鈣的介紹1
鈣是人體內含量最多的礦物質,佔體重的1.5 - 2%,新生兒體內含鈣量約25 - 35公克,成人體內則有1200公克,其中99% 存在骨骼和牙齒等硬組織中,其餘1%則分佈於各種組織與血液中,血漿中鈣的濃度約為9 -12 m g/dL,平均約2.5 mM 。
一、生理功能與血鈣恆定:
成人有206塊骨骼,骨骼是中空的結構,依照型態可分為兩種:外部密實的緻密骨(cortical bone)與內部多孔隙的海綿骨﹙trabecular bone﹚。
鈣與磷結合而成磷酸鈣 Ca3﹙PO4﹚2 以及hydroxyapatite Ca10[PO4]6[OH]2,是骨骼主要的礦物質成分﹔骨骼是體內最大的鈣儲存庫,協助穩定血液的鈣濃度。骨骼的組成為礦物質、蛋白質與水分。骨骼組織具有神經、血管和細胞,是動態的活組織。「造骨細胞」﹙osteoblast﹚負責製造新骨,首先合成膠原蛋白等基質,然後進行礦化作用﹙mineralization﹚,使磷酸鈣結晶沉澱在基質上,形成堅硬的結構,健康成熟的骨骼足以支撐身體的重量和活動。「噬骨細胞」﹙osteoclast﹚負責骨骼的分解﹙resorption﹚,與造骨細胞配合完成骨骼的成長與「再塑」﹙remodeling﹚。
骨質量隨著年齡而變化,成長階段造骨速率快於分解速率,因此骨質量隨著年齡而增多,身高也隨之增加。成年之後身高不再增加,但是骨骼仍然不斷地汰舊換新,分解舊骨而置換新骨,這是「骨骼重塑」﹙bone remodeling﹚,大約30歲時骨質量與骨密度達到最高,不過外觀沒有明顯的改變,此階段造骨速率大致和分解速率相等。婦女停經後或老年時,造骨速率比分解速率為慢,骨質逐漸流失,但是初期不會改變骨骼的外觀,因此骨密度降低,而有「骨質疏鬆症」﹙osteoporosis﹚的危險。
骨骼的重塑作用﹙remodeling﹚ |
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凝血作用
血液凝固的步驟需要多種「凝血因子」蛋白質的活化,最後促使「凝血脢元」活化成「凝血脢」,作用於「纖維蛋白元」而生成「纖維蛋白」,蛋白質分子間先聚合成纖維狀,進一步交錯連結而形成血凝塊﹙圖11-4﹚。鈣離子是凝血因子活化所需的成分,抽血時如果抽血管中加入抗凝劑EDTA與鈣螯合,血液就無法凝固。
神經傳導
鈣與鎂配合改變神經細胞的膜電位以控制神經傳導,鈣不足會使神經過度敏感。鈣與啟動神經傳導物質的分泌有關,不足會抑制分泌。
調節生理機能
鈣離子是細胞內重要的二級傳訊分子,細胞接受荷爾蒙或神經訊息的刺激,會使細胞質鈣離子的濃度快速升高,此時具有調節功能的蛋白質「攜鈣素」﹙calmodulin﹚可與鈣結合而活化,進而改變許多蛋白質與酵素的活性,影響細胞的分裂增生、分泌作用、能量代謝等生理功能。
肌肉收縮
肌肉接受運動神經的訊號,刺激肌漿膜與內質網釋出鈣離子,細胞質鈣離子濃度上升,可啟動「肌動蛋白」﹙actin﹚與「肌凝蛋白」﹙myosin﹚的收縮。當鈣離子被肌漿膜或內質網上的「鈣泵」﹙Ca pump﹚運送到細胞外或收回內質網,細胞質鈣離子濃度降低,肌纖維就停止收縮而放鬆。心肌的收縮和舒張也受鈣的影響。
由於鈣離子參與許多重要的生理功能,爲了維持穩定的血鈣濃度,人體有週全的調節機制,藉由副甲狀腺素﹙parathyroid hormone﹚、維生素D荷爾蒙﹙calcitriol﹚、降鈣激素﹙calcitonin﹚等三種荷爾蒙,改變鈣的吸收、排泄和儲存而調節血鈣。當血鈣濃度下降時,副甲狀腺素分泌增多,有三方面的作用:作用於骨骼可加速骨礦物質的分解而釋出鈣,使血鈣回升,這是最快速的調節,但是長期的作用會損耗骨質;作用於腎臟可增加腎小管對鈣的再吸收,減少尿鈣的流失;同時會刺激腎臟增加維生素D荷爾蒙的產生,維生素D荷爾蒙也會促進骨質分解,並且作用於小腸使增加鈣和磷的吸收,這個反應比較緩慢,卻是補充血鈣的根本途徑。當血鈣升高時,副甲狀腺素分泌減少,維生素D荷爾蒙分解,鈣的吸收隨之降低而排泄升高,另有甲狀腺分泌之降鈣激素,作用於骨骼抑制噬骨細胞的分解作用。
