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钙与人体骨质疏松

骨质疏松症已成为国际公共卫生问题之一,对此病防冶是今后生物化学和医学面临的一大难题。1985年我国就将骨质疏松症研究列入“七·五”攻关课题,在全国范围进行了调查、研究,并取得了许多有价值的成果。随着我国人民生活水平的提高,平均寿命延长,老年人口不断增加,骨质疏松也会悄然相伴而至,故对骨质疏松症的预防应有足够的认识。

一、钙的重要性质及其在人体的存在形式

钙是活泼金属,具有强的还原性,能从冷水中放出氢,在自然界以碳酸盐存在于霰石、方解石、石灰石、白垩、大理石中,并以硫酸盐存在于石膏中。在人体中钙也是含量较多的元素之一,仅次于氢、氧、碳、氮。正常成人体内总共约有1000-1200克的钙, 约占人体重的2%,其中99%以上的钙都存在于骨骼中,骨矿物质中有两种磷酸钙、一种是不定形成非晶相体(此种磷酸钙在人体幼年期占优势),含有水合的磷酸三钙和次磷酸钙;另一种是粗糙的结晶相,通常是以羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]的形式存在,骨晶格的统一单位是一个含有18个离子的结构,但在生物的羟磷灰石的研究中发现,骨矿物质的磷灰石部分并不一定具有理想化学计量的[Ca10(PO4)6(OH)2]构成的完整性。骨矿物质有代表性的结构可如下表示:[(Ca2+)10(H3O+)2(PO42-)6(OH-)4(Mg2+)0.3(CO32-)檬酸盐3-)0.3]
一些亲骨离子,如锶(Sr),镭(Ra),钚(Pu),铅(Pb)和氟(F)也可被吸收并结合到晶体中。人的牙齿(包括牙本质和牙釉质)中的钙,也是以磷酸钙形式存在,在代谢上比骨骼稳定。身体中的钙,除了绝大部分集中在骨骼及牙齿以外,还有1%的钙存在于软纠织、细胞外液和血液中,这统称为混溶钙池,体液中钙有3种形式,即离子钙、有机酸复合的扩散性钙复合物和蛋白质结合钙。

二、钙对人体的生理功能

钙是构成骨、牙的重要部分。骨骼不仅是人体的重要支柱,而且还是具有生理活性的组织它作为钙的贮库,在钙的代谢和维持人体钙的内环境稳定方面有一定的作用。在成人的骨骼内,成骨细胞与破骨细胞仍然活跃,钙的沉淀与溶解一直在不断进行。成人每日有700mg的钙在骨中进出,随年龄的增加钙沉淀逐渐减慢,到了老年,钙的溶出占优势,因而骨质缓慢减少,可能有骨质疏松的现象出现。钙不仅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过程中起着重要的作用。它能降低毛细血管和细胞膜的通透性,防止渗出,控制炎症和水肿。体内许多酶系统(ATP酶、琥珀脱氢酶、脂肪酶,蛋白分解酶等)需要钙激活,钙、镁、钾、钠保持一定比例是促进肌肉收缩,维持神经肌肉应激性所必需的。其中又以Ca2+和Mg2+离子浓度的影响为最明显。婴幼儿抽搐大是由于低血钙引起的。钙对心肌有特殊的影,钙与钾相拮抗,有利于心肌收缩,维持心跳律。此外,钙还参与血凝过程。
小儿缺钙时,常伴随蛋白质和维生素D的乏,可引起生长迟缓,新骨结构异常、骨钙化不良、骨胳变形,出现佝偻病,牙齿发软,易患龋。成人膳食缺钙时.骨骼逐渐脱钙,可发生骨质软化和骨质疏松,女性更为常见。妇女在中年 以后可因缺钙而发生骨质疏松,特别是更年期及绝经期后,骨质丧失进一步加剧,常因骨质疏松发生骨折。

