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钙离子的生理作用及血钙浓度的调节

的存在下组成凝血酶原复合物,即凝血活酶,将 凝血酶原转变为凝血酶。
• 纤维蛋白形成 由凝血酶在钙离子的参与下催化血浆中的纤维
蛋白原而形成,细丝纵横交织构成网状,并将血细 胞网络其中,使液状的血液转变成胶冻状的血凝 块。
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注意: (1)凝血是一个正反馈机制,一旦启动,必 迅速完成全过程。 (2)Ca2+在多个环节起作用,因此控制Ca2+就 能控制血凝。(抗凝剂的制备) (3)血凝过程是流水线,阻断其中一步,则 凝血过程必终止。
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2、如何维持血钙稳定
骨钙和血钙调控激素共同完成: 甲状旁腺激素(破骨使骨钙外流) 降钙素(促进成骨,使血钙降低) 维生素D3(促进肠道吸收钙质) 它们互相配合,使血钙稳定在昼夜变化不超过3%的水平上。
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3、钙的迁徙
概念:为了维持血钙的平衡,在甲状旁腺的作用下骨钙溶解,进 入血液的过程。
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CAMP途径: AC
cAMP
PKA
CREB
激活
CGMP途径:GC
cGMP
PKG (其它细胞)
下游蛋白
Na+通道(视觉细胞)
DAG/IP3途径:PLC水解 PIP2
IP3 释放ER中的 Ca2+ DAG CaM, Ca2+ PKC
下游蛋白
IP3 释放ER中的 Ca2+ Ca2+途径:
细胞膜上的 Ca2+通道释放胞外的 Ca2+
激活JSR钙 释放通道
3 胞质中〔Ca2+ 〕升高100倍
Ca2+进入胞质
肌钙蛋白与Ca2+ 结合,肌肉收缩
4 激活LSR膜上的Ca2+泵 肌浆中〔Ca2+ 〕降低
Ca2+回收入肌质网 肌肉舒张
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骨骼肌的兴奋-收缩耦联
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4、骨骼肌舒张机制
兴奋-收缩耦联后
肌膜电位复极化
终池膜对Ca2+通透性↓ 肌浆网膜Ca2+泵激活
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(二)、参与肌肉收缩与舒张过程
★ 肌肉收缩的结构基础是粗细肌丝各蛋白质的结构和特性;横桥ATP酶
分解ATP为之供能;而整个过程触发和终止的关键是Ca2+与肌钙蛋白的结 合和分离,即Ca2+的浓度是高还是低。
钙对心肌和骨骼肌具有收缩作用,当神经刺激心肌和骨骼肌时,肌 浆网中的钙就游离到肌浆中,钙离子与肌钙蛋白结合,引起肌肉蛋白质 构象发生变化,解除肌钙蛋白及原肌球蛋白的抑制作用,并激发其ATP 酶活力,从而启动骨骼肌和心肌的收缩,使心脏保持连续交替的收缩与 舒张,维持心动的节律,钾离子则与心肌的舒张有关,与钙离子相拮抗。
ACh与N2受体结合 Na+、K+ (尤其是Na+)通透性↑
终板膜去极化→终板电位(EPP)
EPP电紧张性扩布至肌膜 动作电位
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(四)、骨骼构成的重要物质
• 血中钙水平与骨代谢密切相关。正常时成骨 与溶骨过程处于动态平衡,成骨过程中,钙 沉积于骨,血中水平降低,而溶骨过程中, 骨质分解,提高血中钙水平。在多种激素的 共同调节下,骨不断更新与重建,并为血中 钙水平稳态提供基本保证。
血钙的来源: ①通过肠道吸收进入血液 ②从骨骼中摄取!
