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鈣與人體骨質疏松

骨質疏松癥已成為國際公共衛生問題之一,對此病防冶是今后生物化學和醫學面臨的一大難題。1985年我國就將骨質疏松癥研究列入“七·五”攻關課題,在全國范圍進行了調查、研究,并取得了許多有價值的成果。隨著我國人民生活水平的提高,平均壽命延長,老年人口不斷增加,骨質疏松也會悄然相伴而至,故對骨質疏松癥的預防應有足夠的認識。

一、鈣的重要性質及其在人體的存在形式

鈣是活潑金屬,具有強的還原性,能從冷水中放出氫,在自然界以碳酸鹽存在于霰石、方解石、石灰石、白堊、大理石中,并以硫酸鹽存在于石膏中。在人體中鈣也是含量較多的元素之一,僅次于氫、氧、碳、氮。正常成人體內總共約有1000-1200克的鈣, 約占人體重的2%,其中99%以上的鈣都存在于骨骼中,骨礦物質中有兩種磷酸鈣、一種是不定形成非晶相體(此種磷酸鈣在人體幼年期占優勢),含有水合的磷酸三鈣和次磷酸鈣;另一種是粗糙的結晶相,通常是以羥磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]的形式存在,骨晶格的統一單位是一個含有18個離子的結構,但在生物的羥磷灰石的研究中發現,骨礦物質的磷灰石部分并不一定具有理想化學計量的[Ca10(PO4)6(OH)2]構成的完整性。骨礦物質有代表性的結構可如下表示:[(Ca2+)10(H3O+)2(PO42-)6(OH-)4(Mg2+)0.3(CO32-)檬酸鹽3-)0.3]
一些親骨離子,如鍶(Sr),鐳(Ra),钚(Pu),鉛(Pb)和氟(F)也可被吸收并結合到晶體中。人的牙齒(包括牙本質和牙釉質)中的鈣,也是以磷酸鈣形式存在,在代謝上比骨骼穩定。身體中的鈣,除了絕大部分集中在骨骼及牙齒以外,還有1%的鈣存在于軟糾織、細胞外液和血液中,這統稱為混溶鈣池,體液中鈣有3種形式,即離子鈣、有機酸復合的擴散性鈣復合物和蛋白質結合鈣。

二、鈣對人體的生理功能

鈣是構成骨、牙的重要部分。骨骼不僅是人體的重要支柱,而且還是具有生理活性的組織它作為鈣的貯庫,在鈣的代謝和維持人體鈣的內環境穩定方面有一定的作用。在成人的骨骼內,成骨細胞與破骨細胞仍然活躍,鈣的沉淀與溶解一直在不斷進行。成人每日有700mg的鈣在骨中進出,隨年齡的增加鈣沉淀逐漸減慢,到了老年,鈣的溶出占優勢,因而骨質緩慢減少,可能有骨質疏松的現象出現。鈣不僅是機體完整性的一個不可少的組成部分,而且在機體各種生理學和生物化學過程中起著重要的作用。它能降低毛細血管和細胞膜的通透性,防止滲出,控制炎癥和水腫。體內許多酶系統(ATP酶、琥珀脫氫酶、脂肪酶,蛋白分解酶等)需要鈣激活,鈣、鎂、鉀、鈉保持一定比例是促進肌肉收縮,維持神經肌肉應激性所必需的。其中又以Ca2+和Mg2+離子濃度的影響為最明顯。嬰幼兒抽搐大是由于低血鈣引起的。鈣對心肌有特殊的影,鈣與鉀相拮抗,有利于心肌收縮,維持心跳律。此外,鈣還參與血凝過程。
小兒缺鈣時,常伴隨蛋白質和維生素D的乏,可引起生長遲緩,新骨結構異常、骨鈣化不良、骨胳變形,出現佝僂病,牙齒發軟,易患齲。成人膳食缺鈣時.骨骼逐漸脫鈣,可發生骨質軟化和骨質疏松,女性更為常見。婦女在中年 以后可因缺鈣而發生骨質疏松,特別是更年期及絕經期后,骨質喪失進一步加劇,常因骨質疏松發生骨折。

