骨質疏鬆與鈣

由於骨質疏鬆症的發病與激素水平，與鈣、磷、膠原及維生素D、維生素K等多種因素相關，其複雜的分子機制尚待深入研究，在此僅就骨質疏鬆與鈣作以簡述。
（1）骨礦化中鈣的作用
骨的生成包括兩個過程，即有機質的生成和骨鹽的沉積。後者即一般所指的鈣化作用亦稱爲骨的礦化。骨鹽的主要成分爲磷酸鈣佔84%，碳酸鈣佔10%，檸檬酸鈣佔2%，磷酸鎂佔1%，磷酸氫二鈉佔2%。鈣是構成骨鹽的主要元素。礦化時體液中鈣和磷在骨的有機質中形成膠體的磷酸鈣，再沉積爲骨鹽。無機鹽決定着骨的硬度，有機質決定着骨的彈性和韌性。鈣是骨的主要無機鹽成分，因此，它的含量變化對骨的硬度起着相當重要的影響。 鈣的被利用首先從其吸收開始。鈣的吸收是在酸度高的小腸上段，需ATP、O2及葡萄糖的參與。其吸收受鈣的種類、食物成分、維生素D服用方式和胃腸道pH 的影響。鈣的排泄80%從腸道排出。骨是有生命的組織，骨鈣的吸收與形成處在一種動態平衡狀態。在人的不同生長時期其平衡狀態是不同的。因此人體每日所需鈣量是依不同年齡而異的，對鈣的需求也有量的差別，鈣離子攝取量多的地方人羣中骨質疏鬆症發生頻率低，與高鈣地區相比，生活在低鈣地區人羣骨折發生率明顯增高。
（2）骨的礦化與膠原
在骨的有機質中，88.5%爲膠原。膠原是一種具有極大韌性的特殊結構蛋白，存在於皮膚、肌腱及骨。人體內的膠原，大約有50%存在於骨組織，它是骨的有機基質的主要成分。膠原與骨的礦化關係十分密切，如果沒有膠原基質的存在，鈣不能沉於其上，骨的礦化無法完成。
骨的礦化過程實際就是骨膠原的礦化過程。鈣在骨骼的存儲形式是羥磷灰石，但它是在骨基質沉降和礦化的。骨基質的主要有機成分是I型膠原，在電鏡下見到骨的礦化情況是礦物質結晶首先出現在膠原纖維間隙。源於成骨細胞的基質小泡富含鈣和磷酸化所需的各種酶和蛋白質，小泡逸出到細胞外基質，提供適宜濃度的鈣和磷，在基質的膠原纖維間隙，與糖化酸性蛋白-75、骨唾液酸蛋白結合，並沿着膠原纖維長軸穿行與其側鏈的氨基酸結合形成羥基磷酸鈣結晶。膠原是由許多平行的、直徑均勻的膠原纖絲組成。纖絲縱橫交叉並與鄰近的纖絲交織。在骨礦化過程中，由於膠原纖絲起着酶促的作用，所以礦化一旦在膠原間隙開始，則其礦化進程很快，鈣和磷被迅速裝配到膠原纖絲的側鏈氨基酸（羥脯氨酸、羥賴氨酸、胱氨酸）上。
膠原纖維結構穩定，不易直接被蛋白酶水解，故體內膠原的更新較爲緩慢。但是有些組織如分娩後的子宮，不斷重建的骨組織以及癒合的創口等處，都含有豐富的膠原酶，對膠原的分解起着關鍵作用。鈣離子是膠原酶的激活劑，血中α2-巨球蛋白與膠原酶結合而抑制其活性，從而調節膠原的分解。 （3）骨礦化的影響因素
通常情況下，血中鈣磷水平不能使鈣鹽沉積，因此必須要有一種使局部鈣磷增多機制。諸如硫痠軟骨素提供鈣，焦磷酸鹽水解提供磷。需要許多特殊的細胞因子參與骨礦化的調節作用（IL-6，IGF-1，IGF-II，ER，CT等），並需要消耗一定能量。一些實驗表明，在骨骺線上排列成行的軟骨細胞中逐漸積聚含有鈣的磷酸鹽顆粒，愈近鈣化預備線這種顆粒則愈多。維生素D缺乏時則見不到這種顆粒，如給維生素D時，這種顆粒又可在軟骨中出現。另外 1，25-(OH)2D3能影響蛋白質合成並控制細胞的分化，只有在其影響下生成的軟骨細胞、成骨細胞和骨細胞方能形成含有鈣的磷酸鹽顆粒，否則蛋白質雖能合成，卻不能形成這樣的顆粒。骨細胞中含鈣質最多，骨細胞中的顆粒除了以1，25-(OH)2D3爲其形成的先決條件外，尚受多種激素影響：甲狀旁腺激素促進骨細胞從間隙液吸收鈣，並促使其排入血液，而降鈣素則阻止鈣由骨細胞排出，從而使血鈣降低。維生素D一方面使鈣在骨沉積，而且由維生素D轉變而來的 1，25-（OH）2-D3可使骨鈣易於移動，既可促進新骨鈣化，也可動員鈣由老骨中游離出來，使骨質不斷更新又維持着血鈣的平衡。骨的礦化是以鈣爲中心的動態平衡過程。有研究報告，骨礦化過程中骨磷酸化蛋白與鈣的結合是有一定限度的，鈣能誘導骨酸性蛋白構型改變。結合到I型膠原的幾種磷酸化蛋白對於鈣的結合濃度各不相同。
（4）鈣劑的評價 目前市場鈣的製劑有很多種，需要進行科學的評價。應強調在製劑中鈣元素的標識要明確，劑量要準確。一般情況下所說的活性鈣涵義爲可溶性鈣鹽，其生物吸收率與牛奶中鈣的吸收率相當，鈣製劑中鈣元素含量測定多依據《中國藥典》1990年版進行評價。在選擇鈣劑時要選鈣元素含量高、效用好、安全、可靠的鈣劑。
我國居民每日膳食中鈣的實際攝入量與推薦量有較大距離。1988年我國營養學會修訂的成人鈣供給量爲成人每日不低於800mg，孕婦、乳母每日 1500mg。另據美國專家建議：老年人、絕經婦女每日攝入量可達1500mg。不同年齡組的人對鈣的需求量有所不同。兒童、青少年因骨骼生長髮育快，鈣的攝入量應增加，每日100-1200mg。孕產婦因特殊需求鈣元素攝入量應增加至1500mg。含鈣元素較多的食物有：豆腐、魚、蝦、骨頭湯。鈣元素攝入不足者可補以藥用鈣，以分次餐前服用爲宜。再好的營養也不可無限度，並不是攝取越多越好。如果鈣元素攝入過多會產生高尿鈣，偶而也有引起腎鈣化的副面作用。實際生活中鈣的攝入不足爲普遍現象。牛奶中鈣含量高而且容易被吸收利用，所以牛奶是理想天然補鈣劑。每500g牛奶含鈣量約爲800mg。如果維生素 D用量不足，補充的鈣也不能很好被吸收。總之，應在醫生指導下正確地選擇和服用鈣製劑以減少或延緩骨質疏鬆的發生，促進人民健康。