间较早，如降低到一定程度就会发生小的或轻度的创伤性骨折。骨密度是骨折的主要决定因素，保证骨骼成熟时的高骨质被认为是防止与高龄相关骨丢失的最有效措施。

2.钙的缺乏与生理功能

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)。

2.1.营养素缺乏的原因

钙缺乏的原因是多方面的，膳食营养素的供给和组织需要之间的不平衡是造成钙缺乏病的原因，可能是一种或多种因素造成膳食营养素供给不足或机体对营养素利用能力降低的结果。许多营养缺乏病是由于膳食中长时间缺乏人体所需要的营养物质，从而对人体的体格和(或)智力造成多种不司逆的损害。2.1.1.食物供给不足

一些灾难性事件如旱灾、水灾、战争、地震和社会动乱等都会阻碍农业的发展，造成食物短缺。此外，在一些发展中国家，人口众多，土地减少，经济落后等，均可造成食物的生产和供应不足。

2.1.2.食物中营养素缺乏

在食品供应量充足的情况下，因天然食物或加工食品中某些营养素缺乏或不足，以及饮食习惯和方式的不科学等也可引起钙缺乏病。

2.1.2.1天然食物营养缺乏

食物中矿物质含量与土壤中相应元素的含量有关，缺乏某种矿物质的土壤所种植的作物能引起相应矿物质的营养性缺乏病。我国在东北三省、陕西、四川等克山病流行地区的水和粮食中硒含量极低；在内蒙古、河北、新疆、甘肃、云南等内陆甲状腺肿流行地区粮食和土壤中碘缺乏比较严重。

2.1.2.2饮食方式不科学

随着人们经济水平的提高，营养缺乏病发生的原因不再局限于食物的贫乏，而更多的表现为营养知识缺乏导致的一系列不良饮食习惯，从而引起营养缺乏病的发生。

2.1.2.2.1．食品搭配不均衡有些经济条件较好的人，他们每天仅吃一些动物性或高能量的食物，如肉类、牛奶、面包、咖啡和含酒精的饮料，会因为缺乏新鲜蔬菜和水果而总上维生素C 缺乏症。因此，营养缺乏病的患者并不一定局限于穷人。另外，禁食和忌食某些食物或者从小养成不良的偏食习惯，如不吃鸡蛋、鱼、肉、胡萝卜、葱等均能减少一些营养素来源而引起营养缺乏病。

2.1.2.2.2．过度食用精制的食品精制白糖和精白米面的矿物质和维生素的含量比不精制的糖和面粉含量少。米面过分的加工，可使其中所含的硫胺素损失达90％，维生素B2、烟酸和铁的损失可达70％～85％，这是因为这些营养物质集中分布于麸皮、米糠与胚芽中，过分精细加工会使其大部分丢失。近年来，我国居民生活水平提高了，许多城镇居民却因长期喜食精白米面而引起维生素B1缺乏症，应引起足够的重视。

2.1.2.2.3．烹调过程中营养素的破坏和损失在烹调过程中，由于温度过高，加热的时间过长，食物中的维生素A、维生素C、维生素 E 和维生素B1容易受到破坏。当水煮食物时，一些矿物质和水溶性维生素常常被溶解于水中而被倒掉，均造成营养素的破坏或损失，人为导致营养缺乏病的发生。

2.1.2.3营养素吸收利用障碍

一般健康个体对每一种营养素的吸收有一个正常的生理性吸收范围，脂肪、蛋白质、碳水化合物、碘、硒、钠、钾、维生素 C 和水的吸收大于90％，铁和铬的吸收小于10％。一些营养素的吸收也受个体营养状态及生理情况的影响，如果某种营养素缺乏时，机体吸收效率将提高，反之吸收降低，如铁、锌等；妇女在妊娠和哺乳时营养素的吸收比平时要大得多。

2.1.2.

3.1食物因素

食物因素可影响营养素的正常吸收。天然食物中存在干扰营养素吸收和利用的物质，如茶和咖啡中的多酚限制了铁的吸收；草酸限制了钙的吸收；纤维素限制了维生素和维生素前体β-胡萝卜素的吸收；树脂限制了脂肪和脂溶性维生素的吸收等。营养素之间也存在相互拮抗作用，如过量钙可以限制铁和锌的吸收，过量锌限制铜的吸收等。

2.1.2.

3.2胃肠道功能

胃、胰腺、胆道等疾病或消化酶的分泌减少都将严重影响食物的消化，使脂肪、碳水化合物、肽和氨基酸甚至维生素和无机盐无法吸收。

2.1.2.

3.3药物影响

药物可直接影响营养素的吸收利用，如磺胺类可对抗叶酸，并抑制其吸收；新霉素、秋水仙碱造成绒毛的结构缺陷和酶的损害，使脂肪、乳糖、维生素B12 无机盐等吸收不良。

2.1.2.4营养素需要量增加

在人体生长发育旺盛期及妊娠、哺乳等生理过程中，营养素需要量明显增加；高能量代谢如甲状腺功能亢进和慢性阻塞性肺病对营养的需要量增加；慢性消耗性疾病如结核病及某些肿瘤患者对营养素的需要量增加。