三、人体对钙的吸收

膳食中钙的吸收主要在pH较低的小肠上段。食物中的钙主要以化合物的形式存在,经过消化过和变成游离钙才能被小肠吸收。肠钙吸收过程是以主动转运过程即抗浓度梯度和抗电化学梯度的主动吸收为主,这是消耗能量的、而且是依赖于维生素D及其代谢产物1.25-(OH)2D3的转运过程,除主动转运外, 肠钙的吸收还有被动弥散过程,即依赖浓度梯度的吸收过程.当小肠腔内钙浓度较低时, 钙的主动运转过程占主要地位。几乎没有被动弥散吸收,当小畅腔内钙浓度高时,被动弥散吸收过程占主要地位。
钙的吸收与年龄有关。随年龄增长其吸收率下降。婴儿对钙的吸收率超过50%,儿童约为40%,成年人只为20%。一般40岁以后、钙的吸收率逐渐下降,老年人的骨质逐渐疏松与此有关。
不利于膳食钙的吸收的因素有:食物中的植酸与草酸可影响钙的吸收,植酸为六磷酸肌醇,存在于谷物及蔬菜中(如菠菜、苋菜、竹等等).一些食物中会有过多的碱性磷酸盐等,在肠腔内与钙结合成不溶解的钙盐、会减少钙的吸收。过高的脂肪摄入或消化不良,可由于大量脂肪酸与钙结合成为不溶性钙皂钙,而从粪便中排出,尤以含不饱和脂肪酸较多的油脂为明显,(这个过程也会引起脂溶性维生素D的丢失〕,引起钙吸收降低。膳食纤维中的糖醛酸残基与钙结合,可影响钙的吸收。
有利于膳食钙的吸收的因素有:维生素D是促迸钙吸收的主要因素,某些氨基酸如赖氨酸,色氨酸、精氨酸等,可与钙形成可溶性钙盐,有利于钙吸收。乳糖可与钙蟹合成低分子可溶性物质,促进钙的吸收。膳食钙磷比例对钙的吸收有一定的影响。动物实验证明,钙与磷的比值低于1:2时,钙从骨骼中的溶解和脱出增加,严重时可造成骨质疏松。人体对钙的需要量大时, 钙的吸收率增加,妊娠、哺乳和青春期,钙的需要量最大,因而钙的吸收率最高,需要量小时,吸收率则降低。

四、钙与人体骨质疏松

骨质疏松症是以骨量降低、骨组织的化学成分正常、显微结构退行性变和骨折的危险性增高为特征,它的临床表现为软弱无力、腰背痛、骨疼、骨胳变形。在早期可无明显的自觉症状,它通常是慢慢地、悄悄地潜入体内而不为察觉,只有当骨质丧失达30%时,才可能出现驼背和全身变矮情况,很多患者常因此而发生骨质疏松性骨折。如在美国骨质疏松症患者约有二千万,45岁以上老年人每年由于本症所致的自发性骨折近130万,而在过去的30年中,骨质疏松症导致髋骨骨折的发病率在香港老年人中上升了2倍,在70岁以上的香港人之中,每年有百分之一会折断髋骨. 骨质硫松主要分为两大类:即原发性骨质疏松和继发性骨质疏松.继发性骨质疏松往往是由于某些疾病或某些原因诱发,原发性骨质疏松是由于年龄增加或妇女绝经后骨组织发生的一种生理性变化,还有一种原因不明的特发性骨质疏松症,不是出现在老年,而是发生在青壮年或少年,此病例多有遗传家族中. 但不论是先天还是后天,是原发还是继发,都与钙缺乏关系密切.患者首先是损失骨母质,逐渐脱钙。故平时少见阳光或肝肾疾病、体内不能生成l.25-二羟维生素D,影响钙、磷代谢、绝经妇女雌激素减少、老年人肝肾功能衰退,均可使1.25-二羟维生素D生成减少,故这两种情况特别容易引起骨质疏松。我国近年来流行病学调查发现,绝经后女性的骨质硫松症的发病率是比较高的,但笔者在广州地区二所大学调查中发现,男性70岁以上的骨质疏松发生率高达75%,高于同年龄组之女性的发生率(66.66%),比国内外的一些报导高,这提醒人们在高度重视妇女绝经后所引起的骨质疏松的同时,也要对男性老年人的骨质疏松引起足够的重视。

