人体骨骼中的钙以羟磷灰石的形式存在。羟磷灰石的主要成分是磷酸钙,即由钙正离子和磷酸根负离子组成的晶体。这两者结合得很牢固,很难把它们解离开来。虽然磷酸钙和氯化钠、氯化钾一样,都是离子化合物,但它们的离子键的强度不同。根据库仑定律,正负电荷作用力的大小与电荷的电量成正比,与电荷中心间距离的平方成反比。磷酸钙中的钙离子带两个正电荷,磷酸根负离子带三个负电荷,这使得它们之间的吸引力比只带一个正电荷或负电荷的氯化钠或氯化钾要大得多。也正因此,质地强硬的骨头不易溶于水,所以想通过喝骨头汤来补钙,不仅作用甚微,反而会摄入过多的脂肪。
不过,当骨骼遇到酸的时候,就会发生不一样的情况。酸中都有氢,氢离子能够与带负电荷的磷酸根靠得很近,从而使电荷之间的引力增大而形成磷酸氢根、磷酸二氢根甚至磷酸,这会让磷酸钙变得易溶解。为了预防龋齿,人们需要减少摄入酸性食物和含糖量高的食物。在口腔乳酸杆菌的作用下,酸性食物可以产生更多的乳酸,使牙齿进一步脱矿,产生龋洞。糖是人体能量的大多数来自,也是龋齿发生的重要危险因素。会造成龋齿的主要是蔗糖,其次是葡萄糖、淀粉等。摄入过多糖类食物后,残存在牙根上的糖类会在适宜的温度下发酵变酸,进而侵袭牙齿,使之脱矿,产生龋洞。
钙是人类骨骼和牙齿的主要无机成分,也是神经传递、肌肉收缩、血液凝结、激素释放和乳汁分泌等所必需的元素。 所以,正常人体每天都需要补充钙(当然,钙过剩也会影响生长发育和健康)。那么,是不是摄入钙就可以补钙呢?答案是否定的。因为人体对钙的吸收率并不高。
其实,摄入钙是很容易的,牛奶、钙片、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、多重维生素片中都含有钙等。不过,人体对钙离子的吸收需要维生素D的帮助,而人体内的维生素D需要在人体皮肤经过阳光照射后,才能经过“二次羟化”变成双羟维生素D3,从而促进对钙的吸收。所以,补钙的同时,适当补充维生素D和接受户外阳光的照射更重要。
除了乳制品,富含钙的食物还有绿叶蔬菜、豆类、坚果类、贝类海产和带壳的鱼、虾、蟹等。另外,平时不要摄入过多的盐和油,它们也会影响钙的吸收。
人体中99%的钙存在于骨骼和牙齿中,只有1%在血液中,但就是这少量的血钙却起着很重要的作用。人体正常的血钙浓度为2.25~2.75毫摩尔每升。血钙低多与甲状旁腺功能减退症、佝偻病、小肠吸收不良综合征等有关,患者多伴有神经肌肉兴奋性增强,如容易激动、口周和指端麻木、手足抽搐、肌肉抽动等症状。血钙高多与甲状旁腺功能亢进症、多发性骨髓瘤、肾癌、淋巴瘤等有关,患者会有软弱无力、头痛、背及四肢疼痛、口渴、多尿等症状。受国人饮食上的习惯的影响,我国大部分居民都会存在钙摄入量不足的情况,因此我们应该合理搭配膳食,提高钙的摄入和吸收。
有些绿叶蔬菜富有丰富的维生素和钙,但同时含有很高的草酸,易在人体内和钙结合成不易溶于水的草酸钙,导致体内局部形成结石。所以食用草酸含量高的蔬菜(如菠菜、韭菜、欧芹、青椒、甘蓝等)时,应先在沸水中汆烫一下,以去除一部分草酸。
除了饮食,生活中还有很多事物都和钙有关。土木建筑、水利、国防等工程离不开石灰和水泥,它们都是建筑领域最常用的黏合剂。生石灰(主要成分是氧化钙)与水结合后会形成熟石灰(主要成分是氢氧化钙),然后与空气中的二氧化碳发生反应,生成坚硬的碳酸钙。黏土和石灰石是烧制水泥的重要原料。水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙,它们在加水后会发生复杂的水化和硬化反应,能够很好地与沙、石、钢铁结合,承受足够大的应力。
许多天然的碳酸钙岩石也是上好的建筑材料,比如汉白玉。汉白玉是一种白色的细粒大理石,化学成分是碳酸钙,质地虽硬但易雕琢,可镂雕成各种精美图案。北京前的华表和人民英雄纪念碑的碑身和四周栏杆都是用汉白玉砌成的。又如太湖石。太湖石以独特的造型和神韵成为中国园林景观中的奇葩,它和安徽的灵璧石、广东的英德石、南京的雨花石合称我国“四大名石”。
太湖石其实是石灰石在水或酸性土壤极其缓慢而漫长的侵蚀下而形成的碳酸盐岩,其形状各异、姿态万千、通灵剔透,具有“瘦、皱、漏、透”之美。上海豫园的“玉玲珑”、苏州留园的“冠云峰”和原苏州织造蜀(现苏州第十中学)的“瑞云峰”,都是极具代表性的太湖石极品。
另外,人们穿的很多衣服上也有含钙的装饰品,比如用贝壳或珍珠制成的纽扣等。至于珍珠项链、胸针等珍珠饰品,就更不用说了,它们的主要成分都是碳酸钙。看来,人们的衣食住行用,不能离开钙。