История кальция

Кальций был открыт в 1808 году Хэмфри Дэви, который путём электролиза гашеной извести и оксида ртути получил амальгаму кальция, в результате процесса выгонки ртути из которой и остался металл, получивший название кальций. На латыни известь звучит как calx , именно это название и было выбрано английским химиком для открытого вещества.

Кальций является элементом главной подгруппы II группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 20 и атомную массу 40,08. Принятое обозначение - Ca (от латинского - Calcium).

Физические и химические свойства

Кальций является химически активным мягким щелочным металлом серебристо-белого цвета. Из-за взаимодействия с кислородом и углекислым газом поверхность металла тускнеет, поэтому кальций нуждается в особом режиме хранения - в обязательном порядке плотно закрытая ёмкость, в которой металл заливают слоем жидкого парафина или керосина.

Кальций - наиболее известный из необходимых человеку микроэлементов, суточная потребность в нём составляет от 700 до 1500 мг для здорового взрослого человека, но она увеличивается во время беременности и лактации, это нужно учитывать и получать кальций в виде препаратов.

Нахождение в природе

Кальций имеет очень высокую химическую активность, поэтому в свободном (чистом) виде не встречается в природе. Тем не менее, является пятым по распространённости в земной коре, в виде соединений имеется в осадочных (известняк, мел) и горных породах (гранит), много кальция содержит полевой шпат анорит.

В живых организмах распространён достаточно широко, его наличие обнаружено в растениях, организмах животных и человека, где он присутствует, в основном, в составе зубов и костной ткани.

Усвояемость кальция

Препятствием для нормального усвоения кальция из пищевых продуктов является употребление в пищу углеводов в виде сладостей и щелочей, которые нейтрализуют соляную кислоту желудка, необходимую для растворения кальция. Процесс усвоения кальция достаточно сложен, поэтому иногда недостаточно получать его только с пищей, необходим дополнительный приём микроэлемента.

Взаимодействие с другими

Для улучшения всасывания кальция в кишечнике необходим , который имеет свойство облегчать процесс усвоения кальция. При приёме кальция (в виде добавок) в процессе еды происходит блокировка всасывания , но приём препаратов кальция отдельно от пищи никак не влияет на этот процесс.

Почти весь кальций организма (от 1 до 1,5 кг) находится в костях и зубах. Кальций участвует в процессах возбудимости нервной ткани, сократимости мышц, процессах свертываемости крови, входит в состав ядра и мембран клеток, клеточных и тканевых жидкостей, обладает антиаллергическим и противовоспалительным действием, предотвращает ацидоз, активирует ряд ферментов и гормонов. Кальций также участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, оказывает действие, противоположное .

Признаки нехватки кальция

Признаками нехватки кальция в организме являются такие, на первый взгляд, не связанные между собой симптомы:

• нервозность, ухудшение настроения;
• учащённое сердцебиение;
• судороги, онемение конечностей;
• замедление роста и детей;
• повышенное артериальное давление;
• расслоение и ломкость ногтей;
• боль в суставах, понижение «болевого порога»;
• обильные менструации.

Причины нехватки кальция

Причинами нехватки кальция могут служить несбалансированные диеты (особенно голодания), низкое содержание кальция в пище, курение и увлечение кофе и кофеинсодержащими напитками, дисбактериоз, болезни почек, щитовидной железы, беременность, периоды лактации и менопаузы.

Избыток кальция, который может возникнуть при чрезмерном употреблении молочных продуктов или неконтролируемом приёме препаратов, характеризуется сильной жаждой, тошнотой, рвотой, потерей аппетита, слабостью и усиленным мочеотделением.

Применение кальция в жизни

Кальций нашёл применение в металлотермическом получении урана, в виде природных соединений используется как сырьё для производства гипса и цемент, как средство дезинфекции (всем известная хлорка ).

Кальций

КА́ЛЬЦИЙ -я; м. [от лат. calx (calcis) - известь] Химический элемент (Ca), металл серебристо-белого цвета, входящий в состав известняков, мрамора и др.

◁ Ка́льциевый, -ая, -ое. К-ые соли.

ка́льций

(лат. Calcium), химическая элемент II группы периодической системы, относится к щёлочноземельным металлам. Название от лат. calx, родительный падеж calcis - известь. Серебристо-белый металл, плотность 1,54 г/см 3 , t пл 842ºC. При обычной температуре легко окисляется на воздухе. По распространённости в земной коре занимает 5-е место (минералы кальцит, гипс, флюорит и др.). Как активный восстановитель служит для получения U, Th, V, Cr, Zn, Be и других металлов из их соединений, для раскисления сталей, бронз и т. д. Входит в состав антифрикционных материалов. Соединения калькия применяют в строительстве (известь, цемент), препараты кальция - в медицине.

