Калциум - биологија

Калциум (технички јазик) или калциум е хемиски елемент со елементот симбол Ca и атомскиот број 20. Во периодниот систем тој е во втората главна група и затоа е еден од металите на алкалните земјишта.

Елементарниот калциум е сјаен, сребрено-бел метал. Во околината, калциумот се јавува само во врзана форма како компонента на минерали. Овие минерали вклучуваат Б. Варовник (исто така наречен калцит, калцит или мермер), креда и малтер. Калциумот е исто така суштински дел од коските.

приказна

Името „калциум“ потекнува од латинскиот јазик калкс од Така Римјаните ги нарекувале варовникот, кредата и малтерот направен од нив.

Елементарниот калциум беше добиен од Хамфри Дејви во 1808 година со испарување на живата од електролитички добиениот калциум амалгам.

Појава

Калциумот е петти најзастапен елемент во земјината кора. Поради својата хемиска реактивност, таа се јавува само природно во хемиски врзана форма. Исклучок е веројатно разновиден флуорит („смрдлива спара“), во чијашто кристална решетка колоиден калциум веројатно е создаден од природно радиоактивно зрачење. [12] Минерали што содржат калциум, како што се калцит и гипс, се достапни во големи количини (на пример, на Алпите, постојат возови со варовник што ги придружува планината - Северни варовнички Алпи и Јужни варовнички Алпи).

Како суштинска компонента на живата материја, таа е вклучена во структурата на лисјата, коските, забите и лушпите. Покрај K +, Na +, Ca 2+ игра важна улога во пренесувањето на стимулите во нервните клетки. Калциумовите јони, исто така, играат важна улога во трансдукцијата на сигналот и во другите клетки.

карактеристики

Калциумот е помек од оловото, но не може да се сече со нож. Започнува брзо во воздухот. Бурно реагира со вода и формира калциум хидроксид и водород. Во воздухот гори за да формира калциум оксид и - во мала мера - калциум нитрид. Ситно поделениот калциум се самозапали.

Калциумот спаѓа во металите на алкалната земја и скоро го има само во хемиските соединенија во бројот на оксидација од +2. Меѓутоа, на Универзитетот Фридрих Шилер во Јена, за прв пат беше развиен стабилен комплекс на калциум (I), иако исклучително чувствителен на вода и воздух (инверзен сендвич) синтетизиран [8], во кој калциумот е присутен во состојба на оксидација +1, што е претходно непознато во стабилните соединенија. [9] .

Производство

Металот се произведува во вакуум со намалување на брз вар (калциум оксид) со алуминиумски прав на 1200 ° C (процес Пиџон). Иако алуминиумот има пониска реактивност и енталпија од калциумот, така што рамнотежата на реакцијата

всушност е скоро целосно на левата страна на оваа равенка, но овој процес на производство сè уште работи затоа што калциумот што се произведува постојано испарува на оваа температура и со тоа исчезнува од неговата рамнотежа. Прочистувањето се одвива со дестилација на калциумот.

употреба

Метален калциум служи како средство за редукција во металургијата за производство на метали како што се ториум, ванадиум, циркониум, итриум и други ретки метали, како средство за редукција во производството на челик и алуминиум, како додаток на легури во легури на алуминиум, берилиум, бакар, олово и магнезиум . Почетен материјал за производство на калциум хидрид.

Техничката употреба на калциум се одвива претежно во врзана форма.

варовник е една од најважните суровини во денешната индустрија:

• Агент за згура во производството на челик. Потрошувачката е 0,5 тони варовник по тон челик
• Почетен материјал за производство на брз вар
• Креда како филер за пластика, на пример ПВЦ. Целта е да се подобри вкочанетоста и јачината на ударот, како и да се намали намалувањето. Исто така, значително зголемената топлинска спроводливост овозможува повисоки стапки на работа за време на истиснување.
• Калциум карбонат со фино зрно се користи како полнење во висококвалитетна хартија без дрво

Калциум сулфат (Гипс) се користи како градежен материјал.

Калциум карбид служи како почетен материјал за хемиски синтези и за производство на ѓубриво калциум цијанамид и порано за синтеза на ацетилен (етин), затоа калциум карбид поточно се нарекува калциум ацетилид.

Калциум хлорид служи како средство за одмрзнување и сушење, како и забрзувач за поставување бетон.

