讓化學告訴你，如何健康補鈣

□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，有機鈣支撐起生命。

形象：銀白色稍軟的金屬，人體必需的營養(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的鈣的化合物，它不僅是大理石的主要化學成分，動物的骨骼、貝殼、蛋殼等組織中也都含有它。

鈣不僅存在于無生氣的石頭中，更藏身于生機勃勃的生命里，如果說碳酸鈣晶體（大理石）是“文明的骨架”，那么，有機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 世紀的拜占庭旅行家斐羅（另一說法是公元前3 世紀的旅行家昂蒂帕克）游覽了地中海周圍的名勝，總結(jié)了沿途所見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、中國萬里長城、亞歷山大地下陵墓、英國巨石陣、中國大報恩寺琉璃寶塔、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，藝術價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》。

世間的石頭千萬種，為何建筑師和雕刻家對大理石情有獨鐘呢？

大理石主要是由方解石和白云石組成的，主要化學成分就是碳酸鈣（混雜了一些鎂）。相對于其他礦物，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，不管你從哪個方向切割，都不會破壞其晶體結(jié)構(gòu)，宏觀上不易破碎。另外，大理石的折光率很低，當有光線照射時，能滲透幾毫米的厚度，在視覺上形成一種柔美的“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，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，天安門前的華表、金水橋，故宮內(nèi)的宮殿基座、石階、護欄都是用漢白玉制作的。在人民英雄紀念碑、人民大會堂、毛主席紀念堂等當代國家工程中，漢白玉也有廣泛應用。

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，所有脊椎動物都有“內(nèi)骨骼”，很難想象沒有骨骼的“軟體人”會是什么模樣。

牙齒是人類身體中最堅硬的部分，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溶解羥基磷酸鈣，所以要少喝碳酸飲料哦！

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

在利用鈣元素這個問題上，最牛的莫過于珊瑚蟲了。

早在5.4 億年前，珊瑚蟲就出現(xiàn)在海洋里。珊瑚蟲是一種只有幾毫米大小的腔腸動物，它們經(jīng)常是一大群聚集在一起生活，以捕食海洋里細小的浮游生物為生，一邊生長，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。

珊瑚蟲死后，留下以碳酸鈣為主的遺骸，這就是海里爭奇斗艷的珊瑚。從外觀上看，珊瑚猶如海底的樹枝，有白色、紅色、綠色、藍色等，把熱帶海底點綴得五彩繽紛。

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

隨著億萬年的日積月累，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%的海浪沖擊力會被珊瑚礁緩沖掉。死掉的珊瑚會被海浪分解成細沙，這些細沙豐富了海灘，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，如果沒有它們，地球表面可能是另一番景象。

珊瑚蟲解剖圖 供圖/視覺中國

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

但需要警惕的是，進入工業(yè)社會之后，二氧化碳等溫室氣體排放過多，使得海洋酸化，大量珊瑚礁被溶解，極大地影響了珊瑚生長；一些漁民為了捕魚方便，還對珊瑚礁進行爆破，這使得珊瑚礁大量消失。保護這些瑰麗的珊瑚礁，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，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，讓我們來看看鈣離子對我們有多重要。

鈣離子在血液里和磷脂一起促進血液凝結(jié)，是重要的凝血因子。

早在1780 年，意大利科學家伽伐尼用一只死青蛙做實驗，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的實驗。

很多年后，科學家才發(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，特別耐用，即使我們在睡覺，它也仍然在不停地工作。正是鈣離子穿行于心肌細胞內(nèi)外，讓心肌能夠不停息地跳動。

鈣離子還跟神經(jīng)信號傳遞密切相關，當?shù)谝粋€神經(jīng)細胞興奮時，產(chǎn)生一個神經(jīng)沖動，細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi)，促使細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合，促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的神經(jīng)沖動。神經(jīng)信號就這樣一級一級地傳遞下去，從而構(gòu)成復雜的網(wǎng)狀信號體系。我們的大腦擁有學習、記憶等高級功能，這都要基于鈣離子引發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放。

在人體面對外來侵略時，鈣離子向免疫系統(tǒng)發(fā)出預警信號，免疫系統(tǒng)根據(jù)鈣離子提供的信號，組織相應的免疫細胞捕獲和吞噬敵人。

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，營養(yǎng)學中有“補鈣是補充一切營養(yǎng)的根源”的說法。

伽伐尼的實驗

如何健康補鈣

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

但是，很多人天天在補鈣，卻忽略了一個重要的問題——補進去的鈣能被吸收嗎？

原來，鈣能不能被吸收和維生素D 緊密相關。

早在1824 年，人們就發(fā)現(xiàn)服用深海魚油可以有效治愈佝僂病。1913 年，科學家在魚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，科學不僅需要猜想，更需要驗證猜想。1921 年，科學家將脫除維生素A 的魚肝油摻進食物中，用狗做實驗，發(fā)現(xiàn)仍然可以治愈佝僂病。這個實驗說明魚肝油中還有其他物質(zhì)，那才是治愈佝僂病的功臣。盡管當時還沒有提取出純的這種物質(zhì)，但科學家已經(jīng)將它命名為“維生素D”了。

食品里的維生素D 也來自太陽，與其吃“二手貨”，不如自己健康生活

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

維生素D 本身沒有活性，它會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，它會儲存在脂肪組織和骨骼肌中，當機體需要的時候，骨化二醇就會釋放出來。因此，我們說一個人缺乏維生素D，指的就是他血液中骨化二醇的濃度過低。

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，它還會幫助腸道吸收鈣。但要注意的是，鈣和磷是同時吸收的，缺一不可，如果只補鈣而不補磷，幾乎沒有效果。

那么，為了補鈣，干脆多吃維生素D 好了。其實，用不著補充，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，只要我們沐浴著陽光，就能得到足夠的紫外線，一般來說，成年人每天曬2 小時太陽，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，那你根本不需要補充維生素D。

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

當然也要注意，曬太陽同樣不能過度，紫外線也能引起癌變，一切都要講究平衡，極端地為了一個目的做過量的事是有害的。