钙(Calcium)
人体内含量最丰富的矿物质,约 99% 储存在骨骼和牙齿中,是维持骨骼结构、肌肉收缩、神经传递、血液凝固和细胞内信号传导所必需的关键电解质。
Overview
钙(Calcium, Ca)是人体内含量最丰富的矿物质,成人体内约含 1,000–1,200 g。其中约 99% 的钙以羟基磷灰石 [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂] 的形式存在于骨骼和牙齿中,为机体提供结构支撑;其余不足 1% 分布在血液、肌肉、细胞外液和其他软组织中,参与血管舒缩、肌肉收缩、神经传递、细胞内信号传导和激素分泌等关键生理过程。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
血清钙浓度受到严格调控,正常范围约为 8.5–10.5 mg/dL(2.1–2.6 mmol/L)。甲状旁腺激素(PTH)、活性维生素 D [1,25(OH)₂D] 和降钙素(calcitonin)通过调节肠道吸收、骨骼释放和肾脏重吸收来维持血钙稳态。当膳食钙摄入不足时,机体会增加骨骼钙的释放和肠道吸收效率,长期则可能导致骨量流失。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
Key Facts
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 化学符号 | Ca |
| 原子序数 | 20 |
| 成人体内总量 | 约 1,000–1,200 g |
| 体内分布 | 骨骼和牙齿 99%,血液及软组织 <1% |
| 血清总钙正常范围 | 8.5–10.5 mg/dL(2.1–2.6 mmol/L) |
| 主要来源 | 乳制品、钙强化食品、带骨小鱼、深绿色蔬菜、豆制品 |
| 吸收部位 | 小肠(十二指肠和空肠为主) |
| 调节激素 | PTH、1,25(OH)₂D(骨化三醇)、降钙素 |
Functions & Benefits
骨骼与牙齿结构
- 钙是骨骼和牙齿的主要无机成分,以羟基磷灰石形式赋予骨组织硬度和强度
- 骨骼作为钙的储备库,在血钙降低时释放钙以维持稳态
- 充足的钙摄入配合维生素 D 可最大化骨密度峰值,减缓老年骨量流失^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
肌肉收缩与神经传递
- 钙离子触发肌肉收缩(肌浆网 Ca²⁺ 释放结合肌钙蛋白)
- 神经末梢的钙内流促进神经递质释放
- 维持正常心律依赖钙离子跨心肌细胞膜流动^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
血管收缩与舒张
- 血管平滑肌的收缩和舒张受细胞内钙浓度调节
- 钙参与一氧化氮(NO)信号通路,影响血管张力^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
细胞内信号与激素分泌
- 钙作为第二信使,参与广泛的细胞内信号转导
- 胰岛素、甲状旁腺激素等多种激素的分泌依赖钙信号^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
血液凝固
- 钙是凝血级联反应中多个步骤的必需辅因子(凝血因子 IV)
- 低钙血症可导致凝血功能障碍^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
Mechanisms
- 肠道吸收:包括维生素 D 依赖的主动转运(跨细胞途径)和被动扩散(细胞旁途径)。当膳食钙摄入较低时, fractional absorption 可升高至约 50%;当摄入量高时,吸收率可降至约 15%。
- 骨骼重塑:成骨细胞沉积钙形成新骨,破骨细胞吸收旧骨释放钙。钙平衡决定了骨量是净增加还是净流失。
- 肾脏调节:肾小球每日滤过约 10 g 钙,其中 98% 被肾小管重吸收。PTH 和活性维生素 D 促进重吸收,降钙素抑制重吸收。
- 钙敏感受体(CaSR):甲状旁腺和肾脏中的 CaSR 感知细胞外钙浓度,进而调节 PTH 分泌和肾小管钙重吸收,构成负反馈调节环。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
Populations & Dosage
推荐摄入量(RDA/AI)— 美国 NASEM FNB
| 年龄 | 男性 | 女性 | 孕期 | 哺乳期 |
|---|---|---|---|---|
| 0–6 个月* | 200 mg | 200 mg | — | — |
| 7–12 个月* | 260 mg | 260 mg | — | — |
| 1–3 岁 | 700 mg | 700 mg | — | — |
