让化学告诉你，如何健康补钙

□文/鲁超

元素档案：

姓名：钙（Ca）

排行：元素周期表第20 位。

性格：活泼的碱土金属，“骨架”型元素——大理石支撑起建筑，有机钙支撑起生命。

形象：银白色稍软的金属，人体必需的营养元素。

位于元素周期表第20 位的钙，常温下为银白色晶体。碳酸钙是自然界最常见的钙的化合物，它不仅是大理石的主要化学成分，动物的骨骼、贝壳、蛋壳等组织中也都含有它。

钙不仅存在于无生气的石头中，更藏身于生机勃勃的生命里，如果说碳酸钙晶体（大理石）是“文明的骨架”，那么，有机磷酸钙等化合物更是“生命的骨架”。

文明的骨架——大理石

公元前2 世纪的拜占庭旅行家斐罗（另一说法是公元前3 世纪的旅行家昂蒂帕克）游览了地中海周围的名胜，总结了沿途所见7 处最伟大的人造景观，称它们为“世界七大奇迹”。这些景观分别是埃及吉萨金字塔、巴比伦空中花园、亚历山大灯塔、罗德岛太阳神巨像、奥林匹亚宙斯神像、阿尔忒弥斯神庙、摩索拉斯陵墓。它们使用的材料主要就是大理石。

由于世界七大奇迹中除金字塔外，其余均已毁坏，后人又提出了“世界中古七大奇迹”：罗马大斗兽场、中国万里长城、亚历山大地下陵墓、英国巨石阵、中国大报恩寺琉璃宝塔、意大利比萨斜塔、土耳其圣索菲亚大教堂。其中，意大利比萨斜塔和土耳其圣索菲亚大教堂的主材也是大理石。

除了建筑，还有很多著名的大理石雕塑，艺术价值也不亚于那些奇迹，其中最著名的就是那座《断臂的维纳斯》。

世间的石头千万种，为何建筑师和雕刻家对大理石情有独钟呢？

大理石主要是由方解石和白云石组成的，主要化学成分就是碳酸钙（混杂了一些镁）。相对于其他矿物，大理石不含硅等硬质元素，所以比较软，易于切割加工，摸上去也如皮肤般光滑。它的晶体结构特别均匀，具有各向同性，不管你从哪个方向切割，都不会破坏其晶体结构，宏观上不易破碎。另外，大理石的折光率很低，当有光线照射时，能渗透几毫米的厚度，在视觉上形成一种柔美的“蜡感”。所以，大理石是建筑和雕刻的理想石材。

世界七大奇迹

比萨斜塔 供图/锐景创意

在我国，云南大理出产的这种石头最为有名，大理石因而得名。汉白玉也是大理石中的一种，十分洁白，“玉砌朱栏”中的“玉”就是汉白玉，天安门前的华表、金水桥，故宫内的宫殿基座、石阶、护栏都是用汉白玉制作的。在人民英雄纪念碑、人民大会堂、毛主席纪念堂等当代国家工程中，汉白玉也有广泛应用。

生命的骨架——钙

浅海处五光十色的珊瑚 供图/锐景创意

人体由骨骼撑起，类似的，所有脊椎动物都有“内骨骼”，很难想象没有骨骼的“软体人”会是什么模样。

牙齿是人类身体中最坚硬的部分，它的主要成分是羟基磷酸钙。二氧化碳溶于水后形成的碳酸会溶解羟基磷酸钙，所以要少喝碳酸饮料哦！

那些没有骨骼的无脊椎动物，它们虽然没有和我们一样的“内骨骼”，却有着各种各样的“外骨骼”。

在利用钙元素这个问题上，最牛的莫过于珊瑚虫了。

早在5.4 亿年前，珊瑚虫就出现在海洋里。珊瑚虫是一种只有几毫米大小的腔肠动物，它们经常是一大群聚集在一起生活，以捕食海洋里细小的浮游生物为生，一边生长，一边吸收海水中的钙离子和二氧化碳，分泌出碳酸钙，变成自己的外壳。

珊瑚虫死后，留下以碳酸钙为主的遗骸，这就是海里争奇斗艳的珊瑚。从外观上看，珊瑚犹如海底的树枝，有白色、红色、绿色、蓝色等，把热带海底点缀得五彩缤纷。

艳丽的珊瑚除了具有观赏价值，更重要的价值在于它的生态意义。珊瑚丛是鱼儿栖息的地方，许多鱼类为了让刚出生的幼鱼安全生长，就把它们产在珊瑚附近。如果你仔细观察，这里还有各种各样的蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物、甲壳动物和很多的海藻，它们相互依存，这里简直就是一个小生物圈。

随着亿万年的日积月累，在海岛附近，出现了一群又一群珊瑚礁，有一些长期露出海面，就已是珊瑚岛了。这些珊瑚礁已经是地球表面的一部分，它们就像自然的防波堤一般，70%～90%的海浪冲击力会被珊瑚礁缓冲掉。死掉的珊瑚会被海浪分解成细沙，这些细沙丰富了海滩，取代了已被海潮冲走的沙粒。珊瑚礁就这样默默影响着地球表面的地形地貌，如果没有它们，地球表面可能是另一番景象。