КАЛЬЦИЙ

КА́ЛЬЦИЙ (лат. Calcium), Ca (читается «кальций»), химический элемент с атомным номером 20, расположен в четвертом периоде в группе IIА периодической системы элементов Менделеева; атомная масса 40,08. Относится к числу щелочноземельных элементов (см. ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ) .
Природный кальций состоит из смеси нуклидов (см. НУКЛИД) с массовыми числами 40 (в смеси по массе 96,94 %), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) и 46 (0,003%). Конфигурация внешнего электронного слоя 4s 2 . Практически во всех соединениях степень окисления кальция +2 (валентность II).
Радиус нейтрального атома кальция 0,1974 нм, радиус иона Cа 2+ от 0,114 нм (для координационного числа 6) до 0,148 нм (для координационного числа 12). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома кальция равны, соответственно, 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 и 84,5 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность кальция около 1,0. В свободном виде кальций - серебристо-белый металл.
История открытия
Соединения кальция встречаются в природе повсеместно, поэтому человечество знакомо с ними с древнейших времен. Издавна в строительном деле находила применение известь (см. ИЗВЕСТЬ) (негашеная и гашеная), которую долгое время считали простым веществом, «землей». Однако в 1808 английский ученый Г. Дэви (см. ДЭВИ Гемфри) сумел получить из извести новый металл. Для этого Дэви подверг электролизу смесь слегка увлажненной гашеной извести с окисью ртути и выделил из образующейся на ртутном катоде амальгамы новый металл, который он назвал кальцием (от лат. calx, род. падеж calcis - известь). В России некоторое время этот металл называли «известковием».
Нахождение в природе
Кальций - один из наиболее распространенных на Земле элементов. На его долю приходится 3,38% массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. Большая часть кальция содержится в составе силикатов (см. СИЛИКАТЫ) и алюмосиликатов (см. АЛЮМОСИЛИКАТЫ) различных горных пород (граниты (см. ГРАНИТ) , гнейсы (см. ГНЕЙС) и т. п.). В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (см. КАЛЬЦИТ) (CaCO 3). Кристаллическая форма кальцита - мрамор - встречается в природе гораздо реже.
Довольно широко распространены такие минералы кальция, как известняк (см. ИЗВЕСТНЯК) СaCO 3 , ангидрит (см. АНГИДРИТ) CaSO 4 и гипс (см. ГИПС) CaSO 4 ·2H 2 O, флюорит (см. ФЛЮОРИТ) CaF 2 , апатиты (см. АПАТИТЫ) Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), доломит (см. ДОЛОМИТ) MgCO 3 ·СaCO 3 . Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется ее жесткость (см. ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ) . Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксилапатит Ca 5 (PO 4) 3 (OH), или, в другой записи, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Са(OH) 2 - основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO 3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др.
Получение
Металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl 2 (75-80%) и KCl или из CaCl 2 и CaF 2 , а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Физические и химические свойства
Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях (см. Аллотропия (см. АЛЛОТРОПИЯ) ). До 443 °C устойчив a-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив b-Ca с кубической объемно центрированной решеткой типа a-Fe (параметр a = 0,448 нм). Температура плавления кальция 839 °C, температура кипения 1484 °C, плотность 1,55 г/см 3 .
Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина.
В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca 2+ /Ca 0 –2,84 В, так что кальций активно реагирует с водой:
Ca + 2Н 2 О = Ca(ОН) 2 + Н 2 .
С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом) кальций реагирует при обычных условиях:
2Са + О 2 = 2СаО; Са + Br 2 = CaBr 2 .
При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется. С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:
Са + Н 2 = СаН 2 (гидрид кальция),
Ca + 6B = CaB 6 (борид кальция),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (нитрид кальция)
Са + 2С = СаС 2 (карбид кальция)
3Са + 2Р = Са 3 Р 2 (фосфид кальция), известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР 5 ;
2Ca + Si = Ca 2 Si (силицид кальция), известны также силициды кальция составов CaSi, Ca 3 Si 4 и CaSi 2 .
Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты (т. е. эти реакции - экзотермические). Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:
СаН 2 + 2Н 2 О = Са(ОН) 2 + 2Н 2 ,
Ca 3 N 2 + 3Н 2 О = 3Са(ОН) 2 + 2NН 3 .
Оксид кальция - типично основной. В лаборатории и технике его получают термическим разложением карбонатов:
CaCO 3 = CaO + CO 2 .
Технический оксид кальция СаО называется негашеной известью.
Он реагирует с водой с образованием Ca(ОН) 2 и выделением большого количества теплоты:
CaО + Н 2 О = Ca(ОН) 2 .
Полученный таким способом Ca(ОН) 2 обычно называют гашеной известью или известковым молоком (см. ИЗВЕСТКОВОЕ МОЛОКО) из-за того, что растворимость гидроксида кальция в воде невелика (0,02 моль/л при 20°C), и при внесении его в воду образуется белая суспензия.
