鈣離子（ca(clo)2+）是鈣元素在化合物中的存在形式，是機(jī)體各項生理活動不可缺少的離子。對于維持細(xì)胞膜兩側(cè)的生物電勢、維持正常的神經(jīng)傳導(dǎo)功能、維持正常的肌肉伸縮與舒張功能和神經(jīng)-肌肉傳導(dǎo)功能，以及一些激素的作用機(jī)制均通過鈣離子表現(xiàn)出來。
鈣元素（Ca）是重要的人體組成之一，一般以鈣離子形式存在。在不同的細(xì)胞中，鈣離子調(diào)控著肌肉收縮、腺體分泌、神經(jīng)遞質(zhì)受體釋放、突觸可塑性、蛋白質(zhì)磷酸化、基因表達(dá)，以及細(xì)胞的分裂、分化、發(fā)育、死亡等重要生命過程。正常情況下，細(xì)胞質(zhì)中的鈣離子濃度通常在100nmol/L，而細(xì)胞外的濃度是細(xì)胞質(zhì)中的一萬倍以上，這樣的濃度差異主要靠細(xì)胞膜對鈣離子極低的通透性和鈣親合蛋白的緩沖以及細(xì)胞膜兩側(cè)的鈣泵等功能維持。另外，鈣離子是簡單的無機(jī)化合物離子，既不能被合成，也不能被降解，因此鈣離子復(fù)雜多樣的生理功能是由其時空動態(tài)特征所決定的。
鈣離子是人體內(nèi)含量最多的陽離子，是骨組織的主要成分之一，也在機(jī)體各種生理和生物化學(xué)過程中發(fā)揮重要作用。鈣在人體內(nèi)含量很大，絕大部分都存在于骨骼和牙齒中，很少量存在于血液和組織里。各種食物里都有鈣離子，其中牛奶和奶制品中最多，200毫升牛奶（一杯左右）含鈣離子300毫克左右。
信息
綜述
鈣離子是鈣元素在化合物中的存在形式。鈣原子失去了兩個電子就成了鈣離子。
鈣元素(Ca)是重要的人體組成之一，一般總以鈣離子形式存在。鈣在人體內(nèi)含量很大，絕大部分都存在與骨骼和牙齒中，很少量存在于血液和組織里。由于新陳代謝每天都需要從食物中補(bǔ)充一定量的鈣。成人推薦每日攝取1000毫克，長身體的時候推薦每日1300毫克。所以青少年需要的鈣比成人高一些，因為骨骼的發(fā)育需要。身高發(fā)育跟遺傳有關(guān)，但跟出生之后的營養(yǎng)同樣有關(guān)。保證足夠的營養(yǎng)包括鈣很重要，這也是為什么子女比父母輩平均身高高的原因。
各種食物里都有鈣離子，牛奶和奶制品里最多。比如200毫升牛奶（一杯左右）含鈣離子300毫克左右。所以即使胃口不好吃不好東西加上兩杯牛奶也足夠了。如果真的要補(bǔ)的話多吃些豆制品，菠菜等鈣含量高的食物，天然食物營養(yǎng)均衡是最好的選擇。
鈣離子的檢驗
焰色反應(yīng)：若某物質(zhì)的焰色為磚紅色，則該物質(zhì)含ca(clo)2+
1,取一鉑絲用稀鹽酸酸洗后灼燒，反復(fù)多次，直至火焰變?yōu)闊o色.
2,將鈣產(chǎn)品放在碾缽中用，玻璃棒碾成粉末.
3,用鉑絲分別蘸一些粉末放置酒精燈上灼燒，觀察火焰的顏色.
