钙对人体的作用

钙是一种生命必需元素，也是人体中含量最丰富的宏量金属元素，含量仅次于C、H、O、N。正常成人体内总钙可达1 000～1 200 g，约占人体体重的2％左右。其中99％以上的钙存在于骨骼、牙齿中、余下的不足1％的钙分布在体液及其它组织中。

1 钙在人体中的存在形式
钙是骨骼和牙齿最基本的构成成分。骨中的钙主要以磷酸盐，其次以碳酸盐、柠檬酸盐以及少量氯化物和氟化物的形式存在。磷酸钙有两种，一种是不定形或非晶相体，含有水合的磷酸三钙和次磷酸钙，另一种是粗糙的结晶相，通常是以羟磷灰石的形式存在。骨晶格的统一单位是一个含有18个离子的结构，但在对生物体中的羟磷灰石的研究中发现，骨矿物质的羟磷灰石部分并不一定具有理想化学计量构成的完整性。
如锶(Sr)、镭(Ra)、钚(Pu)、铅(Pb)和氟(F)也可以被吸收并结合到晶体中。人牙齿表面的牙釉质，除5％水外，全部由嵌入有机基质中的无机物-羟磷灰石及氟磷酸石组成。其中羟磷灰石所占比例超过98％，结构非常致密，成为人体中最硬的部分。牙本质、牙骨质的结构与骨相似。
存在于软组织、细胞外液和血液中的钙以游离的或结合的离子状态存在，称为混溶池钙。血浆中的钙，一半以离子形式存在，另一半的大部分以与蛋白相结合的非离子形式存在。通常血浆中钙的浓度为9～11 mg/100 ml(无年龄、性别差异)。

2 钙在人体中的生理功能
钙在机体各种生理和生化过程中起重要的作用。除骨钙外，尤其是混溶池钙是维持所有细胞正常生理状态所必需的。它能降低毛细血管和细胞膜的通透性，防止渗出，控制炎症和水肿；参与血凝过程，凝血因子VI即是Ca2+；参与体内许多酶系统(如：ATP酶、琥珀酸脱氨酶、脂肪酶、蛋白分解酶等)的激活；对参与细胞代谢的大分子合成、转变的酶有调节作用；同神经肌肉兴奋的产生、神经冲动的传导、心脏的正常搏动有关；而钙、镁、钾、钠保持一定比例是促进肌肉收缩、维持神经肌肉应激性所必须的，如果血液中钙离子浓度下降，神经组织就会变得过于兴奋，导致手足搐搦，另一方面，高血钙则抑制神经兴奋。此外，钙还有参与体内激素分泌、维持体液酸碱平衡等功能。
Ca2+在细胞中的许多生理作用几乎都是通过与一些特殊的蛋白质(受体)相结合的形式进行的，如钙调蛋白：在静止细胞浆中Ca2+的浓度是10.7～10.6 mol/L，此时，Ca2+不能与钙调蛋白结合；当细胞受到刺激，Ca2+浓度增达10.6 mol/L或更高时，钙调蛋白即与Ca2+结合成复合物，钙调蛋白与Ca2+特异性地结合后，构象发生改变，Ca2+与钙调蛋白的复合物即可发挥作用。因此，Ca2+不仅是肌肉收缩的调节者，同时还是一种重要的第二信使物质。

3 人体对钙的吸收
膳食中钙的吸收主要在pH较低的小肠上段。食物中的钙主要以化合物的形式存在，经过消化过程变成游离钙才能被小肠吸收。肠钙吸收过程是以主动转运过程，即抗浓度梯度和抗电化学梯度的主动吸收为主，这是消耗能量的，而且是依赖于维生素D及其代谢产物的转运过程。除主动转运外，肠钙的吸收还有被动弥散过程，即依赖浓度梯度的吸收过程。当小肠内钙浓度较低时，钙的主动转运过程占主要地位，几乎没有被动弥散吸收；当小肠腔内钙浓度增高时，被动弥散吸收过程占主要地位。
钙的吸收与年龄有关。随着年龄增长其吸收率下降，婴儿对钙的吸收率超过50％，儿童约为40％，成年人只为20％。一般40岁以后，钙的吸收逐渐下降，老年人的骨质逐渐疏松与此有关。骨质疏松症是以骨量降低、骨组织的化学成分异常、显微结构退行性变化和骨折的危险性增高为特征。它的临床表现为软弱无力、腰背疼痛、骨骼变形。在早期可无明显的自觉症状，它通常是缓慢地潜入体内而不为察觉，只有当骨质丧失达30％时，才可能出现驼背和全身变矮情况，很多患者常因此而发生骨质疏松性骨折。骨质疏松主要分为两大类：即原发性骨质疏松和继发性骨质疏松。继发性骨质疏松往往是由于某些疾病或某些原因诱发，原发性骨质疏松是由于年龄增加或妇女绝经后骨组织发生的一种生理性变化。还有一种原因不明的特发性骨质疏松症，多发生在青壮年或少年，此病例多有遗传家族史。但是无论是先天、后天、原发、继发，都与钙缺乏关系密切。患者首先是丧失骨母质，逐渐脱钙。故平时少见阳光或肝肾疾病，体内不能生成1，25-二羟维生素D，影响钙磷代谢；绝经妇女雌性激素减少；老年人肝肾功能衰退，均可使1，25-二羟维生素D生成减少，造成钙摄入量不足，故这两种情况特别容易引起骨质疏松。由于对骨质疏松症还缺乏有效的治疗，一旦发生骨折就难以恢复。因此，骨质疏松的预防比治疗更重要。大多数研究已经表明，在与年龄或绝经有关的骨质丢失后，增加钙补充只能起到减少骨质丢失，维持骨量水平的作用，并不能有效而持续地增加骨量。而要降低骨质疏松的发生率，学者们普遍认为，在生命前期(儿童期、青春期、成年早期)通过合理的营养和锻炼来获得遗传规定的最大峰值骨量，是预防生命后期骨质疏松症的最佳措施，而高钙摄入的人其骨密度高，在逐渐进入老年时则可推迟和延长骨骼中钙损失的过程，进而不易发生骨折。

