影響鈣生物利用度的營養(yǎng)和健康因素

鈣離子是生物體和正常身體功能所必需的。它涉及肌肉收縮、細(xì)胞死亡、神經(jīng)沖動的傳遞、細(xì)胞分化、酶激活和免疫反應(yīng)。鈣狀態(tài)的紊亂有助于骨骼疾病的發(fā)展，并增加上皮癌（皮膚癌，乳腺癌等）和代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在飲食中提供適量的鈣對正常的身體功能是必要的。

1.  鈣的來源，吸收，排出及調(diào)節(jié)

 1.1 鈣的來源/1.2 鈣的吸收/1.3血清鈣濃度和骨轉(zhuǎn)換標(biāo)記物/

1.4 鈣代謝和鈣穩(wěn)態(tài)/1.5 鈣的主要體內(nèi)排出

2. 影響鈣生物利用度的內(nèi)在因素

      2.1 生理?xiàng)l件/2.2 影響鈣吸收的內(nèi)源性因素/2.3影響鈣吸收的疾病因素

3. 影響鈣生物利用度的外在因素

     3.1 飲食成分對鈣的生物利用度的影響/3.2 食物結(jié)構(gòu)對鈣的生物利用度的影響

4. 影響鈣生物利用度的藥物因素

鈣負(fù)責(zé)各種過程的有效性，其在飲食中的供應(yīng)是人體正常功能所必需的。鈣除了是骨骼的重要組成部分外，還有助于維持細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外液體的穩(wěn)態(tài)【1】。

1. 鈣的來源，吸收，排出及調(diào)節(jié)

每個(gè)成人體內(nèi)含有1千克鈣?；旧希校?9%）的鈣含量都以羥基磷灰石的形式存在于骨骼中，羥基磷灰石與磷酸鹽形成無機(jī)基質(zhì)。其余1%的鈣以游離鈣的形式在血液中循環(huán)，與血漿蛋白離子化或與陰離子（如檸檬酸鹽或乳酸）結(jié)合。為了滿足需求，食物中必須提供鈣。鈣通過排尿、排空、出汗、脫發(fā)和脫落而流失【1】。

1.1 鈣的來源

鈣的攝入通常與牛奶、酸奶和奶酪等乳制品的攝入有關(guān)，因?yàn)樗鼈兏缓}。每100克硬奶酪可提供1克鈣，而牛奶和酸奶每100克可提供100毫克至180毫克鈣。谷物通常每100克含30毫克鈣，堅(jiān)果和種子也富含鈣，尤其是杏仁和芝麻，每100克可提供250至600毫克的鈣。富含鈣的蔬菜有羽衣甘藍(lán)、花椰菜和豆瓣菜，每100克可提供100至150毫克的鈣。然而，這些食物對鈣總攝入量的影響取決于的食物消費(fèi)模式。在美國和荷蘭，分別有72%和58%的鈣供應(yīng)來自乳制品，而在中國，只有約7%的鈣攝入來自乳制品，雖然大部分來自蔬菜（30.2%）和豆類（16.7%），但谷物和果汁等強(qiáng)化食品也可以成為鈣的重要來源【2】。

1.2 鈣的吸收

生物利用度是指人體吸收的鈣量。這取決于幾個(gè)因素。一是溶解度，一般來說，增加溶解度會增加鈣的吸收。除草酸鹽外，大多數(shù)類型的鈣鹽具有相當(dāng)好的溶解性。檸檬酸、蘋果酸或雙甘氨酸鈣已被證明具有非常高的溶解度。二是膳食組成的影響，例如，與清淡膳食相比，空腹攝入鈣的生物利用度更低。在牛奶中鈣的生物利用度約為30%。植酸或草酸降低鈣的生物利用度。為了抵消這種影響，可以向膳食中添加某些類型的增強(qiáng)劑。水解蛋白質(zhì)和肽可結(jié)合或螯合鈣，并通過防止小腸內(nèi)沉淀促進(jìn)鈣吸收。一個(gè)例子是酪蛋白磷酸肽。一項(xiàng)使用鈣放射性同位素的研究表明，酪蛋白磷酸肽顯著促進(jìn)鈣的吸收。水解蛋白質(zhì)和肽有多種來源，如乳清（細(xì)菌和蛋白質(zhì)）、魚骨、磷蝦、藻類和大麥等。三是補(bǔ)鈣，鈣補(bǔ)充（500-1200毫克/天）對不同年齡和性別個(gè)體的鐵狀況沒有影響，但鈣補(bǔ)充可能降低健康婦女和早產(chǎn)兒的鋅吸收和平衡【3】。

鈣通過跨細(xì)胞和細(xì)胞旁兩條途徑從腸腔吸收到血液中?？缂?xì)胞鈣吸收是腸起始段（即十二指腸和空腸）鈣吸收的主要方式，是一個(gè)針對濃度梯度的過程。上皮鈣離子通道參與這一途徑，包括鈣選擇性瞬時(shí)受體電位香草醛（TRPV）亞家族成員6（TRPV6）、5（TRPV5）、電壓依賴性L型α1?D亞單位鈣通道、鈣結(jié)合蛋白（CB；主要是CB9k）、鈉離子和鈣離子（Na+/Ca2+）交換器和質(zhì)膜鈣泵（PMCA；主要是PMCA1b）。細(xì)胞旁鈣吸收通常發(fā)生在回腸和空腸，以梯度被動吸收。屬于緊密連接結(jié)構(gòu)的跨膜蛋白包括claudins和ocludin。當(dāng)鈣離子充分或過量流入腸道時(shí)，細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)占主導(dǎo)地位【4】。 