三、人體對鈣的吸收

膳食中鈣的吸收主要在pH較低的小腸上段。食物中的鈣主要以化合物的形式存在,經過消化過和變成游離鈣才能被小腸吸收。腸鈣吸收過程是以主動轉運過程即抗濃度梯度和抗電化學梯度的主動吸收為主,這是消耗能量的、而且是依賴于維生素D及其代謝產物1.25-(OH)2D3的轉運過程,除主動轉運外, 腸鈣的吸收還有被動彌散過程,即依賴濃度梯度的吸收過程.當小腸腔內鈣濃度較低時, 鈣的主動運轉過程占主要地位。幾乎沒有被動彌散吸收,當小暢腔內鈣濃度高時,被動彌散吸收過程占主要地位。
鈣的吸收與年齡有關。隨年齡增長其吸收率下降。嬰兒對鈣的吸收率超過50%,兒童約為40%,成年人只為20%。一般40歲以后、鈣的吸收率逐漸下降,老年人的骨質逐漸疏松與此有關。
不利于膳食鈣的吸收的因素有:食物中的植酸與草酸可影響鈣的吸收,植酸為六磷酸肌醇,存在于谷物及蔬菜中(如菠菜、莧菜、竹等等).一些食物中會有過多的堿性磷酸鹽等,在腸腔內與鈣結合成不溶解的鈣鹽、會減少鈣的吸收。過高的脂肪攝入或消化不良,可由于大量脂肪酸與鈣結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為明顯,(這個過程也會引起脂溶性維生素D的丟失〕,引起鈣吸收降低。膳食纖維中的糖醛酸殘基與鈣結合,可影響鈣的吸收。
有利于膳食鈣的吸收的因素有:維生素D是促迸鈣吸收的主要因素,某些氨基酸如賴氨酸,色氨酸、精氨酸等,可與鈣形成可溶性鈣鹽,有利于鈣吸收。乳糖可與鈣蟹合成低分子可溶性物質,促進鈣的吸收。膳食鈣磷比例對鈣的吸收有一定的影響。動物實驗證明,鈣與磷的比值低于1:2時,鈣從骨骼中的溶解和脫出增加,嚴重時可造成骨質疏松。人體對鈣的需要量大時, 鈣的吸收率增加,妊娠、哺乳和青春期,鈣的需要量最大,因而鈣的吸收率最高,需要量小時,吸收率則降低。

四、鈣與人體骨質疏松

骨質疏松癥是以骨量降低、骨組織的化學成分正常、顯微結構退行性變和骨折的危險性增高為特征,它的臨床表現為軟弱無力、腰背痛、骨疼、骨胳變形。在早期可無明顯的自覺癥狀,它通常是慢慢地、悄悄地潛入體內而不為察覺,只有當骨質喪失達30%時,才可能出現駝背和全身變矮情況,很多患者常因此而發生骨質疏松性骨折。如在美國骨質疏松癥患者約有二千萬,45歲以上老年人每年由于本癥所致的自發性骨折近130萬,而在過去的30年中,骨質疏松癥導致髖骨骨折的發病率在香港老年人中上升了2倍,在70歲以上的香港人之中,每年有百分之一會折斷髖骨. 骨質硫松主要分為兩大類:即原發性骨質疏松和繼發性骨質疏松.繼發性骨質疏松往往是由于某些疾病或某些原因誘發,原發性骨質疏松是由于年齡增加或婦女絕經后骨組織發生的一種生理性變化,還有一種原因不明的特發性骨質疏松癥,不是出現在老年,而是發生在青壯年或少年,此病例多有遺傳家族中. 但不論是先天還是后天,是原發還是繼發,都與鈣缺乏關系密切.患者首先是損失骨母質,逐漸脫鈣。故平時少見陽光或肝腎疾病、體內不能生成l.25-二羥維生素D,影響鈣、磷代謝、絕經婦女雌激素減少、老年人肝腎功能衰退,均可使1.25-二羥維生素D生成減少,故這兩種情況特別容易引起骨質疏松。我國近年來流行病學調查發現,絕經后女性的骨質硫松癥的發病率是比較高的,但筆者在廣州地區二所大學調查中發現,男性70歲以上的骨質疏松發生率高達75%,高于同年齡組之女性的發生率(66.66%),比國內外的一些報導高,這提醒人們在高度重視婦女絕經后所引起的骨質疏松的同時,也要對男性老年人的骨質疏松引起足夠的重視。

