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2.维持多种正常生理功能（混溶钙池）
分布在体液和其他组织中的钙，虽然还不到体内总钙量的1％，但在机体内多方面的生理活动和生物化学过程中起着重要的调节作用。
细胞外液的钙约1g，占总钙的0.1％；
细胞内的钙约7g，占总钙的0.6％。
血钙较稳定，正常浓度为2.25～2.75mmol（90～110mg）／L，占总钙的0.03％。
血液中的钙可分为扩散性和非扩散性钙两部分。
非扩散性钙是指与血浆蛋白（主要是白蛋白）结合的钙，它们不易透过毛细血管壁，也不具有生理活性。
在扩散性钙中，一部分是与有机酸或无机酸结合的复合钙，另一部分则是游离状态的钙离子。
只有离子钙才具有生理作用。
离子钙的生理功能涉及诸多方面：
Ca2+参与调节神经、肌肉兴奋性，并介导和调节肌肉以及细胞内微丝、微管等的收缩；
Ca2+影响毛细血管通透性，并参与调节生物膜的完整性和质膜的通透性及其转换过；
Ca2+参与调节多种激素和神经递质的释放，Ca2+的重要作用之一是作为细胞内第二信使，介导激素的调节作用，
Ca2+能直接参与脂肪酶、ATP酶等的活性调节。
还能激活多种酶（腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶及钙调蛋白等）调节代谢过程及一系列细胞内生命活动；
Ca2+与细胞的吞噬、分泌、分裂等活动密切相关；
Ca2+是血液凝固过程所必需的凝血因子，可使可溶性纤维蛋白原转变成纤维蛋白。
3、缺乏
1）骨钙缺乏：
主要表现为骨骼的病变，即儿童时期的佝偻病；
成年人的骨质疏松症。
（1）儿童时期的佝偻病：
表现生长迟缓，新骨结构异常，骨钙化不良，骨骼变形。
多见于2岁以下婴幼儿。
（2）成人骨质软化症和骨质疏松症：
骨质丢失速度加快，骨度降低到一定程度时，就不能保持骨骼结构的完整，甚至压缩变形，骨脆性增大，脊柱压缩，易碎，变形，易发生压迫性骨折及疼痛。
2）血清钙含量不足,可使神经肌肉的兴奋性提高,引起抽搐。
婴儿手足抽搐症：
四肢抽动，两眼上翻，口唇发青，知觉暂失。
4、过量
1）钙摄入量增多，与肾结石患病率增加有直接关系
2）奶碱综合症的典型症候群：
高血钙症，碱中毒和肾功能障碍。
其严重程度决定于钙和碱摄人量的多少和持续时间。
急性发作者呈现为高血钙和碱中毒的毒血症，在钙和碱摄入后发展很快（2～30天之内），碳酸钙持续摄人量为20～60g／d，临床特征是易兴奋、头疼、眩晕、恶心和呕吐，虚弱、肌痛和冷漠，如再继续摄入钙和碱，则神经系统症状加重（记忆丧失、嗜睡和昏迷）。
血清钙含量过高,则可抑制神经,肌肉的兴奋性。
3）钙和其他矿物质的相互干扰作用，高钙摄入能影响这些必需矿物质的生物利用率。
（1）铁：
钙可明显抑制铁的吸收，并存在剂量一反应关系，只要增加过量的钙，就会对膳食铁的吸收产生很大的抑制作用。
（2）锌：
一些代谢显示，高钙膳食对锌的吸收率和锌平衡有影响。
认为钙与锌相互有拮抗作用。
（3）镁：
有报告提出，膳食的钙／镁克分子比大于3.5（mg比大于5），会导致镁缺乏。
试验表明，高钙摄入时，镁吸收低，而尿镁显著增加。
（4）磷：
已知醋酸钙和碳酸钙在肠腔中是有效的磷结合剂，高钙可减少膳食中磷的吸收，但尚未见有高钙引起磷耗竭或影响磷营养状况的证据。
5、影响钙吸收的因素影响
钙吸收的因素很多，主要包括机体与膳食两个方面。
1）机体因素：
因钙的吸收与机体的需要程度密切相关。
故而生命周期的各个阶段钙的吸收情况不同。
婴儿时期因需要量大，吸收率可高达60％，儿童约为40％。
年轻成人保持在25％上下，成年人仅为20％左右。
钙吸收率随年龄增加而渐减。
2）膳食因素：
