鈣離子鈣離子的生理作用介紹

1、鈣離子鈣離子的生理作用介紹鈣離子鈣離子的生理作用介紹第1頁分布：（99%）骨骼、牙齒、指甲、頭發(fā)。血鈣（1%）：血液、細(xì)胞、細(xì)胞外液、軟組織中。1%血鈣在生命中主要生理功效：參加心臟收縮與舒張，調(diào)整心律；參加神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)；參加肌肉收縮與舒張；參加血液凝固；激活酶活性；維持細(xì)胞黏著及細(xì)胞完整性與通透性；控制纖毛運(yùn)動(dòng)；調(diào)整機(jī)體免疫平衡；（增強(qiáng)免疫功效）鈣在人體中分布、作用2022年9月4日2一、概述血鈣起源：經(jīng)過腸道吸收進(jìn)入血液從骨骼中攝?。♀}離子鈣離子的生理作用介紹第2頁3Calcium in the body機(jī)體總鈣99分布在骨骼0.5在牙0.5在軟組織（細(xì)胞內(nèi)鈣）0.02在血漿2022年9月

2、4日3鈣離子鈣離子的生理作用介紹第3頁4Calcium in the blood血液中鈣99%-血漿蛋白質(zhì)結(jié)合鈣（46%)有機(jī)酸結(jié)合鈣-復(fù)合鈣離子鈣（48%）1%-血細(xì)胞中The ionized form of calcium in the serum is critical to healthy physiologic function. 2022年9月4日4鈣離子鈣離子的生理作用介紹第4頁5Calcium in the cell細(xì)胞內(nèi)鈣99.9%-結(jié)合鈣0.1% 游離鈣在胞內(nèi)，濃度0.1 mol/L5存在于細(xì)胞膜，細(xì)胞漿內(nèi)結(jié)合鈣占0.5，作為第二信使游離鈣僅占細(xì)胞內(nèi)鈣0.005。細(xì)胞內(nèi)鈣5

3、0存在于胞核內(nèi)44存在于胞內(nèi)鈣庫（線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)游離鈣濃度也只有0.5 mol/L2022年9月4日5鈣離子鈣離子的生理作用介紹第5頁二、鈣離子生理作用鈣離子是凝血因子，參加凝血過程參加肌肉（包含骨骼肌、平滑?。┦湛s過程參加神經(jīng)遞質(zhì)釋放是骨骼組成主要物質(zhì)鈣離子參加信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鈣離子參加細(xì)胞凋亡。2022年9月4日6鈣離子鈣離子的生理作用介紹第6頁血液凝固(blood coagulation)概念：血液從流動(dòng)溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不能流動(dòng)凝膠狀態(tài)過程本質(zhì)：可溶纖維蛋白原變?yōu)椴蝗芾w維蛋白并交織成網(wǎng)，網(wǎng)羅血細(xì)胞等成份形成凝血塊。（一）、鈣離子參加凝血過程2022年9月4日7鈣離子鈣離子的生理作用介紹第7

4、頁血液凝固是由一系列凝血因子參加復(fù)雜蛋白質(zhì)酶解過程凝血因子(coagulation factor)82022年9月4日鈣離子鈣離子的生理作用介紹第8頁內(nèi)源性激活路徑（）外源性激活路徑（）凝血酶原激活物凝血酶原凝血酶纖維蛋白原纖維蛋白血液凝固過程2022年9月4日9鈣離子鈣離子的生理作用介紹第9頁內(nèi)源性凝血路徑 當(dāng)血管壁發(fā)生損傷，內(nèi)皮下組織暴露，帶負(fù)電荷內(nèi)皮下膠原纖維與凝血因子接觸，因子即與之結(jié)合，在HK（激肽釋放酶）和PK（前激肽釋放酶）參加下被活化為a。在不依賴鈣離子條件下，因子a將因子激活為XIa。在鈣離子存在下，活化a又激活了因子為IXa。單獨(dú)a激活因子X效力相當(dāng)?shù)?，它要與a結(jié)合形成1：