При взаимодействии с кислотными оксидами CaO образует соли, например:
CaО +СО 2 = СаСО 3 ; СаО + SO 3 = CaSO 4 .
Ион Ca 2+ бесцветен. При внесении в пламя солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.
Такие соли кальция, как хлорид CaCl 2 , бромид CaBr 2 , иодид CaI 2 и нитрат Ca(NO 3) 2 , хорошо растворимы в воде. Нерастворимы в воде фторид CaF 2 , карбонат CaCO 3 , сульфат CaSO 4 , средний ортофосфат Ca 3 (PO 4) 2 , оксалат СаС 2 О 4 и некоторые другие.
Важное значение имеет то обстоятельство, что в отличие от среднего карбоната кальция СаСО 3 кислый карбонат кальция (гидрокарбонат) Са(НСО 3) 2 в воде растворим. В природе это приводит к следующим процессам. Когда холодная дождевая или речная вода, насыщенная углекислым газом, проникает под землю и попадает на известняки, то наблюдается их растворение:
СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2 .
В тех же местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция:
Са(НСО 3) 2 = СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О.
Так в природе происходит перенос больших масс веществ. В результате под землей могут образоваться огромные провалы (см. Карст (см. КАРСТ (явление природы)) ), а в пещерах образуются красивые каменные «сосульки» - сталактиты (см. СТАЛАКТИТЫ (минеральные образования)) и сталагмиты (см. СТАЛАГМИТЫ) .
Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет временную жесткость воды (см. ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ) . Временной ее называют потому, что при кипячении воды гидрокарбонат разлагается, и в осадок выпадает СаСО 3 . Это явление приводит, например, к тому, что в чайнике со временем образуется накипь.
Применение кальция и его соединений
Металлический кальций применяют для металлотермического получения урана (см. УРАН (химический элемент)) , тория (см. ТОРИЙ) , титана (см. ТИТАН (химический элемент)) , циркония (см. ЦИРКОНИЙ) , цезия (см. ЦЕЗИЙ) и рубидия (см. РУБИДИЙ) .
Природные соединения кальция широко используют в производстве вяжущих материалов (цемент (см. ЦЕМЕНТ) , гипс (см. ГИПС) , известь и др.). Связывающее действие гашеной извести основано на том, что с течением времени гидроксид кальция реагирует с углекислым газом воздуха. В результате протекающей реакции образуются игольчатые кристаллы кальцита СаСО з, которые прорастают в расположенные рядом камни, кирпичи, другие строительные материалы и как бы сваривают их в единое целое. Кристаллический карбонат кальция - мрамор - прекрасный отделочный материал. Мел используют для побелки. Большие количества известняка расходуются при производстве чугуна, так как позволяют перевести тугоплавкие примеси железной руды (например, кварц SiO 2) в сравнительно легкоплавкие шлаки.
В качестве дезинфицирующего средства очень эффективна хлорная известь (см. ХЛОРНАЯ ИЗВЕСТЬ) - «хлорка» Ca(OCl)Cl - смешанный хлорид и гипохлорид кальция (см. КАЛЬЦИЯ ГИПОХЛОРИТ) , обладающий высокой окислительной способностью.
Широко применяется и сульфат кальция, существующий как в виде безводного соединения, так и в виде кристаллогидратов - так называемого «полуводного» сульфата - алебастра (см. АЛЕВИЗ ФРЯЗИН (Миланец)) CaSO 4 ·0,5H 2 O и двухводного сульфата - гипса CaSO 4 ·2H 2 O. Гипс широко используют в строительстве, в скульптуре, для изготовления лепнины и различных художественных изделий. Применяют гипс и в медицине для фиксации костей при переломах.
Хлорид кальция CaCl 2 используют наряду с поваренной солью для борьбы с оледенением дорожных покрытий. Фторид кальция СаF 2 - прекрасный оптический материал.
Кальций в организме
Кальций - биогенный элемент (см. БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ) , постоянно присутствующий в тканях растений и животных. Важный компонент минерального обмена животных и человека и минерального питания растений, кальций выполняет в организме разнообразные функции. В составе апатита (см. АПАТИТ) , а также сульфата и карбоната кальций образует минеральный компонент костной ткани. В организме человека массой 70 кг содержится около 1 кг кальция. Кальций участвует в работе ионных каналов (см. ИОННЫЕ КАНАЛЫ) , осуществляющих транспорт веществ через биологические мембраны, в передаче нервного импульса (см. НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС) , в процессах свертывания крови (см. СВЕРТЫВАНИЕ КРОВИ) и оплодотворения. Регулируют обмен кальция в организме кальциферолы (см. КАЛЬЦИФЕРОЛЫ) (витамин D). Недостаток или избыток кальция приводит к различным заболеваниям - рахиту (см. РАХИТ) , кальцинозу (см. КАЛЬЦИНОЗ) и др. Поэтому пища человека должна в нужных количествах содержать соединения кальция (800-1500 мг кальция в сутки). Содержание кальция высоко в молочных продуктах (таких, как творог, сыр, молоко), в некоторых овощах и других продуктах питания. Препараты кальция широко используются в медицине.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Синонимы :

