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钙代谢研究(内分泌学 内分泌疾病总论)

内分泌学, 内分泌疾病总论, 内分泌腺疾病 09-01 520 0
导语：钙代谢研究属于内分泌学下的内分泌疾病总论分支内容。本篇围绕内分泌学 钙代谢研究主题，主要讲述钙代谢,钙等方面医学知识。

稳定核素研究钙吸收原理与放射性核素相似

由于不受放射性衰变的影响，可更精确、更简便地测量血或尿中两种核素的比值，从而得到钙吸收率。仅用一次24小时尿即可了解钙吸收，其步骤如下：

  1. 试验前1日将44Ca （0.5mg/kg）混入第2日早餐需饮用的牛奶中，以便均衡；
  2. 试验日的上午予以42Ca静脉注射（0.5～1.2mg/kg），10分钟注完，随后立即予以含44Ca的牛奶口服；
  3. 留取24小时尿液；
  4. 测量尿中44Ca和42Ca的含量；
  5. 计算钙吸收率：钙吸收率=尿中44Ca含量/尿中42Ca含量。

Yergey等比较了4种测定钙吸收的方法：

  1. α24h法（24小时尿、口服标记钙/静脉标记钙）；
  2. αSpot法（1次尿标本、口服标记钙/静脉标记钙）；
  3. αLag法（给药后4小时、口服标记钙/给药2小时后静脉标记钙）；
  4. αDec法［去回旋法（deconvolution method）］。

结果显示α24h=0.273±0.124，αDec=0.300±0.101，αSpot=0.359±0.179，αLag=0.271±0.103。作者认为α24h法和αDec法较为理想。近来Smith等采用小剂量核素（133μg43Ca口服，7.7μg46Ca静脉注射）技术了解钙吸收，并用唾液代替血标本。

EFC的测定方法如下：

  1. 试验日上午，予以42Ca静脉注射（0.5～1.2mg/kg），10分钟注完；
  2. 收集注药后5日的尿标本（每8小时一份）及10～14日的粪便；
  3. 用原子吸收光谱法测定尿、粪中钙含量；
  4. 尿粪中稳定核素钙含量采用热离子质谱仪测量；
  5. EFC〔mg/（kg·d）〕=Vu［mg/（kg·d）］×（静脉注射的核素在粪中的量/静脉注射的核素在尿中的量）。Vu为实验期每日尿钙的平均值，t为示踪剂累计达非渐进值的时间。

Abrams等应用此法对5名3～14岁健康儿童内源性粪钙分泌状况进行了研究。发现儿童内源性粪钙（1.4±0.4）mg/（kg·d）与成人相似，明显低于早产儿［17～86mg/（kg·d）］。

钙动力学研究分为区域模型和非区域模型两种

非区域模型

如Charles提出的模型，见下图。该模型组成以下：

  1. 扩大的钙池量［M（t）］，放射性钙首先进入此处；
  2. 骨［BM（t）］，被矿化的钙（m）；
  3. 肠［E（t）］，经过粪延迟时间（Δt）后被分泌到粪便的钙；
  4. 尿（u）；⑤汗液和其他皮肤丢失（d）。

Charles钙动力学非区域模型图

注：Q0：静注核素的放射性；ECV：细胞外体积；Q（t）：整体残留；M（t）：扩展的钙池量；BM（t）：经矿化放射性钙所沉积的骨；m：矿化率；L：总的尿液、皮肤、粪便分泌率；u：尿分泌率；d：皮肤分泌率；e：内源性粪便分泌率

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区域模型

有数种不同区域的模型。现介绍其中的一种三区域模型（下图）。

钙动力学三区域模型图

注：区域代表体内不同转换率的钙池，区域间的钙转移［L（I，J）］指钙从区域J到区域I，转换率［R（I，J）］=钙转移［L（I，J）］×区域的量［M （J）］。区域1代表血液，区域2为软组织，区域3为骨中可互换的钙，区域0为骨，饮食摄入钙（Vi）到区域7，区域8和9为胃肠道中的钙，区域5为粪钙，区域6为尿钙。钙在骨的沉积（V0+）用L（0，3）表示，骨吸收后钙释放（V0-）用L（1，0）表示，内源性粪钙分泌 （Vf）为L（9，1），尿钙分泌（Vu）为L（6，1），钙吸收（Va）用L（1，8）表示

