5.1 鈣的需要量

鈣劑和維生素D為骨健康的基本補(bǔ)充劑。鈣是構(gòu)成人體重要的無機(jī)元素，無法體內(nèi)合成，必須通過各種方式從外界攝入。人必須從飲食中攝入足夠的元素鈣，以保證骨骼健康發(fā)育并維持骨的正常塑形與重建。人每天必須通過飲食攝入元素鈣的正常范圍被命名為RDA （recommended daily allowance，每日推薦攝入量）。我國居民鈣的攝入量嚴(yán)重不足，這可能與我國的膳食結(jié)構(gòu)以淀粉類食物為主有關(guān)。

2002年衛(wèi)生部組織的中國居民營養(yǎng)狀況調(diào)查報(bào)告顯示，中國居民的鈣攝入依然不足，膳食中鈣每人每天的平均攝入量為389mg，其中城市439mg，農(nóng)村370mg，僅為所需量的一半。

鈣為“閾值”營養(yǎng)素。每日飲食鈣中，元素鈣的攝入量在1000mg以內(nèi)時(shí)，鈣的攝入與吸收呈線性關(guān)系，超過范圍后鈣的吸收漸趨平緩，達(dá)到或超過2000mg后，元素鈣的有效吸收不再增加。因此，每日必須攝入足夠的元素鈣。因各年齡階段的生理狀況及骨的發(fā)育階段不同，鈣的吸收和排泄?fàn)顩r也有差異，因此，人體對(duì)鈣的需要量也是不一致的。

①生長發(fā)育期：一般認(rèn)為，嬰兒和青春期是骨骼生長發(fā)育最快的時(shí)期，鈣存儲(chǔ)量最多。母乳鈣完全可以滿足4個(gè)月以下嬰兒的生理需求。決定嬰兒期鈣平衡的要素是鈣和維生素D。生長期兒童對(duì)鈣的需求要按每千克體重計(jì)是成人的2～4倍。對(duì)于兒童和青少年，決定鈣需要量的主要因素是能否在遺傳允許的限度內(nèi)達(dá)到峰值骨量（peak bone mineral，PBM），此期骨量的凈增加可達(dá)到成人的70%，是決定個(gè)人峰值骨量的最關(guān)鍵階段。目前認(rèn)為，能防止骨質(zhì)疏松性骨折發(fā)生的重要一點(diǎn)是使峰值骨密度達(dá)到最大。骨密度也可作為兒童骨折危險(xiǎn)性的預(yù)測指標(biāo)。3～15歲曾有前臂骨折的兒童的骨密度顯著低于年齡相仿、未骨折的兒童。美國通過對(duì)不同鈣攝入水平所做的鈣平衡試驗(yàn)，制訂了可使鈣潴留達(dá)到最大的鈣攝入量，青春期前的兒童為800mg/d，青春期的白人女孩為1300mg/d。相對(duì)于男孩來說，女孩在青春期需要儲(chǔ)備更多的鈣，為懷孕和哺乳期做準(zhǔn)備。

②成人期及絕經(jīng)后婦女：18歲以后股骨近端等部位的骨量會(huì)有所下降，但前臂、脊柱和頭部骨量是持續(xù)增加的。因此，40歲以前，全身骨量可保持一定程度的增加，達(dá)到個(gè)人峰值骨量。在妊娠后期和哺乳期骨骼更新加快，鈣的存儲(chǔ)量受攝入量的影響，每日必須攝入足量的鈣元素才能滿足所需的鈣存儲(chǔ)。不論男女，40歲以后骨丟失以每年0.55%～1%的速率進(jìn)行。婦女絕經(jīng)后由于雌激素分泌減少，有效利用鈣的能力下降，故絕經(jīng)后3～5年骨丟失量明顯增加。隨著年齡增加，機(jī)體生理功能減退，胃腸道對(duì)鈣的吸收率下降到青少年的50%左右，再加上尿鈣排泄的增加，這些因素都會(huì)促使骨量進(jìn)一步丟失。但此期間鈣的吸收率仍高于老年人群。