| 4–8 岁 | 1,000 mg | 1,000 mg | — | — |
| 9–13 岁 | 1,300 mg | 1,300 mg | — | — |
| 14–18 岁 | 1,300 mg | 1,300 mg | 1,300 mg | 1,300 mg |
| 19–50 岁 | 1,000 mg | 1,000 mg | 1,000 mg | 1,000 mg |
| 51–70 岁 | 1,000 mg | 1,200 mg | — | — |
| >70 岁 | 1,200 mg | 1,200 mg | — | — |
*AI(适当摄入量),其余为 RDA。青春期(9–18 岁)和老年期(女性 >51 岁、所有人 >70 岁)是钙需求的高峰阶段。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
高风险人群
以下人群更容易出现钙摄入不足或钙流失增加:^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
- 绝经后女性:雌激素下降导致骨吸收加速,钙需求增加
- 闭经女性 / 女性运动员三联征:低雌激素状态减少骨保护
- 乳糖不耐受或牛奶过敏者:回避乳制品显著降低膳食钙摄入
- 纯素食者:若不摄入强化食品,钙摄入常低于推荐量
- 胃肠道疾病患者:克罗恩病、乳糜泻、炎症性肠病等可致吸收不良
- 减重手术后患者:胃旁路术等改变消化道解剖,影响钙吸收
- 长期服用糖皮质激素者:泼尼松等降低钙吸收、增加尿钙排泄
缺乏与低钙血症
膳食钙摄入不足本身在早期通常无症状,因为机体通过动员骨钙维持血钙水平。长期低摄入与低骨密度和骨质疏松风险增加相关。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
症状性低钙血症(血钙过低)相对少见,可能由甲状旁腺功能减退、肾功能衰竭或某些药物引起,症状包括:
- 手指、脚趾和嘴唇麻木或刺痛
- 肌肉痉挛、抽搐
- 严重时可出现喉痉挛和心律失常^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
Safety
安全上限(UL)— 总钙摄入量
| 年龄 | 男性 | 女性 | 孕期 | 哺乳期 |
|---|---|---|---|---|
| 0–6 个月 | 1,000 mg | 1,000 mg | — | — |
| 7–12 个月 | 1,500 mg | 1,500 mg | — | — |
| 1–3 岁 | 2,500 mg | 2,500 mg | — | — |
| 4–8 岁 | 2,500 mg | 2,500 mg | — | — |
| 9–18 岁 | 3,000 mg | 3,000 mg | 3,000 mg | 3,000 mg |
| 19–50 岁 | 2,500 mg | 2,500 mg | 2,500 mg | 2,500 mg |
| 51+ 岁 | 2,000 mg | 2,000 mg | — | — |
UL 包括食物、水和补充剂中的全部钙摄入量。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
过量风险
钙摄入过量(尤其来自补充剂)的主要风险包括:^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
- 高钙血症:血钙升高,导致血管和软组织钙化、肾功能受损
- 肾结石:补充剂钙(而非膳食钙)可能增加易感人群的肾结石风险,尤其在维生素 D 过量时
- 便秘:常见胃肠道不良反应
- 矿物质吸收干扰:高剂量钙可干扰铁、锌和镁的吸收
- 心血管疾病争议:部分研究提示钙补充剂可能与心血管事件风险增加相关,但证据不一致;目前 NIH ODS 认为证据尚不足以改变推荐^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
药物相互作用
以下药物可能与钙补充剂发生相互作用,建议间隔服用或监测血钙:^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
- 双膦酸盐类(如阿仑膦酸钠 Fosamax):钙显著降低其吸收。建议钙补充剂在双膦酸盐服用至少 30 分钟后(最好 2 小时后)再服用
- 氟喹诺酮类抗生素(如环丙沙星、左氧氟沙星):钙形成不溶性螯合物,降低抗生素吸收。建议抗生素在钙补充剂前 2 小时或后 6 小时服用
- 四环素类抗生素(如多西环素):与钙形成不溶性复合物。建议间隔至少 2 小时
- 左甲状腺素(Synthroid、Levoxyl):钙可降低其吸收。建议间隔至少 4 小时
- 噻嗪类利尿剂(如氢氯噻嗪):减少尿钙排泄,与钙补充剂合用可能增加高钙血症风险