（1）膳食中钙的摄入量，摄人量高，吸收量相应也高，但吸收量与摄人量并不成正比，摄人量增加时，吸收率相对降低。
（2）促进吸收的因素：
[1]膳食中维生素D的存在与量的多少，对钙的吸收有明显影响。
[2]乳糖与钙形成可溶性低分子物质，以及在糖被肠道菌分解发酵产酸时，肠道pH降低，均有利于钙吸收。
[3]适量的蛋白质和一些氨基酸，如赖氨酸、精氨酸、色氨酸等可与钙结合成可溶性络合物，而有利于钙吸收，但当蛋白质超过推荐摄人量时，则未见进一步的有利影响。
[4]另报告一些药物如青霉素和新霉素能增加钙吸收，
（3）抑制吸收
[1]谷类中的植酸会在肠道中形成植酸钙而影响吸收。
[2]某些蔬菜如菠菜、苋菜、竹笋中的草酸与钙形成草酸钙亦可影响吸收。
[3]膳食纤维中的糖醛酸残基与钙螯合而干扰钙吸收。
[4]一些碱性药物如抗酸药、肝素等可干扰钙吸收。
（4）双向作用
[1]高脂膳食可延长钙与肠粘膜接触的时间，可使钙吸收有所增加，但脂肪酸与钙结合形成脂肪酸钙，则影响钙吸收。
[2]低磷膳食可提高钙的吸收率，而食物中碱性磷酸盐可与钙形成不溶解的钙盐而影响钙吸收。
6、需要量与膳食参考摄人量
中国营养学会2000年对成年人钙的DRIs的制订，基本是参照国内外钙平衡试验及营养调查报告，将中国居民成年男子钙的适宜摄人量（AI）定为800mg／d。
成年人及1岁以上儿童钙的可耐受最高摄入量（UL）定为2000mg／d。
7、食物来源
奶和奶制品应是钙的重要来源，因为奶中含钙量丰富吸收率也高。
另外，豆类、硬果类，可连骨吃的小鱼小虾及一些绿色蔬菜类也是钙的较好来源。
硬水中含有相当量的钙，也不为一种钙的来源。
表1-6-1常见食物中钙含量（mg／100g）
食物名称
含量
食物名称
含量
猪肉（瘦）
6
豆腐
164
标准粉
31
雪里蕻
230
羊肉（瘦）
9
黑豆
224
大米
13
苋菜
178
鸡肉
青豆
200
木耳
247
油菜
108
牛肉（瘦）
豌豆（干）
67
紫菜
264
大白菜
45
牛奶
104
虾皮
991
海带（干）
348
枣
80
干酪
799
蛋黄
112
苜蓿
713
花生仁
284
大豆
191
蚌肉
190
荠菜
294
（二）、镁
1、含量和分布
正常成人身体总镁含量约25g，其中60％～65％存在于骨、齿，27％分布于软组织。
镁主要分布于细胞内，细胞外液的镁不超过1％。
血清中的镁相当恒定，不能反映体内镁的充足与否，既是机体缺镁，血清镁亦不降低。
2、生理功能
1）激活多种酶的活性
镁作为多种酶的激活剂，参与300余种酶促反应。
镁能与细胞内许多重要成分，如三磷酸腺苷等形成复合物而激活酶系，或直接作为酶的激活剂激活酶系。
2）抑制钾、钠通道
镁可封闭不同的钾钠通道，阻止钾外流。
也可以抑制钙通过细胞膜通道内流。
当镁耗竭时，这种抑制作用减弱，导致钙经钙通道进入细胞增多。
3）维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性
（1）对骨骼的作用：
镁是骨细胞结构和功能所必需的元素，使骨骼生长和维持，影响着骨的吸收。
在极度低镁时，甲状旁腺功能低下而引起低血钙，使骨吸收降低。
（2）对神经肌肉的作用：
镁与钙使神经肌肉兴奋和抑制作用相同，不论血中镁或钙过低，神经肌肉兴奋性均增高；
反之则有镇静作用。
但镁和钙又有拮抗作用，有与某些酶的结合竞争作用，在神经肌肉功能方面表现出相反的作用。
由镁引起的中枢神经和肌肉接点处的传导阻滞可被钙拮抗。
4）维护胃肠道和激素的功能
（1）对胃肠道的作用：
低度硫酸镁溶液经十二指肠时，可使奥狄（Oddi）括约肌松弛，短期胆汁流出，促使胆囊排空，具有利胆作用。
碱性镁盐可中和胃酸。
镁离子在肠道中吸收缓慢，促使水分滞留，具有导泻作用。
（2）对激素的作用：