Смотреть что такое "кальций" в других словарях:

- (Са) желтый блестящий и тягучий металл. Удельный вес 1,6. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. КАЛЬЦИЙ (ново лат. calcium, от лат. calx известь). Серебристого цвета металл. Словарь иностранных слов,… … Словарь иностранных слов русского языка

КАЛЬЦИЙ - КАЛЬЦИЙ, Calcium, хим. элемент, симв. Са, блестящий, серебристо белого цвета металл с кристаллич. изломом, относящийся к группе щелочно земельных металлов. Уд. вес 1,53; ат. в. 40,07; точка плавления 808°. Са относится к числу весьма… … Большая медицинская энциклопедия

- (Calcium), Ca, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 20, атомная масса 40,08; относится к щелочно земельным металлам; tпл 842шC. Содержится в костной ткани позвоночных, раковинах моллюсков, яичной скорлупе. Кальций… … Современная энциклопедия

Металл серебристо белого цвета, вязкий, ковкий, на воздухе быстро окисляющийся. Темп pa плавления 800 810°. В природе встречается в виде различных солей, образующих залежи мела, известняка, мрамора, фосфоритов, апатитов, гипса и др. На жел. дор.… … Технический железнодорожный словарь

- (лат. Calcium) Ca, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 20, атомная масса 40,078, относится к щелочноземельным металлам. Название от латинского calx, родительный падеж calcis известь. Серебристо белый металл,… … Большой Энциклопедический словарь

Тема сегодняшней статьи « ». Оказывается, что самочувствие любого человека намного зависит от баланса кальциевого обмена в нашем теле. Другими словами, много кальция – плохо, мало кальция тоже – плохо. Нужно чтобы его всегда было достаточно, но не в переизбытке. В данной статье будут затронуты вопросы: что такое кальций, какую роль он играет для обеспечения жизнедеятельности человека .

Что такое кальций в организме человека

Если говорить об организме человека, то кальций или Calcium – это один из значимых элементов неорганической природы, влияющий на жизнеобеспечение существования каждого из нас.

Кальций в периодической таблице Д.И. Менделеева находится под номером 20 и обозначается латинскими буквами Ca. В медицине его называют макроэлементом, а на самом деле – это активный двухвалентный металл щелочноземельной природы.

Знаете ли вы, что кальций в чистом виде в природе не встречается. Его возможно выделить только из различных соединений, таких как известь, гипс и мрамор. Поэтому можно представить, что происходит в нашем организме, когда в нем возникают неправильные обменные процессы и кальций откладывается не там где нужно.

В общей сложности, в организме взрослого человека содержится больше одного килограмма кальция. В основном он входит в состав костной ткани, является твердым каркасом для скелета. Кальций является основой для роста зубов, ногтей и волос. И всего лишь 1% от общего количества кальция находится в крови. Но, тем не менее, для строения кости из получаемого извне кальция, организм использует малую часть, большая часть идет на химические процессы и, главное, на уменьшение кислотности крови.

Что же такое кальций в организме человека? Это основная минеральная составляющая костной ткани и в тоже время один из основных катионов вместе с калием, магнием и натрием, участвующий во всех обменных процессах внутри организма. Регулируют уровень кальция в крови (гомеостаза) в основном гормоны щитовидной железы и витамин D:

• паратиреоидный гормон — повышает уровень Ca крови, оказывает влияние на внедрение кальция не только в костную ткань, но и на работу почек, желудка и кишечника
• кальцитонин – действует противоположно паратгормону, т.е. снижает уровень кальция крови, участвует в метаболизме кальция
• витамин D – улучшает всасывание кальция, благодаря тому, что в почках образуется его активная форма, а именно D3. Чтобы происходило усвоение кальция, в организме должно быть достаточно витамина D

Если количество других элементов в крови, например калия, может колебаться, то кальций всегда поддерживается в одном количестве. Этот элемент, можно назвать почти константой или постоянной величиной. Даже если мы с продуктами питания не обеспечим достаточное поступление в кровь кальция, то он начнет пополняться из костей, зубов, волос.

Именно костная ткань является так называемым резервуаром кальция, из которого он переходит в кровь. Это важно, потому что таким образом обеспечивается работа сердца. Особое внимание медики обращают на количество кальция в организме у детей и пожилых людей. Ведь для растущего организма нужно много кальция, а люди преклонного возраста стремительно теряют его из костей.

В крови кальций можно обнаружить в разных формах:

1. Свободный активный – ионизированный – 60%
2. Связанный с белками (альбуминами) неактивный – 40%
3. Связанный с анионами неактивный (лактат Ca, бикарбонат Ca, фосфат Ca, цитрат Ca и другие) – 10%

Когда исследуется биохимический анализ крови на кальций , определяется суммарное содержание этих трех форм.

Кальций в организм человека можно доставить только с пищей. Его усвоение происходит в тонком кишечнике, а обменные процессы начинаются в костях. Выводится кальций из организма почками и через кишечник. Слаженная работа всех этих органов обеспечивает нормальный уровень кальция в организме.

На кальций возложено исполнение множества функций внутри организма. А значит, его недостаток или переизбыток грозит человеку тяжелыми заболеваниями.