1.3血清鈣濃度和骨轉(zhuǎn)換標(biāo)記物

血清總鈣濃度8.8-10.4?mg/dL，游離鈣濃度為4.6–5.3?mg/dL，健康人的游離鈣水平降至3以下時(shí)?mg/dL時(shí)，可能出現(xiàn)低鈣血癥。鈣供應(yīng)不足可能導(dǎo)致血壓升高【2】。然而，當(dāng)血清鈣水平高于正常水平時(shí)可能會出現(xiàn)高鈣血癥。補(bǔ)鈣導(dǎo)致腎結(jié)石的形成是一個(gè)有爭議的話題。每日攝入≥?1000?mg鈣不僅不會導(dǎo)致結(jié)石的形成，而且還能預(yù)防這種疾病。鈣與腸道中的草酸結(jié)合，草酸是腎結(jié)石的組成部分，并減少其吸收【2】。

骨成分的比例是不斷變化的。重塑有兩個(gè)主要方向：骨形成（合成代謝過程）和骨吸收（分解代謝過程）。骨轉(zhuǎn)換是導(dǎo)致舊骨組織被新組織替代的一種生理現(xiàn)象。在這些變化過程中，被稱為骨轉(zhuǎn)換標(biāo)記物的物質(zhì)進(jìn)入血液和尿液。測量其濃度有助于確定骨代謝活動。骨標(biāo)志物包括I型膠原的C-末端前肽、I型膠原的N-末端前肽，以及反映成骨細(xì)胞（即成骨細(xì)胞）活性的骨特異性堿性磷酸酶和骨鈣素。骨吸收標(biāo)志物包括抗酒石酸酸性磷酸酶5?b、吡啶醇、I型膠原的N-末端末端末端肽和I型膠原的C-末端末端末端肽，其水平反映破骨細(xì)胞（破骨細(xì)胞）的活性【5】。        

1.4 鈣代謝和鈣穩(wěn)態(tài)

體內(nèi)磷酸鈣穩(wěn)態(tài)需要腸內(nèi)鈣吸收、鈣摻入、骨吸收、腎鈣排泄和重吸收之間保持平衡。鈣代謝受3種激素調(diào)節(jié)：甲狀旁腺激素（PTH）、降鈣素和維生素D3（VitD3）。PTH影響腎臟對鈣的再吸收、磷的排泄、骨骼中磷和鈣的動員以及鈣二醇（25-膽鈣化醇）羥基化為VitD3（骨化三醇）的活性形式。降鈣素刺激腎臟鈣的排泄，抑制破骨細(xì)胞的活性。因此，骨中的鈣釋放受到抑制，血液中的鈣水平降低。VitD3增加腸內(nèi)鈣吸收和腎臟對鈣的再吸收（類似于PTH）。鈣穩(wěn)態(tài)也由雌激素、皮質(zhì)激素和甲狀腺素控制。雌激素不僅能增加腸道對鈣的吸收和腎臟對鈣的再吸收，還能保護(hù)骨骼不被吸收（表1）。腎上腺皮質(zhì)激素促進(jìn)鈣的排泄并減少其腸道吸收，從而降低體內(nèi)的鈣水平。 盡管甲狀腺素增加了骨骼中的鈣吸收，但甲亢（即甲狀腺素水平超過正常限度）可能會導(dǎo)致鈣吸收減少，因?yàn)殁}離子從腸腔加速吸收到血液中【6】。

1.5 鈣的主要體內(nèi)排出

鈣去除是維持體內(nèi)平衡和防止組織和體液中鈣晶體過度沉積所必需的。除了鈣的排泄，腎臟還負(fù)責(zé)鈣的再吸收。大約60%-70%通過腎小球過濾的鈣被重新吸收。與腸一樣，腎臟有兩條鈣轉(zhuǎn)運(yùn)途徑。在鈣重吸收中占主導(dǎo)地位的細(xì)胞旁途徑涉及稱為claudins的連接蛋白質(zhì)，其對屏障或孔形成以及陽離子和陰離子的通過具有選擇性。涉及跨細(xì)胞途徑的分子結(jié)構(gòu)尚未被詳細(xì)描述。腎臟通過參與鈣二醇羥基化為VitD3的活性形式，間接影響鈣的生物利用度【7】。  

2. 影響鈣生物利用度的內(nèi)在因素

生理?xiàng)l件和因素，如懷孕、嬰兒期、更年期、老年、激素、與鈣代謝相關(guān)的生長因子、限制鈣吸收的疾病以及腸道微生物群，在內(nèi)源性因素中是有區(qū)別的【1】。