水中鈣離子的測定
測定鈣、鎂離子的可靠方法為重量法，這種方法手續(xù)繁瑣，分析速度慢，常用的方法是乙二胺四乙酸二鈉絡(luò)合滴定法，EDTA絡(luò)合滴定法適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈣含量在2-200mg/l，鎂含量在2-200 mg/l的測定，也適用于其他工業(yè)用水及生活用水中鈣、鎂離子含量的測定。
鈣離子的測定：用移液管吸取50ML水樣于250ML錐形瓶中，加1ML1+1鹽酸溶液，煮沸半分鐘，加三乙醇胺1+2溶液2ML，再加氫氧化鉀（20%）溶液5ML，加少量鈣-羧酸指示劑，再用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)溶液顏色由紫紅色變?yōu)榱了{(lán)色時即為終點。
作用
綜述
它的主要生理功能均是基于以上的基本細(xì)胞功能，主要有以下幾點：
1.鈣離子是凝血因子，參與凝血過程；
2.參與肌肉（包括骨骼肌、平滑肌）收縮過程；
3.參與神經(jīng)遞質(zhì)合成與釋放、激素合成與分泌；
4.是骨骼構(gòu)成的重要物質(zhì)。
其中幾個重要作用的產(chǎn)生機(jī)制如下：
傳導(dǎo)神經(jīng)信號
機(jī)制：促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)分泌。
當(dāng)?shù)谝粋€細(xì)胞興奮時，產(chǎn)生了一個電沖動，此時，細(xì)胞外的鈣離子流入該細(xì)胞內(nèi)，促使該細(xì)胞分泌神經(jīng)遞質(zhì)，神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合，促使這一級神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推，神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去，從而構(gòu)成復(fù)雜的信號體系，乃至最終出現(xiàn)學(xué)習(xí)、記憶等大腦的高級功能。
當(dāng)機(jī)體缺鈣時，神經(jīng)遞質(zhì)的釋放受到阻隔，人體的興奮機(jī)制和抑制機(jī)制遭到破壞。如果是兒童缺鈣，會夜啼、夜驚、煩躁失眠，嚴(yán)重的導(dǎo)致大腦發(fā)育障礙，出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、多動、學(xué)習(xí)困難等癥，影響大腦成熟和智力。
讓心臟跳動
機(jī)制：帶正電的鈣離子，讓細(xì)胞內(nèi)外發(fā)生電壓。
帶正電的鈣離子，穿過細(xì)胞膜，進(jìn)入心肌細(xì)胞，因為細(xì)胞內(nèi)外的鈣濃度相差較大，形成較大電位差，產(chǎn)生了刺激細(xì)胞膜收縮的生理效應(yīng)。
心肌細(xì)胞收縮，又將鈣離子給泵出了細(xì)胞膜外，形成反向的電位差，心肌細(xì)胞膜在這種反向電位差的作用下，開始舒張；舒張后，細(xì)胞膜的通透性增強(qiáng)，鈣離子再次穿過細(xì)胞膜進(jìn)入心肌細(xì)胞，再次引起心肌收縮，如此往復(fù)，心臟就有節(jié)律地跳動起來。
傳遞御敵信號
機(jī)制：外來抗原激活T細(xì)胞受體，啟動了鈣離子介導(dǎo)的信號通路，促使免疫細(xì)胞分化和生長。
當(dāng)病菌、細(xì)菌、毒物等外來入侵者侵入人體時，是鈣離子首先發(fā)出預(yù)警信號；隨后鈣離子又發(fā)出入侵者有何特性的信號，免疫系統(tǒng)隨之組織相應(yīng)的免疫細(xì)胞，捕獲和吞噬敵人。
一旦鈣缺乏，就會發(fā)生免疫系統(tǒng)功能下降、紊亂，引發(fā)疾病。如：自體免疫性疾病疾病紅斑狼瘡、風(fēng)濕??；皮炎：皮炎、痤瘡等。補(bǔ)鈣，對治療這些病有重要作用，反證了鈣的功能。