五、钙的供给量与食物来源

我国近年来对骨质疏松症的研究发现,骨骼中钙的损失可在40岁或更早出现。影响骨质疏松的膳食甚多(如上所述),旧高钙摄入的人其骨密度也高,因此在逐渐进入老年时可延长骨骼中钙损失的时间而不易发生骨折。故现在推荐钙的每日供给量较以为高。我国1988年10月修订的推荐每日膳食中钙供给量见表1:

表1 每日膳食中钙的供给量

组别
钙的供给量(毫克)
组别
钙的供给量(克)
婴幼儿
400-800
母乳期
1000-2000
青少年
1000-1200
绝经妇女
1200-1500
成年人(不分男女)
800
老年人
1000-1200
食物中钙的来源以奶及奶制品最好,不但含量丰富,而且吸收率高,是婴幼儿最理想的钙源,蔬菜、豆类和油料种子含钙也较多,如黄豆及其制品、黑豆、赤小豆,各种瓜子、芝麻酱,虾米皮、发菜、海带含钙也特别年富,但植物食物中常因含有草酸而不利于钙的吸收。如:100克的苋菜含有359毫克钙,但其含草酸量为1142毫克,理论上计算可利用的钙量仅为149毫克. 菠菜、蕹菜理论上计算可利用的钙量分别为167毫克和83毫克.因此,在选择蔬菜时应注意其草酸含量,并采用适当的措施去除妨碍钙吸收利用的因素,避免菠菜、苋菜与豆腐,牛奶、高脂饮同餐.骨粉、牡蛎壳粉也为钙的来源,很多人以为从骨头汤中可摄入足够的钙·其实不然。实际上每500克的骨头经2小时熬煮,仅可溶出20多毫克的钙、而一杯牛奶(200毫升)提供的钙为其10倍,常用食物中钙的含量见表2:

表2 常用食物中的钙含量(毫克/100克)

名称
含钙量
名称
含钙量
名称
含钙量
标准米
10
牛奶
120
豇豆
100
标准粉
24
人奶
34
豌豆
84
虾皮
200
发菜
767
蚕豆
93
瘦猪肉
6
银耳
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
瘦鸡肉
11
大豆
367
棒子仁
316
蛋黄
134
青豆
240
油菜
140
干酪
900
豆腐丝
284
大白菜
61
奶酪
590
黑豆
250
韭菜
105

六、骨质疏松症的预防

由于对骨质疏松症还缺乏有较的治疗,且发生骨折就难以恢复,因此.骨质疏松的预防比治疗更重要。大多数研究已经表明,在与年龄或绝经有关的肯质丢失后,增加钙补充只能起到减少骨质丢失,维诗骨量水平的作用,并不能有较而持续地增加量.而要降低骨质疏松的发生率,学者普遍认为,在生命前期(儿童期、青春期、成年早期)通过合理的营养和锻炼来获得遗传规定的最大峰值骨量,是预防生命后期骨质疏松的最佳措施。我国人口摄入钙量不足的问题较为突出,而膳盒普遍低钙的重要原因是食物搭配不当,各种膳食结构不合理,食物中钙的主要来源是植物性食物,乳制品很少,因此,注意改变目前不当的饮食习惯,提倡多吃富含钙的食物(如牛奶、鱼、虾皮、大豆、豆腐等),并能过食物或晒太阳保证足够的维生素D,经常运动,才能有效地预防骨质疏松。

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