钙是骨骼和牙齿的主要无机成分,形成羟磷灰石晶体([Ca3(PO4)2]3.Ca(OH)2)沉着于骨胶原纤维基质中。羟磷灰石晶体为液膜包围,因此可与血浆进行离子交换,对调节血浆钙、磷浓度起重要作用.游离Ca2+具有多种功用:形成、维持和修补骨组织,维持神经、肌肉和心肌的应激性,作为某些酶的辅助因子调节物质代谢,参与血液凝固过程,维持细胞膜的通透性,作为第二信使参与细胞信息的传递。
成人钙含量占体重的1.5%~2%,总量约700~1400克。体内钙约99%分布于骨骼和牙齿,10%分布于体液和其它组织。
细胞外液Ca2+浓度约为10-3毫摩尔/升,细胞浆Ca2+浓度为10-7~10-8 毫摩尔/升,线粒体和内质网Ca2+浓度约为10-4 毫摩尔/升。胞浆Ca2+浓度显著低于细胞外液和线粒体、内质网Ca2+浓度。这一点具有十分重要的意义,当细胞应激时,细胞膜和线粒体膜、内质网膜钙通道开放,Ca2+涌入胞浆,使胞浆Ca2+浓度迅速升高上百倍,形成钙信号,作为第二信使传递细胞信息。应激结束后,细胞膜和线粒体膜、内质网膜上的钙泵将胞浆Ca2+泵出,使钙信号灭活。
血浆钙浓度为2.25~2.75毫摩尔/升,其中游离Ca2+占50%,结合钙占50%。结合钙中,血浆蛋白钙占45%,碳酸氢钙和有机酸钙占5%。游离Ca2+、碳酸氢钙和有机酸钙能透过毛细血管壁,称为扩散钙,蛋白结合钙不能透过毛细血管壁,称为非扩散钙。游离Ca2+与结合钙之间可以互相转化,当血浆Ca2+浓度降低时,结合钙可以释放Ca2+。血液pH值影响血浆Ca2+浓度,pH值降低时,结合钙释出Ca2+,血浆Ca2+浓度升高;pH值升高时,Ca2+生成结合钙,血浆Ca2+浓度降低。
成人日需钙0.5克~1克。食物中的钙在小肠吸收,吸收能力随着年龄增长而减弱,婴儿钙吸收率约50%,儿童约40%,成人约20%,40岁以后明显下降,平均每10年减少5%~10%,因此老年人易缺钙导致骨质疏松。钙的吸收受多种因素影响,小肠pH降低有利于钙溶解,增加吸收,pH升高促进钙盐沉淀,减少吸收;1,25-二羟维生素D3促进钙、磷的吸收;磷酸盐可与Ca2+生成磷酸钙沉淀,不利于钙的吸收;食物中过多的钠、钾抑制钙的吸收。
体内钙主要通过肾脏排泄,肾小球滤过量每日5~7克钙,肾小管对Ca2+重吸收率为95%左右。体钙的代谢受甲状旁腺激素和1,25-二羟维生素D3的调节。