2.1 生理?xiàng)l件

鈣吸收從懷孕的前三個(gè)月開始加倍，部分原因是TRPV5/6、CB9k、PMCA1、Na+/Ca2+交換劑、claudin-2和claudin-12的增加，部分原因是骨化三醇（VitD3）的誘導(dǎo)。這些變化的發(fā)生是為了滿足胎兒對鈣的需求【8】。在懷孕和哺乳期間，母乳喂養(yǎng)至少6個(gè)月可以保護(hù)婦女免受骨質(zhì)疏松癥的影響，因?yàn)閮?nèi)分泌變化會增加腸道對鈣的吸收以及腎臟對鈣的再吸收。催乳素在懷孕和哺乳期間也負(fù)責(zé)增加鈣的吸收【9】。由于早產(chǎn)兒的鈣吸收受到干擾，因此使用母乳強(qiáng)化劑喂養(yǎng)似乎是有益的。母乳強(qiáng)化劑可以增加鈣的吸收，確保與食用人工奶的兒童一樣增加鈣的吸收，同時(shí)降低食物不耐受和敗血癥的風(fēng)險(xiǎn)，并預(yù)防壞死性腸炎【10】。   

直到大約生命的第三個(gè)十年，合成代謝反應(yīng)占主導(dǎo)地位。末次月經(jīng)后3年內(nèi)，骨強(qiáng)度和骨質(zhì)量下降。絕經(jīng)后和老年性骨質(zhì)疏松癥被歸類為原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥，這意味著它們不是由其他疾病引起的。絕經(jīng)后和老年都會導(dǎo)致骨密度大幅度下降；因此，不僅女性而且老年男性都有骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險(xiǎn)。由于老年患者腎臟和腸道狀況的惡化，鈣穩(wěn)態(tài)越來越難以維持【11】。  

2.2 影響鈣吸收的內(nèi)源性因素

雌激素（表1）：在接受雌激素治療5年的特納綜合征（原發(fā)性卵巢功能衰竭）患者中，觀察到骨密度增加和骨轉(zhuǎn)換減少。

成纖維細(xì)胞生長因子23（FGF-23）（表1）：由成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞和其他體細(xì)胞（腦、腎、肝、肺、腸和脾細(xì)胞）中產(chǎn)生，增加FGF-23釋放的因素有1,25（OH）2D、磷酸鹽、PTH、懷孕期間腸粘膜的生長和哺乳。

甲狀旁腺激素（表1）：增加腎臟維生素D的合成、 然后刺激腸道鈣吸收。當(dāng)鈣水平升高時(shí)，鈣敏感受體被激活，從而促使甲狀旁腺停止分泌PTH。這會導(dǎo)致維生素D減少腎臟中的合成，因此，鈣吸收減少。這個(gè)過程基于反饋原理，保護(hù)身體免受低鈣血癥和高鈣血癥的影響。然而，在某些情況下，甲狀旁腺是不活躍的，不能發(fā)揮其功能，不能釋放正確水平的激素。這可能是由于甲狀腺的切除（例如，由于癌癥的發(fā)展）或頸部的放射治療（例如，放射治療）。甲狀旁腺功能不全與PTH活性降低、血鈣水平降低和體內(nèi)磷滯留有關(guān)【12】。

胰島素樣生長因子-1（IGF-1）（表1）： IGF-1與類固醇激素和PTH一起參與骨骼合成代謝反應(yīng)。IGF-1降低不僅發(fā)生在老年人中，也發(fā)生在非酒精性脂肪肝患者和血液轉(zhuǎn)氨酶水平升高的酒精中毒患者中，而白蛋白、膽紅素和鈣水平升高與IGF-1水平升高相關(guān)。      

維生素D （表1）：轉(zhuǎn)化維生素D從食物和皮膚合成其活性形式，需要2個(gè)過程。第一種發(fā)生在肝臟，VitD3被CYP2R1酶羥基化為25-羥基膽鈣化醇（鈣二醇，25（OH）D）。鈣二醇是維生素的主要形式?但是它的生物活性大約是骨化三醇的100倍。第二個(gè)過程發(fā)生在腎臟，VitD3的活性形式由CYP27B1酶羥基化形成，即1α，25羥基膽鈣化醇（骨化三醇，1,25（OH）2D）【13】。在腸道、腎臟、甲狀旁腺和骨細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的VitD3受體（VDR）參與協(xié)調(diào)礦物質(zhì)穩(wěn)態(tài)。為了通過跨細(xì)胞途徑從腸腔吸收鈣，必須形成鈣通道（TRPV6），其表達(dá)依賴于VitD3受體及其活性形式。

Table 1 Regulators of body changes affecting calcium absorption

Regulator

Effect

Mechanism

References

Estrogen

 雌激素

鈣吸收增加

影響TRPV6和PMCA1b蛋白在十二指腸的表達(dá)

Dig Dis Sci. 2020;65:3502–3513.

Eur J Endocrinol. 017;176:233–242. 

成纖維細(xì)胞生長因子23（FGF-23） 

限制鈣吸收

改善尿磷排泄和鈣二醇分解代謝

F1000Res.2015;4:1472– 1477

直接抑制十二指腸腸細(xì)胞鈣吸收

J Physiol Sci. 2019;69:683–696

Arch Biochem iophys.2016;590:109–117 

PTH 

甲狀旁腺激素

鈣吸收增加

腎臟維生素D合成增加

Front Horm Res. 2018;50:1–13

IGF-1 胰島素樣生長因子-1

鈣吸收增加

介導(dǎo)通過PTH對骨構(gòu)建的有益作用

J Mol Endocrinol.   2018;61:T115-T137 

腎近端小管中1α-羥化酶活性增加，可將鈣二醇轉(zhuǎn)化為骨化三醇

Endocr Connect.
  2015;4:187–195.