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主要实验方法包括：

  1. 饮食适应和过渡期。
  2. 实验期第1天予以核素钙，留取血标本。收集每日的尿、粪标本。用卡红做实验开始和结束的标记。51Cr与三餐同服，以校正粪钙。
  3. 食物和粪便被消化或灰化。血、尿、粪和食物中的钙用原子吸收光谱法测定。
  4. 测定血、尿和粪中的核素钙。

根据钙动力学模型计算参数

Charles模型计算

残余曲线［R1（t）］由测量整体47Ca残余直接得出，残余曲线［R2（t）］通过尿、粪中47Ca的分泌及血液特异47Ca活性曲线［S（t）］计算。皮肤钙丢失（d）由两种残余曲线的差和血液特异活性曲线确定。净钙吸收（b）=摄入钙（D）-粪钙（F），真实吸收钙（a）=净吸收钙+EFC，钙平衡（B）=摄入钙-尿钙-粪钙-皮肤钙丢失，EFC由血液特异47Ca活性曲线和粪47Ca的分泌确定。骨矿化率（m）通过曲线拟合方法测量全身残余曲线确定。骨吸收率（r）=m-B。

三区域模型计算

骨钙的平衡=VO+-VO-=Vi-（Vf+Vu），钙吸收率（α）=L（1，8）/ ［L（1，8）+L（9，8）］，可用早餐口服钙在各组织的量确定和全日静脉钙和总钙的不同值确定。区域1的转换是L（2，1）+L（6，1）+L（9，1），区域2的转换是L（1，2）+L（3，2），区域3的转换是L（2，3）+L（0，3）。根据资料算出以上各区域的转运量及区域1、2、3的量。

Charles等联合应用钙平衡和示踪动力学方法对17名正常成人的钙代谢进行研究，发现如每日摄入30mmol钙，则钙净吸收为5mmol。每天血浆中有250mmol钙被肾脏滤过，245mmol被重吸收，尿钙丢失为5.5mmol。4.5mmol钙通过消化液分泌到消化道，8mmol钙从肠道吸收（包括净吸收和部分重吸收的消化液钙），粪钙为26mmol。皮肤每日丢失1.6mmol的钙。4.9mmol的钙被矿化沉积在骨，7.1mmol钙由骨组织释放。

由于稳定核素可应用于儿童，因此近年来对于不同年龄钙代谢的动力学研究有较大的进展。这种方法除用于钙代谢的研究外，还可用于各种代谢性骨病的研究：

  1. 骨质疏松症：Charles等应用氟化钠、钙剂和维生素D2治疗20名绝经后骨质疏松妇女发现可增加钙吸收，导致正钙平衡，骨吸收率下降，骨形成率增加。
  2. 甲状腺疾病：Charles等对6名甲亢患者研究显示钙吸收减少，尿钙分泌增加，呈负钙平衡。骨转换率增加。
  3. 原发性甲旁亢：Charles等亦应用这一方法对13名原发性甲旁亢患者钙代谢进行了研究，显示骨转换增加。

将钙平衡和核素示踪结合起来研究钙代谢的方法，可得到钙在肠道中的绝对吸收量、内源性粪钙量、整体骨骼的骨矿化和骨吸收率、个体准确的钙平衡、皮肤钙丢失。对临床疾病的研究具有重要意义。但这一方法亦存在一定不足。该法步骤烦琐，价格昂贵，需要较复杂的计算，标本不易准确收集（特别是粪便），所确定的矿化沉积率不是骨基质的形成率。将全身骨骼作为一整体研究，对局部骨骼变化（如Paget骨病）则无法应用。

此外，稳定核素尚可应用于体内核酸代谢、皮质醇产生率、尿素生成和总能量消耗等多种物质代谢研究。例如，微量元素硒与肿瘤的发病有关，用特异的双核素标记技术（double isotope dilution analysis，IDA）和HPLC-ICP-MS可进行组织硒的精确测定，早期发现恶变细胞。（张红）

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