Ион кальций

Кальций (Са) – роль в организме, применение, суточная потребность, источники кальция

Ион кальций

Кальций (Calcium, Са) – один из самых распространенных макроэлементов в организме человека, являющийся строительным материалом для костей человека или животных.

Кроме того, кальций в сочетании с натрием поддерживает здоровье клеточных мембран, участвует в передаче нервных импульсов, а также обладает противоаллергическим, противовоспалительным и детоксикационным действием.

История

Название вещества («calx», «calcis» – с латинского «известь») предложил ввести его первооткрыватель – английский химик Гемфри Дэви, который в 1808 году вывел металлическую форму кальция с помощью электролитического метода. Правда за долго до Г. Дэви, обожженную известь в виде известняка, гипса и мрамора применяли в строительном деле жители Земли 3 и более тысячи лет назад.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, IV ряд, II группа, в новой версии таблицы – 2 группа, 4 период.

  • Атомный номер – 20
  • Атомная масса – 40,078
  • Электронная конфигурация – [Ar] 4s2
  • Температура плавления (°С) – 839
  • Температура кипения (°С) – 1487
  • CAS: 7440-70-2

Физико-химические свойства. Кальций представляет собой мягкий химически-активный металл серебристо-белого цвета. При контакте с кислородом (О) и углекислым газом (СО2) поверхность металла начинает тускнеть.

Биологическая роль кальция в организме

Кальций выполняет ряд полезных функций практически во всех живых организмах – человеческом, животных и даже растениях.

Согласно данным, только в костях среднестатистического человека находится от 1 до 1,7 кг кальция! В клеточной жидкости концентрация Ca ≈ 10−4 ммоль/л, межклеточной жидкости ≈ 2,5 ммоль/л.

В человеческом организме, в частности – костях, кальций содержится в форме гидроксиапатита, а выполняю большую часть различных биологических процессов – ионы кальция.

Кости большинства беспозвоночных, например – кораллов, моллюсков и др. состоят из карбоната кальция (известь). Также это вещество является одним из основных составляющих яичной скорлупы и раковин.

Среди основных функций кальция в организме человека и животных можно выделить:

  • Является строительным материалом для костной ткани, в т.ч. зубов, благодаря чему кости максимально устойчивы к воздействию на них различных неблагоприятных факторов – травмированию, переломам, кариесу, увеличение пористости (остепороз) и другие. Также входит в состав клеточных ядра, мембраны, внутриклеточной и межклеточной жидкости.
  • Участвует в передаче нервных импульсов, за счет чего нервная система управляет другими органами и системами, в т.ч. мышечными тканями. Напрямую поддерживает возможность мышцам сокращаться, что особенно важно в случае с сердечной мышцей (миокардом). Поддерживает работоспособность нервной системы.
  • Участвует в регулировании процессов свертываемости крови, менструального цикла, уровня инсулина и глюкозы.
  • Вместе с натрием, только противоположно, кальций участвует в регулировании проницаемости мембраны клеток — экзоцитозе.
  • Обладает антиоксидантной, противоаллергичесской, противовоспалительной, противострессовой активностью.
  • Помогает организму в очищении от тяжелых металлов, радионуклидов и других отравляющих его веществ.
  • Выполняет функцию активатора некоторых ферментов, гормонов и нейромедиаторов.
  • Участвует в поддержании организмом кислотно-щелочного баланса (рН), препятствуя появлению ацидоза (повышение кислотности).
  • Необходим для нормального формирования ногтей и волос.
  • Получение урана с помощью металлотермических методов;
  • Производство строительных материалов – гипс, цемент;
  • Использовании в качестве основы для изготовления гипса (в травматологии, хирургии);
  • Входит в состав некоторых дезинфицирующих средств, например – хлорки.

Рекомендуемые суточные дозы кальция в зависимости от пола и возраста, рекомендуемые ВОЗ:

Детиот 1 до 3 лет600 мг
 от 4 до 10 лет800-1000 мг
от 10 до 13 лет1000—1300 мг
Молодежьот 13 до 16 лет1200 мг
от 16 до 25 лет1000 мг
Взрослыеот 25 до 50 лет800-1200 мг
Беременные и кормящие грудью1500—2000 мг

Важно! Поступление в организм кальция должно сочетаться с поступлением фосфора, в пропорции 1 (Са) к 1,5 (Р).