◇维持细胞的黏着及细胞的完整性与通透性;
◇控制纤毛运动;
◇调整机体免疫平衡;(增强免疫功能)
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Calcium in the body
99%分布在骨骼
0.5%在牙 机体总钙
0.5%在软组织(细胞内钙)
0.02%在血浆
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2020年3月1神经蛋白(calcineurin)可 诱导细胞凋亡,可导致BAD去磷酸化,引起它转移 至线粒体从而促进Bad与BCL-X形成二聚体。在海 马神经元中,L-谷氨酸通过NMDA受体诱发Ca2+内 流并激活钙神经蛋白,从而触发BAD的线粒体定位 和细胞凋亡。此外,线粒体选择性细胞色素c(Cyt c)通透将激活半胱天冬酶,进而促进细胞凋亡。
Ca2+还可直接激活一些细胞的酶从启动细胞毒 级联反应。
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三、血钙平衡调节
• 血钙以离子钙和结合钙两种形式存在,各占约50%。其中 结合钙绝大部分是与血浆清蛋白结合,小部分与柠檬酸、 重碳酸盐等结合。因为血浆蛋白质结合钙不能透过毛细血 管壁,故称为不扩散钙。柠檬酸钙等钙化合物以及离子钙 可以透过毛细血管壁,则称为可扩散钙 。
胞浆内Ca2+浓度瞬间升 高超过10-6M
活化下游的酶类
Ca2+与CaM结合形成复合体
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(六)钙离子与细胞凋亡
细胞内Ca2+的升高可通过生成活性氧和活性氮离子 等下游环节而破坏细胞的能量内稳状态而导致细 胞死亡。
线粒体Ca2+积聚将损害氧化磷酸化作用,并通过 电子传递链促进活性氧离子如超氧化物(02-)、过 氧化氢(H202)的生成。高线粒体Ca2+也改变线粒体 膜的通透性,抑制ATP的生成和促进坏死。
肌浆网膜[Ca2+]↓
原肌凝蛋白复盖的 横桥结合位点
Ca2+与肌钙蛋白解离
骨骼肌舒张
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小结:骨骼肌收缩全过程 1.兴奋传递
运动神经冲动传至末梢 ↓
N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+内流入N末梢内 ↓ 接头前膜内囊泡
向前膜移动、融合、破裂 ↓
ACh释放入接头间隙 ↓
ACh与终板膜受体结合 ↓
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Calcium in the blood
血液中钙
蛋白质结合钙(46%) 99%----血浆 有机酸结合钙-复合钙
离子钙(48%)
1%----血细胞中
The ionized form of calcium in the serum is critical to healthy physiologic function.
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(2)细肌丝(thin filament)
❖肌动蛋白:表面有与横桥结合的位点,静息时被原肌凝
蛋白掩盖;
❖原肌凝蛋白:静息时掩盖结合位点;
❖肌钙蛋白:与Ca2+结合变构后,使原肌凝蛋白位移,暴露
出结合位点。
原肌球蛋白
肌钙蛋白
肌动蛋白
O
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OO
O
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2、骨骼肌收缩分子机制-滑行学说
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当神经冲动
传导到神经末梢 时,使轴突末梢 膜中的钙离子通 道开放,钙离子 内流进入突触小 体,引起乙酰胆 碱释放到突触间 隙。乙酰胆碱受 体的离子通道允 许钠离子和钾离 子通过。
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神经冲动 Ca2+通道开放,Ca2+内流
囊泡移动、融合、破裂,ACh释放
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骨骼肌 细微结 构
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1、肌原纤维的组成
⑴粗肌丝由肌凝蛋白(肌球)组成,其头部有一膨大部称为 横桥。
横桥的特点
①能与细肌丝上的结合 位点发生可逆性结合。 ②具有ATP酶的作用,与 结合位点结合后,分解 ATP提供横桥扭动(肌丝 滑行)和作功的能量。
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2020年3月13日 作为第二信使的游离钙仅占细胞内钙的0.005%。
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二、钙离子的生理作用
钙离子是凝血因子,参与凝血过程
参与肌肉(包括骨骼肌、平滑肌)收缩过程
参与神经递质释放
是骨骼构成的重要物质
钙离子参与信号转导
钙离子参与细胞凋亡。。。。。。
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(一)、钙离子参与凝血过程
钙离子的生理作用 及血钙浓度的调节
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一、概述 钙在人体中的分布、作用
分布:(99%)骨骼、牙齿、指甲、头发。
血钙(1%):血液、细胞、细胞外液、软组织中。
1%血钙在生命中的重要生理功能:
◇参与心脏的收缩与舒张,调节心律;
◇参与神经冲动的传导; ◇参与肌肉的收缩与舒张; ◇参与血液凝固; ◇激活酶的活性;
当组织损伤后,释放该因子,在钙离子的参与下,它与因 子Ⅶ一起形成1:1复合物。一般认为,单独的因子Ⅶ或组织因 子均无促凝活性。但因子Ⅶ与组织因子结合会很快被活化的因 子Ⅹ激活为Ⅶa,从而形成Ⅶa组织因子复合物,后者比Ⅶa单 独激活因子Ⅹ增强16000倍。
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• 凝血酶的生成 即因子Ⅹa、因子Ⅴa在钙离子和磷脂酶(PL)
终池内的Ca2+进入肌浆 Ca2+与肌钙蛋白结合
原肌凝蛋白位移,暴露细肌丝上的 结合位点
横桥与细肌丝结合位点结合, 分解ATP释放能量
横桥摆动
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
肌节缩短=肌细胞收缩
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3、骨骼肌的兴奋-收缩耦联
基本过程:
1 肌膜AP
沿肌膜、T管膜传播
激活L型钙通道
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激活的L 型钙通道
当胃肠道吸收大量钙时,血钙浓度可暂时升高。血钙
浓度增高,尿钙排泄也增加;反之亦然,两者呈正相关, 以保持血钙浓度相对稳定。 (3)骨钙是血钙浓度调节的“大后方”:
一餐富钙饮食可供12小时内维持血钙平衡不必动用骨钙; 但当饮食中含钙量不足时,为了保持血钙浓度的相对稳 定.骨钙就会“奋不顾身”地进入血液,以调节血钙平衡 。
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