鈣的介紹(二)
二、食物來源與需要量
動物性肉類食品含鈣量都不高,只有乳製品和某些魚貝含鈣特別豐富。植物性食品中以豆類、堅果類、蔬菜類含鈣量較為豐富。已知菠菜含有大量草酸會抑制鈣的吸收,但是其他蔬菜,諸如花椰菜、十字花科蔬菜﹙高麗菜、油菜、芥藍菜等﹚等含草酸量低,鈣的吸收率甚至高於牛奶,是良好的鈣源。鈣的吸收受食物成分與消化道生理特性的影響,平均吸收率約30%,菠菜只有5%,牛奶和豆漿都有30%,低草酸的蔬菜則有50-60%。食物中若有大量的草酸、植酸、膳食纖維,會抑制吸收。胃酸不足或使用抗酸劑也會抑制鈣的吸收。充足的維生素D與蛋白質有助於鈣的吸收。老年時吸收率有降低的現象。
含鈣與磷豐富的各類食物 | ||||
食物類 |
每100公克食物鈣含量 |
每100公克食物磷含量 | ||
50-200毫克 |
200-300毫克 |
>300毫克 | ||
乳製品 |
優酪乳、全脂乳、低脂乳 |
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奶粉、乳酪 |
約100毫克 |
魚貝類 |
旭蟹、牡蠣、魚肉鬆、文蛤、小卷、蝦、蝦仁、鳳螺、蠑螺、雪螺、文蜆、白海參 |
金錢魚、各種魚鬆 |
金錢魚、鮭魚鬆、小魚干、蝦皮、蝦米 |
100-300毫克 |
豆類 |
干絲、豆漿、味噌、素火腿、素肉鬆、冬粉、豆棗、素雞、豆豉、豆漿粉、紅豆、綠豆、黑豆、核桃 |
臭豆腐、雞蛋豆腐、百頁豆腐、小方豆干、豆腐凍、傳統豆腐、五香豆干 |
小三角油豆腐 |
100-300 毫克 |
堅果類 |
松子、蓮子、花生、開心果、白芝麻、核桃粒 |
杏仁果 |
山粉圓、黑芝麻、芝麻糊、芝麻醬、無花果 |
> 300毫克 |
蔬菜類 |
九層塔、皇冠菜、紅莧菜、莧菜、綠豆芽、紅鳳菜、川七、小白菜、油菜、芫荽、黃秋葵、角菜、芥菜、蘿蔔乾、油菜花、甘薯葉、白鳳菜、青江菜、空心菜、高麗菜芽、美國空心菜、芹菜、野苦瓜、韭菜、甘藍、高麗菜 |
山芹菜、梅乾菜、黑甜菜、高麗菜乾、芥藍 |
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30-90 mg
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肉類 |
鈣含量均低 |
150-300毫克 | ||
蛋類 |
> 100 毫克 | |||
水果類 |
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五穀類 |
50-100 毫克 |
食物之外還有琳琅滿目的鈣補充劑可供選擇。鈣補充劑並不是只含鈣質,而是鈣的化合物,不同的化合物有不同的含鈣量,常見的鈣補充劑可分為胺基酸鈣化合物、有機酸鈣化合物、碳酸鈣、骨粉鈣、貝殼鈣、含鈣抗酸劑等。碳酸鈣的含鈣量最高,有40%,吸收率大約30%;貝殼鈣的主要成份是碳酸鈣,珍珠粉就屬於此類;胺基酸或有機酸鈣的鈣量約10-30%,吸收率略高,但是因為鈣含量較低,服用量需增多,價格也較高昂;骨粉鈣屬於磷酸鈣鹽,吸收率較低;含鈣的抗酸劑會中和胃酸,使用過量反而不利吸收。
選用鈣補充劑時應該閱讀成分標示以確認含鈣成分和劑量,並且遵循服用指示以發揮最佳效益。鈣補充劑最好在飯後1-1.5小時後服用,避免食物的干擾可以促進吸收,但是胃酸分泌不足者則不宜空腹服用,應該在餐後服用以利吸收。