При сбалансированном питании, большая часть суточной нормы кальция поступает в организм с пищей, в частности – молочной продукцией, зерновыми культурами, зеленью, орехами и другими продуктами, о которых пойдет речь далее в статье.

Нехватка кальция

Нехватка кальция в организме может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых можно выделить:

  • Уменьшение минерализации и плотности костей (остеопороз), из-за чего они становятся более уязвимыми к механическому повреждению (переломам);
  • Замедление роста детей, рахит;
  • Наблюдаются заболевания зубов – кариес, пародонтит и другие;
  • Ощущение онемения в конечностях;
  • Мышечные судороги в различных частях тела, а также другие расстройства нервной системы – повышенная нервозность, беспокойство, депрессивные состояния, повышенная восприимчивость к стрессам, сонливость, нарушение умственной деятельности (слабоумие);
  • Приступы тахикардии (учащенное сердцебиение);
  • Расслоение и повышенная ломкость ногтей;
  • Боль в суставах (артралгия);
  • Повышенное артериальное давление, развитие гипертонии и даже приступов гипертонического криза;
  • Обильные кровопотери при месячных;
  • Повышенный уровень «плохого» холестерина в крови и развитие связанных с ним заболеваний – ИБС, инфаркт, инсульт;
  • Запоры.

Основная причина нехватки кальция – несбалансированное питание (жесткие диеты, голодание, нерегулярный прием пищи и др.).

Также существуют продукты, которые препятствуют нормальному усвоению Са – говяжий жир, жир коровьего молока, пальмовое масло.

Содержащиеся в этих продуктах пальмитиновая и стеариновая жирная кислота обладают связывающей Са активность, превращая его в свои производные — пальмитат и стеарат кальция. Далее, необходимый для здоровья кальций просто выводится из организма в процессе дефекации.

Если питаться этими продуктами на постоянной основе, особенно с детства, у человека из-за нехватки кальция появится ряд проблем со здоровьем.

Среди других причин, которые могут вызвать дефицит кальция можно выделить – курение, алкоголь, недостаток витамина Д, повышенное употребление кофе и других кофеинсодержащих продуктов, дисбактериозы, беременность, период кормления грудью и менопауза, различные заболевания щитовидной и мочевыделительной системы.

Применение кальция

Применение кальция с лечебной целью целесообразно в следующих случаях:

  • Беременность, лактация, менопауза, месячные, диарея, длительный прием мочегонных или противоэпилиптических препаратов, глюкокортикостероидов и другие состояния, при которых Са усиленно выводится из организма;
  • Заболевания, которые характеризуются нарушением транспорта нервных импульсов – при онемениях, судорогах, а также повышенной проницаемости клеточных мембран;
  • Уменьшение плотности костей (остеопороз), нарушение роста и формирования скелета (рахит);
  • Обильные кровотечения;
  • Аллергические заболевания и связанные с ними состояния;
  • Отравление организма – продуктами питания, алкоголем, тяжелыми металлами, солями магния (Mg2+);
  • Заболевания печени (паренхиматозный гепатит), почек (нефриты), кожи (дерматозы);
  • Нарушения метаболизма витамина Д, гипокальциемия.

Избыток кальция

Избыток кальция в организме также, как и нехватка может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых можно выделить:

  • Гиперкальциемия;
  • Отсутствие аппетита, ощущение сильной жажды и тошноты, приступы рвоты;
  • Увеличение мочеотделения;
  • Слабость;
  • Повышенная свертываемость крови (вязкость);
  • Расстройства функционирования мышечной ткани;
  • Нарушение усвояемости клетками костной ткани цинка (Zn).

Источник кальция

В каких продуктах содержится кальций больше всего?