十二指腸CB9k水平升高

Nutr Res Rev.2015;28:83–99. 

盡管血液維生素D3水平不變，但鈣吸收增加（IGF-1對鈣吸收的直接影響）

Growth Horm IGF Res.
  2018;40:55–60.

Calcitriol (vitamin D) 

維生素D

增加鈣吸收

維生素D受體和維生素D刺激腸內(nèi)鈣通道（TRPV6）的表達(dá)

Adv Exp Med Biol. 2017;1033:3–12

口服維生素D類似物（骨化醇和α-骨化醇）可增加腸道中鈣的部分吸收

Osteoporos Int. 2018;29:723–732

鈣二醇（血液中維生素D的主要形式）的濃度，但與～與骨化三醇相比，活性降低100倍，這會增加飲食中鈣含量不高的女性的PTH水平

J Nutr. 2015;145:990–995.

Abbreviations: IGF-1, insulin-like growth factor-1; PTH, parathyroid hormone.

2.3影響鈣吸收的疾病因素

1型糖尿?。涸陂L期高血糖期間，體內(nèi)產(chǎn)生晚期糖基化終產(chǎn)物。微血管受損，導(dǎo)致神經(jīng)病變、腎病和視網(wǎng)膜病變。除了影響負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)鈣代謝的器官外，糖尿病還會降低體內(nèi)循環(huán)的骨化三醇水平，減少維生素D的數(shù)量，腸中的D受體和CB9k的數(shù)量【14】。

肥胖：肥胖者存在微量營養(yǎng)素缺乏的高風(fēng)險(xiǎn)，包括鈣和維生素D.他們的鈣二醇水平較低，通過減少PTH的分泌，導(dǎo)致腸道鈣吸收障礙。在肥胖人群中，觀察到瘦素水平升高，這會刺激下丘腦中的飽足信號，從而影響食欲的調(diào)節(jié)。瘦素在骨代謝中既有積極作用也有消極作用；一方面，它抑制破骨細(xì)胞的生成并增加成骨細(xì)胞的增殖，這表明瘦素對骨的有益作用。另一方面，瘦素的缺乏導(dǎo)致骨小梁的厚度和體積增加，證實(shí)瘦素的抗成骨作用。瘦人的骨代謝狀況更好，盡管肥胖人的瘦素水平更高，這可以解釋為瘦素抵抗以及軟骨和骨骼因過度分泌這種激素導(dǎo)致的促炎狀態(tài)而惡化【15，16】。

減肥手術(shù)和某些腹腔疾?。喊砸认傺走@導(dǎo)致營養(yǎng)素的可用性有限，并干擾了腸道鈣的吸收。

微生物群：腸道微生物群與宿主相互作用，影響樹突狀細(xì)胞、免疫系統(tǒng)細(xì)胞和肝細(xì)胞。微生物群與宿主的相互作用產(chǎn)生產(chǎn)物，如吲哚衍生物、次生膽汁酸、多胺和短鏈脂肪酸（SCFA）。有證據(jù)表明，微生物組及其代謝產(chǎn)物可以通過增加鈣的生物利用度來改善骨結(jié)構(gòu)和減少骨轉(zhuǎn)換【17】。外部因素，如抗生素或被重金屬或農(nóng)藥污染的食品，可以在數(shù)量和/或質(zhì)量上改變微生物群。厚壁菌與擬桿菌數(shù)量的比例可能會影響健康狀況，尤其是肥胖。厚壁菌在吃富含糖、脂肪和蛋白質(zhì)的西方飲食的人群中普遍存在，而非洲地區(qū)吃高纖維含量傳統(tǒng)飲食的人群中類桿菌比例較高。因此，厚壁菌比擬桿菌更能有效地從營養(yǎng)物質(zhì)中獲取能量，促進(jìn)熱量吸收。厚壁菌與擬桿菌比率的改變也可能表明由脂多糖引起的炎癥【18】，脂多糖損傷腸上皮，增加其通透性并引起炎癥；這一過程會損害礦物質(zhì)的吸收，降低鈣和鐵等的生物利用度【19】。乳酸桿菌可能有助于增加腸道鈣吸收。細(xì)菌可以提高血清鈣二醇水平，從而通過影響PTH的分泌幫助增加腸道鈣吸收。細(xì)菌也可能影響25羥化酶的活性【20】，短鏈脂肪酸，如丁酸、乙酸和丙酸，是微生物纖維發(fā)酵的結(jié)果。它們的活動可降低血壓、調(diào)節(jié)食欲、維持葡萄糖穩(wěn)態(tài)、改善胰腺功能和加強(qiáng)腸道屏障。SCFA生產(chǎn)不足導(dǎo)致腸道通透性增加，從而導(dǎo)致肥胖和心血管疾病。短鏈脂肪酸可以降低草類成分的pH值，從而通過為有益細(xì)菌提供酸性環(huán)境和減少有害細(xì)菌數(shù)量來維持腸道微生態(tài)系統(tǒng)。低pH值會減少磷酸鈣的形成，從而增加鈣的吸收。短鏈脂肪酸也直接影響鈣的吸收，并通過調(diào)節(jié)信號通路增加鈣的轉(zhuǎn)運(yùn)【14，21】。

