- 中文名
- 钙化作用
- 外文名
- calcification
- 现 象
- 岩石
- 产 生
- 自然生物
- 影 响
- 生物的发展
- 学 科
- 气象环境
碳酸钙在土体中淋溶、淀积的过程。在干旱、半干旱气候条件下枣只，土壤淋溶作婚骗用较弱，为季节性淋溶，易溶性盐类大部分淋失，而硅邀剃铝铁等基本胶整连上不发生移动，而钙则成为化学迁移中标志元素。土陵柜循泪壤表层残存的钙和植物体分解释放润记慨的钙，在雨季以重碳酸钙仔渗戏的形态向下移动，随着条件的改变，在剖面中下部以碳酸钙的形式淀积，形成钙尝户催积层。由于自然条件（主要是气候条件）的差异，钙积层出现的深度和厚度随土类而异。钙化作用是草原土壤形成过程的一个共同特点。
钙化作用蓝细菌钙化作用
蓝细菌钙化作用，是一种主要通过光合作用吸收CO2和HCO3并产生鞘内的pH值变化来实现诱导碳酸盐矿物沉淀的重要机制。蓝细菌钙化产物是那些谜一样的化石，如葛万菌、附枝菌、肾形菌。钙化蓝细菌化石的地史分布表明，蓝细菌钙化作用与海水化学条件及大气圈CO2和O2含量的长时间变化存在着成因联系，从而成为重要的生物沉积现象。多年的研究表明，当p（CO2）分压下降到10PAL（present atomosphere level）以下及p（O2）分压上升时，诱导了蓝细菌鞘内二氧化碳浓缩机制（CCMs）的形成。CCMs促进的活体内鞘的钙化作用，与大气圈的CO2浓度有着直接的生态生理学联系。在1.2Ga最早的活体内钙化蓝细菌鞘可能反映了CCMs相对早期的起源。追逐蓝细菌钙化作用，不但拓宽了沉积学的研究范畴，也为了解那些谜一样的钙化化石的生物亲和性提供一些新的理念和思考途径。 [2]
鹿角杯形珊瑚的钙化
工业革命以来，人类活动释放的大量CO2进入大气层，不仅产生严重的温室效应，也使得全球海洋出现酸化的现象。造礁珊瑚被认为是受海水酸化影响最大的类群。本研究以鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)为研究对象，通过气体交换法模拟未来的酸化环境(2100年)研究鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合能力(Fv/Fm)对酸化的响应。实验设置两个pH组(分别为7.8和8.1)，自然光下进行4周的实验，水温控制在(27.5±1)℃。由于珊瑚等生物的代谢过程(主要是呼吸作用)，实验系统的pH昼夜变化显著，酸化处理组和对照组的pH分别介于7.69~7.91和7.99~8.29。鹿角杯形珊瑚的生长率介于1.15%~2.09%/周，酸化对鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合效率没有显著的影响，鹿角杯形珊瑚对酸化的敏感度低。对比历史研究数据，本研究的结果进一步表明酸化对造礁珊瑚的影响存在种的特异性。推测鹿角杯形珊瑚对酸化的抗性可能与该珊瑚在有光的条件下能够利用HCO3-以及能够上调钙化位点的pH有关。这种特异性的pH缓冲能力使得珊瑚能维持钙化位点钙质基质高的文石饱和度(Ωarag)，因此能以小的额外能耗提高造礁珊瑚的钙化率。 [3]
退行性钙化作用的研究
钙化作用1、差异miRNAs筛选及目标miRNA确定：对瓣膜钙化组织和相对正常组织提取RNA，通过miRNA芯片技术测定miRNA表达情况，筛选出差异miRNAs，从差异miRNAs中选取miRNA-449c-5p作为研究对象，通过RT-PCR技术验证其差异表达。
2、VICs培养和鉴定：术中留取人正常主动脉瓣膜，采用改进的胶原酶消化法获取VICs，并对VICs进行细胞表型鉴定。
3、差异性表达1niRNA-449c-5p的功能验证：将miRNA-449c-5p mimics、inhibitor和negative control分别导入VICs，模拟过表达和低表达miRNA-449c-5p，进行转染效率测定，然后进行成骨诱导，在7天和14天进行RT-PCR、Western blot、ALP活性测定及茜素红染色，验证miRNA-449c-5p对VICs成骨分化的影响。
4、miRNA-449c-5p调控VICs成骨分化的机制：通过miRNA专业靶基因预测网站，初步预测miRNA-449c-5p靶基因，再通过双荧光素酶实验，验证两者结构匹配程度，最后通过SiRNA技术验证靶基因的真实性。
5、VICs成骨诱导中，IL-6对miRNA-449c-5p的调控作用：首先，收集VICs成骨诱导前和诱导后24h、48h的培养基，检测其IL-6浓度；其次，VICs培养基中，加入IL-6对其刺激，分别于加入前和加入后24h、48h收集细胞，行miRNA-449c-5p测定。
6、动物实验：将miRNA-449c-5p agomirs、antagomirs及negative control分别经尾静脉注射入Balb/c小鼠体内，分别过表达和低表达miRNA-449c-5p，然后皮下注射Vitamin D3诱导软组织钙化，6周后行心脏超声检测。第二部分回顾性分析2010年5月至2014年7月我院收治的62例活动期IE患者血培养结果及临床资料，所有患者均早期外科治疗，术后长期随访。