調(diào)節(jié)酶的活性
機(jī)制：細(xì)胞內(nèi)的鈣調(diào)節(jié)蛋白與鈣離子結(jié)合，形成的一種配位化合物，可激活體內(nèi)多種酶的活性。
如果皮膚被割傷了，流血了，鈣離子立刻發(fā)出信號，逐級激活凝血酶，啟動凝血機(jī)制，以止血。
食物中的營養(yǎng)要靠酶的分解，才能被人體吸收，而蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、ATP酶等多種酶和激素，要靠鈣離子的作用，才會充滿活性，因此營養(yǎng)學(xué)有“補(bǔ)鈣，是補(bǔ)充一切營養(yǎng)的根源”的說法。
機(jī)制：精子脫氧核糖核酸的最前端，是一個由鈣組成的頂體。
精子攜帶的DNA的最前端是一個由鈣組成的頂體，正是這個鈣頂體使精子在到達(dá)卵細(xì)胞邊緣時，破壞和穿透卵細(xì)胞的內(nèi)層膜，受精的一瞬間就這樣發(fā)生了。
同時由鈣組成的波狀物環(huán)繞著卵細(xì)胞，這被稱為鈣振蕩。鈣振蕩起到了激活卵子的作用，使卵子獲得受精能力，一個生命的孕育從此開始了。
因此，鈣若不充足，直接影響人的性功能和精子的活力，導(dǎo)致不育。
近期研究發(fā)現(xiàn)，鈣參與著更廣泛的生理過程，如細(xì)胞應(yīng)激性的控制、細(xì)胞代謝、細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞周期的調(diào)控等。
鈣離子可以激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的酶類
1、鈣離子在細(xì)胞中的分布具有明顯的區(qū)域特征
內(nèi)環(huán)境游離的鈣濃度遠(yuǎn)高于細(xì)胞內(nèi)鈣濃度，而細(xì)胞內(nèi)的鈣離子則有90%以上儲存于細(xì)胞內(nèi)鈣庫（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)），胞質(zhì)內(nèi)的鈣濃度很低。如果細(xì)胞質(zhì)膜或細(xì)胞內(nèi)鈣庫的鈣離子通道開啟，可引起胞外鈣的內(nèi)流或細(xì)胞內(nèi)鈣庫的鈣釋放，使胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度急劇升高。而鈣離子進(jìn)入胞質(zhì)后，又可再經(jīng)細(xì)胞質(zhì)膜及鈣庫膜上的鈣泵（鈣離子－atp酶）返回細(xì)胞外或細(xì)胞內(nèi)鈣庫，維持細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的低鈣狀態(tài)。
2、鈣離子的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子是鈣調(diào)蛋白
鈣調(diào)蛋白（calmodulin，CaM）是一種鈣結(jié)合蛋白，分子中有4個結(jié)構(gòu)域，每個結(jié)構(gòu)域可結(jié)合1個鈣離子。胞質(zhì)中鈣離子濃度低時，鈣調(diào)蛋白不易結(jié)合鈣離子；隨著胞質(zhì)中 鈣離子濃度增高，鈣調(diào)蛋白可結(jié)合不同數(shù)量的鈣離子，形成不同構(gòu)像的鈣離子/鈣調(diào)蛋白配位化合物。鈣調(diào)蛋白本身無活性，形成鈣離子/鈣調(diào)蛋白復(fù)合物后具有調(diào)節(jié)功能，可調(diào)節(jié)鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶的活性。
3、鈣調(diào)蛋白不是鈣離子的特定靶分子