5、1復(fù)合物，又稱為因子X酶復(fù)合物。這一反應(yīng)還必須有Ca2+和PL（血小板磷脂）共同參加 外源性凝血路徑 當(dāng)組織損傷后，釋放該因子，在鈣離子參加下，它與因子一起形成1：1復(fù)合物。普通認(rèn)為，單獨(dú)因子或組織因子均無促凝活性。但因子與組織因子結(jié)合會(huì)很快被活化因子激活為a，從而形成a組織因子復(fù)合物，后者比a單獨(dú)激活因子增強(qiáng)16000倍。 2022年9月4日10鈣離子鈣離子的生理作用介紹第10頁凝血酶生成 即因子a、因子a在鈣離子和磷脂酶（PL）存在下組成凝血酶原復(fù)合物，即凝血活酶，將凝血酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槟?。纖維蛋白形成 由凝血酶在鈣離子參加下催化血漿中纖維蛋白原而形成,細(xì)絲縱橫交織組成網(wǎng)狀,并將血細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)其

6、中,使液狀血液轉(zhuǎn)變成膠凍狀血凝塊。2022年9月4日11鈣離子鈣離子的生理作用介紹第11頁2022年9月4日12鈣離子鈣離子的生理作用介紹第12頁注意：（1）凝血是一個(gè)正反饋機(jī)制，一旦開啟，必快速完成全過程。（2）Ca2+在多個(gè)步驟起作用，所以控制Ca2+就能控制血凝。（抗凝劑制備）（3）血凝過程是流水線，阻斷其中一步，則凝血過程必終止。2022年9月4日13鈣離子鈣離子的生理作用介紹第13頁 肌肉收縮結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是粗細(xì)肌絲各蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和特征；橫橋ATP酶分解ATP為之供能；而整個(gè)過程觸發(fā)和終止關(guān)鍵是Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合和分離，即Ca2+濃度是高還是低。 鈣對(duì)心肌和骨骼肌含有收縮作用，當(dāng)神經(jīng)刺激

7、心肌和骨骼肌時(shí)，肌漿網(wǎng)中鈣就游離到肌漿中，鈣離子與肌鈣蛋白結(jié)合，引發(fā)肌肉蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生改變，解除肌鈣蛋白及原肌球蛋白抑制作用，并激發(fā)其ATP酶活力，從而開啟骨骼肌和心肌收縮，使心臟保持連續(xù)交替收縮與舒張，維持心動(dòng)節(jié)律，鉀離子則與心肌舒張相關(guān)，與鈣離子相拮抗。（二）、參加肌肉收縮與舒張過程2022年9月4日14鈣離子鈣離子的生理作用介紹第14頁2022年9月4日15骨骼肌細(xì)微結(jié)構(gòu)鈣離子鈣離子的生理作用介紹第15頁16粗肌絲由肌凝蛋白(肌球)組成，其頭部有一膨大部稱為橫橋。1、肌原纖維組成橫橋特點(diǎn)能與細(xì)肌絲上結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生可逆性結(jié)合。含有ATP酶作用,與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后,分解ATP提供橫橋扭動(dòng)(肌絲滑

8、行)和作功能量。2022年9月4日鈣離子鈣離子的生理作用介紹第16頁17肌動(dòng)蛋白：表面有與橫橋結(jié)合位點(diǎn)，靜息時(shí)被原肌凝蛋白掩蓋；原肌凝蛋白：靜息時(shí)掩蓋結(jié)合位點(diǎn)；肌鈣蛋白：與Ca2+結(jié)合變構(gòu)后,使原肌凝蛋白位移，暴露出結(jié)合位點(diǎn)。（2）細(xì)肌絲(thin filament)肌動(dòng)蛋白 原肌球蛋白肌鈣蛋白OOOO2022年9月4日鈣離子鈣離子的生理作用介紹第17頁18肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動(dòng)橫橋與細(xì)肌絲結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解ATP釋放能量原肌凝蛋白位移，暴露細(xì)肌絲上結(jié)合位點(diǎn)Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合終池內(nèi)Ca2+進(jìn)入肌漿2、骨骼肌收縮分子機(jī)制-滑行學(xué)說2022年9月4日鈣離子鈣離子的

