骨骼主要由有機質(zhì)和無機質(zhì)構(gòu)成,有機質(zhì)以膠原蛋白為主,賦予骨骼韌性和彈性;無機質(zhì)以羥基磷灰石結(jié)晶為主,提供硬度和強度。鈣是構(gòu)成骨骼無機質(zhì)的關(guān)鍵成分,對維持骨骼結(jié)構(gòu)、支持身體、保護內(nèi)臟以及參與血液凝固、神經(jīng)信號傳導和肌肉收縮等生理過程至關(guān)重要。
一、有機質(zhì):膠原蛋白
骨骼中的有機質(zhì)主要成分是膠原蛋白,它是一種纖維狀蛋白質(zhì),構(gòu)成了骨骼的網(wǎng)狀框架。這種框架為骨骼提供了良好的韌性和彈性,使其能夠承受一定的彎曲和扭轉(zhuǎn)力而不易斷裂。膠原蛋白的合成需要充足的維生素C參與,缺乏維生素C會影響膠原蛋白的正常形成,可能導致骨骼脆弱。除了提供結(jié)構(gòu)支持,膠原蛋白框架還是礦物質(zhì)沉積的模板,引導羥基磷灰石等無機鹽有序結(jié)晶,從而形成堅硬的骨組織。
二、無機質(zhì):羥基磷灰石
骨骼中的無機質(zhì)主要成分是羥基磷灰石結(jié)晶,它是一種含有鈣和磷的復合鹽類。羥基磷灰石以微晶形式緊密沉積在膠原蛋白構(gòu)成的有機基質(zhì)上,賦予了骨骼極高的硬度和抗壓強度,使其能夠支撐體重、完成運動并保護大腦、脊髓等重要器官。骨骼中儲存著人體絕大部分的鈣和磷,當血液中鈣離子濃度下降時,骨骼中的鈣鹽可以溶解釋放入血,以維持血鈣穩(wěn)定,這個過程稱為骨吸收。
三、鈣的骨骼構(gòu)建作用
鈣是構(gòu)成羥基磷灰石的核心元素,直接決定了骨骼的礦化程度和骨密度。充足的鈣攝入和吸收是兒童青少年骨骼生長、達到理想峰值骨量的基礎(chǔ),也是成年人維持骨量、預防骨質(zhì)疏松的關(guān)鍵。在骨骼新陳代謝過程中,成骨細胞不斷合成新的骨基質(zhì)并促進鈣鹽沉積,而破骨細胞則負責分解舊的骨組織,釋放鈣離子,兩者動態(tài)平衡維持骨骼健康。
四、鈣的生理調(diào)節(jié)作用
除了構(gòu)建骨骼,鈣離子在血液和細胞中還扮演著重要的信號分子角色。鈣離子參與血液凝固的級聯(lián)反應,是多個凝血因子激活的必要條件。在神經(jīng)肌肉系統(tǒng)中,鈣離子內(nèi)流是神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)和肌纖維收縮的觸發(fā)信號。鈣還參與調(diào)節(jié)多種酶的活性、維持細胞膜穩(wěn)定性和調(diào)控激素分泌。血鈣水平的穩(wěn)定主要由甲狀旁腺激素、降鈣素和維生素D共同精密調(diào)節(jié)。
五、鈣的代謝與平衡
鈣的代謝依賴于攝入、吸收、排泄的平衡。膳食中的鈣主要在十二指腸和空腸上段通過主動轉(zhuǎn)運和被動擴散方式吸收,維生素D能顯著促進此過程。鈣主要通過尿液和糞便排出。長期鈣攝入不足、維生素D缺乏、雌激素水平下降等因素會破壞骨代謝平衡,導致骨吸收大于骨形成,引發(fā)骨量減少和骨質(zhì)疏松,增加骨折風險。某些疾病如甲狀旁腺功能亢進、慢性腎病也會干擾鈣代謝。
維護骨骼健康需要終身關(guān)注鈣營養(yǎng)。日常應保證足量鈣的攝入,奶制品、豆制品、深綠色蔬菜和帶骨小魚是良好來源。同時需確保足夠的維生素D以促進鈣吸收,適量日照和食物補充是關(guān)鍵。規(guī)律進行負重運動如步行、跑步、力量訓練能有效刺激骨骼、增強骨密度。避免吸煙、過量飲酒和過量攝入咖啡因或鈉鹽,這些習慣可能不利于鈣的保留。對于兒童、孕婦、哺乳期女性和老年人等特殊人群,應根據(jù)醫(yī)生或營養(yǎng)師建議評估鈣需求,必要時在專業(yè)指導下進行合理補充。