珊瑚虫解剖图 供图/视觉中国

这些珊瑚虫的杰作对整个生物圈都有十分重要的影响，珊瑚算是海洋里的绿叶，它们会吸收大量二氧化碳，极大地减轻了温室效应。

但需要警惕的是，进入工业社会之后，二氧化碳等温室气体排放过多，使得海洋酸化，大量珊瑚礁被溶解，极大地影响了珊瑚生长；一些渔民为了捕鱼方便，还对珊瑚礁进行爆破，这使得珊瑚礁大量消失。保护这些瑰丽的珊瑚礁，刻不容缓。

钙元素的重要性

之前我们提到钙是人体的骨架，确实，人体99%的钙分布在骨骼和牙齿里，剩下的那1%以钙离子的形式分布在体液里，让我们来看看钙离子对我们有多重要。

钙离子在血液里和磷脂一起促进血液凝结，是重要的凝血因子。

早在1780 年，意大利科学家伽伐尼用一只死青蛙做实验，发现电击可以让肌肉收缩。这是历史上第一次生物电学的实验。

很多年后，科学家才发现，正是钙离子帮助肌肉在电刺激的情况下收缩。

在人体内，有一种特别而又非常重要的肌肉，那就是心肌，它非常结实，特别耐用，即使我们在睡觉，它也仍然在不停地工作。正是钙离子穿行于心肌细胞内外，让心肌能够不停息地跳动。

钙离子还跟神经信号传递密切相关，当第一个神经细胞兴奋时，产生一个神经冲动，细胞外的钙离子流入该细胞内，促使细胞分泌神经递质。神经递质与相邻的下一级神经细胞膜上的蛋白分子结合，促使这一级神经细胞产生新的神经冲动。神经信号就这样一级一级地传递下去，从而构成复杂的网状信号体系。我们的大脑拥有学习、记忆等高级功能，这都要基于钙离子引发的神经递质释放。

在人体面对外来侵略时，钙离子向免疫系统发出预警信号，免疫系统根据钙离子提供的信号，组织相应的免疫细胞捕获和吞噬敌人。

人体中消化食物的各种酶，也要靠钙离子去激活，否则食物根本不能被人体吸收。因此，营养学中有“补钙是补充一切营养的根源”的说法。

伽伐尼的实验

如何健康补钙

看了这么多，我们能感受到钙元素对人体的重要性，如果人体缺钙，很多功能都会受到影响，不光会骨质疏松，还会营养不良、免疫系统功能下降、大脑发育受阻等。因此，补钙成为大众普遍接受的概念，尤其是很多儿童、孕妇、老人，身体有点毛病总要跟缺钙联系在一起。

但是，很多人天天在补钙，却忽略了一个重要的问题——补进去的钙能被吸收吗？

原来，钙能不能被吸收和维生素D 紧密相关。

早在1824 年，人们就发现服用深海鱼油可以有效治愈佝偻病。1913 年，科学家在鱼肝油里提取出一种物质，命名为维生素A，并推想就是维生素A 起到了治愈佝偻病的作用。然而，科学不仅需要猜想，更需要验证猜想。1921 年，科学家将脱除维生素A 的鱼肝油掺进食物中，用狗做实验，发现仍然可以治愈佝偻病。这个实验说明鱼肝油中还有其他物质，那才是治愈佝偻病的功臣。尽管当时还没有提取出纯的这种物质，但科学家已经将它命名为“维生素D”了。

食品里的维生素D 也来自太阳，与其吃“二手货”，不如自己健康生活

1923 年，科学家发现这种维生素实际上是一种类固醇，它是由一种胆固醇经过紫外线照射而生成的。1928 年，德国化学家阿道夫·温道斯因研究固醇与维生素关系的成果，获得当年的诺贝尔化学奖。此后他再接再厉，又成功地研究出维生素D 的化学结构。

维生素D 本身没有活性，它会在肝脏代谢生成骨化二醇，这才是血液循环中维生素D 的代言人，它会储存在脂肪组织和骨骼肌中，当机体需要的时候，骨化二醇就会释放出来。因此，我们说一个人缺乏维生素D，指的就是他血液中骨化二醇的浓度过低。

骨化二醇在肾脏中代谢成骨化三醇，它才是钙的好哥们。骨化三醇可以帮助提升血钙和血磷，从而有利于骨质形成，它还会帮助肠道吸收钙。但要注意的是，钙和磷是同时吸收的，缺一不可，如果只补钙而不补磷，几乎没有效果。

那么，为了补钙，干脆多吃维生素D 好了。其实，用不着补充，人体自身就可以合成维生素D。前面提到了，维生素D 是由一种胆固醇遇紫外线照射而生成的，只要我们沐浴着阳光，就能得到足够的紫外线，一般来说，成年人每天晒2 小时太阳，就足够合成身体所需的维生素D 了。如果你经常从事户外活动，那你根本不需要补充维生素D。

你可以这么理解，吃富含维生素D 的食物，实际上吃的是二手的维生素D，是动植物接受太阳照射后生成的。二手的东西显然不如一手的好，吃二手维生素D 还需要身体来代谢它。多晒太阳，让自己体内生成维生素D，才是最健康的。

当然也要注意，晒太阳同样不能过度，紫外线也能引起癌变，一切都要讲究平衡，极端地为了一个目的做过量的事是有害的。