讓化學(xué)告訴你，如何健康補(bǔ)鈣

□文/魯超

元素檔案：

姓名：鈣（Ca）

排行：元素周期表第20 位。

性格：活潑的堿土金屬，“骨架”型元素——大理石支撐起建筑，有機(jī)鈣支撐起生命。

形象：銀白色稍軟的金屬，人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素。

位于元素周期表第20 位的鈣，常溫下為銀白色晶體。碳酸鈣是自然界最常見(jiàn)的鈣的化合物，它不僅是大理石的主要化學(xué)成分，動(dòng)物的骨骼、貝殼、蛋殼等組織中也都含有它。

鈣不僅存在于無(wú)生氣的石頭中，更藏身于生機(jī)勃勃的生命里，如果說(shuō)碳酸鈣晶體（大理石）是“文明的骨架”，那么，有機(jī)磷酸鈣等化合物更是“生命的骨架”。

文明的骨架——大理石

公元前2 世紀(jì)的拜占庭旅行家斐羅（另一說(shuō)法是公元前3 世紀(jì)的旅行家昂蒂帕克）游覽了地中海周?chē)拿麆?，總結(jié)了沿途所見(jiàn)7 處最偉大的人造景觀，稱它們?yōu)椤笆澜缙叽笃孥E”。這些景觀分別是埃及吉薩金字塔、巴比倫空中花園、亞歷山大燈塔、羅德島太陽(yáng)神巨像、奧林匹亞宙斯神像、阿爾忒彌斯神廟、摩索拉斯陵墓。它們使用的材料主要就是大理石。

由于世界七大奇跡中除金字塔外，其余均已毀壞，后人又提出了“世界中古七大奇跡”：羅馬大斗獸場(chǎng)、中國(guó)萬(wàn)里長(zhǎng)城、亞歷山大地下陵墓、英國(guó)巨石陣、中國(guó)大報(bào)恩寺琉璃寶塔、意大利比薩斜塔、土耳其圣索菲亞大教堂。其中，意大利比薩斜塔和土耳其圣索菲亞大教堂的主材也是大理石。

除了建筑，還有很多著名的大理石雕塑，藝術(shù)價(jià)值也不亞于那些奇跡，其中最著名的就是那座《斷臂的維納斯》。

世間的石頭千萬(wàn)種，為何建筑師和雕刻家對(duì)大理石情有獨(dú)鐘呢？

大理石主要是由方解石和白云石組成的，主要化學(xué)成分就是碳酸鈣（混雜了一些鎂）。相對(duì)于其他礦物，大理石不含硅等硬質(zhì)元素，所以比較軟，易于切割加工，摸上去也如皮膚般光滑。它的晶體結(jié)構(gòu)特別均勻，具有各向同性，不管你從哪個(gè)方向切割，都不會(huì)破壞其晶體結(jié)構(gòu)，宏觀上不易破碎。另外，大理石的折光率很低，當(dāng)有光線照射時(shí)，能滲透幾毫米的厚度，在視覺(jué)上形成一種柔美的“蠟感”。所以，大理石是建筑和雕刻的理想石材。

世界七大奇跡

比薩斜塔 供圖/銳景創(chuàng)意

在我國(guó)，云南大理出產(chǎn)的這種石頭最為有名，大理石因而得名。漢白玉也是大理石中的一種，十分潔白，“玉砌朱欄”中的“玉”就是漢白玉，天安門(mén)前的華表、金水橋，故宮內(nèi)的宮殿基座、石階、護(hù)欄都是用漢白玉制作的。在人民英雄紀(jì)念碑、人民大會(huì)堂、毛主席紀(jì)念堂等當(dāng)代國(guó)家工程中，漢白玉也有廣泛應(yīng)用。

生命的骨架——鈣

淺海處五光十色的珊瑚 供圖/銳景創(chuàng)意

人體由骨骼撐起，類似的，所有脊椎動(dòng)物都有“內(nèi)骨骼”，很難想象沒(méi)有骨骼的“軟體人”會(huì)是什么模樣。

牙齒是人類身體中最堅(jiān)硬的部分，它的主要成分是羥基磷酸鈣。二氧化碳溶于水后形成的碳酸會(huì)溶解羥基磷酸鈣，所以要少喝碳酸飲料哦！

那些沒(méi)有骨骼的無(wú)脊椎動(dòng)物，它們雖然沒(méi)有和我們一樣的“內(nèi)骨骼”，卻有著各種各樣的“外骨骼”。

在利用鈣元素這個(gè)問(wèn)題上，最牛的莫過(guò)于珊瑚蟲(chóng)了。

早在5.4 億年前，珊瑚蟲(chóng)就出現(xiàn)在海洋里。珊瑚蟲(chóng)是一種只有幾毫米大小的腔腸動(dòng)物，它們經(jīng)常是一大群聚集在一起生活，以捕食海洋里細(xì)小的浮游生物為生，一邊生長(zhǎng)，一邊吸收海水中的鈣離子和二氧化碳，分泌出碳酸鈣，變成自己的外殼。

