骨內(nèi)鈣、磷、鎂的代謝分為細胞內(nèi)和細胞外水平的調(diào)控，它與甲狀旁腺素、降鈣素、1,25 (OH）2D3有關(guān)。另外，還有許多因素參與鈣、磷、鎂代謝的調(diào)控，如：pH水平、鈉、鉀、氯、碳酸鹽、催乳素、糖皮質(zhì)激素、生長激素、胰島素、轉(zhuǎn)化生長因子等。

1．甲狀旁腺素（parathyroid hormone，PTH) PTH是由甲狀旁腺的主細胞合成與分泌的多肽類激素。PTH的靶器官是骨和腎，PTH通過靶器官表面的特異性受體使細胞內(nèi)cAMP水平發(fā)生變化，激活一系列生理生化反應(yīng)，使血鈣濃度升高，血鈣濃度的升高又通過反饋方式作用于甲狀旁腺，使PTH分泌減少，如此，使血鈣濃度維持在一個狹小的范圍內(nèi)，保持機體內(nèi)環(huán)境中鈣的平衡。

人的PTH基因定位于11號染色體短臂上，與降鈣素基因相毗鄰，不同種屬的PTH高度同源。PTH基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯等一系列生物反應(yīng)后成為有活性的PTH（含84個氨基酸殘基），儲存在胞質(zhì)內(nèi)，其儲存量可以最大分泌速度持續(xù)1.5 h。在生理情況下，PTH分泌有一定規(guī)律，分泌高峰在早上6時至下午4時。PTH分泌主要受血鈣濃度調(diào)節(jié); PTH在血循環(huán)中的半衰期約為2 min，分泌的PTH能到達靶器官受體的不到1%，這一特點使PTH濃度的保持依賴于其分泌速度。PTH的受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體超家族成員，其發(fā)揮作用時，首先與骨和腎靶細胞特異的膜結(jié)合受體結(jié)合，通過增加細胞內(nèi)cAMP發(fā)揮作用。

PTH具有促進骨吸收和骨形成雙重作用：體內(nèi)、外研究認(rèn)為，其促進骨吸收的作用途徑，主要是增加破骨細胞的活性和數(shù)量，表現(xiàn)在以下幾個方面：①激活破骨細胞，成熟的破骨細胞對PTH沒有反應(yīng)，當(dāng)有成骨細胞參與時，破骨細胞表現(xiàn)出對PTH的反應(yīng)及骨吸收能力。②可直接刺激破骨前體細胞，增加成熟破骨細胞的數(shù)量；也可間接通過成骨細胞或基質(zhì)細胞的某些因子促進破骨細胞的增殖與分化。③PTH抑制成骨細胞分化和成熟，抑制I型膠原和骨基質(zhì)蛋白的合成。

在體內(nèi)，適當(dāng)濃度的PTH也促進骨形成，主要是通過破骨吸收過程中釋放出一些生長因子（如IGF-1、IGF-2、TGF-13等）；PTH也可刺激成骨細胞產(chǎn)生IGF-1，這些生長因子促進成骨細胞的成熟，刺激成骨細胞的活性，產(chǎn)生骨形成作用。

2．降鈣素（calcitonin，CT) 降鈣素由甲狀腺濾泡旁細胞（或稱為C細胞）分泌，是由32個氨基酸組成的肽素激素。降鈣素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及人工合成等早已解決，按照其結(jié)構(gòu)及功能，有三大類降鈣素，即靈長類與嚙齒類；偶蹄類（如豬、牛、狗、羊等）；硬骨魚類（如鮭魚、鰻魚）和禽類。它們均由32個氨基酸殘基構(gòu)成，但是氨基酸測序發(fā)現(xiàn)不同種屬來源的CT是有區(qū)別的；鮭魚降鈣素的生物活性比人類降鈣素高50倍左右。生理條件下降鈣素也在不斷分泌，只不過人類血中降鈣素含量甚低，如果從進化層次上分析，各種動物分泌降鈣素的能力依次為海洋動物，兩棲動物、陸地動物>哺乳動物>人類，進化程度越低，分泌功能越強，而對人類則是一種退化性激素，分泌的量少，活性程度也低。降鈣素通過降鈣素受體起作用，降鈣素受體主要存在于骨、腎、腦等組織，降鈣素與其受體結(jié)合后，通過細胞內(nèi)cAMP和PKA兩種途徑起作用。

