85%~90%的磷存在于骨骼中。磷的吸收取决于食物中磷的含量和钙磷比例(不论哪一种含量过高将影响另一种物质的吸收),磷经肾脏排泄。胎盘可将磷从母体主动转运给胎儿,胎儿血浆中磷的浓度高于母体。生后磷主要在空肠主动吸收和被动吸收。血浆离子钙的浓度与血浆磷的浓度呈负相关。
维生素D主要有两种类型
麦角骨化醇(活化的麦角固醇,维生素D2),存在于辐照过的酵母中。
另一种是胆骨化醇(活化7-脱氢胆固醇,维生素D3),经日光照射(紫外线照射)存在于人的皮肤内的维生素D3形成原维生素D3,鱼肝油和蛋黄内含有较多的维生素D3。
除来源不同外,维生素D2和维生素D3的代谢过程和生理作用基本相似。皮肤合成维生素D通常是人类的主要来源。1g维生素D相当于40U。维生素D被摄入血循环后,即与血浆中的维生素D结合蛋白(DBP)相结合,并被转运、贮存于肝、脂肪、肌肉等组织。
它们在体内经2次羟化作用后,始发挥生物效应。首先在肝内生成25-羟维生素D(25-OHD);然后经肾再次羟化,生成1,25-二羟维生素D,即1,25-(OH)2D。
肝细胞内的25位羟化反应基本不受调控,25-OHD是血浆中维生素D的主要代谢产物和反应机体维生素营养状态的指标。与之相反,肾脏中1位羟化反应受到机体严格控制,PTH、低钙血症和低磷血症增加1,25-(OH)2D的合成。1,25-(OH)2D通过细胞特异受体作用于靶器官:
①促进小肠的钙、磷吸收。
②动员骨骼中钙磷到血。
③促进肾小管对钙、磷的重吸收。
25-OHD能够通过胎盘从母体转运给胎儿,是胎儿维生素D的主要来源,而1,25-(OH)2D很少经胎盘转运,胎儿体内的1,25-(OH)2D主要由自身合成。
PTH是甲状旁腺主细胞分泌的含有84个氨基酸的直链肽。PTH的分泌主要受血浆钙浓度变化的调节。血浆钙浓度轻微下降(或升高)时,就可使甲状旁腺分泌PTH迅速增加(或减少)。PTH是调节血钙水平的重要激素,它有升高血钙和降低血磷含量的作用。PTH对靶器官的作用是通过cAMP系统而实现的。
骨是体内大的钙贮存库,PTH动员骨钙入血,使血钙浓度升高;PTH促进远曲小管对钙的重吸收,使尿钙减少,血钙升高,同时还抑制近曲小管对磷的重吸收,增加尿磷酸盐的排出,使血磷降低。此外,PTH对肾的另一重要作用是激活-羟化酶,使25-羟维生素D(25-OH-D)转变为有活性的1,25-二羟维生素D[1,25-(OH)2D]。
降钙素是由甲状腺旁细胞(C细胞)合成的三十二肽,分子量为3400。降钙素的主要作用是降低血钙和血磷,其主要靶器官是骨,对肾也有一定的作用。降钙素抑制破骨细胞活动,减弱溶骨过程,增强成骨过程,使骨组织释放的钙磷减少,钙磷沉积增加,因而血钙与血磷含量下降。降钙素能抑制肾小管对钙、磷、钠及氯的重吸收,使这些离子从尿中排出增多。
发病机制及病理改变
组织周围的钙磷达到正常水平是骨质钙化的必要条件。任何原因导致钙磷水平下降,将导致钙盐沉着障碍。维生素D缺乏,主要是1,25-(OH)2D缺乏时,钙磷从肠道吸收减少,导致血钙磷下降,而促使甲状旁腺激素分泌增加,从而骨质脱钙,使血钙维持正常,但肾小管对磷的重吸收减少,使尿磷增加而血磷减少。
这样,维生素D缺乏时,血钙在正常或偏低水平,而血磷减少。结果使钙磷浓度积(正常在34~40)降低,钙磷不能在骨基质中充分沉积,导致类骨组织大量堆积。