9、生理作用介紹第18頁肌膜AP沿肌膜、T管膜傳輸激活L型鈣通道激活JSR鈣釋放通道Ca2+進(jìn)入胞質(zhì)1234胞質(zhì)中Ca2+ 升高100倍肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合，肌肉收縮激活LSR膜上Ca2+泵Ca2+回收入肌質(zhì)網(wǎng)肌漿中Ca2+ 降低肌肉舒張 基礎(chǔ)過程：激活L型鈣通道 3、骨骼肌興奮-收縮耦聯(lián)鈣離子鈣離子的生理作用介紹第19頁20骨骼肌興奮-收縮耦聯(lián)2022年9月4日鈣離子鈣離子的生理作用介紹第20頁214、骨骼肌舒張機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對(duì)Ca2+通透性肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活肌漿網(wǎng)膜Ca2+Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復(fù)蓋橫橋結(jié)合位點(diǎn)骨骼肌舒張2022年9月4日鈣離子鈣離子的

10、生理作用介紹第21頁22運(yùn)動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)傳至末梢N末梢對(duì)Ca2+通透性增加 Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動(dòng)、融合、破裂ACh釋放入接頭間隙 ACh與終板膜受體結(jié)合受體構(gòu)型改變終板膜對(duì)Na+、K+(尤其Na+)通透性增加產(chǎn)生終板電位(EPP)EPP（終板電位）引發(fā)肌膜AP肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管終池膜上鈣通道開放終池內(nèi)Ca2+進(jìn)入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合 引發(fā)肌鈣蛋白構(gòu)型改變?cè)∧鞍装l(fā)生位移暴露出細(xì)肌絲上與橫橋結(jié)合位點(diǎn)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合激活A(yù)TP酶作用,分解ATP橫橋擺動(dòng)牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮小結(jié)：骨骼肌收縮全過程1.興奮傳遞 2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦

11、聯(lián)2022年9月4日鈣離子鈣離子的生理作用介紹第22頁（三）、參加神經(jīng)遞質(zhì)釋放Ca2+內(nèi)流是誘發(fā)乙酰膽堿釋放必要步驟。當(dāng)動(dòng)作電位抵達(dá)神經(jīng)末梢時(shí)，接頭前膜去極化使電壓門控Ca2+通道開放，大量Ca2+由胞外進(jìn)入到突觸前末梢內(nèi)，這些Ca2+不但是一個(gè)電荷攜帶者，可抵消神經(jīng)末梢內(nèi)負(fù)電位，而且本身就是一個(gè)信使物質(zhì)，能夠觸發(fā)囊泡中乙酰膽堿以胞吐形式釋放到接頭間隙中。 Ca2+ 在前膜興奮和乙酰膽堿遞質(zhì)釋放過程中起偶聯(lián)和觸發(fā)作用 。2022年9月4日23鈣離子鈣離子的生理作用介紹第23頁 當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)到神經(jīng)末梢時(shí)，使軸突末梢膜中鈣離子通道開放，鈣離子內(nèi)流進(jìn)入突觸小體，引發(fā)乙酰膽堿釋放到突觸間隙。乙酰膽堿