Роль кальция в организме человека

Важно, чтобы уровень кальция поддерживался в относительно постоянных значениях, ведь он участвует во многих жизнеобеспечивающих биологических процессах внутри организма. Кальций обладает следующими функциональными свойствами, участвуя:

• в формировании вместе с фосфором костной ткани, зубов, волос
• в сокращении гладких и скелетных мышц, в том числе, управляющих ритмичной работой сердца и сосудов.
• в стабильной работе сердечнососудистой системы в тандеме с натрием, магнием, калием, что дает возможность регулировать давление крови и уменьшить проницаемость сосудов
• в воздействии на проницаемость клеточных мембран, на транспортировку сквозь эти мембраны питательных и эвакуацию отработанных веществ
• в свертывании крови, усиливая действие витамина K
• в секреции гормонов и нормализации работы эндокринных желез, которые в свою очередь воздействуют на процессы:
  • пищеварения
  • метаболизма
  • активности ферментов
  • обмена железа
  • связывание солей и вывода их из организма
• в работе нервной системы при передаче нервных импульсов, а также нормализации сна

Норма содержания кальция в крови

Кальций жизнеобеспечивающее вещество для организма. Норма содержания кальция в крови обеспечивает человеку активность, бодрость и уравновешенность. Поэтому для поддержания достаточного его количества нужно знать его норму.

• Нормой Ca в крови
  • у взрослого человека считаются показатели от 2,2 до 2,50 ммоль /л
  • у детей до 12 лет — эти показатели несколько выше – до 2,75 ммоль/л
• Рекомендуемая Норма Потребления – РНП в сутки кальция взрослыми людьми должна быть в пределах от 800 до 1200 мг , детей – 800мг

Роль кальция в человеческом организме огромна и многогранна. Внутриклеточные процессы, функционирование нервной системы, сокращение мышц, поддержание работы сердечно-сосудистой системы, формирование и поддержка костной ткани, участие в важнейшем этапе гемостаза - свёртывании крови, - вот лишь основной перечень задач, которые выполняет этот жизненно важный элемент.

Недостаточное поступление кальция с пищей приводит к множественным системным сбоям организма, которые развиваются тихо, исподтишка, и некоторые из них невозможно повернуть вспять, когда они уже проявляются в виде симптомов.

Что же делать? Об этом я постараюсь рассказать в предлагаемой статье.

Обзор

Кальций (Ca) - это структурный макроэлемент, содержание которого в организме человека во много раз превышает большинство остальных элементов. 99% всего кальция находится в костной ткани, и только 1% - во внеклеточной жидкости и мягких тканях организма. Но даже этот один процент критически важен для функционирования нервной и мышечной систем.

Кальций: потребность и последствия дефицита

Согласно данным ВОЗ, суточная норма кальция для человека 25-50 лет составляет 800–1200 мг в день. Однако есть существенные исключения:

• у беременных и кормящих женщин потребность в кальции резко возрастает: в I и II триместр беременности - до 1500 мг в день, в III триместр и в период грудного вскармливания - до 1800–2000 мг;
• при больших физических нагрузках потребность в кальции возрастает на 15-25%;
• у людей старше 50 лет организм начинает интенсивно терять кальций, и для поддержания оптимального уровня здоровья им необходимо получать не менее 1200 мг этого элемента ежедневно.

Пищевые источники кальция. Главными источниками кальция в рационе человека является молоко, молочные продукты, а также некоторые виды рыб. При условии ежедневного и достаточного употребления этих продуктов физиологическая потребность в кальции может быть удовлетворена полностью. При этом в подавляющем большинстве продуктов растительного происхождения кальций содержится в плохо усвояемой человеком форме, а именно - в виде фосфатов, карбонатов и оксалатов кальция. Усвояемость кальция из таких соединений составляет всего 10-30%.

Что означает фраза «достаточное потребление»? Не вдаваясь в диетологические подробности, скажу, что суточную норму кальция для взрослого человека обеспечивают, например:

• 100 г твёрдого сыра,
• 0.7-1 кг творога, молока или йогуртов,
• 400-500 г сардины,
• 300-400 г кунжутных семян.

Очевидно, что большинство людей в наше время питается иначе. В целом современная диета не содержит того количества кальция, которое требуется организму, поэтому хронический дефицит этого элемента - это общий бич человека нашего времени.

Ремарка: наверняка вы что-то слышали про остеопороз. Это системное прогрессирующее заболевание, при котором происходит снижение плотности костей и усиление их хрупкости из-за длительного кальциевого дисбаланса в организме. Многие считают, что эта болезнь свойственна только старости и лет до 60-ти о ней можно не думать. Но известно ли вам, что остеопороз называют «безмолвной эпидемией» за то, что он десятилетиями протекает бессимптомно и охватывает огромное количество людей во всем мире? Мировая статистика утверждает, что каждый четвёртый мужчина в возрасте старше 50 лет и каждая третья женщина этого же возраста в действительности имеют это заболевание, хотя могут даже не подозревать об этом.

Последствия дефицита кальция не ограничиваются только остеопорозом и заболеваниями костей и зубов. Это ещё и:

• повышенная утомляемость и снижение работоспособности;
• судороги и боли в мышцах;
• нарушения роста в детском возрасте;
• мочекаменная болезнь;
• повышенная кровоточивость как результат нарушения свёртываемости крови.