降鈣素分泌受血鈣水平調(diào)節(jié)，它與PTH共同參與鈣代謝，但是二者對血鈣的調(diào)節(jié)作用是相反的。生理情況下，降鈣素的作用并不甚重要，例如，切除甲狀腺對鈣代謝并無多大影響。研究表明，當(dāng)血鈣水平達2.37 mmol/L時，降鈣素開始分泌，隨著血鈣濃度升高，降鈣素分泌增加，從而降低血鈣，其作用過程快速而短暫。

降鈣素對骨的作用：主要是抑制骨吸收，是通過降低破骨細胞的活性和減少破骨細胞的數(shù)量來實現(xiàn)的。破骨細胞在降鈣素作用下數(shù)分鐘內(nèi)抑制細胞代謝，它與骨基質(zhì)表面接觸的刷狀緣皺縮，使破骨細胞的溶骨作用受到抑制。實驗證明，給予降鈣素后15 min就可使破骨細胞數(shù)量減少與活性降低。降鈣素也調(diào)節(jié)成骨細胞活性，增加成骨細胞堿性磷酸酶活性，促進骨形成和礦化。由于降鈣素使骨鈣釋出減少，又從血漿中攝取鈣，使血鈣濃度降低，使骨形成增加，這些作用不依賴于PTH和維生素D，降鈣素抑制骨吸收時存在一種“逃逸現(xiàn)象”（escape phenomenon），即抑制骨吸收有一過性，隨時間延長，則抑制作用減弱，骨吸收作用重新出現(xiàn)并且有所增強。

3．1,25 (OH)2D3 是維生素D的活性代謝產(chǎn)物，它與PTH、降鈣素被稱為鈣調(diào)節(jié)激素。

內(nèi)源性維生素D3是人體維生素D的主要來源，紫外線參與維生素D的代謝，維生素D通過淋巴管進入血液循環(huán)，與α1球蛋白結(jié)合，轉(zhuǎn)運到肝臟，在肝細胞的25羥化酶作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)?5 (OH) D，然后轉(zhuǎn)運到腎皮質(zhì)，再羥化為1α，25 (OH)2D3，此為活性最強的維生素D代謝產(chǎn)物，其半衰期5～8 h，它促進小腸對鈣、磷的吸收，協(xié)同F(xiàn)FH動員骨中的鈣、磷儲存，維持體內(nèi)鈣、磷平衡。

維生素D有廣泛的作用，與骨代謝關(guān)系密切的有以下幾方面：①維生素D促進小腸吸收鈣、磷，是通過1,25 (OH)2　D3來實現(xiàn)的；②維生素D可促進腎小管對鈣、磷的重吸收，減少尿鈣與尿磷，升高血鈣和血磷，有促進骨形成的作用；也有人認(rèn)為，腎小管對磷的重吸收是通過PTH被抑制的間接作用而實現(xiàn)的；③對骨骼的作用是雙向的，對骨吸收與骨形成均有作用：維生素D與PTH協(xié)同促進破骨細胞的溶骨作用，并促進腸鈣吸收。1,25 (OH)2D3可使破骨細胞的活性和數(shù)量增加，增加破骨細胞酸性磷酸酶合成能力，使骨吸收增加。1,25 (OH)2D3也可直接刺激成骨細胞，促使血液和骨中的枸櫞酸與鈣螯合成復(fù)合物，有利于鈣鹽沉積，并促成骨細胞分化和蛋白質(zhì)合成，促進成骨；缺乏維生素D的佝僂病患兒，表現(xiàn)為成骨細胞仍能合成骨基質(zhì)和膠原纖維，但是不能礦化，積聚大量未礦化的類骨質(zhì)。