研究结果：1、成功筛选出DCAVD相关的差异miRNAs，并从中选取miRNA-449c-5p作为研究对象；
2、成功分离出VICs，并对其表型进行了鉴定，证实其达到体外实验要求；
3、对miRNA-449c-5p进行功能研究，动物水平、细胞水平、蛋白水平和mRNA水平研究显示，miRNA-449c-5p能够调控VICs成骨分化；
4、通过靶基因专业预测网站，预测miRNA-449c-5p靶基因为Smad4，通过双荧光素酶报告实验，确定Smad4为其靶基因，最终确定miRNA-449c-5p通过TGF-β/Smad通路调控VICs成骨分化；
5、证实VICs成骨分化中，分泌型IL-6表达上调，而IL-6刺激VICs可导致其miRNA-449c-5p表达下调，从而证实DCAVD发病中IL-6可能调控miRNA-449c-5p的表达；6、活动期IE主要病原菌为链球菌、粪肠球菌和金葡菌，围术期死亡2例，余60例治愈出院，57例术后长期随访心功能Ⅰ级42例，Ⅱ级15例，随访期均无IE复发。
结论：1、筛选出DCAVD特异性miRNA表达谱；
2、miRNA-449c-5p靶基因为Smad4，通过TGF-β/Smad信号通路在体内外水平调控VICs成骨分化；
第大鼠血管平滑肌细胞体外钙化特性的观察目的：血管钙化是一种类似于骨基质矿化的过程。钙化的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)可合成并分泌多种骨特异性蛋白。本研究通过β-甘油磷酸诱导大鼠VSMCs体外钙化，观察钙化的VSMCs中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)活性，Ⅰ型胶原和骨钙素(osteocalcin，OC)含量的变化。
结果：(1)平滑肌α-肌动蛋白的免疫细胞化学染色证实培养的细胞是VSMCs。(2)β-甘油磷酸促进VSMCs体外钙化的过程中，ALP活性明显提高，Ⅰ型胶原和OC分泌显著增加。结论：钙化的大鼠VSMCs ALP活性提高，Ⅰ型胶原和OC分泌增加，具备成骨细胞表型特征。 [5]
颗石藻是海洋浮游植物功能群中一类重要的钙化生物类群，同时也是海洋中生源无机碳的主要来源，其通过光合作用(有机碳泵)和钙化作用(碳酸盐反向泵)两个过程，将海水中的溶解无机碳(DIC)转化为颗粒有机碳(POC)和颗粒无机碳(PIC)。
基于2009年冬季(2月11日至21日)在南海北部进行的断面调查，以及2009年夏季(7月18日至8月31日)在南海、黄东海进行的大面调查。研究内容主要包括：海水叶绿素a含量；浮游植物丰度和碳生物量；颗石藻丰度、碳生物量和颗石粒方解石(CaCO3)含量；颗粒碳库(Phyto-C、POC、PIC)；钙化速率(pPIC)和固碳速率(pPOC)；温度、盐度、营养盐等参数。海水叶绿素a含量使用荧光法进行测定；浮游植物丰度和碳生物量采用Uterm?hl倒置显微镜和细胞体积转化法；颗石藻丰度和碳生物量采用偏光显微镜方法；颗石粒方解石含量采用扫描电子显微镜颗石粒体积转化法。 [6]
钙化作用对养殖长牡蛎的影响
呼吸熵(RQ)是动物生理及能量代谢的常用指标之一.在计算呼吸熵时，释放CO2的量通常被直接应用.在具有钙化作用的海洋生物中，钙化会影响试验水体溶解无机碳(DIC)含量，如果被忽略可能会产生方法上的误差.本文通过呼吸瓶法对养殖长牡蛎及其3种附着生物(紫贻贝、玻璃海鞘和柄海鞘)呼吸熵与氧氮比(O/N)的测定，探讨水产动物呼吸熵测定中钙化作用的影响.结果表明：长牡蛎与紫贻贝的钙化率分别为(56.37±14.85)和(17.95±7.21)μmol·g-1·h-1，并因此减少水体DIC(3.72±0.80)和(1.48±0.14)mg·L-1，分别占到呼吸增加DIC的(60.9±7.6)%和(39.9±5.7)%。4种试验生物的呼吸熵分别为：长牡蛎1.38±0.19、紫贻贝1.18±0.11、玻璃海鞘1.11±0.05、柄海鞘1.32±0.19。除玻璃海鞘外，均与O/N的结果相符，而其中具有钙化作用的长牡蛎和紫贻贝校正前的呼吸熵仅为0.56±0.19和0.70±0.04，不符合O/N的测定值，表明生物钙化对水体中的DIC有明显地吸收固定作用，在呼吸熵的测定中应被准确计算在内。 [7]
方法
建立牛主动脉平滑肌细胞体外钙化模型 (钙化BASMCs) ，检测HCY对细胞层钙含量、培养上清骨钙素浓度及碱性磷酸酶活性的影响 ，并检测骨钙素、骨桥蛋白及Ⅰ型胶原 (ColⅠ )mRNA表达的变化及抗氧化剂N 乙酰半胱氨酸对HCY促钙化作用的影响。
结果
HCY剂量依赖性促钙化BASMCs钙沉积 ，但不促进非钙化的BASMCs钙沉积 ；N 乙酰半胱氨酸抑制HCY对钙化BASMCs钙沉积的促进作用 ，但在钙化BASMCs中单纯加入等剂量的N乙酰半胱氨酸对钙沉积无影响；HCY促钙化BASMCs培养上清骨钙素含量增加，且使骨桥蛋白、骨钙素、ColⅠmRNA表达分别增加 56.33 %、86.48%及 110.64%，但对正常培养的BASMCs培养上清骨钙素含量及骨桥蛋白、骨钙素mRNA表达无影响，仅使ColⅠmRNA表达增加 108.33 %；HCY不影响正常及钙化BASMCs碱性磷酸酶活性。
结论
（1）HCY是钙化的促进因子，而非启动因子 ；
