2 英文参考
abbr. 加利福尼亚(=California)
abbr. 中美洲(=Central Amercia)
abbr. 有执照的针灸医师(=certified acupuncturist)
abbr. 特许会计师(=chartered accountant)
abbr. 总会计师(=chief accountant)
abbr. 实足年龄(=chronological age)
abbr. 代理商行(=commercial agent)
abbr. 会计检察官(=controller of accounts)
abbr. 现金帐户(=current account)
3 概述
钙(calcium)是人体必需常量元素之一[1]。钙是人体矿物质数量最多的元素,占体重的1.5%~2%,其中99%存在于骨骼和牙齿中,1%存在于血浆和其它体液中[2]。钙是骨骼和牙齿的主要构成成分[2]。钙可维持神经肌肉的正常兴奋性;参与调节和维持细胞功能、体液酸碱平衡;参与血液凝固、激素分泌[2]。长期缺钙可致儿童佝偻病;中老年人骨质软化症[2]。长期摄入过量可增加患肾结石的风险[2]。
4 钙的特性
钾 - 钙 - 钪 镁
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钙在元素周期表中的位置 |
钙是一种化学元素,它的化学符号是Ca,它的原子序数是20,是一种银白色的碱土金属,具有中等程度的软性。虽然在地壳的含量也很高,为地壳中第五丰富的元素,占地壳总质量3%[3],因为它的化学活动性颇为活泼,可以和水或酸反应放出氢气,或是在空气中便可氧化(形成致密氧化层(氧化钙)),因此多以离子状态或化合物形式存在,而没有实际存在的"钙矿"。在工业上的主要矿物来源如石灰岩,石膏等,在建筑(水泥原料)、肥料、制碱、和医疗上用途佷广。
4.1 总体特性
名称, 符号, 序号:钙、Ca、20
密度、硬度:1550 kg/m3、1.75
颜色和外表:银白色
地壳含量:3.39 %
4.2 原子属性
原子半径 (计算值):180(194)pm
共价半径:174 pm
范德华半径:无数据
价电子排布:[氩]4s2
氧化价(氧化物):2(强碱性)
4.3 物理属性
物质状态:固态(顺磁性)
熔点:1115 K(842 °C)
沸点:1757 K(1484 °C)
摩尔体积:26.20×10-6m3/mol
汽化热:153.6 kJ/mol
熔化热:8.54 kJ/mol
蒸气压:254 帕(1112K)
声速:3810 m/s(293.15K)
4.4 其他性质
电负性:1.00(鲍林标度)
比热:632 J/(kg·K)
电导率:29.8×106/(米欧姆)
热导率:201 W/(m·K)
第一电离能:589.8 kJ/mol
第二电离能:1145.4 kJ/mol
第三电离能:4912.4 kJ/mol
4.5 最稳定的同位素
同位素 | 丰度 | 半衰期 | 衰变模式 | 衰变能量 | 衰变产物 |
---|---|---|---|---|---|
40Ca | 96.941 % | 稳定 | |||
41Ca | 人造 | 103,000年 | 电子捕获 | 0.421 | 41K |
42Ca | 0.647 % | 稳定 | |||
43Ca | 0.135 % | 稳定 | |||
44Ca | 2.086 % | 稳定 | |||
46Ca | 0.004 % | 稳定 | |||
48Ca | 0.187 % | > 6×1018年 | β衰变 | 4.272 | 48Ti |
4.6 核磁共振特性
43Ca
核自旋 -7/2
灵敏度 0.0064
6 钙的制备
有电解法及还原法两种方式。
其中电解法是拉特瑙(W.Rathenau)于1904年首先应用的,所用的电解质为CaCl2和CaF2的混合物。电解槽阳极用石墨等作内衬,阴极用钢制成。电解析出的钙漂浮在电解质表面,同钢制阴极接触而冷凝在阴极上。
还原法是生产金属钙的主要方法。通常用石灰石为原料,经烧成氧化钙,以铝粉作还原剂。粉碎的氧化钙与铝粉按一定比例混合均匀,压制成块。
8 钙对人体的影响
钙是人体必需的矿物质营养素,所有的细胞都需要钙。钙离子Ca2+在生物体中是许多生化过程及生理过程的触发器,如触发肌肉收缩、释放激素、传递脉冲、促进血液凝结、调节心律和分泌乳汁等等。Ca2+尤为各种高级生物体所必需。 现代医学研究表明,钙营养与体内免疫、神经、内分泌、消化、循环、运动、生殖等十多个系统的功能密切相关,钙离子参与生命进化及生命运动的全过程。基础医学临床医学的研究已证实钙离子对生命的影响巨大,也就是说人类健康离不开钙[4]。