血清素是一種神經(jīng)遞質(zhì)，調(diào)節(jié)幾乎所有的大腦功能。最近的研究表明，5-羥色胺可以減少骨形成。腸道細(xì)菌的特定菌株參與血清素的產(chǎn)生。對成骨細(xì)胞的體外研究表明，5-羥色胺激活了5-羥色胺6受體（一種G-蛋白偶聯(lián)的5-羥色胺受體），導(dǎo)致堿性磷酸酶水平降低并抑制骨礦化【22】。

大豆異黃酮可被腸絨毛吸收，隨糞便排出，或經(jīng)微生物發(fā)酵成雌馬酚。雌馬酚具有強(qiáng)烈的雌激素樣作用和抗氧化活性，非常穩(wěn)定，易于吸收。盡管到目前為止研究的所有動物物種都能生產(chǎn)雌馬酚，但只有20%-50%的人類擁有適合其生產(chǎn)的微生物群。雌馬酚具有雌激素樣作用；因此，它通過與雌激素受體結(jié)合，保護(hù)骨骼免受礦物質(zhì)流失【23】。

3. 影響鈣生物利用度的外在因素

雖然人體內(nèi)的鈣供應(yīng)是遺傳調(diào)節(jié)的，并且是每個(gè)人特有的，但它的定性和定量成分可以被外部因素改變。外源因素包括特定營養(yǎng)素的飲食調(diào)整和藥物治療【1】。鈣的生物利用度受食物中各種因素的影響。大量營養(yǎng)素和微量營養(yǎng)素可能改善或擾亂鈣的吸收。Table 2總結(jié)了影響鈣吸收的營養(yǎng)因素【1】.

3.1 飲食成分對鈣的生物利用度的影響

脂肪（表2）：脂肪對脂溶性維生素D的生物利用度有影響，而脂溶性維生素D是鈣吸收所必需的。 脂肪也有助于鈣的直接吸收，其效果取決于它形成的脂肪酸類型。 

碳水化合物（表2）：乳制品是乳糖和鈣的主要膳食來源。盡管乳糖本身并不影響鈣的吸收，但乳制品中的低含量飲食是鈣缺乏的預(yù)測因素，因此會對骨代謝產(chǎn)生不利影響。纖維降低糞便pH值，降低大腸中的β-葡萄糖苷酶活性。通過酸化腸道環(huán)境，可以通過限制磷酸鹽的形成來增加鈣的吸收。膳食纖維攝入對骨骼結(jié)構(gòu)和代謝的影響似乎具有性別依賴性，其可能原因是大腸中β-葡萄糖醛酸酶活性的降低導(dǎo)致雌激素再吸收的減少，從而降低骨密度。菊粉是一種淀粉樣多糖，作為益生元，可改變腸道菌群平衡和功能性上皮修飾。它主要與短鏈低聚果糖結(jié)合，提高腸道鈣的生物利用度。 

蛋白質(zhì)（表2）：一項(xiàng)針對大鼠的實(shí)驗(yàn)研究確定，太平洋鱈魚骨骼中的鈣結(jié)合肽與鈣結(jié)合，可增加鈣在腸道中的吸收和滲透性，改善骨骼的生物力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)和礦物質(zhì)密度，同時(shí)降低血液中骨轉(zhuǎn)換標(biāo)記物的濃度。在Caco-2細(xì)胞模型中，研究了脫鹽水蛋清肽對鈣吸收的影響。用熒光分光光度法測定脫鹽水鴨蛋清肽和鈣離子結(jié)合形成鈣螯合物。脫鹽水鴨蛋肽與6-通道鈣-香草醛受體過渡電位的相互作用影響腸細(xì)胞繁殖和分化的調(diào)節(jié)。由此產(chǎn)生的鈣螯合物在腸道中被很好地吸收。脫鹽水鴨蛋清肽也間接影響鈣等礦物質(zhì)的吸收效率；具體來說，它們通過降解植酸來抵消植酸的影響，同時(shí)在草酸離子存在的情況下增加鈣的吸收。在酪蛋白（牛奶蛋白）的消化過程中，酪蛋白磷酸肽被釋放；酪蛋白磷酸肽除了具有抗菌、抗齲、細(xì)胞調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)特性外，還可以轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子，提高其生物利用度。在體外和體內(nèi)研究中，研究人員已證實(shí)酪蛋白磷酸肽可防止鈣在腸內(nèi)沉淀，因此其吸收非常有效。從酪蛋白磷酸肽混合物中分離的單體肽P5具有最大的鈣結(jié)合能力；它能同時(shí)結(jié)合6種鈣離子。含有酪蛋白磷酸肽、殼寡糖和三聚磷酸鹽的核殼微粒是鈣補(bǔ)充劑中很有前途的成分，因?yàn)樗鼈冎饾u釋放離子，導(dǎo)致吸收時(shí)間延長。鈣的控制釋放可提高其在腸道內(nèi)的生物利用度。