③老年期：老年期由于日?；顒?dòng)量的減少，低鈣攝入的飲食習(xí)慣，腸道對(duì)鈣的吸收與腎臟對(duì)鈣的重吸收下降等因素，均導(dǎo)致體內(nèi)鈣及維生素D的存儲(chǔ)量下降。鈣劑防治骨質(zhì)疏松的有效性主要在于缺鈣及維生素D的老年人，主要作用于松質(zhì)骨，提高BMD。另外，補(bǔ)充維生素D不但可促進(jìn)腸道鈣的吸收，提高血清鈣水平，同時(shí)還可改善肌肉功能及反應(yīng)、平衡能力，進(jìn)而降低跌倒導(dǎo)致非椎體骨質(zhì)疏松骨折的風(fēng)險(xiǎn)。

鈣在一定范圍內(nèi)的攝入與吸收呈線性關(guān)系，但當(dāng)攝入鈣量達(dá)到閾值時(shí)，鈣的吸收漸趨平緩，這主要是因?yàn)槟c鈣吸收的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)具有飽和性。在我國，鈣的攝入量普遍存在不足的現(xiàn)象。因此，早期通過補(bǔ)充鈣劑和維生素D來增加鈣的吸收，滿足防治骨質(zhì)疏松的基礎(chǔ)要求，具有突出的成本-效益比。其中，維生素D可以控制和調(diào)節(jié)鈣的吸收與平衡，還是調(diào)節(jié)骨代謝的重要體液因子，同時(shí)具有骨骼外的重要作用，通常與鈣聯(lián)合應(yīng)用防治骨質(zhì)疏松。此外，內(nèi)分泌激素也會(huì)影響小腸對(duì)鈣的吸收。PTH是調(diào)節(jié)血鈣水平的最重要激素，它有升高血鈣和降低血磷含量的作用。PTH對(duì)靶器官的作用是通過cAMP系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的。雌激素降低對(duì)PHT的反應(yīng)，間接促進(jìn)PTH分泌。PTH的分泌還受其他一些因素的影響，如血磷升高可使血鈣降低而刺激PTH的分泌。血Mg2+濃度很低時(shí)，可使PTH分泌減少。生長激素可促進(jìn)腸鈣的吸收，腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素對(duì)鈣的腸道吸收有顯著的抑制作用。胃腸道的生理狀態(tài)及飲食結(jié)構(gòu)對(duì)鈣的吸收也會(huì)產(chǎn)生一定影響。食物中的鈣都是以化合物的形式存在的，必須在胃酸中分解，才能被有效地吸收。若胰腺消化脂肪能力下降，則大量脂肪酸與鈣結(jié)合成為不溶性鈣皂鈣而從糞便中排出，尤以含不飽和脂肪酸較多的油脂較明顯（這個(gè)過程也會(huì)引起脂溶性維生素D的丟失），引起鈣吸收降低。飲食中的食物成分，如植酸與草酸及過多的堿性磷酸鹽等，在腸腔內(nèi)與鈣結(jié)合成不溶解的鈣鹽，會(huì)減少鈣的吸收。鈣磷的比例及任何腸道疾患（主要是小腸）均能影響鈣在腸道的吸收。除上述因素外，在不同年齡段，小腸上皮對(duì)鈣的吸收也會(huì)有所不同。嬰兒對(duì)鈣的吸收率超過50%，兒童約為40%，成年人只有20%。一般40歲以后，鈣的吸收率逐漸下降，多與腸道吸收能力、肝腎功能降低及維生素D活化水平下降等有關(guān)。

5.2 鈣劑防治骨質(zhì)疏松機(jī)制

骨質(zhì)疏松癥是以骨量低下、骨顯微結(jié)構(gòu)破壞為特征，進(jìn)而導(dǎo)致骨脆性增加和發(fā)生骨折的危險(xiǎn)性增高。低骨礦物質(zhì)含量（BMD）是骨質(zhì)疏松骨折的重要危險(xiǎn)因素。骨礦物質(zhì)以鈣鹽為主，鈣是骨礦化的底物。由此可見，鈣在骨質(zhì)疏松防治中的基礎(chǔ)作用。

成人骨代謝不斷進(jìn)行著骨轉(zhuǎn)換，即舊骨的吸收和新骨的形成。鈣和維生素D通過甲狀旁腺素（PTH）發(fā)揮對(duì)骨轉(zhuǎn)換的調(diào)節(jié)作用。PTH動(dòng)員骨鈣入血，使血鈣濃度升高，其作用包括快速效應(yīng)與延緩效應(yīng)兩個(gè)時(shí)相。