12、受體離子通道允許鈉離子和鉀離子經(jīng)過。2022年9月4日24鈣離子鈣離子的生理作用介紹第24頁神經(jīng)沖動(dòng)Ca2通道開放，Ca2內(nèi)流囊泡移動(dòng)、融合、破裂，ACh釋放ACh與N2受體結(jié)合Na、K (尤其是Na)通透性終板膜去極化終板電位（EPP）EPP電擔(dān)心性擴(kuò)布至肌膜動(dòng)作電位2022年9月4日25鈣離子鈣離子的生理作用介紹第25頁（四）、骨骼組成主要物質(zhì)血中鈣水平與骨代謝親密相關(guān)。正常時(shí)成骨與溶骨過程處于動(dòng)態(tài)平衡，成骨過程中，鈣沉積于骨，血中水平降低，而溶骨過程中，骨質(zhì)分解，提升血中鈣水平。在各種激素共同調(diào)整下，骨不停更新與重建，并為血中鈣水平穩(wěn)態(tài)提供基礎(chǔ)確保。2022年9月4日26鈣離子鈣離子的生

13、理作用介紹第26頁2022年9月4日27（五）鈣離子與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度低；當(dāng)細(xì)胞受到特異性信號(hào)刺激后，質(zhì)膜上或肌漿網(wǎng)鈣通道打開，細(xì)胞內(nèi)鈣濃度瞬時(shí)升高，引發(fā)細(xì)胞改變。鈣離子鈣離子的生理作用介紹第27頁10-6M2022年9月4日28鈣離子鈣離子的生理作用介紹第28頁2022年9月4日29鈣離子鈣離子的生理作用介紹第29頁無活性PKC有活性PKC底物磷酸化2022年9月4日30鈣離子鈣離子的生理作用介紹第30頁CAMP路徑： AC cAMP PKA CREBCGMP路徑：GC cGMP PKG （其它細(xì)胞） 下游蛋白DAG/IP3路徑：PLC水解 PIP2IP3 釋放ER中 Ca2+

14、DAGCaM, Ca2+PKCNa+通道（視覺細(xì)胞）激活Ca2+路徑： IP3 釋放ER中 Ca2+細(xì)胞膜上 Ca2+通道釋放胞外Ca2+胞漿內(nèi)Ca2+濃度瞬間升高超出10-6MCa2+與CaM結(jié)合形成復(fù)合體活化下游酶類下游蛋白2022年9月4日31鈣離子鈣離子的生理作用介紹第31頁2022年9月4日32細(xì)胞內(nèi)Ca2+升高可經(jīng)過生成活性氧和活性氮離子等下游步驟而破壞細(xì)胞能量?jī)?nèi)穩(wěn)狀態(tài)而造成細(xì)胞死亡。線粒體Ca2+積聚將損害氧化磷酸化作用，并經(jīng)過電子傳遞鏈促進(jìn)活性氧離子如超氧化物(02-)、過氧化氫(H202)生成。高線粒體Ca2+也改變線粒體膜通透性，抑制ATP生成和促進(jìn)壞死。（六）鈣離子與細(xì)胞

15、凋亡鈣離子鈣離子的生理作用介紹第32頁2022年9月4日33Ca2+激活磷酸酶，鈣神經(jīng)蛋白(calcineurin)可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，可造成BAD去磷酸化，引發(fā)它轉(zhuǎn)移至線粒體從而促進(jìn)Bad與BCL-X形成二聚體。在海馬神經(jīng)元中，L-谷氨酸經(jīng)過NMDA受體誘發(fā)Ca2+內(nèi)流并激活鈣神經(jīng)蛋白，從而觸發(fā)BAD線粒體定位和細(xì)胞凋亡。另外，線粒體選擇性細(xì)胞色素c(Cyt c)通透將激活半胱天冬酶，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Ca2+還可直接激活一些細(xì)胞酶從開啟細(xì)胞毒級(jí)聯(lián)反應(yīng)。鈣離子鈣離子的生理作用介紹第33頁2022年9月4日34鈣離子鈣離子的生理作用介紹第34頁三、血鈣平衡調(diào)整 血鈣以離子鈣和結(jié)合鈣兩種形式存在，各