Природные источники (мг на 100 г): мак (1450), молоко сухое обезжиренное (1155), сыры твердые (700-1000), кунжут (840), сухие сливки (740), семена крапивы (713), брынза (530), плавленый сырок (520), чай (495), сардины в масле (420), молоко сгущенное (310), шиповник (260), петрушка (245), укроп (223), кресс-салат (190), фундук (170), жирный творог (150), грецкие орехи (122) молоко коровье (120), кефир (120), шпинат (106), лук зеленый (100), горох (90), изюм (80), ячневая крупа (80), овсяная крупа (64), чеснок (60), яйцо куриное (55), морковь (51), репа (49), капуста (48), брокколи (47), хлеб пшеничный зерновой (43).

Если говорить о Са, как полезном ископаемом, то за счет его высокой химической активности в чистом виде он практически не встречается. Наибольшая вместимость кальция в природе наблюдается в таких образованиях, как – мел и другие разновидности известняка, полевой шпат, гранит.

Химические источники (Са): «Кальция глюконат», «Кальцемин», «Кальций-Д3 Никомед», витаминные комплексы.

Синтез в организме: — .

Взаимодействие кальция с другими веществами

Лучшая усвояемость Са кишечником происходит при одновременном его приеме с витамином D.

Для того, чтобы кальций максимально смог выполнять свои функции в организме, его прием необходимо сочетать с магнием (Mg) — в пропорции 1 (Са) к 0,7 (Mg) 1, а также фосфором (Р) — 1 (Са) к 1,5 (Р).

Источники:

1. «Чудо минерал». Питер Ф. Гиллхам. Перевод с английского, Москва, 2010 г.

Обсудить Са и другие минералы на форуме…

Источник: https://medicina.dobro-est.com/kaltsiy-sa-rol-v-organizme-primenenie-sutochnaya-potrebnost-istochniki-calciya.html

Кальций

Ион кальций
 

Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Гемфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом.

Дэви подверг электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция.

Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием.

Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад. Вплоть до конца XVIII века химики считали известь простым телом. В 1789 году А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём — вещества сложные.

Нахождение в природе

Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается.

На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности (3-е среди металлов) после кислорода, кремния, алюминия и железа). элемента в морской воде — 400 мг/л.

Изотопы

Основная статья: Изотопы кальция

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, среди которых наиболее распространённый — 40Ca — составляет 96,97 %. Ядра кальция содержат магическое число протонов: Z = 20. Изотопы 40
 20Ca20
и 48
20Ca28
являются двумя из пяти существующих в природе дважды магических ядер.

Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48Ca, самый тяжёлый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада (4,39 ± 0,58)⋅1019 лет.

В горных породах и минералах

Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвёртое место по числу минералов).

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате — анортите Ca[Al2Si2O8].

Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO3, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4·0.5H2O и гипс CaSO4·2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3·CaCO3. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость.

Осадочная порода, состоящая в основном из скрытокристаллического кальцита — известняк (одна из его разновидностей — мел). Под действием регионального метаморфизма известняк преобразуется в мрамор.

Миграция в земной коре

В естественной миграции кальция существенную роль играет «карбонатное равновесие», связанное с обратимой реакцией взаимодействия карбоната кальция с водой и углекислым газом с образованием растворимого гидрокарбоната:

 CaCO3 + H2O + CO2 ⇄ Ca(HCO3)2 ⇄ Ca2+ + 2HCO3−

(равновесие смещается влево или вправо в зависимости от концентрации углекислого газа).

Огромную роль играет биогенная миграция.

В биосфере

Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях (см. ниже). Значительное количество кальция входит в состав живых организмов.

Так, гидроксиапатит Ca5(PO4)3OH, или, в другой записи, 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2 — основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др.

В живых тканях человека и животных 1,4—2 % Ca (по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция — около 1,7 кг (в основном в составе межклеточного вещества костной ткани).

Получение

Свободный металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl2 (75—80 %) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170—1200 °C  4CaO + 2Al → CaAl2O4 + 3Ca

Физические свойства

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях. До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия  ΔH0 перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль.

При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, но не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является).

При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы).

Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций (то есть параллели в периодической системе сохраняются).

Кальций — типичный щёлочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем более тяжёлых щёлочноземельных металлов.

Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло-серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щёлочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.