五、鈣的供給量與食物來源

我國近年來對骨質疏松癥的研究發現,骨骼中鈣的損失可在40歲或更早出現。影響骨質疏松的膳食甚多(如上所述),舊高鈣攝入的人其骨密度也高,因此在逐漸進入老年時可延長骨骼中鈣損失的時間而不易發生骨折。故現在推薦鈣的每日供給量較以為高。我國1988年10月修訂的推薦每日膳食中鈣供給量見表1:

表1 每日膳食中鈣的供給量

組別
鈣的供給量(毫克)
組別
鈣的供給量(克)
嬰幼兒
400-800
母乳期
1000-2000
青少年
1000-1200
絕經婦女
1200-1500
成年人(不分男女)
800
老年人
1000-1200
食物中鈣的來源以奶及奶制品最好,不但含量豐富,而且吸收率高,是嬰幼兒最理想的鈣源,蔬菜、豆類和油料種子含鈣也較多,如黃豆及其制品、黑豆、赤小豆,各種瓜子、芝麻醬,蝦米皮、發菜、海帶含鈣也特別年富,但植物食物中常因含有草酸而不利于鈣的吸收。如:100克的莧菜含有359毫克鈣,但其含草酸量為1142毫克,理論上計算可利用的鈣量僅為149毫克. 菠菜、蕹菜理論上計算可利用的鈣量分別為167毫克和83毫克.因此,在選擇蔬菜時應注意其草酸含量,并采用適當的措施去除妨礙鈣吸收利用的因素,避免菠菜、莧菜與豆腐,牛奶、高脂飲同餐.骨粉、牡蠣殼粉也為鈣的來源,很多人以為從骨頭湯中可攝入足夠的鈣·其實不然。實際上每500克的骨頭經2小時熬煮,僅可溶出20多毫克的鈣、而一杯牛奶(200毫升)提供的鈣為其10倍,常用食物中鈣的含量見表2:

表2 常用食物中的鈣含量(毫克/100克)

名稱
含鈣量
名稱
含鈣量
名稱
含鈣量
標準米
10
牛奶
120
豇豆
100
標準粉
24
人奶
34
豌豆
84
蝦皮
200
發菜
767
蠶豆
93
瘦豬肉
6
銀耳
380
腐竹
280
瘦牛肉
15
木耳
357
花生仁
67
瘦羊肉
15
紫菜
343
核桃仁
119
瘦雞肉
11
大豆
367
棒子仁
316
蛋黃
134
青豆
240
油菜
140
干酪
900
豆腐絲
284
大白菜
61
奶酪
590
黑豆
250
韭菜
105

六、骨質疏松癥的預防

由于對骨質疏松癥還缺乏有較的治療,且發生骨折就難以恢復,因此.骨質疏松的預防比治療更重要。大多數研究已經表明,在與年齡或絕經有關的肯質丟失后,增加鈣補充只能起到減少骨質丟失,維詩骨量水平的作用,并不能有較而持續地增加量.而要降低骨質疏松的發生率,學者普遍認為,在生命前期(兒童期、青春期、成年早期)通過合理的營養和鍛煉來獲得遺傳規定的最大峰值骨量,是預防生命后期骨質疏松的最佳措施。我國人口攝入鈣量不足的問題較為突出,而膳盒普遍低鈣的重要原因是食物搭配不當,各種膳食結構不合理,食物中鈣的主要來源是植物性食物,乳制品很少,因此,注意改變目前不當的飲食習慣,提倡多吃富含鈣的食物(如牛奶、魚、蝦皮、大豆、豆腐等),并能過食物或曬太陽保證足夠的維生素D,經常運動,才能有效地預防骨質疏松。

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