生理學：副甲狀腺素、鈣與磷代謝（Parathyroid Hormone, Calcitonin …）

一、鈣與磷的體內分布與基本概念（Calcium and Phosphate Distribution）

1️⃣ 鈣（Calcium）的體內分布

• 骨骼（Bone）
• • 約佔全身鈣的 99%
  • 作為主要儲存庫（reservoir）
• 細胞內（Intracellular）
• • 約佔 1%
• 細胞外液（Extracellular fluid, ECF）
• • 約佔 0.1%
  • 為生理功能最重要的部分

2️⃣ 血漿中鈣的三種形式（Forms of Plasma Calcium）

• 蛋白結合型（Protein-bound calcium）
• • 約 41%
  • 與白蛋白（Albumin）結合
  • 無法通過毛細血管
• 非離子型（Complexed calcium）
• • 約 9%
  • 與磷酸鹽（phosphate）、檸檬酸（citrate）結合
• 游離型（Ionized calcium, Ca²⁺）
• • 約 50%
  • 生理上最重要的型態

只有游離鈣（Ca²⁺）具有生理活性

3️⃣ 磷（Phosphate）的體內分布

• 骨骼：約 85%
• 細胞內：約 14–15%
• 細胞外液：不到 1%

主要形式：

• HPO₄²⁻（氫磷酸根）
• H₂PO₄⁻（二氫磷酸根）

pH影響：

• 酸性 ↑ → H₂PO₄⁻ ↑
• 鹼性 ↑ → HPO₄²⁻ ↑

二、副甲狀腺（Parathyroid Gland）與PTH

1️⃣ 解剖與細胞（Anatomy）

• 通常有 四個副甲狀腺
• 位於甲狀腺後方

細胞類型：

• 主細胞（Chief cells）
• • 分泌副甲狀腺素（PTH）
• 嗜酸細胞（Oxyphil cells）
• • 功能不明

2️⃣ 副甲狀腺素（PTH, Parathyroid Hormone）

定義：

• 調節血鈣與血磷最重要的激素之一

功能：

• 提高血鈣（↑ Ca²⁺）
• 降低血磷（↓ phosphate）

三、PTH的作用機制（Mechanism of PTH）

1️⃣ 對骨骼的作用（Bone）

（1）快速作用：骨溶解（Osteolysis）

• 幾分鐘內發生
• 不需破壞骨基質
• 透過：
• • 骨細胞（osteocytes）
  • 骨母細胞（osteoblasts）系統

機制：

• 骨細胞膜系統（osteocytic membrane system）
• 將鈣從骨液（bone fluid）移至細胞外液

結果：

• 血鈣快速上升

（2）慢速作用：骨吸收（Bone resorption）

• 需要數天到數週
• 活化：
• • 破骨細胞（osteoclasts）

機制：

• PTH → 刺激骨母細胞 → 間接活化破骨細胞

結果：

• 骨礦物釋放（Ca²⁺ + phosphate）

2️⃣ 對腎臟的作用（Kidney）

（1）鈣再吸收增加

• 減少尿中鈣排出

（2）磷排泄增加

• 抑制腎小管對磷的再吸收

結果：

• 血鈣上升
• 血磷下降

3️⃣ 對腸道的作用（Intestine）

間接作用：

• PTH → 活化維生素D
• 維生素D → 增加鈣吸收

4️⃣ 第二訊使（Second Messenger）

• 主要透過：
• • cAMP（cyclic AMP）系統

四、維生素D（Vitamin D）

1️⃣ 定義與本質

• 為一種 類固醇型前激素（prohormone）
• 活性型：
• • 1,25-二羥基膽鈣化醇（1,25-dihydroxycholecalciferol）

2️⃣ 合成途徑（Synthesis）

1. 皮膚：7-dehydrocholesterol → 維生素D₃（cholecalciferol）
2. 肝臟：→ 25-hydroxycholecalciferol
3. 腎臟：→ 1,25(OH)₂D₃（活性型）
4. PTH促進最後一步

