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Ca

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1 拼音

2 英文参考

abbr. 加利福尼亚(=钙lifornia)

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

Ca(calcium)是人体必需常量元素之一[1]。Ca是人体矿物质数量最多的元素,占体重的1.5%~2%,其中99%存在于骨骼牙齿中,1%存在于血浆和其它体液[2]。Ca是骨骼和牙齿的主要构成成分[1]。Ca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[1]。长期缺Ca可致儿童佝偻病;中老年人骨质软化症[1]。长期摄入过量可增加患肾结石风险[1]

4 Ca的特性

钾 - Ca - 钪 镁

Ca在元素周期表中的位置
Ca在元素周期表中的位置

Ca是一种化学元素,它的化学符号是钙,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Ca)),因此多以离子状态或化合物形式存在,而没有实际存在的"Ca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。

自然界有六种稳定同位素存在,另有11种放射性同位素。

4.1 总体特性

名称, 符号, 序号:Ca、钙、20

系列:碱土金属 族, 周期, 元素分区:2族, 4, s

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

原子量:40.078 原子量单位

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

电子在每能级的排布:2,8,8,2

氧化价(氧化物):2(强碱性)

晶体结构:面心立方晶格

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

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

MeV

衰变产物
4096.941 %稳定
41人造103,000年电子捕获0.42141K
420.647 %稳定
430.135 %稳定
442.086 %稳定
460.004 %稳定
480.187 %> 6×1018β衰变4.27248Ti

4.6 核磁共振特性

43

核自旋 -7/2

灵敏度 0.0064

5 Ca元素的发现

1808年,英国的戴维、瑞典的贝采利乌斯、法国的蓬丁,使用汞阴极电解石灰石制得在电解质,在阴极的汞齐中提出金属Ca

从此Ca被确定为元素,并被命名为钙lcium,元素符号是钙。钙lcium来自拉丁文中表示生石灰的词calx。

6 Ca的制备

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,所用的电解质为钙Cl2和钙F2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Ca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Ca的主要方法。通常用石灰石为原料,经烧成氧化Ca,以铝粉还原剂。粉碎的氧化Ca与铝粉按一定比例混合均匀,压制成块。

7 自然界中的Ca

通常水中含Ca镁离子即称之为硬水。而硬度是由水溶液中的矿物质含量多寡而决定,而且会特别指caco3mgco3含量。常用ppm (钙CO3)或mg钙CO3/L H2O表示。

8 Ca对人体的影响

Ca是人体必需的矿物质营养素,所有的细胞都需要Ca。Ca离子钙2+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。钙2+尤为各种高级生物体所必需。 现代医学研究表明,Ca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,Ca离子参与生命进化生命运动的全过程。基础医学临床医学的研究已证实Ca离子对生命的影响巨大,也就是说人类健康离不开Ca[4]

8.1 人体的含量与分布

人体的Ca含量约1~1.25kg,占体重1.5~2%,Ca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Ca20~25g。体内Ca99%以上都分布在骨骼和牙齿中,其余不足1%的Ca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Ca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Ca

Ca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Ca进入全身骨骼,同时有等量的Ca脱离骨骼[2]。骨Ca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Ca对维持血Ca的浓度极为重要,被称作人体Ca元素的“储存库”。当血Ca浓度降低时,可迅速动员骨Ca补充,此过程即为骨质分解;反之Ca则在骨骼“暂存”。

8.1.2 牙齿Ca

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Ca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Ca化是必不可少的。缺少维生素A会导致牙的不完全Ca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Ca的吸收而且明显地促使Ca、磷在牙中的沉积。

8.1.3 血Ca

血浆中的Ca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Ca浓度大约为10~11 mg/100 mL,无年龄、性别差异。Ca离子对神经组织有特殊且重要的影响,如果血Ca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Ca抑制神经兴奋。血Ca的浓度相当稳定,由副甲状腺素PTH)精密控制,使骨Ca和血Ca处于平衡之中。血Ca浓度低,则由骨Ca补充;反之,血Ca浓度高,则将Ca沉积于骨中储存,或经肾脏于尿中排出体外。

血液中Ca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[2]。血液和体液中的Ca有一半与血浆蛋白结合在一起以离子Ca形式存在。少量与有机物结合[2]

8.2 Ca的消化与吸收

维他命D在小肠对Ca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Ca结合蛋白质的总量。维他命D缺乏者会因为Ca吸收不足而易患有软骨病(rickets)。

食物中的Ca大约只有10%~30%能为人体吸收,Ca的吸收主要在十二脂肠内进行,食物中的Ca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、Ca与草酸或植酸结合,碱性过高等,都可以影响Ca的吸收。未被吸收的Ca经肠道排出体外,代谢出来的Ca主要经尿排出。维生素D和降Ca素可促使Ca在骨中沉积,降低血中Ca的含量,甲状腺素可使Ca脱离骨骼,提高尿中Ca的含量。[2]