В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca2+/Ca0 −2,84 В, так что кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения:

 Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом, йодом) кальций реагирует при обычных условиях:

 2Ca + O2 → 2CaO Ca + Br2 → CaBr2

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется и горит красным пламенем с оранжевым оттенком («кирпично-красным»). С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:

 Ca + H2 → CaH2 Ca + 6B → CaB6 3Ca + N2 → Ca3N2 Ca + 2C → CaC2 6Ca + P4 → 2Ca3P2 2Ca + Si → Ca2Si

Кроме получающихся в этих реакциях фосфида кальция Ca3P2 и силицида кальция Ca2Si, известны также фосфиды кальция составов CaP и CaP5 и силициды кальция составов CaSi, Ca3Si4 и CaSi2.

Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты. Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

 CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑ Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3↑

Ион Ca2+ бесцветен. При внесении в пламя растворимых солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

Такие соли кальция, как хлорид CaCl2, бромид CaBr2, йодид CaI2 и нитрат Ca(NO3)2, хорошо растворимы в воде. Нерастворимы в воде фторид CaF2, карбонат CaCO3, сульфат CaSO4, ортофосфат Ca3(PO4)2, оксалат CaC2O4 и некоторые другие.

Важное значение имеет то обстоятельство, что, в отличие от карбоната кальция CaCO3, кислый карбонат кальция (гидрокарбонат) Ca(HCO3)2 в воде растворим. В природе это приводит к следующим процессам.

Когда холодная дождевая или речная вода, насыщенная углекислым газом, проникает под землю и попадает на известняки, то наблюдается их растворение, а в тех местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция

 CaCO3 + CO2 + H2O ⇄ Ca(HCO3)2

Так в природе происходит перенос больших масс веществ. В результате под землёй могут образоваться огромные карстовые полости и провалы, а в пещерах образуются красивые каменные «сосульки» — сталактиты и сталагмиты.

Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет вре́менную жёсткость воды. Вре́менной её называют потому, что при кипячении воды гидрокарбонат разлагается, и в осадок выпадает CaCO3. Это явление приводит, например, к тому, что в чайнике со временем образуется накипь.

Применение

Главное применение металлического кальция — это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудно восстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран.

Сплавы кальция со свинцом применяются в некоторых видах аккумуляторных батарей и при производстве подшипников. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.

Чистый металлический кальций широко применяется в металлотермии при получении редкоземельных элементов.

Кальций широко применяется в металлургии для раскисления стали наряду с алюминием или в сочетании с ним.

Внепечная обработка кальцийсодержащими проволоками занимает ведущее положение в связи с многофакторностью влияния кальция на физико-химическое состояние расплава, макро- и микроструктуры металла, качество и свойства металлопродукции и является неотъемлемой частью технологии производства стали. В современной металлургии для ввода в расплав кальция используется инжекционная проволока, представляющая из себя кальций (иногда силикокальций или алюмокальций) в виде порошка или прессованного металла в стальной оболочке. Наряду с раскислением (удалением растворенного в стали кислорода) использование кальция позволяет получить благоприятные по природе, составу и форме неметаллические включения, не разрушающиеся в ходе дальнейших технологических операций.

Изотоп 48Ca — один из эффективных и употребительных материалов для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Это связано с тем, что кальций-48 является дважды магическим ядром, поэтому его устойчивость позволяет ему быть достаточно нейтроноизбыточным для лёгкого ядра; при синтезе сверхтяжёлых ядер необходим избыток нейтронов.

Биологическая роль

Основная статья: Кальций в живых организмах

Кальций — распространённый макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть находится в скелете и зубах. В костях кальций содержится в виде гидроксиапатита. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят «скелеты» большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.).

Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также служат одним из универсальных вторичных посредников внутри клеток и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов.

Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10−4 ммоль/л, в межклеточных жидкостях около 2,5 ммоль/л.

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых в возрасте 19—50 лет и детей 4—8 лет включительно дневная потребность (RDA) составляет 1000 мг, а для детей в возрасте от 9 до 18 лет включительно — 1300 мг в сутки . В подростковом возрасте потребление достаточного количества кальция очень важно из-за интенсивного роста скелета.