礦物成分（表2）：磷，飲食中鈣磷比應(yīng)在1.3:1至2:1之間。該比率的顯著增加或減少可導(dǎo)致嚴(yán)重疾病，如生長、食欲、皮膚質(zhì)量或肌力受損；無法保持正確的姿勢；最終，甚至死亡。低磷飲食，即使提供適量的鈣，也會導(dǎo)致磷的表觀消化率和腎臟排泄量降低，而鈣排泄量顯著增加；這可能表明身體不能使用這種礦物質(zhì)。鈣磷比為2:1時(shí)，骨生長充分，骨保護(hù)素和核因子κB配體受體激活劑平衡最佳，核因子κB配體在骨代謝中起重要作用。鐵，在這種礦物質(zhì)嚴(yán)重缺乏的人群中靜脈注射鐵會促進(jìn)FGF-23水平的增加，從而導(dǎo)致腸道鈣吸收減少。在使用口服鐵補(bǔ)充劑的患者中未觀察到這種效果。地中海貧血（一種由于珠蛋白形成的先天性缺陷導(dǎo)致的血紅蛋白合成障礙）患者可能會發(fā)生骨病。這種現(xiàn)象是由鐵代謝調(diào)節(jié)受損和胃腸道過度吸收引起的。與鈣轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的蛋白質(zhì)（即鈣結(jié)合蛋白-D9k、PMCA1b、TRPV5和TRPV6）的調(diào)節(jié)受損可減少腸道對鈣的吸收。地中海貧血患者腸道內(nèi)鈣吸收受損的另一個(gè)機(jī)制是腸道內(nèi)鈉-鉀ATP酶活性降低，這是負(fù)責(zé)穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)鈉離子的機(jī)制，鈉離子的存在是吸收鈣排出所必需的。鎂，鎂通過改變維生素的合成來幫助增加鈣的吸收。轉(zhuǎn)換維生素的3種主要酶（腎臟中的24羥化酶和1α羥化酶，肝臟中的25羥化酶D）?轉(zhuǎn)化為其活性形式依賴于鎂。鎂缺乏導(dǎo)致鈣二醇水平降低，PTH功能惡化，從而對鈣代謝產(chǎn)生負(fù)面影響。充足的鎂供應(yīng)與骨質(zhì)疏松的低風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。

草酸和植酸，草酸和植酸會損害鈣的吸收，從而降低骨密度，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。然而，植酸鹽和草酸含量較低的蔬菜通常含有相對較少的鈣。

咖啡因，有證據(jù)表明，適量攝入咖啡因有利于健康，降低骨質(zhì)疏松癥的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)觀察，攝入咖啡因會降低血清中酸性和堿性磷酸酶的活性，這表明骨代謝較慢，從而降低骨質(zhì)疏松癥的風(fēng)險(xiǎn)。雖然在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的動物模型中觀察到血鈣水平增加（可能是通過減少鈣排泄），但攝入足夠鈣的人類適度攝入咖啡因不會顯著影響這種礦物質(zhì)的代謝。此外，骨質(zhì)疏松癥伴有氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激的發(fā)生可能成為該疾病病因生理學(xué)的生物標(biāo)志物?？Х纫彩强寡趸瘎┑牧己脕碓础Ｅc土耳其咖啡（煮沸）和濃縮咖啡（加壓提?。┫啾龋绹ㄟ^濾）咖啡具有更高的抗氧化能力和酚含量。  

Table 2影響鈣吸收的營養(yǎng)因素Nutritional factors affecting calcium absorption

Nutrient

Item

Effect

Mechanism

References

Fat 

脂肪

任何類型的脂肪

增加鈣吸收

高脂肪食物中維生素D含量高

J Food Sci Technol. 2017;54:3753–3765.

SFA 

有效鈣吸收但骨密度低

空腸pH值低（磷酸鹽生成減少）

Food Funct. 2018;9:1809–1815.

Nutr Res. 2016;36:742–750

低脂飲食

鈣吸收率降低90%

小腸內(nèi)高pH值（磷酸鹽形成更高）

Food Funct. 2018;9:1809–1815

MUFA 

有效鈣吸收和高骨密度

低pH值和更高的calbidin-d9k腸道基因和小梁體積和厚度

Nutr Res. 2016;36:742–750

Carbohydrates 

碳水化合物

乳糖

僅嬰兒鈣吸收增加

Nutrients. 2019;11:718

纖維

增加鈣吸收 

盲腸低pH值

Food Funct.
  2016;7:2722–2728

β-葡萄糖醛酸酶活性降低

減少結(jié)腸中雌激素的再吸收→ 骨密度降低

J Bone Miner Res. 2018;33:241–249

菊粉和低聚糖

增加鈣吸收 

腸道菌群平衡的變化和功能性上皮改變 

Food Funct. 2016;7:1950–1958

Protein 蛋白質(zhì)

CBP-鈣復(fù)合物

增加鈣吸收 

腸鈣通透性增加 

Food Chem.
  2017;219:428–435.