4 钙的摄入量
我国人口摄入钙量不足的问题较为突出，而膳食普遍低钙的主要原因是食物搭配不当，各种膳食结构不合理，尤以食物中钙的主要来源是植物性食物，乳制品较少。因此，注意改变目前不当的饮食习惯，提倡多吃富含钙的食物，通过食物或晒太阳等措施保证足够的维生素D的摄入，并经常运动，才能有效地预防骨质疏松。我国规定每日膳食中钙供给量见下表。
食物中钙的来源以奶及奶制品最好，不但含量丰富，而且吸收率高，是人体最理想的钙源。蔬菜、豆类和油料种子含钙也较多、各种瓜子、芝麻酱、虾米皮、发菜、海带等含钙也特别丰富。
在膳食中，不利于钙的吸收因素有：①食物中的植酸和草酸可与钙结合成不溶性的钙盐影响钙的吸收。植酸为六磷酸肌醇，在粮谷类食品中含量较多，某些蔬菜草酸较多。有些蔬菜不但自身所含的钙不能被吸收利用，还影响到同时摄入的其它食物中钙的吸收，如菠菜、苋莱、蕹菜、芋叶菜等。②一些食物中含有过多的碱性磷酸盐等，在肠腔内与钙结合成不溶性的钙盐，会减少钙的吸收。③过高的脂肪摄入或消化不良，可由于大量脂肪酸与钙结合成为不溶性钙皂物，而从粪便中排出，尤以含不饱和脂肪酸较多的油脂为明显(这个过程也会引起脂溶性维生素D的丢失)，引起钙吸收降低。④膳食纤维中的糖醛酸残基与钙结合，形成不溶物也影响钙的吸收。⑤大量摄入蛋白质亦可使尿钙排出增加。⑥膳食钙磷比例低于1∶2时，钙从骨骼中的溶解和脱出增加，严重时可造成骨质疏松。有利于钙的吸收的因素有：①维生素D是促进钙吸收的主要因素。②某些氨基酸如赖氨酸、色氨酸、精氨酸等，可与钙形成可溶性钙盐，有利于钙吸收。③乳糖可与钙螯合成低分子可溶性物质，促进钙的吸收。此外，人体对钙的需要量大时，钙的吸收率增加，反之则吸收率降低。因此，在选用食物时应注意其草酸和植酸的含量，并采用适当的措施去除妨碍钙吸收利用的因素；避免菠菜、苋菜等与豆腐、牛奶、高脂饮食同餐，同时还要多食富含维生素D的食物。
当摄入钙量不足时，在儿童常可引起生长迟缓、新骨结构异常、骨钙化不良，骨骼变形，出现佝偻病。一般人在缺钙初期，只是发生可逆性的生理功能障碍，心脏出现早搏、情绪不稳、睡眠质量下降。长期钙摄入不足，血钙降到一定浓度时，引起甲状旁腺激素分泌增强，动员骨钙进入血液，骨骼脱钙，导致骨质疏松，在很小外力作用下就可能出现骨折，脊柱骨也难于承受身体重量而压缩变形。对中老年人，在缺钙骨质疏松的同时，还可能出现骨质增生，当骨钙进入血液，血钙浓度上升，刺激甲状腺滤泡旁细胞对降钙素的分泌增多，降钙素使成骨过程加强，钙磷沉积增多，加速新骨的形成，在关节端出现骨质增生或骨刺。
人群流行病调查表明，高血压病人的钙摄入量较低，某些高血压病的发生与钙摄入不足有关。对中老年人，由于甲状旁腺激素的作用大量骨钙进入血液后，一方面沉积于血管壁等软组织，另一方面使血管平滑肌细胞对Ca2+通透性发生变化，细胞内Ca2+增多，细胞出现生理异常，导致血管平滑肌持续性收缩，而使动脉血压升高。另外，膳食中高钙能够降低血浆胆固醇水平，从而抑制动脉粥样硬化出现。
钙与人体肿瘤有关，研究表明高钙膳食有阻抑结肠癌发生的作用，钙摄入水平高的男性与摄入水平低的男性相比，患结肠癌的危险性要低，这可能与钙对人类结肠粘膜上皮细胞的过度增生有抑制作用有关。
另外，当人体血钙浓度低时会出现低血钙性手足搐搦、肾结石，严重时会引起呼吸肌痉挛造成窒息。由于意识到钙对人体生理活动的重要性，人们的补钙意识普遍增强，但应注意的是，人体过多的摄入钙也是有害的。人体内钙过量，体内对钙的调节失调、会使骨骼脱钙，引起软骨病；钙过量还能引起肾衰、软组织钙化、易兴奋、头痛、便秘等病症。