8.3 Ca的主要作用

[2]

①形成骨骼和牙齿。

代谢作用,如促进血液凝固,完成神经冲动传导,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

③使神经兴奋维持正常水平,血Ca浓度低会引起手足抽搐

8.4 Ca的建议摄取量

世界各地区的Ca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Ca摄取不足在开发中国家是个严重的健康议题[5]

Ca的建议摄取量

年龄别台湾(mg/day)[6]美国(mg/day)[7]
0~6个月400400
6个月~6岁500600-800
7~9岁600800-1200
10~12岁7001200-1500
13~19岁男800/女7001200-1500
20岁以上60024岁:1200-1500


25~64岁:1000


65岁以上1500
怀孕及哺乳11001200-1500
成年妇女停经
服用雌性素:1000


未用雌性素:1500

9 Ca的食物来源

含Ca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Ca,儿童、孕妇应增加Ca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Ca,以防骨质疏松。但骨中Ca多会形成骨硬化,也亦引起骨折。每日需要量:成人800毫克,妊娠哺乳期妇女1200毫克。婴儿360~540毫克,幼儿800~1200毫克。[2]

食物来源[8]


自然的食品以牛奶和优酪乳所含的Ca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Ca。此外还有很多添加Ca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Ca补充剂以补不足。然而摄取过量的Ca可能导致肾结石 。最新的膳食标准指出Ca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Ca,便已经足够。

10 Ca补充剂(Dietary calcium supplement)

Ca补充剂的主要成分为Ca化合物,如碳酸Ca、柠檬酸Ca、乳酸Ca等,其中吸收率最高的为柠檬酸Ca约35%,碳酸Ca为27%,乳Ca质为29%,磷酸Ca为25%。碳酸Ca取材于牡蛎壳或珍珠贝等,葡萄糖酸Ca溶解度较大。选购Ca补充剂应注意Ca离子的含量与Ca的来源。

11 Ca与其他营养素之关系

维生素D有利于Ca质的吸收与利用。磷与Ca会相互拮抗竞争,影响彼此的吸收。饮食的Ca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Ca磷摄取是以1:1的比例最佳,但实际上有困难,因为Ca只存在于少部份的食物,磷却几乎存在所有的食物。如果Ca质摄取量偏低,又摄取大量的磷时(Ca:磷<1:3),血Ca会下降,骨矿物质会分解释出Ca,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Ca摄取不足时,食物中的蛋白质有利于Ca质的吸收;不过Ca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Ca质的排泄,造成Ca质的流失。Ca质摄取过量会影响铁、锌等微量矿物的吸收。

12 Ca与疾病预防

摄取足够Ca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Ca质是最有效预防直肠癌的Ca摄取量,更年期妇女补充足够的Ca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。

13 Ca信号

植物细胞能够探知病原体,从而激发一个让植物对感染产生抵抗力的防卫系统。植物防卫通道中一个最早的步骤涉及胞质溶解Ca水平的增加。然而,钙2+信号导致有效植物免疫响应的机制尚不清楚。

14 血清Ca医学检查

14.1 英文名

calcium

14.2 Ca的别名

血清Ca,钙

14.3 正常值

甲酚酞络合酮比色法、甲基麝香草酚蓝比色法: Ca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Ca:成人:1.13~1.35mmol/L (4.5~5.4mg/dl) 。

14.4 化验结果意义

(1)高血Ca: ①骨吸收,肾小管再吸收,肠腔吸收增加:原发性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Ca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Ca尿性高Ca血症(FHH)。 ⑥原因不明:艾迪生病。

(2)低血Ca: 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Ca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Ca沉着增加:胰腺炎(PTH分泌不全)。

14.5 化验取材

血液

14.6 化验方法

血液无机物测定

14.7 化验类别

血液生化检查 > 血液无机物测定

14.8 化验资料来源

《新编临床检验与检查手册》、《新编化验员工作手册》

15 参考资料

  1. ^ [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. ^ [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. ^ [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. ^ [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. ^ [5] WHO/FAO. "(2004) Vitamin and mineral requirements in human nutrition". 2nd ed, pp.59-93. WHO:Geneva
  6. ^ [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. ^ [7] Institute of Medicine . "(1997) Dietary Reference Intakes for 钙lcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride". pp. 71-145. National Academy Press, ISBN 0-309-06403-1
  8. ^ [8] . "http://www.cfsan.fda.gov/~dms/ca-5.html".

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本页最后修订于 2016年8月30日 星期二 14:07:07 (GMT+08:00)
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