快速效應(yīng)：在PTH作用后數(shù)分鐘即可發(fā)生，即將位于骨和骨細(xì)胞之間的骨液中的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)至血液中，骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞在骨內(nèi)形成一個(gè)膜系統(tǒng)，全部覆蓋了骨表面和腔隙的表面，在骨質(zhì)與細(xì)胞外液之間形成一層可通透性屏障。在骨膜與骨質(zhì)之間含有少量骨液，骨液中含有Ca2+（只有細(xì)胞外流入的1/3）。PTH能迅速提高骨細(xì)胞膜對(duì)Ca2+的通透性，使骨液中的鈣進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)而使骨細(xì)胞膜上的鈣泵活動(dòng)增強(qiáng)，將Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外液中。

延緩效應(yīng)：在PTH作用后2～14h出現(xiàn)，通常在幾天甚至幾周后達(dá)高峰，這一效應(yīng)是通過刺激破骨細(xì)胞活動(dòng)增強(qiáng)而實(shí)現(xiàn)的。PTH既加強(qiáng)已有的破骨細(xì)胞的溶骨活動(dòng)，又促進(jìn)破骨細(xì)胞的生成。破骨細(xì)胞向周圍骨組織伸出絨毛樣突起，釋放蛋白水解酶與乳酸，使骨組織溶解，鈣與磷大量入血，使血鈣濃度長時(shí)間升高。PTH的兩個(gè)效應(yīng)相互配合，不但能對(duì)血鈣急切需要做出迅速應(yīng)答，而且能使血鈣長時(shí)間維持在一定水平。

PTH對(duì)腎的作用：PTH促進(jìn)遠(yuǎn)球小管對(duì)鈣的重吸收，使尿鈣減少，血鈣升高，同時(shí)還抑制近球小管對(duì)磷的重吸收，增加尿磷酸鹽的排出，使血磷降低。

此外，PTH對(duì)腎的另一重要作用是激活α-羥化酶，使25-羥維生素D3（25-OH-D3）轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘?，25-二羥維生素D3（1，25-（OH）2-D3）。PTH結(jié)合PTH受體，引起細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，需要活性維生素D的協(xié)同作用。因此，維生素D缺乏以及由此導(dǎo)致的腸鈣吸收減少，刺激PTH的合成和釋放。血漿鈣濃度變化是調(diào)節(jié)PTH分泌的主要方式。血鈣濃度輕微降低即可直接刺激甲狀旁腺細(xì)胞迅速釋放PTH，以動(dòng)員骨鈣入血，同時(shí)增強(qiáng)腎臟對(duì)鈣的重吸收，這樣可使降低的血鈣濃度迅速回升。相反，當(dāng)血鈣濃度升高時(shí)，則PTH分泌減少。長時(shí)間的高血鈣可使甲狀旁腺發(fā)生萎縮，而長時(shí)間的低血鈣則可使甲狀旁腺增生。

降鈣素的分泌主要受血鈣濃度的調(diào)節(jié)。當(dāng)血鈣濃度升高時(shí)，降鈣素的分泌亦隨之增加。降鈣素與PTH對(duì)血鈣的作用相反，共同調(diào)節(jié)血鈣濃度的相對(duì)穩(wěn)定。

鈣對(duì)骨轉(zhuǎn)換細(xì)胞的直接調(diào)節(jié)作用：研究表明，鈣離子可降低破骨細(xì)胞（OC）活性，降低骨的吸收進(jìn)程。當(dāng)細(xì)胞外鈣離子濃度升高時(shí)，破骨細(xì)胞膜上的鈣感受器（Calcium Sensor）和漿膜上的Ryanodin受體（Ry R）會(huì)發(fā)揮作用，結(jié)果使破骨細(xì)胞收縮，細(xì)胞突分散，肌動(dòng)蛋白重排，從而抑制破骨細(xì)胞功能并加快其凋亡速度。當(dāng)人體血清鈣濃度升至生理濃度上限或略高值時(shí)，破骨能力下降。另一方面，鈣離子能增加成骨細(xì)胞（OB）功能。人或鼠的OB細(xì)胞膜上已證實(shí)有鈣感受器或鈣受體，細(xì)胞液中鈣離子度可促進(jìn)OB分化，正常人成骨細(xì)胞和MG-63細(xì)胞株的細(xì)胞外液中鈣離子濃度5mmol/L時(shí)，其增殖能力為1mmol/L時(shí)的2～3倍。

（張振東）