珊瑚蟲(chóng)死后，留下以碳酸鈣為主的遺骸，這就是海里爭(zhēng)奇斗艷的珊瑚。從外觀上看，珊瑚猶如海底的樹(shù)枝，有白色、紅色、綠色、藍(lán)色等，把熱帶海底點(diǎn)綴得五彩繽紛。

艷麗的珊瑚除了具有觀賞價(jià)值，更重要的價(jià)值在于它的生態(tài)意義。珊瑚叢是魚(yú)兒棲息的地方，許多魚(yú)類為了讓剛出生的幼魚(yú)安全生長(zhǎng)，就把它們產(chǎn)在珊瑚附近。如果你仔細(xì)觀察，這里還有各種各樣的蠕蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、海綿、棘皮動(dòng)物、甲殼動(dòng)物和很多的海藻，它們相互依存，這里簡(jiǎn)直就是一個(gè)小生物圈。

隨著億萬(wàn)年的日積月累，在海島附近，出現(xiàn)了一群又一群珊瑚礁，有一些長(zhǎng)期露出海面，就已是珊瑚島了。這些珊瑚礁已經(jīng)是地球表面的一部分，它們就像自然的防波堤一般，70%～90%的海浪沖擊力會(huì)被珊瑚礁緩沖掉。死掉的珊瑚會(huì)被海浪分解成細(xì)沙，這些細(xì)沙豐富了海灘，取代了已被海潮沖走的沙粒。珊瑚礁就這樣默默影響著地球表面的地形地貌，如果沒(méi)有它們，地球表面可能是另一番景象。

珊瑚蟲(chóng)解剖圖 供圖/視覺(jué)中國(guó)

這些珊瑚蟲(chóng)的杰作對(duì)整個(gè)生物圈都有十分重要的影響，珊瑚算是海洋里的綠葉，它們會(huì)吸收大量二氧化碳，極大地減輕了溫室效應(yīng)。

但需要警惕的是，進(jìn)入工業(yè)社會(huì)之后，二氧化碳等溫室氣體排放過(guò)多，使得海洋酸化，大量珊瑚礁被溶解，極大地影響了珊瑚生長(zhǎng)；一些漁民為了捕魚(yú)方便，還對(duì)珊瑚礁進(jìn)行爆破，這使得珊瑚礁大量消失。保護(hù)這些瑰麗的珊瑚礁，刻不容緩。

鈣元素的重要性

之前我們提到鈣是人體的骨架，確實(shí)，人體99%的鈣分布在骨骼和牙齒里，剩下的那1%以鈣離子的形式分布在體液里，讓我們來(lái)看看鈣離子對(duì)我們有多重要。

鈣離子在血液里和磷脂一起促進(jìn)血液凝結(jié)，是重要的凝血因子。

早在1780 年，意大利科學(xué)家伽伐尼用一只死青蛙做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電擊可以讓肌肉收縮。這是歷史上第一次生物電學(xué)的實(shí)驗(yàn)。

很多年后，科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)，正是鈣離子幫助肌肉在電刺激的情況下收縮。

在人體內(nèi)，有一種特別而又非常重要的肌肉，那就是心肌，它非常結(jié)實(shí)，特別耐用，即使我們?cè)谒X(jué)，它也仍然在不停地工作。正是鈣離子穿行于心肌細(xì)胞內(nèi)外，讓心肌能夠不停息地跳動(dòng)。

鈣離子還跟神經(jīng)信號(hào)傳遞密切相關(guān)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)神經(jīng)沖動(dòng)，細(xì)胞外的鈣離子流入該細(xì)胞內(nèi)，促使細(xì)胞分泌神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合，促使這一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生新的神經(jīng)沖動(dòng)。神經(jīng)信號(hào)就這樣一級(jí)一級(jí)地傳遞下去，從而構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)狀信號(hào)體系。我們的大腦擁有學(xué)習(xí)、記憶等高級(jí)功能，這都要基于鈣離子引發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放。