Однако по данным исследований в США всего 11 % девочек и 31 % мальчиков в возрасте 12—19 лет достигают своих потребностей. В сбалансированной диете большая часть кальция (около 80 %) поступает в организм ребёнка с молочными продуктами. Оставшийся кальций приходится на зерновые (в том числе цельнозерновой хлеб и гречку), бобовые, апельсины, зелень, орехи.

Всасывание кальция в кишечнике происходит двумя способами: через клетки кишечника (трансцеллюлярно) и межклеточно (парацелюллярно). Первый механизм опосредован действием активной формы витамина D (кальцитриола) и её кишечными рецепторами. Он играет большую роль при малом и умеренном потреблении кальция.

При большем содержании кальция в диете основную роль начинает играть межклеточная абсорбция, которая связана с большим градиентом концентрации кальция. За счёт чрезклеточного механизма кальций всасывается в большей степени в двенадцатиперстной кишке (из-за наибольшей концентрации там рецепторов в кальцитриолу).

За счёт межклеточного пассивного переноса абсорбция кальция наиболее активна во всех трёх отделах тонкого кишечника. Всасыванию кальция парацеллюлярно способствует лактоза (молочный сахар).

Усвоению кальция препятствуют некоторые животные жиры (включая жир коровьего молока и говяжий жир, но не сало) и пальмовое масло.

Содержащиеся в таких жирах пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты отщепляются при переваривании в кишечнике и в свободном виде прочно связывают кальций, образуя пальмитат кальция и стеарат кальция (нерастворимые мыла).

В виде этого мыла со стулом теряется как кальций, так и жир.

Этот механизм ответственен за снижение всасывания кальция, снижение минерализации костей и снижение косвенных показателей их прочности у младенцев при использовании детских смесей на основе пальмового масла (пальмового олеина). У таких детей образование кальциевых мыл в кишечнике ассоциируется с уплотнением стула, уменьшением его частоты, а также более частым срыгиванием и коликами.

Концентрация кальция в крови из-за её важности для большого числа жизненно важных процессов точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении обезжиренных молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает. Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к увеличению риска остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит.

Избыточные дозы кальция и витамина D могут вызвать гиперкальцемию. Максимальная безопасная доза для взрослых в возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки (около 340 г сыра Эдам).

Источник: https://chem.ru/kalcij.html

Кальций (ион.)

Ион кальций

Кальций ионизированный – свободная форма микроэлемента, циркулирующая в сыворотке крови. Ионы кальция обеспечивают нормальную передачу нервных импульсов, сокращение мышц, свертываемость крови.

Исследование их концентрации в сыворотке широко используется в эндокринологии, кардиологии, нефрологии, выполняется вместе с биохимическим анализом, определением уровня гормонов (в крови), микроэлементов (в крови и моче).

Результаты необходимы для выявления избытка или дефицита кальция после переливания крови, обширных повреждений тканей и операций, при шоковых состояниях, заболеваниях почек, сердца и щитовидной железы, онкологических новообразованиях.

Материалом исследования является сыворотка крови из вены, анализ проводится с использованием ионоселективных электродов. Нормальные значения – от 1,16 до 1,32 ммоль/л. Готовность результатов составляет 1 день.

Кальций ионизированный – свободная форма микроэлемента, циркулирующая в сыворотке крови. Ионы кальция обеспечивают нормальную передачу нервных импульсов, сокращение мышц, свертываемость крови.

Исследование их концентрации в сыворотке широко используется в эндокринологии, кардиологии, нефрологии, выполняется вместе с биохимическим анализом, определением уровня гормонов (в крови), микроэлементов (в крови и моче).

Результаты необходимы для выявления избытка или дефицита кальция после переливания крови, обширных повреждений тканей и операций, при шоковых состояниях, заболеваниях почек, сердца и щитовидной железы, онкологических новообразованиях.

Материалом исследования является сыворотка крови из вены, анализ проводится с использованием ионоселективных электродов. Нормальные значения – от 1,16 до 1,32 ммоль/л. Готовность результатов составляет 1 день.

Ионизированный кальций в крови – биохимический показатель, который отражает количество несвязанного с белками и анионами (свободного) кальция в плазме.