- 袢利尿剂(如呋塞米):增加尿钙排泄,长期使用可能导致钙流失
- 苯妥英:可能降低钙吸收,并干扰维生素 D 代谢
- 钙通道阻滞剂(如维拉帕米、氨氯地平):理论上钙可能拮抗其药理作用,但临床意义不明确^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
Forms & Bioavailability
常见钙盐对比
| 剂型 | 元素钙含量 | 特点与注意事项 |
|---|---|---|
| 碳酸钙 (Calcium Carbonate) | 40% | 价格最低,元素钙含量最高;需要胃酸帮助溶解,建议随餐服用;胃酸缺乏者(老年人、PPI 使用者)吸收较差 |
| 柠檬酸钙 (Calcium Citrate) | 21% | 无需胃酸即可溶解,空腹或随餐均可;对老年人、胃酸缺乏者更友好;吸收率通常优于碳酸钙(尤其在低酸环境) |
| 磷酸钙 (Calcium Phosphate) | ~39% | 元素钙含量接近碳酸钙 |
| 葡萄糖酸钙 (Calcium Gluconate) | 9% | 元素钙含量低,需服用更多片剂 |
| 乳酸钙 (Calcium Lactate) | 13% | 元素钙含量较低 |
| 柠檬酸苹果酸钙 (Calcium Citrate Malate) | ~24% | 溶解度高,生物利用度良好,常用于强化果汁和食品 |
| 氨基酸螯合钙 | 可变 | 与氨基酸结合,声称胃肠耐受性更好,但高质量对比研究较少 |
吸收效率:钙的吸收率与摄入量呈反比。单次剂量 ≤500 mg 时吸收最佳;若需更高剂量,建议分次服用。维生素 D 充足是钙高效吸收的前提。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
影响吸收的因素
- 促进因素:维生素 D、乳糖、胃酸、分次小剂量摄入
- 抑制因素:草酸(菠菜、甜菜叶、坚果)、植酸(全谷物、豆类)、高剂量膳食纤维、高龄、PPI 等抑酸药物^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
食物来源(每份含量示例)
| 食物 | 每份含量 | %DV* |
|---|---|---|
| 酸奶(原味低脂),1 杯 | 415 mg | 32% |
| 橙汁(钙强化),1 杯 | 349 mg | 27% |
| 切达奶酪,1.5 盎司 | 307 mg | 24% |
| 牛奶(低脂),1 杯 | 305 mg | 23% |
| 沙丁鱼(带骨罐头),3 盎司 | 325 mg | 25% |
| 豆腐(钙凝固),1/2 杯 | 253 mg | 19% |
| 大豆饮料(钙强化),1 杯 | 300 mg | 23% |
| 早餐麦片(强化10%DV),1 份 | 100 mg | 10% |
| 羽衣甘蓝(煮熟),1/2 杯 | 94 mg | 7% |
| 小白菜(煮熟),1/2 杯 | 79 mg | 6% |
| 三文鱼(带骨罐头),3 盎司 | 180 mg | 14% |
*基于 1,300 mg 的每日参考值(DV)。乳制品和强化食品是美国饮食中钙的主要来源。^[raw/guidelines/calcium-health-professional-2024.md]
Quality & Standards
- USP Verified:美国药典公开处方集验证,确保产品含有所标示的元素钙含量且不含有害污染物
- NSF Certified:运动补剂及膳食补充剂独立认证
- 蓝帽子(中国):保健食品标志,需通过国家市场监督管理总局注册或备案
Related Entities
- 维生素 D — 促进小肠钙吸收,维持血钙稳态;钙与维生素 D 联合补充是骨质疏松预防的核心策略
- 镁 — 与钙协同调节肌肉和神经功能;极高剂量钙补充剂可能干扰镁吸收
- 磷 — 与钙共同构成羟基磷灰石晶体;钙磷比例对骨骼矿化很重要
- Omega-3 — 常与钙+维生素 D 组合用于心血管和骨骼综合健康管理
Sources
- NIH Office of Dietary Supplements. Calcium Fact Sheet for Health Professionals. https://ods.od.nih.gov/factsheets/Calcium-HealthProfessional/
- NIH Office of Dietary Supplements. Calcium Fact Sheet for Consumers. https://ods.od.nih.gov/factsheets/Calcium-Consumer/
- 中国营养学会. 中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)