爲了維護骨骼健康與預防骨質疏鬆症的預防,膳食營養素攝取標準所建議鈣的充足攝取量為成人每天1000毫克,13-18歲青少年為每天1200毫克,兒童的攝取量為600-800毫克。根據衛生署「國民營養健康狀況變遷調查」結果,成人鈣的來源約有60-70%是由深色與淺色蔬菜類、乳品類、黃豆類等所提供。成人各年齡層的鈣攝取量平均只有500毫克,大約達到參考攝取量的一半,青少年甚至低於40% DRI,尤其是年輕女性的攝取量最低,65歲以上老人略有增高到600毫克。鈣攝取偏低會使骨質的累積無法達到巔峰的潛力,增加老年時骨質疏鬆症的危險。
鈣與磷之充足攝取量 ﹙毫克 mg﹚ | |||||
嬰 兒 (充足攝取量) |
兒 童 | ||||
年齡 |
鈣 |
磷 |
年齡 |
鈣 |
磷 |
0 月~ |
200 |
150 |
1 歲~ |
500 |
400 |
3 月~ |
300 |
200 |
4歲~ |
600 |
500 |
6 月~ |
400 |
300 |
7歲~ |
800 |
600 |
9 月~ |
400 |
300 |
10歲~ |
1000 |
800 |
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青 少 年 |
成 年 與 老 年 | ||||
年齡 |
鈣 |
磷 |
年齡 |
鈣 |
磷 |
13歲~ |
1200 |
1000 |
19歲~ |
1000 |
800 |
16歲~ |
1200 |
1000 |
31歲~ |
1000 |
800 |
|
|
|
51歲~ |
1000 |
800 |
|
|
|
71歲~ |
1000 |
800 |
男性與女性的參考攝取量一樣 | |||||
特 殊 狀 況 | |||||
懷孕 + 0 | |||||
哺乳 + 0 |
國人男女兩性各年齡層之鈣攝取量 | ||||
年齡分層 ﹙歲﹚ |
男 性 |
女 性 | ||
每日平均攝取量 ﹙mg﹚ |
佔建議量比例 (%) |
每日平均攝取量 ﹙mg﹚ |
佔建議量比例 (%) | |
13-15 |
464 |
41 |
388 |
35 |
16-19 |
523 |
47 |
432 |
39 |
20-24 |
453 |
45 |
349 |
35 |
25-34 |
513 |
51 |
457 |
46 |
35-54 |
517 |
52 |
555 |
56 |
55-64 |
501 |
50 |
552 |
55 |
19-64 |
504 |
50 |
496 |
50 |
65+ |
622 |
62 |
635 |
64 |
三、 缺乏與過量
人體對血鈣濃度有精密的調節機制,而且骨骼存有大量的鈣質以備不時之需,因此高鈣血症或低鈣血症都不是由飲食所引起。血鈣偏低的原因可能是腎臟衰竭、副甲狀腺素分泌不足、維生素D缺乏之故,會有抽筋、痙攣等症狀。血鈣偏高主要是甲狀腺素分泌異常增多,或是癌瘤分泌初類甲狀腺素成分,導致骨質持續分解所致;症狀包括疲倦虛弱、喪失食慾、便秘、意識不清等,鈣可能堆積在組織中而造成傷害,最嚴重時導致昏迷與心臟停止。
長期鈣攝取量不足會傷害骨骼健康,骨質累積不足或是持續分解,使兒童和青少年的骨骼成長不良,成人則發生骨質疏鬆症﹙osteoporosis﹚或骨質軟化症﹙osteomalacia﹚,前者是骨質量與骨密度減少,後者是骨骼礦化不足。鈣攝取不足也可能與高血壓、大腸癌、妊娠毒血症﹙孕婦高血壓、水腫與蛋白尿等﹚有關。長期鈣攝取過量會增加腎結石的危險,因此用量不宜過高,鈣補充劑的上限攝取量為2500毫克。
「骨質疏鬆症」是指長期骨質流失導致骨骼脆弱,以致於失去支撐能力,身高縮減,日常活動都可能使骨骼受傷,容易發生脊椎、手腕、髖骨骨折,患者因而行動和生活不便,增加家庭負擔,生活品質降低而死亡率升高,被稱為是「無聲的殺手」,社會也會爲之付出重大的醫療代價。主要的受害族群是老年人與停經婦女,老年時骨質流失率每年0.2-0.3%,婦女停經初期的3-5年內骨質流失率高達2-5%。