8.1 人体的含量与分布
人体的钙含量约1~1.25kg,占体重1.5~2%,钙原子数目仅次于C、H、O、N等四种非金属元素。每千克非脂肪组织中平均约含钙20~25g。体内钙99%以上都分布在骨骼和牙齿中,其余不足1%的钙分布在体液及全身各组织器官中,是多种生理活动的参与者。这1%在人体的组织及血液中钙的浓度必需保持恒定,不能太高也不能太低,否则会威胁生命安全。
8.1.1 骨骼钙
钙是骨骼、牙齿和细胞壁形成时的必需结构成分。每天约有700毫克的钙进入全身骨骼,同时有等量的钙脱离骨骼[4]。骨钙的组成主要是羟磷灰石结晶,占骨骼重量40%以上,其次是碳酸盐、柠檬酸盐以及少量氯化物和氟化物的形式。骨钙对维持血钙的浓度极为重要,被称作人体钙元素的“储存库”。当血钙浓度降低时,可迅速动员骨钙补充,此过程即为骨质分解;反之钙则在骨骼“暂存”。
8.1.2 牙齿钙
牙齿的化学组成大部分与骨一致,牙齿的表层为牙釉质(又称珐琅质),除了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%,结构非常严密,成为人体中最硬的部分,对牙齿咀嚼、磨碎食物具有重要意义。牙本质中羟磷灰石占70%左右,牙骨质中约占40%,它们的结构与骨类似。牙齿一旦形成和钙化后,新陈代谢就降到最低程度。维生素A、C、D的摄取,对牙的正常发育及钙化是必不可少的。缺少维生素A会导致牙的不完全钙化,使其硬度小;缺少维生素C影响牙中有机基质的形成;维生素D不但能帮助钙的吸收而且明显地促使钙、磷在牙中的沉积。
8.1.3 血钙
血浆中的钙有48%为离子形式,46%与蛋白质结合,3%为复合物形式(Complex),还有3%未被确认。血浆中钙浓度大约为10~11 mg/100 mL,无年龄、性别差异。钙离子对神经组织有特殊且重要的影响,如果血钙离子浓度下降,神经组织会过度兴奋,导致手足抽蓄;另一方面,高血钙抑制神经兴奋。血钙的浓度相当稳定,由副甲状腺素(PTH)精密控制,使骨钙和血钙处于平衡之中。血钙浓度低,则由骨钙补充;反之,血钙浓度高,则将钙沉积于骨中储存,或经肾脏于尿中排出体外。
血液中钙的浓度为10毫克/100毫升(或表示为5毫克当量/升),其浓度变动范围很小[4]。血液和体液中的钙有一半与血浆蛋白结合在一起以离子钙形式存在。少量与有机物结合[4]。
8.2 钙的消化与吸收
维他命D在小肠对钙的吸收中扮演重要的角色,它可增加小肠细胞膜上和细胞质的钙结合蛋白质的总量。维他命D缺乏者会因为钙吸收不足而易患有软骨病(rickets)。
食物中的钙大约只有10%~30%能为人体吸收,钙的吸收主要在十二脂肠内进行,食物中的钙在酸性环境下才能游离出来被人体吸收,如果缺乏维生素D、脂肪过多、含磷过多、钙与草酸或植酸结合,碱性过高等,都可以影响钙的吸收。未被吸收的钙经肠道排出体外,代谢出来的钙主要经尿排出。维生素D和降钙素可促使钙在骨中沉积,降低血中钙的含量,甲状腺素可使钙脱离骨骼,提高尿中钙的含量。[4]
8.3 钙的主要作用
②代谢作用,如促进血液凝固,完成神经冲动的传导,参与肌肉的运动,维持细胞膜的通透性。对多种酶有激活作用。
8.4 钙的建议摄取量
世界各地区的钙摄取量有很大的差异,欧美等发达国家平均毎人每日摄取850毫克,而非洲、拉丁美洲及大部分开发中国家只有344毫克,相差一倍以上。因此钙摄取不足在开发中国家是个严重的健康议题[5]。
钙的建议摄取量
9 钙的食物来源
含钙较多的食品有牛奶、奶酪、鸡蛋、绿叶蔬菜、豆类、干果,粗制谷物。正常情况下,一般人可以从普通饮食中得到所需要的钙,儿童、孕妇应增加钙的供应,并同时补充维生素D,控制磷的摄入。许多学者建议中年以后适当补钙,以防骨质疏松。但骨中钙多会形成骨硬化,也亦引起骨折。每日需要量:成人800毫克,妊娠和哺乳期妇女1200毫克。婴儿360~540毫克,幼儿800~1200毫克。[7]
食物来源[8]
自然的食品以牛奶和优酪乳所含的钙最多,其他食物如干豆类、鱼、豆腐、深色的蔬菜如花椰菜、甘蓝类蔬菜和芥兰菜等都含有丰富的钙。此外还有很多添加钙强化的食物,例如:橙汁、蔓越莓汁、早餐谷类食品等。也有人服用钙补充剂以补不足。然而摄取过量的钙可能导致肾结石 。最新的膳食标准指出钙的上限摄取量是每天2500 mg;一般人每天只须从自然食物和补充剂中摄取1500 mg的钙,便已经足够。
10 钙补充剂(Dietary calcium supplement)
钙补充剂的主要成分为钙化合物,如碳酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙等,其中吸收率最高的为柠檬酸钙约35%,碳酸钙为27%,乳钙质为29%,磷酸钙为25%。碳酸钙取材于牡蛎壳或珍珠贝等,葡萄糖酸钙的溶解度较大。选购钙补充剂应注意钙离子的含量与钙的来源。