血浆镁的变化直接影响甲状旁腺激素（PTH）的分泌，但其作用仅为钙的30％～40％。
在正常情况下，当血浆镁增加时，可抑制PTH分泌；
血浆镁水平下降时可兴奋甲状旁腺，促使镁自骨骼、肾脏、肠道转移至血中，但其量甚微。
当镁水平极端低下时，可使甲状旁腺功能反而低下，经补充镁后即可恢复。
甲状腺素过多可引起血清镁降低，尿镁增加，镁呈负平衡。
甲状腺素又可提高镁的需要量，故可引起相对缺镁，因此对甲亢患者应补给镁盐。
3、缺乏
引起镁缺乏的原因很多，主要有：
镁摄人不足、吸收障碍、丢失过多以及多种临床疾病等。
镁缺乏可致血清钙下降，神经肌肉兴奋性亢进；
对血管功能可能有潜在的影响，有人报告低镁血症患者可有房室性早搏、房颤以及室速与室颤，半数有血压升高；
镁对骨矿物质的内稳态有重要作用，镁缺乏可能是绝经后骨质疏松症的一种危险因素；
少数研究表明镁耗竭
可以导致胰岛素抵抗。
4、过量危害与毒性
在正常情况下，肠、肾及甲状旁腺等能调解镁代谢，一般不易发生镁中毒。
用镁盐抗酸、导泻、刹胆、抗惊厥或治疗高血压脑病，亦不至于发生镁中毒。
只有在肾功能不全者、糖尿病酮症的早期、肾上腺皮质功能不全、粘液水肿、骨髓瘤、草酸中毒、肺部疾患及关节炎等发生血镁升高时方可见镁中毒。
腹泻是评价镁毒性的敏感指标。
过量镁摄入，血清镁在1.5～2.5mmol／L时，常伴有恶心、胃肠痉挛等胃肠道反应；
当血清镁增高到2.5～3.5mm。
I／L时则出现嗜睡、肌无力、膝腱反射弱、肌麻痹；
当血清镁增至5mm.I／L时，深腱反射消失；
血清镁超过5mmol／L时可发生随意肌或呼吸肌麻痹；
血清镁7.5mmol／L或更高时可发生心脏完全传导阻滞或心搏停止。
5、需要量与膳食参考摄人量
2000年中国营养学会制订的《中国居民膳食营养素参考摄人量》中成人镁适宜摄入量（AI）定为350mg／d.可耐受最高摄入量（uL）定为700mg／d。
膳食中的镁在整个肠道均可被吸收，但主要在空肠末端与回肠，吸收率约为30%。
影响镁吸收的因素很多，
镁摄人量的影响，摄人少时吸收率增加，摄入多时吸收率降低。
膳食中促进镁吸收的成分主要有氨基酸、乳糖等，氨基酸可增加难溶性镁盐的溶解度，所以蛋白质可促进镁的吸收；
抑制镁吸收的主要成分有过多的磷、草酸、植酸和膳食纤维等。
镁和钙的吸收途径相同，竞争吸收而相互干扰。
镁的吸收还与饮水量有关，饮水多时对镁离子的吸收有明显的促进作用。
肾脏是维持机体镁内稳态的重要器官，肾脏对镁的处理是一个滤过和重吸收过程，肾脏是排镁的主要器官。
滤过的镁大约65％在亨勒袢重吸收。
粪便只排出少量内源性镁。
汗液也可排出少量镁。
6、食物来源
镁虽然普遍存在于食物，但食物中的镁含量差别甚大。
由于叶绿素是镁卟啉的螯合物，所以绿叶蔬菜是富含镁的。
食物中诸如糙粮、坚果也含有丰富的镁，而肉类、淀粉类食物及牛奶中的镁含量属中等。
除了食物之外，从饮水中也可以获得少量镁。
但饮水中镁的含量差异很大。
如硬水中含有较高的镁盐，软水中含量相对较低。
因此水中镁的摄入量难以估计。
表1-6-2常见含镁较丰富的食物（mg／100g）
含量
大黄米
161
119
口蘑（白蘑）
167
大麦
158
苔菜（干）
1257
木耳（干）
152
黑米
147
黄豆
199
香菇（干
荞麦
258
麸皮
382
发菜（干）
129
（三）磷
人体磷的含量约为体重的1%，成人体内含磷400～800g。
体内磷的85％集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织中。
1）构成骨骼和牙齿
磷在骨及牙齿中的存在形式主要是无机磷酸盐，主要成分是羟磷灰石，构成机体支架和承担负重作用，并作为磷的储存库，其重要性与骨、牙齿中钙盐作用相同。
2）组成生命的重要物质