Основными факторами дефицита кальция являются:

• гиповитаминоз по витамину D (самая распространённая его причина - недостаток воздействия на кожу прямых солнечных лучей),
• нерациональное питание, сопряжённое с регулярным потреблением сладких и мучных продуктов,
• курение и употребление алкоголя и кофе,
• нарушение всасывания кальция в ЖКТ,
• некомпенсированная повышенная потребность в кальции (во время роста у детей, беременности и лактации, а также постменопаузы),
• болезни щитовидной и паращитовидных желёз,
• употребление некоторых лекарственных препаратов (например, мочегонных средств).

Как быть и что делать?

Если вы не уделяете серьёзного внимания здоровому и полноценному питанию, то имеет смысл присмотреться к биологически активным добавкам, содержащим кальций. Их ассортимент широк, они сильно отличаются друг от друга по эффекту, и зависит это от того, в какой форме в той или иной добавке присутствует кальций.

Но будьте внимательны: большинство таких добавок содержат кальций в виде карбоната, который усваивается организмом всего на 10-30%. Он будет бесполезен людям, у которых понижена кислотность желудочного сока, и противопоказан тем, у кого есть риск образования камней в почках.

И в любом случае есть смысл рассматривать современные формы кальция с высокой биодоступностью.

Но чтобы кальций не просто механически поступал в ЖКТ, но и усваивался организмом, необходимо соблюсти ряд условий, без которых даже высокоусвояемые формы окажутся бесполезными. Поэтому прежде, чем перейти к рассмотрению биодоступных соединений кальция, остановимся на этой теме подробнее.

Усвоение кальция в организме

Первое, что необходимо понимать - кальций в нашем организме находится в постоянном круговороте. С одной стороны, он поступает из пищи, с другой - выводится с продуктами выделения. В норме оба этих естественных процесса находятся в равновесии; так, у взрослого человека за сутки из костей выводится до 700-800 мг кальция, и столько же откладывается вновь.

Дефицит кальция возникает тогда, когда в ткани организма его начинает поступать меньше, чем выводиться. Ещё раз хочу подчеркнуть, что речь идёт не о суммарном поступлении кальция с пищей, а именно об усвоенной тканями организма его части.

Метаболизм кальция - сложный процесс. Под воздействием кислой среды желудочного сока он переходит в растворимые соединения, однако уже в тонком кишечнике он переходит обратно в труднорастворимые формы, и лишь под воздействием желчных кислот опять легко усваивается организмом.

На эффективность усвоения кальция влияют следующие факторы.

1. Оптимальная кислотность желудочного сока. Пониженная кислотность препятствует усвоению этого элемента, поэтому при соответствующих заболеваниях ЖКТ кальций из пищи начинает усваиваться хуже.

2. Баланс с жиром, поступающим из пищи. Оптимальное соотношение жира и кальция = 100:1. Кальций образует с жирными кислотами соединения, которые взаимодействуют с желчными кислотами и образуют хорошо усваиваемые комплексы. Но при избытке жира в рационе наблюдается недостаток желчных кислот, и большая часть кальция будет выделяться с калом.

3. Баланс с магнием (Mg). Оптимальное соотношение Ca:Mg = 2:1. При дефиците магния кальций усваивается слабо, но при его избытке кальций не просто не усваивается, а наоборот, начинает усиленно выводиться из организма. Дефицит магния в пище - это отдельная и тоже актуальная для современного человека проблема.

4. Баланс с фосфором (P). Оптимальное соотношение Ca:P = 2:3 (для детей соотношение 1:1). О пищевом дефиците фосфора можно особенно не беспокоиться, такой дефицит встречается редко. Но избыток фосфора в рационе приводит к уменьшению всасывания кальция и увеличению его выведения из организма - как и в случае с магнием.

5. Витамин D. При недостатке этого витамина кальций не способен нормально всасываться из кишечника. Кроме того, витамин D направляет кальций в кости и позволяет удерживать его внутри, поддерживая нормальную плотность костей.

Примечание: употребление 4 капсул данного препарата покрывает 80% суточной потребности в кальции и требуется для терапевтического эффекта, применение 2 капсул - 40%, и достаточно для профилактических целей.

2. Органический кальций / магний + витамин D + витамин К 2

Этот набор включает три препарата, которые нужно принимать одновременно. Применяемые в комплексе, они обеспечивают почти столь же эффективное усвоение кальция, как препараты первой группы.

Примечание: употребление 4 капсул данного препарата покрывает 100% суточной потребности в кальции и требуется для терапевтического эффекта, применение 2 капсул - 50%, и достаточно для профилактических целей.

Примечание касаемо дозировки витамина D: я привёл препарат, содержащий минимальную суточную дозу этого витамина. Такой дозировки достаточно для корректного усвоения кальция, однако её может быть недостаточно для восполнения витамина D при его дефиците. Чтобы точно определить нужную вам дозировку, следует сдать кровь на анализ, который называется 25-OH vitamin D.

3. Гидроксиапатит кальция + хелатный магний + витамин D + витамин К 2

Примечание: употребление 2 таблеток данного препарата покрывает 60% суточной потребности в кальции, что достаточно для профилактических целей.