16、占約50%。其中結(jié)合鈣絕大個(gè)別是與血漿清蛋白結(jié)合，小個(gè)別與檸檬酸、重碳酸鹽等結(jié)合。因?yàn)檠獫{蛋白質(zhì)結(jié)合鈣不能透過毛細(xì)血管壁，故稱為不擴(kuò)散鈣。檸檬酸鈣等鈣化合物以及離子鈣能夠透過毛細(xì)血管壁，則稱為可擴(kuò)散鈣 。血漿鈣中只有離子鈣才直接起生理作用。血漿中不擴(kuò)散鈣，雖沒有直接生理效應(yīng)，但它與離子鈣之間處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，并受血液pH影響。 2022年9月4日35鈣離子鈣離子的生理作用介紹第35頁1、血鈣濃度調(diào)整主要受以下三方面原因影響 （1）飲食中鈣含量及腸鈣吸收與排泄功效： 飲食中缺鈣或腸鈣吸收不良，會(huì)引發(fā)血鈣下降；大量腸鈣吸收會(huì)造成血鈣上升。腸鈣對(duì)血鈣影響即使很溫和且腸道有“自穩(wěn)系統(tǒng)”，但若長(zhǎng)久飲食鈣

17、量不足，依然要?jiǎng)佑谩肮菐臁敝锈}。（2）腎臟在血鈣濃度調(diào)整中起主要作用： 當(dāng)胃腸道吸收大量鈣時(shí)，血鈣濃度可暫時(shí)升高。血鈣濃度增高，尿鈣排泄也增加；反之亦然，二者呈正相關(guān)，以保持血鈣濃度相對(duì)穩(wěn)定。（3）骨鈣是血鈣濃度調(diào)整“大后方”： 一餐富鈣飲食可供12小時(shí)內(nèi)維持血鈣平衡無須動(dòng)用骨鈣；但當(dāng)飲食中含鈣量不足時(shí)，為了保持血鈣濃度相對(duì)穩(wěn)定骨鈣就會(huì)“奮不顧身”地進(jìn)入血液，以調(diào)整血鈣平衡 。2022年9月4日36鈣離子鈣離子的生理作用介紹第36頁骨鈣和血鈣調(diào)控激素共同完成：甲狀旁腺激素（破骨使骨鈣外流）降鈣素（促進(jìn)成骨，使血鈣降低）維生素D3（促進(jìn)腸道吸收鈣質(zhì)）它們相互配合，使血鈣穩(wěn)定在晝夜改變不超出3%水

18、平上。2、怎樣維持血鈣穩(wěn)定2022年9月4日37鈣離子鈣離子的生理作用介紹第37頁概念：為了維持血鈣平衡，在甲狀旁腺作用下骨鈣溶解，進(jìn)入血液過程。危害：即使填補(bǔ)血鈣不足，但骨鈣釋放，勢(shì)必造成骨質(zhì)疏松，形成硬組織軟化。骨組織中釋放鈣帶有骨組織成份，如膽固醇等。當(dāng)其沉淀在血管壁、軟組織及細(xì)胞中可引發(fā)血管硬化、軟組織硬化。引發(fā)各類心腦血管疾病、動(dòng)脈硬化、高血壓、糖尿病、結(jié)石癥等。3、鈣遷徙骨 鈣 血液 細(xì)胞 軟組織血 鈣 99% 1% 甲狀旁腺破骨素 甲狀腺降鈣素 甲狀旁腺分泌破骨素破骨造成血鈣升高。血鈣升高，甲狀腺分泌降鈣素，使血鈣沉積在骨骼關(guān)節(jié)部位，形成骨質(zhì)增生。鈣離子鈣離子的生理作用介紹第38頁高血鈣癥影響諸系統(tǒng)：中樞神經(jīng)系統(tǒng)：記憶力減退、情緒不穩(wěn)定、個(gè)性改變、抑郁、嗜睡、可誤診為神經(jīng)官能癥。神經(jīng)肌肉方面：倦怠、四肢肌無力、肌肉萎縮?？烧`診為原發(fā)性神經(jīng)肌肉方面疾病。消化系統(tǒng)：出現(xiàn)食欲減退、腹脹、消化不良、便秘、惡心、嘔吐