В клинической практике исследование данного показателя используется для более глубокого и точного исследования кальциевого обмена, в то время как анализ на общий кальций выполняется для его предварительной оценки. Кальций является жизненно необходимым минералом для организма.

Он формирует каркас костей и зубов, участвует в проведении нейромышечных импульсов, обеспечивает сокращение сердечной мышцы и скелетной мускулатуры, при повреждении сосуда переводит протромбин в тромбин, в результате чего формируется кровяной сгусток.

Ионизированный кальций является активной частью электролита, циркулирующей в кровотоке. Именно катионы Ca++ участвуют во всех физиологических процессах (в отличие от кальция, связанного с белками и анионами).

Кальций поступает в организм вместе с пищей, всасывается в кишечнике. Постоянный уровень ионизированной формы регулируется при участии паратиреоидного гормона, кальцитонина и активной формы витамина D.

Кроме этого, на концентрацию катионов Ca+ влияет уровень магния и белков, а также кислотно-основное состояние: при алкалозе увеличивается их связывание и количество уменьшается, при ацидозе – наоборот.

Анализ на ионизированный кальций в крови является необходимым при нарушении соотношения свободной и связанных форм, например, при первичном гиперпаратиреозе. Колебания уровня сопровождаются нарушениями сердечного ритма, мышечными спазмами и спутанностью сознания.

Определение уровня ионизированного кальция производится в сыворотке венозной крови. Чаще всего используется ионоселективный метод исследования. Результаты находят применение в нефрологии, эндокринологии, гастроэнтерологии, диетологии, хирургии и травматологии.

Показания

В большинстве случаев для оценки кальциевого обмена выполняется анализ крови на общий кальций, так как в норме сохраняется баланс между ионизированной и связанной формой.

В отдельных случаях это соотношение нарушается, и тогда по результатам теста судить о физиологически активном кальции в организме становится невозможно.

Анализ на ионизированный кальций в крови показан для диагностики гипо- и гиперкальциемии в сочетании с диспротеинемией – нарушением баланса белковых фракций в крови.

Геморрой в 79% случаев убивает пациента

Исследование назначается при заболеваниях печени и почек, онкологических патологиях, гипертиреозе, гиперпаратиреозе, панкреатите, синдроме мальабсорбции, полиорганной недостаточности, обширных травмах и ожогах, септических осложнениях, хирургических вмешательствах, процедурах диализа.

Исследование проводится в период беременности, так как происходит снижение уровня альбумина и, следовательно, общего кальция, но концентрация ионизированной формы часто остается в норме.

Анализ на ионизированный кальций в крови показан, когда, несмотря на нормальные показатели общего кальция, у пациента сохраняются жалобы, характерные для гипо- или гиперкальциемии: на слабость, рвоту, жажду, мышечные подергивания и спазмы, чувство онемения конечностей, нарушения сердечного ритма.

Данный анализ не проводится для предварительной оценки кальциевого обмена в профилактических целях. Процедура исследования трудоемка и требует соблюдения строгих стандартов.

Кровь необходимо брать в анаэробных условиях – контакт с отрытым воздухом повышает pH, и показатели оказываются ложно повышенными, кроме этого, к искажению результатов может привести гемолиз образца.

Исследование не показано для оценки количества кальция в костях, для этого выполняется денситометрия – определение минеральной плотности кости. Несмотря на перечисленные ограничения, анализ крови на ионизированный кальций является наиболее информативным методом исследования кальциевого обмена.

Подготовка к анализу и забор материала

Забор крови для анализа на ионизированный кальций выполняется с утра, натощак. Последний прием пищи должен быть совершен накануне вечером, период между ужином и процедурой – не менее 8 и не более 14 часов.

Для получения достоверного результата за 30 минут нужно исключить курение, интенсивные физические нагрузки на организм и воздействие стресса.

Некоторые лекарства и активные добавки влияют на количество кальция в крови, поэтому обо всех принимаемых средствах нужно предупредить врача за неделю до исследования, по необходимости они будут на время отменены.

Забор крови выполняется из локтевой вены в анаэробных условиях с использованием специальных шприцев. До процедуры анализа пробирки хранятся плотно закрытыми при комнатной температуре.

