<p class="ql-block">血鈣濃度能保持穩(wěn)定,主要依靠三種激素:維生素D、副甲狀腺激素(PTH)和降鈣素。我們重點(diǎn)講維生素D,它和副甲狀腺激素一起有助于升高血鈣,而降鈣素則幫助降低血鈣。血液和間質(zhì)液中的細(xì)胞外鈣大致可分為兩類,幾乎各占一半:一種是可以擴(kuò)散的(diffusible)鈣,另一種是不可擴(kuò)散的鈣??梢詳U(kuò)散的鈣分子足夠小,可以穿過細(xì)胞膜,這類鈣又可以進(jìn)一步分為兩種亞型。第一種就是游離的離子化鈣(free-ionized calcium),它參與多種細(xì)胞過程,例如神經(jīng)動(dòng)作電位的產(chǎn)生、骨骼肌和平滑肌以及心肌的收縮、激素分泌和血液凝固等,這些過程都受到酶和激素的嚴(yán)格調(diào)控。第二種可擴(kuò)散鈣被稱為“絡(luò)合鈣(complexed calcium)”,也就是鈣離子與血液中帶負(fù)電的小分子(例如草酸鹽、磷酸鹽等小陰離子)通過離子鍵結(jié)合在一起,形成電中性的復(fù)合物。這種絡(luò)合鈣雖然可以通過擴(kuò)散存在于血液中,但它不像游離鈣那樣參與各種細(xì)胞過程,因此在生理功能上并不活躍。最后是不可擴(kuò)散的鈣,它與像白蛋白這樣的較大的帶負(fù)電蛋白結(jié)合,形成蛋白-鈣復(fù)合物,這種結(jié)構(gòu)又大又帶電,無法穿過細(xì)胞膜,因此這種鈣同樣不參與細(xì)胞功能。</p> <p class="ql-block">在副甲狀腺激素之后,維生素D的活性代謝形式(也就是鈣三醇,calcitriol),是調(diào)節(jié)血鈣濃度的第二重要的激素。維生素D是一種類固醇激素,這意味著它由膽固醇合成,并且屬于脂溶性激素。</p> <p class="ql-block">活性維生素D最初來源于兩種代謝上處于非活性狀態(tài)的分子之一:一種是維生素D?(稱為麥角鈣化醇,ergocalciferol),主要來自植物性飲食來源;</p><p class="ql-block">另一種是維生素D?(稱為膽固醇化醇,cholecalciferol),可以來自動(dòng)物性食物,也可以在皮膚細(xì)胞中通過陽(yáng)光照射自行生成。</p> <p class="ql-block">不過,因?yàn)闊o論是維生素D?還是維生素D?,在生理上都屬于維生素D的非活性形式,所以它們必須經(jīng)過身體進(jìn)一步加工,才能真正發(fā)揮作用。</p><p class="ql-block">我們先從飲食來源的分子說起:當(dāng)維生素D?和D?抵達(dá)小腸時(shí),它們會(huì)與膽汁鹽一起被打包成膠束(micelles),然后被小腸上皮細(xì)胞(稱為腸細(xì)胞,enterocytes)吸收。維生素D?和維生素D?隨后被整合進(jìn)一種稱為乳糜微粒的脂蛋白中進(jìn)入淋巴系統(tǒng)并沿著淋巴系統(tǒng)最終進(jìn)入血液中。</p> <p class="ql-block">由于維生素D?和維生素D?是脂溶性的它們必須通過維生素D結(jié)合蛋白在血液中運(yùn)輸這些蛋白質(zhì)將它們運(yùn)送到肝臟。維生素D?和維生素D?進(jìn)入肝臟的肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在那里它們開始經(jīng)歷多次轉(zhuǎn)化。</p> <p class="ql-block">下面我們來放大看看內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的情況。首先一種叫25羥化酶的酶會(huì)在這兩個(gè)分子的第25位碳上加上一個(gè)羥基因此維生素D?就變成了25-羥基麥角鈣化醇,而維生素D?就變成了25-羥基膽鈣化醇。骨化二醇和麥角骨化二醇再次與維生素D結(jié)合蛋白結(jié)合,重新進(jìn)入血液。</p> <p class="ql-block">它們的旅程隨后從肝臟繼續(xù)行進(jìn)至腎臟的近曲小管。這些物質(zhì)進(jìn)入腎細(xì)胞的線粒體。讓我們放大觀察線粒體內(nèi)部:此處,1-α羥化酶會(huì)在麥角骨化二醇和骨化二醇的碳1位點(diǎn)上各添加一個(gè)羥基,從而生成1,25-二羥麥角鈣化醇(即麥角骨化三醇)和1,25-二羥膽鈣化醇(即骨化三醇)。麥角骨化三醇與骨化三醇通常被稱為活性維生素D,因?yàn)閮烧邔?duì)人體維生素D受體的作用完全相同。</p> <p class="ql-block">現(xiàn)在,讓我們追蹤皮膚中生成的維生素D3的代謝路徑。表皮的兩個(gè)深層——基底層和棘層中的角質(zhì)形成細(xì)胞會(huì)合成7-脫氫膽固醇,這是膽鈣化醇(維生素D3)的前體分子。當(dāng)皮膚暴露在陽(yáng)光下時(shí),7-脫氫膽固醇吸收紫外線B輻射,通過光解作用轉(zhuǎn)化為前維生素D3。隨后細(xì)胞代謝活動(dòng)產(chǎn)生的熱量使前維生素D3分子發(fā)生異構(gòu)化(結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變),形成維生素D3(膽鈣化醇)。這些維生素D3分子隨后進(jìn)入血液,與膳食攝入的膽鈣化醇遵循相同代謝路徑:先到達(dá)肝臟,再轉(zhuǎn)運(yùn)至腎臟。</p> <p class="ql-block">正常情況下,人體血鈣總濃度維持在8.5-10 mg/dl范圍內(nèi)。當(dāng)血鈣水平下降時(shí),甲狀旁腺會(huì)分泌更多甲狀旁腺激素,該激素將引發(fā)一系列生理效應(yīng)。</p> <p class="ql-block">首先是甲狀旁腺激素能增強(qiáng)破骨細(xì)胞活性,促進(jìn)骨鈣和磷酸鹽離子釋放入血。同時(shí),甲狀旁腺激素作用于腎臟,能促進(jìn)髓袢升支、遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)鈣離子的重吸收,同時(shí)抑制近端小管對(duì)磷酸鹽的重吸收。 </p> <p class="ql-block">此外,甲狀旁腺激素還會(huì)刺激近端小管中的腎細(xì)胞增加1-α羥化酶的合成,該酶能將骨化二醇(calcifediol)轉(zhuǎn)化為活性維生素D。 </p>