3️⃣ 維生素D的作用

（1）腸道（Intestine）

• 增加：
• • 鈣吸收
  • 磷吸收

機制：

• 增加 calbindin（鈣結合蛋白）

（2）腎臟（Kidney）

• 增加：
• • 鈣再吸收
  • 磷再吸收（作用較弱）

（3）骨骼（Bone）

① 高劑量：

• 促進骨吸收

② 低劑量：

• 促進骨礦化（mineralization）

（4）與PTH的關係

• 無維生素D → PTH作用減弱
• 維生素D是PTH發揮作用的重要輔助因子

五、降鈣素（Calcitonin）

1️⃣ 來源（Source）

• 甲狀腺 C細胞（Parafollicular cells）

2️⃣ 分泌刺激

• 血鈣上升（↑ Ca²⁺）

3️⃣ 主要作用

（1）抑制破骨細胞

• 減少骨吸收

（2）降低血鈣

• 促進鈣進入骨骼

4️⃣ 生理重要性

• 在成人：
• • 作用較弱
• 在兒童：
• • 對骨生長較重要

六、血鈣調控機制（Calcium Homeostasis）

三大激素比較：

1️⃣ PTH

• ↑ 血鈣
• ↓ 血磷

2️⃣ 維生素D

• ↑ 鈣吸收
• ↑ 磷吸收

3️⃣ 降鈣素

• ↓ 血鈣

調控層級：

第一層：骨鈣緩衝系統

• 骨骼快速釋放或吸收鈣

第二層：荷爾蒙調節

• PTH、Vitamin D、Calcitonin

七、骨骼（Bone）

1️⃣ 組成（Composition）

• 有機基質（Organic matrix）
• • 膠原蛋白（collagen）
• 無機鹽（Inorganic salts）
• • 主要為： 羥基磷灰石（Hydroxyapatite）

2️⃣ 骨細胞（Bone Cells）

• 骨母細胞（Osteoblasts）
• • 形成骨
• 骨細胞（Osteocytes）
• • 維持骨
• 破骨細胞（Osteoclasts）
• • 分解骨

3️⃣ 骨的動態平衡（Bone Remodeling）

• 骨形成 vs 骨吸收
• 受：
• • PTH
  • Vitamin D
  • Calcitonin 調控

八、牙齒（Teeth）

1️⃣ 結構（Structure）

（1）琺瑯質（Enamel）

• 最硬組織
• 高度礦化

（2）牙本質（Dentin）

• 類似骨
• 含大量羥基磷灰石

（3）牙骨質（Cementum）

• 固定牙齒

（4）牙髓（Pulp）

• 含神經與血管

2️⃣ 牙齒發育（Tooth Development）

• 來自：
• • 口腔上皮（oral epithelium）
  • 間質組織

3️⃣ 乳牙與恆牙（Dentition）

• 乳牙（Deciduous teeth）
• 恆牙（Permanent teeth）

4️⃣ 礦物交換（Mineral Exchange）

• 與骨類似：
• • 含羥基磷灰石
• 可進行鈣與磷交換

九、臨床關聯（Clinical Correlations）

1️⃣ 低血鈣（Hypocalcemia）

• 原因：
• • PTH不足
• 表現：
• • 肌肉痙攣（tetany）

2️⃣ 高血鈣（Hypercalcemia）

• 原因：
• • PTH過多

3️⃣ 維生素D缺乏

• 小孩：
• • 佝僂病（Rickets）
• 成人：
• • 骨軟化症（Osteomalacia）

4️⃣ 骨質疏鬆（Osteoporosis）

• 骨質流失
• Calcitonin可作治療

總結

• PTH：升鈣、降磷、動員骨鈣
• Vitamin D：促進腸吸收鈣磷
• Calcitonin：抑制骨吸收
• 骨是最大鈣儲存庫
• 游離鈣才具有生理功能
• 維生素D是PTH作用的關鍵輔助因子