4．三種親骨性內(nèi)分泌激素在組織水平的協(xié)調(diào)作用　鈣、磷從小腸吸收后進入血液循環(huán)，自腎和消化道排出，按生理需要，有一部分儲存在骨中。為了保持平衡，在小腸中的鈣、磷的凈吸收，必須通過腎的凈排出來達到平衡。消化道對這些礦物質(zhì)的吸收不是一個連續(xù)的過程，而是依賴于飲食攝取。在飲食中給予一定量的鈣、磷、鎂的情況下，吸收的效率是可變的，并不是飲食中的量多，就吸收的多。這些礦物質(zhì)在腎小球的濾過是相對持續(xù)的，所以腎必須按照機體需要來調(diào)節(jié)這些離子的重吸收，體現(xiàn)了這些礦物質(zhì)重吸收時受到調(diào)節(jié)的有效性。骨作為主要的緩沖空間，來保持血液中礦物質(zhì)濃度的正常水平，是由骨形成和骨吸收的平衡來實現(xiàn)的。不同的激素，通過不同的機制而作用于不同的組織器官，使這一功能得到很好的協(xié)調(diào)，以適應(yīng)機體生長期中不斷增長的礦物質(zhì)需求，到中年時期礦物質(zhì)需求相對穩(wěn)定，但是，到老年時期，則礦物質(zhì)緩慢丟失。

血中鈣離子水平與PTH水平呈負相關(guān)，高鈣血癥抑制PTH的合成與釋放，低鈣血癥促進PTH的合成與分泌。

1,25 (OH)2D3的合成過程受到嚴(yán)密的反饋調(diào)節(jié)，當(dāng)它的水平增高時，可抑制肝25羥化酶和腎的1α羥化酶，使1,25 (OH)2D3生成減少。它的合成還受到PTH調(diào)節(jié)，體內(nèi)PTH的調(diào)節(jié)使1,25 (OH)2D3水平穩(wěn)定，其機制可能是通過血鈣對PTH的反饋調(diào)節(jié)控制，當(dāng)1,25 (OH)2D3水平升高時，可促進腸鈣吸收使血鈣升高，后者抑制PTH分泌，PTH的減少使腎1α羥化酶活性降低，抑制腎臟1,25 (OH)2D3的合成。

當(dāng)血中鈣離子水平增高時，使降鈣素分泌增加，當(dāng)血鈣水平降低時，降鈣素分泌受抑制。降鈣素總的作用是使血鈣、血磷水平降低。血漿鎂離子也有類似調(diào)節(jié)降鈣素的作用，但不及血鈣作用明顯。胃腸道某些激素如胃泌素也刺激降鈣素分泌。妊娠期和哺乳期女性的血液中降鈣素水平也升高。降鈣素的生理作用，已知的有降低血鈣、降低骨細胞的生理活性、對抗高血鈣、抑制鈣離子從骨液和骨表面向血中的快速流動，降鈣素對前破骨細胞的生成及破骨細胞的活性也有抑制作用，從而降低骨轉(zhuǎn)換，影響骨的重建過程，但是骨重建過程的一系列變化并不引起血鈣水平的變化。降鈣素在腎可抑制腎小管對鈣、磷的重吸收，還通過抑制1,25 (OH)2D3的生成，間接抑制腸道對鈣、磷的吸收。

血液、骨液與骨表面之間的鈣流動是雙向和快速的交換過程，也是血液與骨鈣交換的主要途徑。鈣從血液進入骨液和骨表面，一般認(rèn)為主要是靠物理—化學(xué)的調(diào)節(jié)過程，無細胞活動參與，與降鈣素?zé)o關(guān)。相反，鈣從骨液、骨表面向血液的流動則受骨表面、骨細胞活性的控制。PTH刺激破骨細胞的生理活性，促進鈣離子向血液流動，而降鈣素可對抗PTH的作用，可迅速減少鈣向血液的流動。但是，骨重建活動僅僅引起血鈣與骨內(nèi)鈣的緩慢而小量的流動過程，因此不影響血鈣濃度。

總之，PTH、1,25 (OH)2　D3以及降鈣素的協(xié)調(diào)作用可概括為：當(dāng)血鈣濃度降低時，刺激PTH分泌，通過抑制腎小管對磷的重吸收，使尿磷排出增加，使血磷降低；由于PTH促進尿磷排出，使血磷降低，血鈣升高；PTH還通過激活腎1α羥化酶生成1,25 (OH)2D3，使小腸鈣吸收增加，PTH加速骨礦物質(zhì)溶解，進一步提高血鈣；血鈣的升高又反過來抑制PTH分泌，并刺激降鈣素分泌，降鈣素抑制腸鈣吸收，抑制骨礦物質(zhì)溶解，以降低血鈣。