磷是组成核酸、磷蛋白、磷脂、环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）、多种酶的成分。
3）与能量代谢有关
高能磷酸化合物如三磷酸腺苷及磷酸肌酸等为能量载体，在细胞内能量的转换、代谢中，以及作为能源物质在生命活动中起有重要作用。
4）参与酸碱平衡的调节
磷酸盐缓冲体系接近中性，构成体内缓冲体系。
一般不会由于膳食原因引起营养性磷缺乏，只有在一些特殊情况下才会出现。
如早产儿若仅喂以母乳，因人乳含磷量较低，不能满足早产儿骨磷沉积的需要，可发生磷缺乏，出现佝偻病样骨骼异常。
一般情况下，不易发生由膳食摄入过量磷的问题，曾有报告因摄人过量磷酸盐的食品添加剂而引起磷过量，但很少描述其影响作用。
在某些特殊情况下，如医用口服、灌肠或静脉注射大量磷酸盐后，可引起血清无机磷浓度升高达1.67mmol（50mg）／L，形成高磷血症。
以往因为食物中含磷普遍而丰富，很少因为膳食原因引起营养性磷缺乏，故很少注意研究磷的需要量，更缺乏用于磷需要量的指标，仅仅是与钙的需要量相联系而考虑钙、磷比值。
中国营养学会2000年DRIs中，成人磷适宜摄入量（AI）为700mg／d。
磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，回肠较差。
磷在肠道的吸收率常因磷的存在形式与数量而变动。
大多数食物中以有机磷酸酯和磷脂为主，他们经酶促水解形成酸性无机磷酸盐后才易被吸收。
乳类食品含较多的溶解度高、酸性无机磷酸盐，故易于吸收。
普通膳食磷吸收率约70%，而低磷膳食时，可增至90%。
母乳喂养的婴儿，磷的吸收率为85%-90%，学龄儿童会成人吸收率为50%-70%。
肠道酸度增加，有利于磷的吸收，当肠道中存在一些金属的阳离子时，如钙、镁、铁、铝等，可与磷酸根形成不溶性磷酸盐，而不利于磷的吸收。
肠道维生素D能增加肠粘膜对磷的运转有效地促进磷吸收。
磷的吸收也需要维生素D。
维生素D缺乏（如佝偻病患者），常使血清中无机磷酸盐下降。
6、食物来源
磷在食物中分布很广，无论动物性食物或植物性食物，在其细胞中，都含有丰富的磷，动物的乳汁中也含有磷，磷是与蛋白质并存的，瘦肉、蛋、奶、动物的肝、肾含量都很高，海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮含磷也较丰富。
但粮谷中的磷为植酸磷，不经过加工处理，吸收利用率低。
（四）、钾
正常成人体内钾总量约为50mmol／kg。
成年男性略高于女性。
体内钾主要存于细胞内，约占总量的98％，其他存在于细胞外。
体内钾有70%在肌肉，10%在皮肤，红细胞内占6%-7%，骨内占6%、脑占4.5%、肝占4.0%，正常人血浆中加的浓度为3.5-5.3mmol/L，约为细胞内钾浓度的1/25。
各种体液内部都含有钾。
1）参与碳水化合物、蛋白质的代谢
葡萄糖和氨基酸经过细胞膜进入细胞合成糖原和蛋白质时，必须有适量的钾离子参与。
估计1g糖原的合成约需0.6mmol钾，合成蛋白质时每1g氮需要3mmol钾。
三磷酸腺苷的生成过程中也需要一定量的钾，如果钾缺乏时，碳水化合物、蛋白质的代谢将受到影响。
2）维持细胞内正常渗透压
由于钾主要存在于细胞内，因此钾在细胞内渗透压的维持中起主要作用。
3）维持神经肌肉的应激性和正常功能。
细胞内的钾离子和细胞外的钠离子联合作用，可激活Na+、K+、-ATP酶，产生能量，
维持细胞内外钾钠离子浓差梯度，发生膜电位，使膜有电信号能力，膜去极化时在轴突发生动作电位，激活肌肉纤维收缩并引起突触释放神经递质。
当血钾降低时，膜电位上升，细胞膜极化过度，应激性降低，发生松弛性瘫痪。
当血钾过高时，可使膜电位降低，可致细胞不能复极而应激性丧失，其结果也可发生肌肉麻痹。