доказ

Во прилог на портокало-црвената боја на пламенот во калциум, калциум, стронциум и бариум катјонски може да се детектираат со раствор на сулфурна киселина или амониум сулфат. Оваа реакција на откривање произведува бели, растворливи во киселина талози. Со анјони карбонат, оксалат и дихромат, исто така, може да се генерираат талог од различен степен на растворливост. Нивното подетално испитување овозможува да се направи разлика помеѓу катјоните од алкалноземје (сп. Под одделување на катјони и амониум карбонат група).

При рутинска анализа (клиничка хемија, хемија на животната средина, вода хемија) калциумот се одредува квантитативно до нивото на трага со помош на пламерна фотометрија. Границата на квантификација е 100 µg/l. [13] Во повисоки концентрации, титрација со EDTA против Eriochrome Black T е исто така можна. За гравиметриско определување на калциум, се таложи со оксалат и се заварува на 600 ° C за да се добие форма на мерење калциум карбонат.

Преаналитика

Концентрацијата на калциум се одредува во рутинска лабораториска дијагностика во крвта и урината. Концентрацијата на калциум во крвта исто така често се нарекува Серумски калциум или Калциум во плазмата назначен. Калциумот е важен параметар во дијагнозата на метаболизмот на коските и калциумот. Како примероци на крв може да се користат и серумски и хепаринизирана плазма. Во случај на плазма, треба да се забележи дека не се користат антикоагуланси кои се врзуваат за калциум (како цитрат или ЕДТА). [14] [15] Ако вената е блокирана премногу долго пред да се земе примерокот од крв, ова може да доведе до неправилно покачени вредности.

Аналитика

50% калциум е присутен во крвта како јони Ca ++, 35% врзани за протеини (албумин, глобулин) и 15% врзани за комплекси (бикарбонат, лактат, цитрат, фосфат). Серумската вредност на калциумот се движи во тесни граници со нормалната Вкупен калциум од 2,2-2,6 mmol/L (9-10,5 mg/dL) и нормално јонизиран калциум од 1,1-1,4 mmol/L (4,5-5,6 mg/dL). Биолошките ефекти на калциумот се одредуваат според достапноста на слободни јони на калциум, затоа одлучувачки фактор е јонизираниот калциум. [16]

Вкупната концентрација на калциум (вкупен калциум) во крвта зависи од концентрацијата на албумин и мора соодветно да се коригира. Алтернативно, концентрацијата на јонизиран калциум се мери директно. [14] Вкупниот калциум во серумот се одредува со помош на апсорпциона спектрометрија или пламетна атомска емисиона спектрометрија. [17] Се користат физичките својства на калциумот.

Јонизираниот калциум се одредува со јон-селективни електроди. [17]

толкување

Концентрацијата на калциум во телото е исклучително строго контролирана. Зголемената концентрација на калциум се нарекува хиперкалцемија, намалената концентрација на калциум се нарекува хипокалцемија. Специфични причини и симптоми може да се најдат таму.

Измерен референтен опсег на вредност [15]

Вкупен калциум	8,4-10,5 mg/dl	2,2-2,6 mmol/l
Јонизиран калциум	4,6-5,4 mg/dl	1,15-1,35 mmol/L

Точните вредности зависат од методот на мерење, па затоа е одлучувачка референтната вредност дадена од лабораторијата. Вредностите кај децата се малку повисоки отколку кај возрасните.

Функции во човечкиот организам

Зголемен внес на калциум од околу 1 g на ден помага во спречување на остеопороза (основна терапија DVO).

Калциумот е важен параметар во дијагностицирањето на метаболизмот на коските и калциумот (видете исто така калциум (лабораториска медицина)). Зголеменото ниво на калциум во крвта се нарекува хиперкалцемија, а ниското ниво на калциум е познато како хипокалцемија.

Дневно барање

Референтни вредности на DGE, ÖGE, SGE

Референтните вредности на D-A-CH на германското друштво за исхрана, на австриското друштво за исхрана и на швајцарското друштво за исхрана (2012);
максималното толерантно ниво на внес е објавено од страна на Европскиот орган за безбедност на храна (EFSA) во 2006 година: [19] [20]

1 Пресметано за адолесценти и возрасни со претежно седечка работа (ниво на физичка активност од 1,4)
2 Ова е проценка

Ознаки на Одборот за храна и исхрана (САД)

Препораките на Одборот за храна и исхрана на САД (FNB) при Институтот за медицина на Националните академии (ноември 2010 година): [21]