除了鈣調(diào)蛋白，鈣離子還結(jié)合PKC、AC和cAMP－PDE等多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，通過變構(gòu)效應(yīng)激活這些分子
補(bǔ)鈣事項
補(bǔ)鈣從孕前開始
骨鈣：胎兒期，首先形成了一個骨化中心，即由軟組織（骨膠原）構(gòu)成的骨骺，胎盤輸送來的鈣等營養(yǎng)物質(zhì)不斷地在骨骺上沉積，胎兒出生時，小胳膊等骨頭已基本形成，只是硬度不夠罷了。嬰兒出生，從食物中攝取的鈣等營養(yǎng)物質(zhì)，繼續(xù)在骨骺上沉積，形成“羥磷灰石”。此時，新骨100%地更新舊骨，并不斷地伸長、硬化，需要大量的鈣。
血鈣：胎齡25周至生后6個月內(nèi)，是扣帶皮層各種神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)、神經(jīng)纖維發(fā)育的激增期，神經(jīng)細(xì)胞生長速度極快。2歲后細(xì)胞增殖速度減慢、體積增大。
孕婦補(bǔ)鈣要從孕前開始，如果孕婦缺鈣，可使胎兒腦細(xì)胞分裂減慢，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)目減少，嚴(yán)重者神經(jīng)元數(shù)目亦少，智能發(fā)育遲緩。
青年時爭取較高骨峰值
骨鈣：我們的骨頭里有成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞。在嬰兒青年期，成骨細(xì)胞的活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于破骨細(xì)胞，讓骨頭在正常的新陳代謝過程中，新骨的生成，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于舊骨。到30歲時，人的骨峰值達(dá)到高峰。如果這一階段鈣攝入量充足，獲取了一個較高的骨峰值，以后即使發(fā)生退行性的骨丟失，也不容易骨質(zhì)疏松癥。
已經(jīng)證實，青少年時期缺乏運(yùn)動，將嚴(yán)重影響到骨密度和骨礦含量的儲備。血鈣：學(xué)生學(xué)習(xí)緊張，如果給高度用腦的學(xué)生，尤其是那些有過于緊張、失眠、情緒失控等應(yīng)考綜合征的學(xué)生，補(bǔ)充足夠的鈣，增強(qiáng)神經(jīng)組織的傳導(dǎo)能力和收縮性，可使他們在學(xué)習(xí)時注意力高度集中、提高效率；在休息時能充分休息、徹底放松，保持良好、高效的學(xué)習(xí)狀態(tài)。
中老年減緩骨丟失速度
骨鈣：30－40歲，成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞活性相當(dāng)，維持著高骨峰值的水平；40歲后，破骨細(xì)胞活性大于成骨細(xì)胞。
但是，生命中后期盡管不能增加骨密度，如果鈣攝入量充足，至少能保持已有的骨密度并且增加骨礦含量。
血鈣：缺鈣，神經(jīng)調(diào)節(jié)能力下降，可讓老人記憶力減退、耐力下降、神經(jīng)衰弱、阿爾茲海默癥。
植物雌激素保護(hù)婦女
前兩天下雪，記者在某三級甲等醫(yī)院看到，幾分鐘內(nèi)有3位因路滑摔倒而骨折的市民前來就診，竟全是50多歲的女性。原因是更年期婦女，失去了雌激素的保護(hù)，骨丟失遠(yuǎn)大于男性。
女性孕育，消耗大量的鈣，為補(bǔ)其不足，女性產(chǎn)生了一種特殊的生理功能，即讓雌激素刺激調(diào)控鈣平衡的甲狀旁腺素，進(jìn)而激活成骨細(xì)胞，促進(jìn)骨質(zhì)的生成。
而絕經(jīng)婦女因雌激素水平下降，甲狀旁腺素的分泌和維生素D的羥化功能被抑制，導(dǎo)致骨鈣丟失。
