鈣在人體內具有多種重要的生理功能,主要包括維持骨骼與牙齒結構、參與神經(jīng)信號傳導、保障肌肉正常收縮、輔助血液凝固以及調節(jié)多種酶與激素活性。
一、維持骨骼與牙齒結構
鈣是構成骨骼和牙齒的主要礦物質成分,以羥磷灰石晶體的形式存在,賦予骨骼硬度和強度。充足的鈣攝入有助于在兒童和青少年時期達到理想的骨密度峰值,在成年期維持骨量,并減緩老年時期的骨量流失速度,對預防骨質疏松癥至關重要。人體內絕大部分的鈣都儲存在骨骼和牙齒中,當血液中的鈣離子濃度下降時,骨骼中的鈣會釋放入血以維持血鈣穩(wěn)定,這一過程由甲狀旁腺激素和降鈣素等激素精密調控。
二、參與神經(jīng)信號傳導
鈣離子在神經(jīng)細胞,即神經(jīng)元的信息傳遞過程中扮演核心角色。當神經(jīng)沖動到達神經(jīng)末梢時,會引發(fā)細胞外鈣離子通過電壓門控鈣通道內流。鈣離子濃度的升高會觸發(fā)突觸前膜釋放神經(jīng)遞質,這些化學信使隨后跨越突觸間隙,與突觸后膜上的受體結合,從而將電信號轉化為化學信號再轉化回電信號,完成神經(jīng)元之間的信息傳遞。這一過程對于大腦思考、感覺、運動指令的傳達以及自主神經(jīng)調節(jié)都必不可少。
三、保障肌肉正常收縮
無論是骨骼肌的運動、心肌的規(guī)律搏動還是平滑肌的蠕動,其收縮過程都高度依賴鈣離子。在骨骼肌中,來自神經(jīng)的信號促使肌漿網(wǎng)釋放儲存的鈣離子,鈣離子與肌鈣蛋白結合,引發(fā)肌動蛋白和肌球蛋白絲的相對滑動,導致肌肉收縮。在心肌和平滑肌中,鈣離子同樣作為關鍵的細胞內信使,通過類似的機制調控收縮的啟動與強度。血鈣水平異??赡軐е录∪獐d攣、抽搐或肌無力。
四、輔助血液凝固
鈣離子是血液凝固級聯(lián)反應中不可或缺的凝血因子IV。在凝血過程的多個關鍵步驟,尤其是內源性途徑和外源性途徑轉化為共同途徑時,鈣離子作為輔因子,幫助凝血酶原激活物催化凝血酶原轉變?yōu)槟?,隨后凝血酶又將可溶性的纖維蛋白原轉化為不溶性的纖維蛋白,最終形成穩(wěn)固的血凝塊以封閉血管破損處,防止失血過多。缺乏鈣離子會影響凝血速度。
五、調節(jié)酶與激素活性
鈣離子作為細胞內重要的第二信使,參與調節(jié)眾多酶的活性和多種激素的分泌。例如,鈣離子與鈣調蛋白結合形成的復合物,能夠激活一系列蛋白激酶,進而影響細胞代謝、基因表達和細胞增殖。在內分泌系統(tǒng)中,鈣離子信號調控著胰島素、甲狀旁腺激素等多種激素的合成與釋放。鈣離子還參與維持細胞膜的通透性和穩(wěn)定性,對細胞的正常功能至關重要。
為保障鈣的生理功能正常發(fā)揮,日常應注意通過飲食攝入充足的鈣,富含鈣的食物包括牛奶、酸奶、奶酪等奶制品,豆腐、豆干等豆制品,以及西藍花、小白菜等深綠色蔬菜和小魚干、芝麻醬。同時,適度的戶外運動有助于促進鈣在骨骼的沉積,而充足的維生素D攝入能顯著提高腸道對鈣的吸收效率。對于存在乳糖不耐受、素食或鈣需求較高的人群,應在醫(yī)生或營養(yǎng)師指導下評估是否需要通過鈣補充劑來滿足需求,避免自行盲目補充。