在人體面對(duì)外來(lái)侵略時(shí)，鈣離子向免疫系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，免疫系統(tǒng)根據(jù)鈣離子提供的信號(hào)，組織相應(yīng)的免疫細(xì)胞捕獲和吞噬敵人。

人體中消化食物的各種酶，也要靠鈣離子去激活，否則食物根本不能被人體吸收。因此，營(yíng)養(yǎng)學(xué)中有“補(bǔ)鈣是補(bǔ)充一切營(yíng)養(yǎng)的根源”的說(shuō)法。

伽伐尼的實(shí)驗(yàn)

如何健康補(bǔ)鈣

看了這么多，我們能感受到鈣元素對(duì)人體的重要性，如果人體缺鈣，很多功能都會(huì)受到影響，不光會(huì)骨質(zhì)疏松，還會(huì)營(yíng)養(yǎng)不良、免疫系統(tǒng)功能下降、大腦發(fā)育受阻等。因此，補(bǔ)鈣成為大眾普遍接受的概念，尤其是很多兒童、孕婦、老人，身體有點(diǎn)毛病總要跟缺鈣聯(lián)系在一起。

但是，很多人天天在補(bǔ)鈣，卻忽略了一個(gè)重要的問(wèn)題——補(bǔ)進(jìn)去的鈣能被吸收嗎？

原來(lái)，鈣能不能被吸收和維生素D 緊密相關(guān)。

早在1824 年，人們就發(fā)現(xiàn)服用深海魚(yú)油可以有效治愈佝僂病。1913 年，科學(xué)家在魚(yú)肝油里提取出一種物質(zhì)，命名為維生素A，并推想就是維生素A 起到了治愈佝僂病的作用。然而，科學(xué)不僅需要猜想，更需要驗(yàn)證猜想。1921 年，科學(xué)家將脫除維生素A 的魚(yú)肝油摻進(jìn)食物中，用狗做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)仍然可以治愈佝僂病。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明魚(yú)肝油中還有其他物質(zhì)，那才是治愈佝僂病的功臣。盡管當(dāng)時(shí)還沒(méi)有提取出純的這種物質(zhì)，但科學(xué)家已經(jīng)將它命名為“維生素D”了。

食品里的維生素D 也來(lái)自太陽(yáng)，與其吃“二手貨”，不如自己健康生活

1923 年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種維生素實(shí)際上是一種類固醇，它是由一種膽固醇經(jīng)過(guò)紫外線照射而生成的。1928 年，德國(guó)化學(xué)家阿道夫·溫道斯因研究固醇與維生素關(guān)系的成果，獲得當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。此后他再接再厲，又成功地研究出維生素D 的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

維生素D 本身沒(méi)有活性，它會(huì)在肝臟代謝生成骨化二醇，這才是血液循環(huán)中維生素D 的代言人，它會(huì)儲(chǔ)存在脂肪組織和骨骼肌中，當(dāng)機(jī)體需要的時(shí)候，骨化二醇就會(huì)釋放出來(lái)。因此，我們說(shuō)一個(gè)人缺乏維生素D，指的就是他血液中骨化二醇的濃度過(guò)低。

骨化二醇在腎臟中代謝成骨化三醇，它才是鈣的好哥們。骨化三醇可以幫助提升血鈣和血磷，從而有利于骨質(zhì)形成，它還會(huì)幫助腸道吸收鈣。但要注意的是，鈣和磷是同時(shí)吸收的，缺一不可，如果只補(bǔ)鈣而不補(bǔ)磷，幾乎沒(méi)有效果。

那么，為了補(bǔ)鈣，干脆多吃維生素D 好了。其實(shí)，用不著補(bǔ)充，人體自身就可以合成維生素D。前面提到了，維生素D 是由一種膽固醇遇紫外線照射而生成的，只要我們沐浴著陽(yáng)光，就能得到足夠的紫外線，一般來(lái)說(shuō)，成年人每天曬2 小時(shí)太陽(yáng)，就足夠合成身體所需的維生素D 了。如果你經(jīng)常從事戶外活動(dòng)，那你根本不需要補(bǔ)充維生素D。

你可以這么理解，吃富含維生素D 的食物，實(shí)際上吃的是二手的維生素D，是動(dòng)植物接受太陽(yáng)照射后生成的。二手的東西顯然不如一手的好，吃二手維生素D 還需要身體來(lái)代謝它。多曬太陽(yáng)，讓自己體內(nèi)生成維生素D，才是最健康的。

當(dāng)然也要注意，曬太陽(yáng)同樣不能過(guò)度，紫外線也能引起癌變，一切都要講究平衡，極端地為了一個(gè)目的做過(guò)量的事是有害的。