Важая информация

• Предоставленные здесь сведения носят исключительно информационный характер. Они не являются рекомендацией для приёма биодобавок и не являются рекламой этих добавок.
• Помните: биодобавки не могут использоваться для лечения заболеваний, они не являются альтернативой лекарствам и тем более - назначениям врача.
• Приём биодобавок без одобрения врача может нанести вред здоровью, особенно при наличии каких-либо заболеваний.

Среди всех элементов периодической системы можно выделить несколько таких, без которых не просто развиваются различные заболевания у живых организмов, но и вообще невозможно нормально жить и расти. Один из таких - кальций.

Интересно, что когда речь идет об этом металле, как простом веществе, то никакой пользы для человека он не имеет, даже вред. Однако стоит только упомянуть об ионах Са 2+ , как сразу возникает масса пунктов, характеризующих их важное значение.

Положение кальция в периодической системе

Характеристика кальция, как и любого другого элемента, начинается с указания его места положения в периодической системе. Ведь она дает возможность многое узнать о данном атоме:

• заряд ядра;
• количество электронов и протонов, нейтронов;
• степень окисления, высшую и низшую;
• электронную конфигурацию и прочие важные вещи.

Рассматриваемый нами элемент располагается в четвертом большом периоде второй группе, главной подгруппе и имеет порядковый номер 20. Также химическая таблица Менделеева показывает атомный вес кальция - 40,08, что является усредненным значением существующих изотопов данного атома.

Степень окисления одна, всегда постоянна, равна +2. Формула СаО. Латинское название элемента calcium, отсюда символ атома Са.

Характеристика кальция как простого вещества

При обычных условиях данный элемент представляет собой металл, серебристо-белого цвета. Формула кальция как простого вещества - Са. Вследствие высокой химической активности, способен образовывать множество соединений, относящихся к разным классам.

В твердом агрегатном состоянии в состав организма человека не входит, поэтому представляет значение для промышленных и технических нужд (в основном химические синтезы).

Является одним из самых распространенных по доле в земной коре металлов, около 1,5 %. Относится к группе щелочноземельных, так как при растворении в воде дает щелочи, но в природе встречается в виде множественных минералов и солей. Очень много кальция (400 мг/л) включено в состав морской воды.

Кристаллическая решетка

Характеристика кальция объясняется строением кристаллической решетки, которая у него может быть двух типов (так как существует альфа и бета форма):

• кубическая гранецентрическая;
• объемноцентрическая.

Тип связи в молекуле - металлическая, в узлах решетки, как и у всех металлов - атом-ионы.

Нахождение в природе

Существует несколько основных веществ в природе, которые содержат данный элемент.

1. Морская вода.
2. Горные породы и минералы.
3. Живые организмы (раковины и панцири, костные ткани и так далее).
4. Подземные воды в земной коре.

Можно обозначить следующие виды горных пород и минералов, которые являются природными источниками кальция.

1. Доломит - смесь карбоната кальция и магния.
2. Флюорит - фторид кальция.
3. Гипс - CaSO 4 · 2H 2 O.
4. Кальцит - мел, известняк, мрамор - карбонат кальция.
5. Алебастр - CaSO 4 ·0.5H 2 O.
6. Апатиты.

Всего выделяют около 350 различных минералов и горных пород, которые содержат кальций.

Способы получения

В свободном виде выделить металл долгое время не удавалось, так как его химическая активность высока, в природе в чистом виде не встретишь. Поэтому вплоть до XIX века (1808 года) рассматриваемый элемент был еще одной загадкой, которую несла таблица Менделеева.

Кальций как металл сумел синтезировать английский химик Гемфри Дэви. Именно он первым обнаружил особенности взаимодействия расплавов твердых минералов и солей с электрическим током. На сегодняшний день до сих пор самым актуальным способом получения данного металла является электролиз его солей, таких как:

• смесь хлоридов кальция и калия;
• смесь фторида и хлорида кальция.

Также можно извлечь кальций из его оксида при помощи распространенного в металлургии метода алюминотермии.

Физические свойства

Характеристика кальция по физическим параметрам может быть описана несколькими пунктами.

1. Агрегатное состояние - при обычных условиях твердое.
2. Температура плавления - 842 0 С.
3. Металл мягкий, может резаться ножом.
4. Цвет - серебристо-белый, блестящий.
5. Обладает хорошими проводниковыми и теплопроводными свойствами.
6. При длительном нагревании переходит в жидкое, затем парообразное состояние, теряя металлические свойства. Температура кипения 1484 0 С.

Физические свойства кальция имеют одну особенность. Когда на металл оказывается давление, то он в какой-то момент времени теряет свои металлические свойства и способность к электропроводимости. Однако при дальнейшем увеличении воздействия вновь восстанавливается и проявляет себя как сверхпроводник, в несколько раз превышающий по данным показателям остальные элементы.

Химические свойства

Активность данного металла очень высока. Поэтому существует множество взаимодействий, в которые вступает кальций. Реакции со всеми неметаллами для него - обычное дело, ведь как восстановитель он очень силен.