11 钙与其他营养素之关系
维生素D有利于钙质的吸收与利用。磷与钙会相互拮抗竞争,影响彼此的吸收。饮食的钙磷比例对婴儿非常重要,比例失调会导致抽筋,对儿童及成人则较无影响。理论上钙磷摄取是以1:1的比例最佳,但实际上有困难,因为钙只存在于少部份的食物,磷却几乎存在所有的食物。如果钙质摄取量偏低,又摄取大量的磷时(钙:磷<1:3),血钙会下降,骨矿物质会分解释出钙,最终造成骨质流失;这种情形在老年人及停经妇女最为明显。当钙摄取不足时,食物中的蛋白质有利于钙质的吸收;不过钙摄取充足时,蛋白质就没有促进吸收的效果。过量的蛋白质与脂肪则会促进钙质的排泄,造成钙质的流失。钙质摄取过量会影响铁、锌等微量矿物的吸收。
12 钙与疾病预防
摄取足够钙质可以预防骨质疏松症、直肠癌、降低男性前列腺癌的风险、维持血压平衡。每天至少补充约800毫克的钙质是最有效预防直肠癌的钙摄取量,更年期妇女补充足够的钙质可以提高高密度脂蛋白(HDL)的浓度,这代表降低心血管疾病的风险与致命性。
14 血清钙医学检查
14.1 英文名
calcium
14.2 别名
血清钙,Ca
14.3 正常值
邻甲酚酞络合酮比色法、甲基麝香草酚蓝比色法: 钙总量: 儿童2.25~2.67mmol/L (9.02~10.7mg/dl) 成人2.03~2.54mmol/L (8.2~10.2mg/dl) 。
离子选择电极法:离子钙:成人:1.13~1.35mmol/L (4.5~5.4mg/dl) 。
14.4 化验结果意义
(1)高血钙: ①骨吸收,肾小管再吸收,肠腔吸收增加:原发性或继发性甲状旁腺功能亢进症、多发性骨髓瘤、结节病等。 ②肠道吸收,骨吸收增加:维生素D中毒、肉芽肿类疾病(类肉瘤病等)、白血病。 ③肠腔吸收,肾小管再吸收增加:牛奶-碱综合征。 ④骨吸收增加:合并癌症的高钙血症、甲状腺功能亢进、嗜铬细胞瘤、维生素A中毒。 ⑤肾小管再吸收增加:噻嗪类利尿剂、家族性低钙尿性高钙血症(FHH)。 ⑥原因不明:艾迪生病。
(2)低血钙: ①骨吸收,肾小管再吸收,肠道吸收下降(障碍):甲状旁腺功能低下症(手术,原因不明)、假性甲状旁腺功能减退症。 ②骨吸收,肠道再吸收降低:慢性肾功能不全、佝偻病、软骨病等。 ③骨吸收下降:抗痉挛剂。 ④骨中钙蓄积亢进:甲状旁腺、甲状腺功能亢进术后、骨形成性转移性骨病变等。 ⑤肾小管再吸收降低:肾小管障碍(伴维生素D活性化障碍)、糖、盐皮质类固醇过剩等。 ⑥软组织钙沉着增加:胰腺炎(PTH分泌不全)。
14.5 化验取材
14.6 化验方法
14.7 化验类别
14.8 化验资料来源
15 参考资料
- ^ [1] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.WS/T 476—2015 营养名词术语[Z].2015-12-29.
- ^ [2] 高崇新等编著.养生保健汤茶谱[M].北京:中国林业出版社,2004:296.
- ^ [3] 柯清水."(2000[民89]).【新世纪化工化学辞典】 The new century dictionary of chemical engineering and chemistry".第一版,正文书局.ISBN 957-40-0253-5
- ^ [4] Gropper SS, Groff JL, et al."(2005)Advanced Nutrition and Human Metabolism, 4th ed., pp".380-392.Wardswirth, ISBN 0-534-55986-7
- ^ [5] WHO/FAO."(2004) Vitamin and mineral requirements in human nutrition".2nd ed, pp.59-93.WHO:Geneva
- ^ [6] 行政院卫生署."(2003)国人膳食营养素参考摄取量及其说明".修订第六版,pp.257-298。台湾行政院卫生署,ISBN 957-01-4677-X
- ^ [7] Institute of Medicine ."(1997) Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride".pp.71-145.National Academy Press, ISBN 0-309-06403-1
- ^ [8] ."http://www.cfsan.fda.gov/~dms/ca-5.html".