大豆異黃酮，其分子結(jié)構(gòu)與人體自身分泌的雌激素極其相似，故稱植物雌激素，可對絕經(jīng)期婦女“雌激素”繼續(xù)保護(hù)。
補(bǔ)充維生素D有利于鈣離子吸收
維生素D是鈣被骨髓吸收的載體，L-天門冬氨酸鈣鈣立速不需要維生素D輔助吸收，會直接被小腸絨毛吸收。
知識
補(bǔ)鈣紅綠燈
1、綠燈：維生素D幫助鈣吸收
（1）、腸粘膜是鈣吸收的首要通道，而維D可促使腸道粘膜生成鈣結(jié)合蛋白，“運(yùn)載”鈣離子穿過腸腔壁進(jìn)入血液。
（2）、維D能直接刺激骨骼中的成骨細(xì)胞，促進(jìn)鈣鹽沉積；維D還能促進(jìn)破骨細(xì)胞的活性，使舊骨質(zhì)中的骨鹽溶解而增加骨鈣釋放。
（3）、維D在腎臟，間接地促進(jìn)腎小管對鈣的“回收利用”。
2、黃燈：少食鹽等于補(bǔ)鈣。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鹽的攝入量越多，鈣的吸收就越差?！靶掳嫔攀持改稀蓖扑]的標(biāo)準(zhǔn)是，每人每日食鹽量不超過6克。
鈣質(zhì)遷徙釀惡果
每日鈣攝入量不足，血鈣“奪取”骨鈣，以保證生命活動之需，而鈣質(zhì)的遷徙，會造成血管硬化等惡果。
人體有一個自穩(wěn)系統(tǒng)，當(dāng)血鈣水平低時，立刻發(fā)布一種信息，甲狀旁腺接到信息后，立即分泌“破骨素”，這種激素刺破骨膜，激活破骨細(xì)胞，溶出骨鈣，補(bǔ)血鈣之不足。而這些溶出的骨鈣，其濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于血鈣，極易沉積在血管壁上，吸引膽固醇進(jìn)入血管，造成動脈硬化。近年來醫(yī)學(xué)研究表明，補(bǔ)鈣，不僅可以防骨質(zhì)疏松癥，還可以防治動脈硬化和高血壓，還有顯著的降低血脂作用。
鈣離子拮抗劑
鈣離子拮抗劑也叫鈣通道阻滯劑，是高血壓治療中一類非常重要的藥物，我國有一半以上服藥治療的高血壓患者應(yīng)用鈣離子拮抗劑。國際上的重要臨床研究顯示，亞洲患者對鈣離子拮抗劑更敏感，也更容易堅持治療。那么，鈣拮抗劑是如何降低血壓的呢？這一類藥物該如何正確使用呢？
講到鈣離子拮抗劑的作用機(jī)理，首先要談高血壓是如何產(chǎn)生的。血壓是指血液在血管內(nèi)流動時對血管壁產(chǎn)生的側(cè)壓力。絕大部分高血壓患者（90%以上）沒有特定的病因，多是隨著年齡增加，血管壁彈性減弱，阻力增加而引起的。在心肌和血管壁平滑肌細(xì)胞膜上都有鈣離子通道，它像一扇大門一樣控制鈣離子的出入，細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的增加，可以引起細(xì)胞的收縮，使血管阻力增加，血壓升高。鈣離子拮抗劑就像忠實的門衛(wèi)，它與鈣離子通道結(jié)合后，就阻止了鈣離子進(jìn)入細(xì)胞，從而使血管松弛，阻力減小，血壓降低。另外，有些鈣離子拮抗劑如氨氯地平（絡(luò)活喜），地爾硫卓還能直接舒張供給心臟血液的冠狀動脈，用于治療心絞痛。
鈣拮抗劑是一個成員眾多的大家庭，很像在同一把大傘下避雨的人，性別、年齡、種族、性格各不相同。使用歷史最長、最普遍的是硝苯地平（心痛定），它是第一代的鈣離子拮抗劑。服用心痛定后血壓很快降低，但由于血管迅速擴(kuò)張，病人常常感到頭痛、心跳快、面紅、不容易堅持治療。另外，心痛定作用持續(xù)時間短，一般每天需服用3次，并且兩次服藥間血壓可能會上升，很難做到24小時有效控制血壓。基于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，還有相當(dāng)部分患者需要價格低廉的藥物，但此時需注意不要長期、大劑量服用短效的鈣離子拮抗劑，可以加用β－阻滯劑以加強(qiáng)療效，減少副作用。