1. При нормальных условиях легко реагирует с образованием соответствующих бинарных соединений с: галогенами, кислородом.
2. При нагревании: водород, азот, углерод, кремний, фосфор, бор, сера и прочие.
3. На открытом воздухе сразу взаимодействует с углекислым газом и кислородом, поэтому покрывается серым налетом.
4. С кислотами реагирует бурно, иногда с воспламенением.

Интересные свойства кальция проявляются, когда речь идет о нем в составе солей. Так, красивые пещерные вырастающие на потолке и стенах, это не что иное, как образовавшийся со временем из воды, углекислого газа и гидрокарбоната под влиянием процессов внутри подземных вод.

Учитывая, насколько металл активен в обычном состоянии, хранят его в лабораториях, как и щелочные. В темной стеклянной посуде, с плотно закрытой крышкой и под слоем керосина или парафина.

Качественная реакция на ион кальция - это окраска пламени в красивый, насыщенный кирпично-красный цвет. Также идентифицировать металл в составе соединений можно по нерастворимым выпадающим осадкам некоторых его солей (карбонат кальция, фторид, сульфат, фосфат, силикат, сульфит).

Соединения металла

Разновидности соединений металла следующие:

• оксид;
• гидроксид;
• соли кальция (средние, кислые, основные, двойные, комплексные).

Оксид кальция известен как СаО используется для создания строительного материала (извести). Если загасить оксид водой, то получится соответствующий гидроксид, проявляющий свойства щелочи.

Большое практическое значение имеют именно различные соли кальция, которые используются в разных отраслях хозяйства. Какие именно существуют соли, мы уже упоминали выше. Приведем примеры по типам этих соединений.

1. Средние соли - карбонат СаСО 3 , фосфат Са 3 (РО 4) 2 и другие.
2. Кислые - гидросульфат CaHSO 4 .
3. Основные - гидрокарбонат (СаОН) 3 PO 4 .
4. Комплексные - Cl 2.
5. Двойные - 5Ca(NO 3) 2 *NH 4 NO 3 *10H 2 O.

Именно в форме соединений данного класса кальций имеет значение для биологических систем, так как источником ионов для организма являются соли.

Биологическая роль

Чем же важен кальций для организма человека? Причин несколько.

1. Именно ионы этого элемента входят в состав межклеточного вещества и тканевой жидкости, участвуя в регуляции механизмов возбуждения, выработки гормонов и нейромедиаторов.
2. Кальций накапливается в костях, зубной эмали в количестве около 2,5% от общей массы тела. Это достаточно много и играет важную роль в укреплении этих структур, сохранении их прочности и устойчивости. Рост организма без этого невозможен.
3. Свертываемость крови также зависит от рассматриваемых ионов.
4. Входит в состав сердечной мышцы, участвуя в ее возбуждении и сокращении.
5. Является участником процессов экзоцитоза и других внутриклеточных изменений.

Если количество потребляемого кальция будет недостаточно, то возможно развитие таких заболеваний, как:

• рахит;
• остеопороз;
• заболевания крови.

Суточная норма для взрослого человека - 1000 мг, а для детей от 9 лет 1300 мг. Для того чтобы не допустить переизбыток этого элемента в организме, следует не превышать указанной дозы. В противном случае могут развиться заболевания кишечника.

Для всех остальных живых существ кальций не менее важен. Например, многие хоть и не имеют скелета, однако наружные средства укрепления их также являются образованиями этого металла. Среди них:

• моллюски;
• мидии и устрицы;
• губки;
• коралловые полипы.

Все они носят на своей спине или в принципе формируют в процессе жизнедеятельности некий наружный скелет, защищающий их от внешних воздействий и хищников. Основная составная часть его - соли кальция.

Позвоночные животные, как и человек, нуждаются в рассматриваемых ионах для нормального роста и развития и получают их с пищей.

Есть много вариантов, при помощи которых возможно восполнить недостающую норму элемента в организме. Лучше всего, конечно, естественные методы - продукты, содержащие нужный атом. Однако если это по каким-либо причинам недостаточно или невозможно, медицинский путь также приемлем.

Так, список продуктов, содержащих кальций, примерно такой:

• молочные и кисломолочные изделия;
• рыба;
• зелень;
• зерновые культуры (гречка, рис, выпечка из цельнозерновой муки);
• некоторые цитрусовые (апельсины, мандарины);
• бобовые;
• все орехи (особенно, миндаль и грецкие).

Если же на какие-то продукты аллергия или нельзя употреблять их по другой причине, то восполнить уровень нужного элемента в организме помогут кальций содержащие препараты.

Все они представляют собой соли этого металла, обладающие способностью легко усваиваться организмом, быстро всасываясь в кровь и кишечник. Среди них самыми популярными и используемыми являются следующие.

1. Хлорид кальция - раствор для инъекций или для приема внутрь взрослым и детям. Отличается концентрацией соли в составе, используется для "горячих уколов", поскольку вызывает именно такое ощущение при вкалывании. Есть формы с фруктовым соком для облегчения приема внутрь.
2. Выпускается как таблетками (0,25 или 0,5 г), так и растворами для внутривенных инъекций. Часто в виде таблеток содержит различные фруктовые добавки.
3. Лактат кальция - выпускается в таблетках по 0,5 г.