Потребна проценка на возраста
(mg/ден) Препорачан внес
(mg/ден) толерантно
Максимален внес
(UL) (mg/ден)

Доенче 0–6 месеци	n/a	200 мг	1000 мг
Доенче 6-12 месеци	n/a	260 мг	1500 мг
1-3 години	500 мг	700 мг	2500 мг
4-8 години	800 мг	1000 мг	2500 мг
9–13 години	1110 мг	1300 мг	3000 мг
14-18 години	1110 мг	1300 мг	3000 мг
19-30 години	800 мг	1000 мг	2500 мг
30-50 години	800 мг	1000 мг	2500 мг
50–70 години мажи	800 мг	1000 мг	2000 мг
50-70 години жени	1000 мг	1200 мг	2000 мг
постари од 70 години	1000 мг	1200 мг	2000 мг
14-18 години бремена/доење	1100 мг	1300 мг	3000 мг
19–50 години бремена/доење	800 мг	1000 мг	2500 мг

прием

Не целиот калциум што се внесува преку храната се апсорбира во стомакот. Луѓето апсорбираат околу 30% од калциумот од храната, но овој процент варира во зависност од составот на храната. Другите фактори исто така влијаат на апсорпцијата на калциум. Ефикасноста на апсорпцијата се намалува со зголемување на внесот на калциум. Кај растечки доенчиња и деца, стапката на ресорпција е до 60%, бидејќи им треба многу калциум за формирање на коски. Стапката на апсорпција паѓа на 15-20% кај возрасните, со потреба за жени повторно да се зголеми за време на бременоста. [22] [23] [24] [25]

Ризични групи за недоволно внесување на калциум се млади жени, бремени жени, жени кои дојат и постари лица. [25]

Доволно снабдување со витамин Д3 е предуслов за телото да може да апсорбира калциум во поголеми количини. Истовремено снабдување со оксална киселина и фитинска киселина и нивни соли (оксалати, фитити) ја намалува апсорпцијата на калциум. Калциумот се излачува преку урината, при што големиот внес на протеини, трпезариска сол, кафе или алкохол ја зголемува екскрецијата на калциум. [25] [26] [27] [28]

Специфичниот профил на аминокиселина - особено на аминокиселините кои содржат сулфур - го одредува калциуретикот (промовирање на екскреција на калциум преку бубрезите) на протеините во храната. Сулфатите, кои метаболички се формираат од такви аминокиселини, ја зголемуваат киселоста на урината, што значи дека поголеми количини на калциум се излачуваат во урината. Аминокиселини кои содржат сулфур се наоѓаат во храна од животинско потекло, како и во прехранбени култури како што е житото. [26] [27] [29]

Извори на калциум

Приближна содржина на калциум во mg на 100 g храна (дел за јадење):

• Семиња
  • Афион: 2500 мг
  • Сусам: 800 мг
  • Бадеми, лешници и амарант: 200 до 250 мг
  • Бразилски ореви: 170 мг
  • Сварена соја: 70 мг
  • Брашно од овес и семки од сончоглед: 50 мг
• Млечни производи
  • сирење
    • Тврдо сирење: 1100 мг до 1300 мг
    • Исечено сирење: 500 мг до 1100 мг
    • Меко сирење: 300 мг до 500 мг
  • Млеко, јогурт и кефир: 100 мг до 150 мг
  • Сурутка: 70 мг до 100 мг
• зеленчук
  • Коприви: 360 мг
  • Кеale, магдонос: 200 мг до 250 мг
  • Крес, глуварче и рукола: 150 мг до 200 мг
  • Кинеска зелка, анасон, брокула, рен: 100 мг до 150 мг
  • Целер: 80 мг
  • Цвекло: 20 мг
• овошје
  • Суви смокви: 250 мг
  • Банани: 8 мг
• Леб од цели зрна: 50 мг
• Минерална вода: 2 mg до> 500 mg [30]

Здравствени ризици

За разлика од луѓето со здрави бубрези, пациент со дијализа не може да излачува вишок калциум во урината, а коските обично не го апсорбираат испорачаниот калциум. Постои ризик дека калциумот ќе се смири во крвните садови и меките ткива. Калциум карбонат, користен како фосфатно врзувачко средство, може да придонесе за кардиоваскуларна калцификација. Една студија спроведена во текот на две години од 2004 година покажа постојана корелација помеѓу потрошувачката на калциум карбонат и прогресивно стврднување на артериите кај пациенти со хемодијализа. [31]

---