今天来说说对身体成型非常重要的矿物质---钙。常人说,人不可无骨气,人不可无傲骨,实际上支撑骨气和傲骨的重要元素就是钙。
钙在身体中的功能
人体里99%的钙,存在于人的骨架里,为人体的骨骼提供刚性和硬度。如果骨骼里钙损失,会造成骨头变软,变弱。现在时兴的一句官话,精神上不能缺钙,精神上需要补钙,就是用的这种生理现象来进行比喻。
在人体骨骼内的钙,与磷酸盐(phosphate)结合在一起,称作羟基磷灰石(hydroxyapatite)。
骨头组织是由成骨细胞形成的(osteoblast),骨头破坏也是有另一种细胞称作破骨细胞(osteoclast)。成骨细胞吸收钙形成骨骼,而破骨细胞侵蚀骨骼释放出钙。成骨细胞和破骨细胞的相对活动,成骨与破骨活动细胞(osteoblasts and osteoclasts),决定了是骨骼成型硬气还是软化。
另外,除了在骨骼中的作用,钙还作为身体维持体内平衡重要的信号传导分子。
细胞外钙的浓度要比细胞内钙的浓度高得多。当细胞外的钙,通过特殊渠道进入细胞内的时候,就会触发细胞运行一系列的功能。比如,钙进入肌肉细胞里就会触发肌肉的收缩;钙进入胰腺β细胞里,就会刺激胰腺释放胰岛素(insulin);神经细胞传导信号看,通过释放特定的神经传导体(neurotransmitters),也是受到钙进入神经细胞的驱动。
即使是细胞的体内移动,也可以受到细胞吸收钙的过程来激发。
由于钙在体内无数类型的细胞功能中都扮演着重要作用,因此,保持血液和其它体液中钙的浓度的稳定就非常重要。
有两种起相反作用的荷尔蒙负责调节维持血液内钙浓度维持在每分升9-10毫克的恒定水平。(9-10mg/dl, deciliter)
第一种荷尔蒙事由甲状旁腺生产的甲状旁腺荷尔蒙(parathyroid hormone),甲状旁腺也叫副甲状腺,是由位于甲状腺(thyroid gland)上边的细胞群组成的。当血液中的钙浓度降低的时候,甲状旁腺荷尔蒙释放出来,刺激破骨细胞(osteoclasts)打破骨骼结构,释放出骨骼里存留的钙。因此,骨骼里保存的钙,不仅是为了支撑骨骼,而且还是身体的一个钙储存库,可以用来调节血液里的钙浓度水平。
甲状旁腺荷尔蒙同时也激活维生素D发挥功能。激活了的维生素D,可以刺激促进小肠从食物中吸收更多的钙,让肾脏保留更多的钙。
当血液里的钙浓度水平上升到一定程度的时候,身体里另一种荷尔蒙降血钙素(calcitonin)被释放出来。降血钙素由甲状腺(thyroid gland)产生,与甲状旁腺荷尔蒙发生相反的作用。降血钙素荷尔蒙会刺激成骨细胞(osteoblasts)去促进骨骼形成,同时把钙存留在骨骼里,降低血液里的钙浓度水平。
降血钙素荷尔蒙同时也可以抑制维生素D的活性,不让其发挥作用,让身体小肠从食物中少吸收钙。
甲状旁腺荷尔蒙和降血钙素荷尔蒙,发挥相反的作用,保持血液中的钙浓度维持在相对稳定的水平(每分升9-10毫克)。
维生素D在身体内钙、磷新陈代谢中的作用
身体内绝大多数的钙存在于骨骼中,但是钙不能完全独立构成骨骼,需要磷来形成骨骼的无机基质(inorganic matrix),称作羟基磷灰石(hydroxyapatite)。
用来形成骨骼的钙和磷,来自于血液。维生素D,作为骨化三醇(calcitriol),是调节血液中钙和磷浓度的必须要素。
正如上所说,血液中的钙浓度与甲状旁腺荷尔蒙和降血钙素有关。当血液中钙浓度降低的时候,甲状旁腺受到刺激释放出甲状旁腺荷尔蒙,甲状旁腺荷尔蒙同时还促进肾脏产生一种酶,这种酶可以促进非活跃状态的维生素D变成活性的维生素D,由非活性的骨化二醇转化成活性的骨化三醇。
骨化三醇刺激小肠从食物中吸收更多的钙和磷,肾脏也由于甲状旁腺荷尔蒙而增加,而减少从尿液中排出钙和磷。甲状旁腺荷尔蒙也促进从骨骼中释放出钙和磷。所有这些都会有助于维持血液中的钙磷浓度维持在一个基本恒定的水平,称为体内平衡(homeostasis)。
钙的食物来源
钙存在于大量的食物中,从人体吸收的角度来说,就是奶及奶类制品是人类最主要的食物来源。在坚果类和绿叶蔬菜类,豆类食品中都含有丰富的钙。
在强化食品中,可以添加钙。
但是,存在于不同食物中的钙生物可吸收性差异很大。例如,全谷类含有丰富的钙,但同时其含有的植酸会抑制钙的吸收;菠菜、大黄中含有丰富的钙,但是其中含有的草酸会抑制钙的吸收。
钙与身体健康和常见疾病
1,钙与骨质疏松和骨折。
长期身体缺钙,会导致骨骼变弱,容易骨折。老年人钙流失多,如果长期补充不及时,会增加骨质疏松症的风险。骨质疏松症,就是骨密度和骨强度降低,是由于长期逐步骨骼里的钙损失而成。骨质疏松症,尤其容易造成骨折。
2,钙补充与高血压之间的关系。
一些实验和观察研究,针对该补充和高血压病之间存在一定联系,但这些试验只证明与降低收缩压有关系,与舒张压没有联系。因此,现在医生一般不推荐用补钙的方式,来针对高血压患者。
3,钙补充与血管钙化。
从理论上来说,过多的钙如果在血管壁沉积下来,就会造成血管钙化,让血管变硬,这是心血管疾病的一个重要特征。目前,尚无研究证实补钙与增加心血管疾病之间的关系。可能是正常人,人体的两种荷尔蒙,会维持一个相对稳定的体内钙平衡水平。
4,钙与肥胖症。
也有的研究关注补钙与肥胖症的关系。一些文章认为,补钙可以降低肥胖的概率。这很可能是牛奶行业的宣传广告文章,不足为凭。
关于钙的养生膳食建议
1,把日常牛奶及奶制品作为保持补钙的主要渠道,因为这样的钙生物可利用性最高。老年人尤其应该多吃点奶制品,或者含钙的强化食品。
2,保持身体维生素D达到足够水平,包括让身体有足够的胆固醇摄入,也包括每天15-30分钟晒太阳让身体能够制造维生素D。
3,甲状腺作为调节身体钙磷水平的重要器官,可以释放两种相反荷尔蒙以维持体内钙磷平衡,因此保持身体甲状腺功能健康至为重要。对于人群中甲亢活着类甲亢达到60%以上水平,尤其注意。在海边高碘地区,需要特别注意。