鈣的介紹(三)
骨質疏鬆症的危險因子包括生理特質、飲食因素、生活型態三方面。生理特質通常無法改變,例如家族遺傳、性別、年齡、疾病狀態,通常以女性和老人危險性較高,不過男性並不能掉以輕心,因爲近十年來男性骨折率的發生比女性為快;自然或提早停經、卵巢摘除等會喪失雌激素的保護作用而加速骨質分解。飲食因素如鈣質、維生素D、蛋白質等若有不足,或是使用抗酸劑,都不利於鈣的吸收和利用。生活型態若缺乏活動,肌肉拉力不足,骨骼缺少負重訓練,都會加速骨質流失。早期觀察發現訓練精良且體格強健的太空人在無重力的太空長期停留後,腿部的肌肉與骨骼會明顯減少,實驗中讓健康人長期臥床模仿無重力狀態,也會使腿部無力,因為沒有活動的刺激,肌肉組織的神經會退化而使肌肉萎縮。
骨質疏鬆症危險因子 | ||
危險因子 |
說明 | |
生理 特質 |
遺傳、骨折病史 |
維生素D靈敏性不同 |
女性 |
體型較小,骨骼總量較少,巔峰骨質量較少 | |
老年 |
營養素吸收能力降低, | |
停經、 |
失去雌激素保護,骨質分解速率加快 | |
過瘦 |
骨骼總量較少,肌肉拉力不足 | |
飲食因素 |
飲食鈣攝取不足 |
鈣供應偏低,巔峰骨質量減少 |
抗酸劑過度使用 |
胃酸不足而減少鈣質吸收 | |
維生素D不足 |
鈣質吸收效率降低 | |
蛋白質攝取不足 |
鈣質吸收效率降低 | |
生活型態 |
缺少活動 |
骨骼拉力不足,肌肉與骨骼均會分解流失 |
抽菸、酒精 |
加速骨質流失 | |
容易跌倒 |
增加骨折危險 | |
疾病藥物 |
卵巢摘除 |
失去雌激素保護,骨質分解速率加快 |
消化道疾病腹瀉 固醇類藥物 |
加速骨質流失 |
骨質疏鬆初期沒有明顯症狀,最好的診斷方法是測量骨密度,最準確的測量儀器是「雙能量X光骨密度檢查儀」,簡稱「DEXA」 (Dual Energy X-ray Absorptiometry) ,通常測量臀部股骨, 脊椎, 前臂之骨密度
根據國際骨質疏鬆症基金會之建議,婦女65歲以上、年輕的停經婦女伴有一項以上的危險因子、已經發生骨折的停經婦女,都應該接受骨密度檢測,危險階段每年一次,追蹤藥物療效以每2-3年一次即可,不必太過頻繁。長期追蹤骨密度的變化要注意每次檢測需使用同一部儀器,遵循技術人員之指示,否則無法比較。利用簡單的骨質疏鬆症風險評估表可以幫助自己了解風險。
骨質疏鬆症風險檢測表 ﹙任合一題答案為是者都 應請教 醫師進一步評估﹚ | |||
問 題 |
選 答 |
問 題 |
選 答 |
1.父母曾經因腳步不穩或跌倒而有股骨骨折的病史? |
是、否 |
6. 每天抽煙20支以上? |
是、否 |
2. 自己曾經因腳步不穩或跌倒而有股骨骨折的病史? |
是、否 |
7. 經常因腸道疾病而腹瀉? |
是、否 |
3. 服用固醇類藥物超過三個月以上 |
是、否 |
8. 女性:45歲以前停經? |
是、否 |
4. 身高無故減少3公分以上? |
是、否 |
9. 女性:懷孕期以外,月經中斷超過12個月以上? |
是、否 |
5. 平日經常大量飲酒? |
是、否 |
10. 男性:曾經因雄激素不足而缺乏性慾或陽萎? |
是、否 |
預防骨質疏鬆需要建立良好的飲食習慣與生活型態,攝取充足的鈣質、維生素D、蛋白質,同時要配合充分的筋骨伸張活動,才能使營養的效益充分發揮,而且要戒煙﹙圖11-9﹚。另外必需重視生活環境的安全,減少跌倒的危險,這方面需要個人與社會公共措施的配合。積極的骨骼保健要從小開始,飲食營養與動態的生活互相配合,兒童與少年應有充足的遊戲和運動時間,培養運動的習慣;青年與成人在工作之餘應該從事規律的運動,老年應維持活動以舒展筋骨,並且依需要接受藥物治療。