В лаборатории из крови удаляют клеточные элементы, сыворотку (реже – гепариновую плазму) исследуют ионоселективным методом.

Его суть в том, что в образец помещается электрод, чувствительный к ионам кальция, и электрод сравнения, результаты оцениваются по интенсивности возникающего электропотенциала. В зависимости от работы лабораторной службы подготовка результатов может занимать от 1 до 3 дней.

Нормальные значения

В норме количество ионизированного кальция в крови у новорожденных – от 1,05 до 1,37 ммоль/л, у детей до 16 лет в связи с интенсивным ростом показатели увеличиваются – от 1,29 до 1,31 ммоль/л. Для взрослых людей референсные значения составляют от 1,17 до 1,29 ммоль/л.

В пожилом возрасте и при беременности возможно снижение показателей, границы нормы определяются врачом индивидуально с учетом анамнестических данных, результатов инструментальных и комплексных лабораторных исследований.

Физиологическое снижение уровня ионизированного кальция в крови определяется у курящих, часто употребляющих кофе и переживающих стресс людей.

Также уменьшение количества электролита в крови возникает при несбалансированном питании с недостатком источников кальция и витамина D – рыбы, растительных жиров, морепродуктов, орехов, овощей.

Повышение уровня

Причиной повышения уровня ионизированного кальция в крови могут стать любые состояния, сопровождающиеся ацидозом – увеличением кислотности среды. В таких случаях процесс связывания ионов с белками замедляется, поэтому количество свободных единиц растет.

При переизбытке витамина D усиливается всасываемость кальция из кишечника, повышается концентрация всех форм микроэлемента. Другой частой причиной повышения уровня кальция в крови является чрезмерная секреция паратиреоидного гормона.

В присутствии витамина D он ускоряет всасывание кальция из кишечника, а в почечных канальцах усиливает реабсорбцию элемента из первичной мочи.

Постоянное и непрерывное увеличение количества паратгормона в крови приводит к разрушению костной ткани и выходу из нее кальция в кровоток.

Таким образом, уровень ионизированной формы повышается при гиперпаратиреозе, доброкачественных аденомах паращитовидной железы, а также при эктопических опухолях, метастатических поражениях костной ткани, злокачественных новообразованиях (выделяется соединение, действие которого схоже с паратгормоном). Среди лекарственных средств увеличивают концентрацию ионизированного кальция гидрохлортиазид, соли лития, андрогены, гидралазин.

Снижение уровня

Причиной понижения уровня ионизированного кальция в крови могут быть состояния, протекающие с алкалозом – увеличением щелочности среды, при котором происходит связывание ионов с белками.

Аналогичный механизм наблюдается при переливании цитратной крови – ионы кальция связываются цитратом.

Нарушение всасывания микроэлемента из кишечника, снижение реабсорбции в почечных канальцах и увеличение выведения с мочой наблюдаются при нехватке витамина D, магния и паратиреоидного гормона, поэтому причиной понижения уровня ионизированной формы электролита могут быть гипопаратиреоз, псевдогипопаратиреоз, синдром мальабсорбции, почечная недостаточность и несбалансированное питание. Расход кальция усиливается при ожоговой болезни, обширных травмах и операциях. Кроме этого, пониженные значения определяются при приеме антиконвульсантов, даназола, фоскарнета, фуросемида.

Лечение отклонений от нормы

Анализ на ионизированный кальций в крови является наиболее точным диагностическим исследованием при нарушениях кальциевого обмена, особенно в случаях изменения кислотно-основного равновесия и гипоальбуминемии. Результаты востребованы при патологиях желез внутренней секреции, желудочно-кишечного тракта и почек, а также при различных состояниях с повреждением тканей.

Для корректной интерпретации данных необходимо обратиться к врачу, выдавшему направление на исследование. В случае необходимости будет назначено лечение.

Физиологические отклонения от нормы можно устранить при помощи коррекции питания – введения в рацион достаточного количества продуктов с кальцием и витамином D, отказа от курения, чрезмерного употребления кофе, интенсивных физических нагрузок.

Источник

Источник: https://illnessnews.ru/kalcii-ion/

УмныйКардиолог
Добавить комментарий