脫鹽水鴨蛋清肽 

增加鈣吸收 

腸腔內(nèi)鈣螯合物的形成及其對腸細(xì)胞繁殖和分化調(diào)節(jié)的影響；→ 鈣螯合物被很好地吸收

Food Funct. 2018;9:5220–5229

植酸降解

草酸離子存在時(shí)鈣吸收增加

酪蛋白 

增加鈣吸收  

防止鈣在腸內(nèi)沉淀

Food Funct. 2018;9:5220–5229

礦物成分 

鈣磷比（2:1）

增加鈣吸收   

屬于調(diào)節(jié)骨重塑系統(tǒng)的蛋白質(zhì)平衡（即，OPG和RANKL）

J Anim Physiol Anim Nutr. 2019;103:1224–1232

鐵

增加鈣吸收 

血清中FGF-23水平升高（靜脈給藥）

J Ren Nutr.
  2018;28:270–277.

蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)受損：腸道中的CB9k、PMCA1b、TRPV5和TRPV6，鈉鉀ATP酶活性降低（在地中海貧血患者中觀察到）

J Physiol Sci. 2018;68:221–232

鎂 

增加鈣吸收 

參與維生素D代謝的酶依賴于鎂

J Am Osteopath Assoc. 2018;118:181–189

草酸

鈣吸收受損 

小腸中不溶性鈣鹽的形成 

Int Food Res J. 2017;24:1278–1285

植酸 

鈣吸收受損 

小腸中不溶性鈣螯合物的形成

咖啡因

降低血清中酸性和堿性磷酸酶的活性

降低骨轉(zhuǎn)換率

Biomed Pharmacother. 2019;112:108650

更年期血鈣水平升高

腎臟鈣排泄減少

Abbreviations: 骨密度（BMD, bone mineral density）; 鈣結(jié)合肽-鈣復(fù)合物（CBP-Ca complex, calcium-binding peptide–calcium complex）; 成纖維細(xì)胞生長因子（FGF, Fibroblast growth factor）; 低聚果糖（FOS, fructooligosaccharide）; 單不飽和脂肪酸（MUFA, monounsaturated fatty acid）; 飽和脂肪酸（SFA, saturated fatty acid）

3.2 食物結(jié)構(gòu)對鈣的生物利用度的影響

在兒童期，鈣、磷和生長因子是支持骨生長的重要成分，但在成人期，對骨密度/維持的積極影響也可能是由于牛奶中的其他生物活性蛋白質(zhì)/肽或脂質(zhì)直接作用于胃腸道（GIT）。乳糖可以增加鈣的吸收；低聚半乳糖（GOS）來源于乳糖，是不可消化的低聚糖。研究表明，它們可以改善礦物質(zhì)平衡和骨骼特性，并導(dǎo)致腸道雙歧桿菌增多，因此具有益生元效應(yīng)。添加益生元的強(qiáng)化牛奶和乳制品的補(bǔ)充增加了鈣和鎂的吸收，并引起動物和人類腸道微生物群的一些調(diào)節(jié)。發(fā)酵乳現(xiàn)在也被認(rèn)為含有高活性成分，如維生素、肽、低聚糖和有機(jī)酸【24】。

阻止高血壓的飲食方法（DASH）是因?yàn)镈ASH含有高纖維和低脂乳制品，并且遵循該飲食可顯著降低血壓。這種飲食有益于循環(huán)系統(tǒng)，推薦給有高血壓及其后果風(fēng)險(xiǎn)的人群，如心肌梗死。然而，到目前為止，DASH飲食對骨骼健康的影響還沒有得到充分的研究。DASH飲食的使用者血液維生素D3水平較低，這可能會惡化骨骼結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥。因此，這種飲食應(yīng)與食品或補(bǔ)充劑中維生素D3的充足供應(yīng)相結(jié)合【25】。

低熱量飲食不推薦給運(yùn)動的人，因?yàn)樵黾拥墓俏湛赡軙?dǎo)致身體對鈣的使用問題。50%的能量不足導(dǎo)致女性I型膠原C端端肽濃度增加，而I型膠原N端端肽水平降低，表明骨轉(zhuǎn)換增加【26】。  

高蛋白飲食，當(dāng)進(jìn)行體力活動時(shí)，女性攝入高蛋白飲食（2.2?6個(gè)月后，未觀察到顯著的骨密度差異。在一項(xiàng)針對絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥婦女的研究中，補(bǔ)充蛋白質(zhì)對骨密度有有益影響，而增加膳食蛋白質(zhì)含量則沒有影響。隨著高蛋白飲食的增加，身體也獲得了更多的蛋白質(zhì)相關(guān)酸，其對鈣排泄的負(fù)面影響可能與蛋白質(zhì)消耗增加對骨骼的有益影響相平衡【1】。

植物性飲食， 避免食用肉類和奶制品的人通常鈣和維生素的供應(yīng)量較低?并且可能有骨質(zhì)疏松癥的高風(fēng)險(xiǎn)。然而，流行病學(xué)研究表明，素食者和純素食者的BMD水平通常相對較高。主要原因是飲食中肉類的數(shù)量有限或缺乏；肉類除了富含蛋白質(zhì)外，還為身體提供與蛋白質(zhì)相關(guān)的酸，這些酸會降低骨密度，增加骨折的風(fēng)險(xiǎn)。均衡的素食和純素飲食包括適量的蛋白質(zhì)、鈣和鉀，它們通過減少尿鈣排泄對骨骼健康產(chǎn)生積極影響。以堅(jiān)果、豆類、種子、深綠色蔬菜、添加脂肪、雞蛋、低脂牛奶和水果為基礎(chǔ)的飲食有利于年輕人骨骼系統(tǒng)的發(fā)育【27】。  