4）维持心肌的正常功能
心肌细胞内外的钾浓度对心肌的自律性、传导性和兴奋性有密切关系。
钾缺乏时，心肌兴奋性增高；
钾过高时又使心肌自律性、传导性和兴奋性受抑制；
两者均可引起心律失常。
5）维持细胞内外正常的酸碱平衡
钾代谢紊乱时，可影响细胞内外酸碱平衡。
当细胞失钾时，细胞外液中钠与氢离子可进入细胞内，引起细胞内酸中毒和细胞外碱中毒，反之，细胞外钾离子内移，氢离子外移，可引起细胞内碱中毒与细胞外酸中毒。
6）降低血压
血压与膳食钾、尿钾、总体钾或血钾呈负相关。
补钾对高血压及正常血压者有降压作用。
人体内钾总量减少可引起钾缺乏症，可在神经肌肉、消化、心血管、泌尿、中枢神经系统发生功能性或病理性改变。
主要表现为肌肉无力或瘫痪、心律失常、横纹肌肉裂解症及肾功能障碍等。
体内缺钾的常见原因是摄人不足或损失过多。
正常进食的人一般不易发生摄人不足，但由于疾病或其他原因需长期禁食或少食，而静脉补液内少钾或无钾时，易发生摄入不足。
损失过多的原因比较多，可经消化道损失，如频繁的呕吐、腹泻、胃肠引流、长期用缓泻剂或轻泻剂等；
经肾损失，如各种以肾小管功能障碍为主的肾脏疾病，可使钾从尿中大量丢失；
经汗丢失，见于高温作业或重体力劳动者，因大量出汗而使钾大量丢失。
体内钾过多，血钾浓度高于5.5mmol／L时，可出现毒性反应，称高钾血症。
钾过多可使细胞外K+上升，心肌自律性、传导性和兴奋性受抑制。
主要表现在神经肌肉和心血管方面。
神经肌肉表现为极度疲乏软弱，四肢无力，下肢沉重。
心血管系统可见心率缓慢，心音减弱。
钾需要量的研究不多。
中国营养学会于2000年制订的DRIs中，参考国内外有关资料，提出了中国成人膳食钾的适宜摄入量（AI）为2000mg／d。
六、食物来源
常见食物中钾含量（mg／l00g）
1796
1503
冬菇
1155
赤豆
860
绿豆
787
黑木耳
757
587
枣（干）
524
毛豆
478
扁豆
439
小米
牛肉（瘦）
带鱼
280
黄鳝
278
鲢鱼
277
玉米（白）
262
鸡
251
韭菜
猪肝
235
羊肉（肥瘦）
232
标二稻米
171
橙
159
芹菜
154
柑
柿
151
南瓜
145
茄子
142
豆腐干
140
甘薯
130
苹果
羊肉（瘦）
403
枣（鲜）
375
马铃薯
342
鲤鱼
334
河虾
329
牛肉（肥瘦）
211
鲳鱼
328
青鱼
325
295
海虾
228
杏
226
137
210
豆角
207
芹菜（茎）
206
猪肉
204
胡萝卜
193
丝瓜
115
牛乳
109
葡萄
黄瓜
102
鸡蛋
98
梨
97
粳米（标二）
78
冬瓜
猪肉（肥）
23
大部分食物都含有钾，但蔬菜和水果是钾最好的来源。
每100g谷类中含钾100～200mg，豆类中600～800mg，蔬菜和水果中200～500mg，肉类中含量约为150～300mg，鱼类中200～300mg。
每100g食物含量高于800mg以上的食物有紫菜、黄豆、冬菇、赤豆等。
（五）钠
钠是人体中一种重要无机元素，一般情况下，成人体内钠含量大约为3200（女）～4170（男）mmol（分别相当于77～100g），约占体重的0.15％。
体内钠主要在细胞外液，占总体钠的44％～50％，骨骼中含量也高达40％～47％，细胞内液含量较低，仅9％～10％。
1）调节体内水分与渗透压
钠主要存在于细胞外液，是细胞外液中的主要阳离子，约占阳离子总量的90％，与对应的阴离子构成渗透压。
钠对细胞外液渗透压调节与维持体内水量的恒定，是极其重要的。
此外，钾在细胞内液中同样构成渗透压，维
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