為了克服第一代鈣離子拮抗劑的缺點，又開發(fā)了第二代藥物，包括短效鈣離子拮抗劑的緩釋和控釋劑型，通過給以往不夠理想的短效藥物穿上一件特殊的外衣，達(dá)到作用持續(xù)時間延長，副作用減少的目的。但患者的胃腸道功能可能影響藥物的療效，所以此類藥不能掰成兩半服用。
絡(luò)活喜是第三代鈣離子拮抗劑的代表藥物，也是分子本身長效的鈣離子拮抗劑。它的半衰期長達(dá)35—50小時，因此不需要使用緩釋或控釋劑型，就可以做到每日服用一次，24小時平穩(wěn)控制血壓，并且它的療效不受患者胃腸道功能和食物的影響，也可以和絕大多數(shù)藥物一起服用，還可以掰成兩半服用。另外，由于它的作用持續(xù)時間很長，病人偶爾漏服一次不會造成血壓升高。
值得一提的是，鈣劑與鈣離子拮抗劑不矛盾。實際上，這兩種藥物雖然作用相反，但聯(lián)合使用時，其作用非但不會相互抵消，而且能相互促進(jìn)。
補(bǔ)鈣是為了糾正負(fù)鈣平衡，防止體內(nèi)的鈣代謝紊亂和骨鈣丟失，同時避免鈣鹽異常沉積在血管、軟組織內(nèi)，減少動脈粥樣硬化的發(fā)生。細(xì)胞膜上有專門的鈣離子通道，正常情況下，細(xì)胞外的鈣離子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度，這種濃度梯度的維持主要靠的是鈣離子通道。一旦細(xì)胞膜上鈣離子通道調(diào)控失靈，大量鈣離子就會進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引起血管平滑肌收縮，血壓就會升高，甚至?xí)鹦慕g痛、心肌梗死。鈣離子拮抗劑可通過拮抗鈣離子通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，從而減少血管的收縮。適當(dāng)正確地使用鈣離子拮抗劑能及時關(guān)閉鈣離子通道，阻斷鈣離子的非正常內(nèi)流。臨床中常用的鈣離子拮抗劑，如硝苯地平、氨氯地平、拉西地平等都是治療高血壓的首選藥物。由此可見，鈣劑與鈣離子拮抗劑均能起到保護(hù)心腦血管、預(yù)防和治療高血壓的作用，兩者同服并不矛盾。
臨床研究發(fā)現(xiàn)，老年性高血壓患者在服用降壓藥的同時，服用鈣劑有助于降低血壓。此外，補(bǔ)充鈣劑能抵消高鹽膳食對自發(fā)性高血壓的致高血壓作用，這可能與鈣劑可防止血漿中去甲腎上腺素濃度的升高有關(guān)。
鈣離子與機(jī)體衰老和缺鈣
細(xì)胞內(nèi)鈣離子增加，導(dǎo)致細(xì)胞功能異常（減退或衰竭），是機(jī)體衰老的進(jìn)程。也就是說，人衰老的過程（機(jī)體器官功能減退的過程）就是細(xì)胞內(nèi)鈣增加的過程。細(xì)胞內(nèi)為什么鈣會增加呢？
缺鈣是一個主要且重要因素：缺鈣——甲狀旁腺激素分泌增加——骨鈣溶解釋放至血液（可導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥）——鈣進(jìn)入細(xì)胞——細(xì)胞內(nèi)鈣增加——降鈣素分泌增加——血鈣回至骨骼（導(dǎo)致骨質(zhì)增生）
上述過程是個循環(huán)、反饋過程。細(xì)胞內(nèi)鈣增加，平滑肌緊張度增加，在部分人就會出現(xiàn)血壓升高——高血壓。
從上述循環(huán)過程看，血鈣不能真實反映機(jī)體鈣的水平。因此并不能以血鈣水平斷定缺鈣與否。
所以，適當(dāng)補(bǔ)鈣對延緩衰老、預(yù)防疾病有相當(dāng)重要的臨床意義。
參考資料 >
鈣離子. PubChem.2024-10-24
[科普中國]-鈣離子.科普中國網(wǎng).2024-03-05
細(xì)胞內(nèi)鈣離子.中國大百科全書.2024-03-05
新知問答｜為什么手放在某一處時間久了會失去觸覺？.今日頭條.2024-03-05
[科普中國]-鈣代謝紊亂.科普中國網(wǎng).2024-03-05