4. 影響鈣生物利用度的藥物因素

抗癲癇藥物，如前所述，質(zhì)子泵抑制劑通過限制胃內(nèi)鹽酸的分泌來減少鈣的吸收，而鹽酸是溶解鈣鹽所必需的。還有其他種類的藥物抑制鈣的生物利用度，從而增加骨質(zhì)疏松癥的風(fēng)險(xiǎn)?？拱d癇藥直接干擾腸內(nèi)鈣的吸收，并通過誘導(dǎo)肝臟細(xì)胞色素P450加速維生素D3的分解代謝。抗癲癇藥物還抑制成骨細(xì)胞生長，降低細(xì)胞對PTH的反應(yīng)，從而限制降鈣素的分泌【28】。

利尿劑，利尿劑通常用于治療血壓，因?yàn)樗鼈兇龠M(jìn)鈉的運(yùn)輸，從而有助于維持體內(nèi)液體平衡。不幸的是，這些藥物也間接影響鈣離子的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而破壞鈣的再吸收。其作用機(jī)制與利尿劑的類型密切相關(guān)，可能影響細(xì)胞旁和跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)。例如，甘露醇（一種滲透性利尿劑）增加鈉、水和（無意中）鈣的排泄，這些通常通過滲透作用在近端小管中被重新吸收【29】。

抗結(jié)核藥物，維生素D3缺乏在肺結(jié)核患者中很常見。異煙肼和利福平是用于治療這些患者的藥物，但它們也影響維生素D3代謝，維生素D3代謝與鈣代謝密切相關(guān)?？菇Y(jié)核藥物影響細(xì)胞色素P450的活性，細(xì)胞色素P450參與維生素D3的羥基化。根據(jù)最近的報(bào)告，當(dāng)利福平單獨(dú)使用或與異煙肼聯(lián)合使用時(shí)，24,25-二羥基維生素D3和25-羥基維生素D3的濃度增加而不影響維生素D3（1,25-二羥基維生素D3）的活性形式。同時(shí)，屬于細(xì)胞色素P450基因家族的CYP27A1或CYP2R1基因（或兩者）的表達(dá)增加，這些基因負(fù)責(zé)編碼肝臟25羥化酶。利福平和異煙肼組合抑制CYP27B1表達(dá)并刺激CYP24A1表達(dá)【30】。 

四環(huán)素類抗生素，四環(huán)素減少鈣離子和其他二價(jià)和三價(jià)金屬的吸收，并與它們形成不溶性螯合物。因此，四環(huán)素治療期間應(yīng)避免食用含有這些金屬化合物的食物。  

左旋甲狀腺素，左旋甲狀腺素是甲狀腺素的合成類似物，甲狀腺素是一種調(diào)節(jié)內(nèi)分泌器官功能低下的甲狀腺激素。含左旋甲狀腺素的藥物應(yīng)空腹服用，因?yàn)樽笮谞钕偎嘏c飲食成分和其他藥物相互作用。左旋甲狀腺素在pH值為2的環(huán)境中與碳酸鈣結(jié)合，從而減少藥物和鈣離子的吸收20%-25%。另一方面，液體左旋甲狀腺素限制了鈣離子和鐵離子對藥物的吸收，從而提高了左旋甲狀腺素和金屬離子的生物利用度【31】。         

主要參考文獻(xiàn)

     1.     Nutr Rev. 2021 Nov 10;79(12):1307-1320.

2.     Nutrients 2019 Jul 15;11(7):1606.

3.    Ann N Y Acad Sci. 2021 Feb;1485(1):3-21.

4.     World J Gastroentrol.2015;21:7142–7154.

5.     Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2018;25:366–372.

6.     Nutr Res Rev.2015;28:83–99

7.     Compr Physiol.2016;6:1781–1800

8.     Physiol Rev. 2016;96:449–547.

9.     Arch Biochem Biophys.2016;590:109–117.

10.     Front Pediatr. 2019;7:1–14

11.     Front Horm Res. 2018;50:1–13

12.    Endocrinol Metab Clin North Am. 2018;47:743–758.

13.     Clin Chem Lab Med. 2017;55:3–26.

14.     Curr Nutr Rep.2018;7:198–206

15     Hormones(Athens). 2018;17:205–217，

16.     Metabolism. 2015;64:105–113

17.     Calcif Tissue Int.2018;102:415–425

18.     Nutrients. 2020;12:1474

19.     Sci Rep. 2018;8:1–13

20.     Probiotics Antimicro Prot. 2019;11:1145–1154.

21.     Nutrients 2018;11: 51.

22.     J Dairy Sci.2017;100:1580–1587.

23.  J Altern Complement Med. 2018;24:701–708.

24.  Front Nutr. 2020 Sep 23;7:578702.

25.  Nutrients. 2018;10:1–10.

26.  Bone. 2017;105:191–199.

27.  Nutr J. 2018;17:1–10

    28.   J Fam Med Prim Care.2016;5:248

    29.   Am J Physiol - Ren Physiol. 2017;312:F998–F1015.

    30.    Steroids. 2015;104:203–207.

    31.    Endocrine.2017;56:138–145

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