Размещено на http://www.allbest.ru

Характеристика

Соединения кальция -- известняк, мрамор, гипс (а также известь -- продукт известняка) -- уже в глубокой древности применялись в строительном деле. Вплоть до конца 18 века химики считали известь простым телом. В 1789 А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём -- вещества сложные. В 1808 году Дэви, подвергая электролизу с ртутным катодом смесь влажной гашеной извести с окисью ртути, приготовил амальгаму кальция, а отогнав из неё ртуть, получил металл, названный "кальций" (от лат. Calх, род. падеж calcis -- известь).

кальций биогенный организм природа

Атом

Размещение электронов по орбиталям: +20Са… |3s 3p 3d| 4s

Кальций называется щелочноземельным металлом, его относят к S-элементам. На внешнем электронном уровне у кальция два электрона, поэтому он даёт соединения: CaO, Ca(OH)2, CaCl2, CaSO4, CaCO3 и т. д. Кальций относится к типичным металлам -- он имеет большое сродство к кислороду, восстанавливает почти все металлы из их окислов, образует довольно сильное основание Ca(OH)2.

Содержание в природе

Кальций принадлежит к числу самых распространённых в природе элементов. В земной коре его содержится приблизительно 3% (масс.). Соли кальция образуют в природе большие скопления в виде карбонатов (мел, мрамор), сульфатов (гипс), фосфатов (фосфоритов). Под действием воды и двуокиси углерода карбонаты переходят в раствор в виде гидрокарбонатов и переносятся подземными и речными водами на большие расстояния. При вымывании солей кальция могут образовываться пещеры. За счёт испарения воды или повышения температуры на новом месте могут образовываться отложения карбоната кальция. Так, например, образуются сталактиты и сталагмиты в пещерах.

Кальций в организме

Кальций -- один из биогенных элементов, необходимых для нормального протекания жизненных процессов. Он присутствует во всех тканях и жидкостях животных и растений. Лишь редкие организмы могут развиваться в среде, лишённой кальция. У некоторых организмов содержание кальция достигает 38%, у человека -- 1,4 - 2%. Клетки растительных и животных организмов нуждаются в строго определённых соотношениях ионов кальция, натрия и калия во внеклеточных средах. Растения получают кальций из почвы. По их отношению к кальцию растения делят на кальцефилов и кальцефобов. Животные получают кальций с пищей и водой. Кальций необходим для образования ряда клеточных структур, поддержания нормальной проницаемости наружных клеточных мембран, для оплодотворения яйцеклеток рыб и других животных, для активизации ряда ферментов. Ионы кальция передают возбуждение на мышечное волокно, вызывая его сокращение, увеличивают силу сердечных сокращений, повышают фагоцитарную функцию лейкоцитов, активируют систему защитных белков крови, участвуют в её свёртывании. В клетках почти весь кальций находится в виде соединений с белками, нуклеиновыми кислотами, фосфолипидами, в комплексах с неорганическими фосфатами и органическими кислотами. В плазме крови человека и высших животных только 20 - 40% кальция может быть связано с белками. У животных, обладающих скелетом, до 97 - 99% всего кальция используется в качестве строительного материала: у беспозвоночных, в основном, в виде СаСО3 (раковина моллюсков, кораллы), у позвоночных -- в виде фосфатов.

Многие беспозвоночные запасают кальций перед линькой для построения нового скелета или для обеспечения жизненных функций в неблагоприятных условиях. Содержание кальция в крови человека и высших животных регулируется гормонами паращитовидных и щитовидной желёз. Важнейшую роль в этих процессах играет витамин D. Всасывание кальция происходит в переднем отделе тонкого кишечника. Усвоение кальция ухудшается при снижении кислотности в кишечнике и зависит от соотношения кальция, фосфора и жира в пище. Оптимальные соотношения кальций/фосфор -- в коровьем молоке (около 1,3). В картофеле -- 0,15, в бобах -- 0,13, в мясе --0,016. При избытке в пище фосфора и щавелевой кислоты всасывание кальция ухудшается. Желчные кислоты ускоряют его всасывание. Оптимальные соотношения кальций/жир в пище человека -- 0,04 - 0,08 г кальция на 1 г жира. Выделение кальция происходит, главным образом, через кишечник. Млекопитающие в период лактации теряют много кальция с молоком. При нарушениях фосфорно-кальциевого обмена у молодых животных и детей развивается рахит, у взрослых животных -- изменение состава и строения скелета (остеомаляция).

Кальций в медицине

В медицине препараты кальция устраняют нарушения, связанные с недостатком ионов кальция в организме (при тетании, спазмофилии, рахите). Препараты кальция снижают повышенную чувствительность к аллергенам и используются для лечения аллергических заболеваний (сывороточная болезнь, сонная лихорадка и др.). Препараты кальция уменьшают повышенную проницаемость сосудов и оказывают противовоспалительное действие. Их применяют при геморрагическом васкулите, лучевой болезни, воспалительных процессах (пневмония, плеврит и др.) и некоторых кожных заболеваниях. Назначают как кровоостанавливающее средство, для улучшения деятельности сердечной мышцы и усиления действия препаратов наперстянки, как противоядие при отравлении солями магния. Вместе с другими средствами препараты кальция применяют для стимулирования родовой деятельности. Хлористый кальций вводят через рот и внутривенно. Оссокальцинол (15%-ная стерильная суспензия особым образом приготовленного костного порошка в персиковом масле) предложен для тканевой терапии.

К препаратам кальция относятся также гипс (СаSО4), применяемый в хирургии для гипсовых повязок, и мел (СаСО3), назначаемый внутрь при повышенной кислотности желудочного сока и применяемый в приготовлении зубного порошка.

Заболевания с избытком Ca

При избытке кальция в пище и питьевой воде, чрезмерном употреблении препаратов кальция и кальциферолов может развиваться гиперкальциемия со следующими симптомами:

потеря аппетита,

жажда,

тошнота,

рвота,

слабость,

судороги,

азотемия.

Возможно отложение кальция во внутренних органах (особенно почках), мышцах, сосудах.

Заболевание с нехваткой Са

При хронической нехватке кальция может развиться субкапсулярная катаракта, степень выраженности которой зависит от длительности гипокальциемии и ее степени. Кроме того, при недостатке этого микроэлемента снижается уровень иммунитета, нарушается свертываемость крови и появляется повышенная кровоточивость. Недостаток кальция у детей особенно опасен, поскольку он крайне необходим для нормального роста и развития ребенка. При его дефиците нарушается формирование костей и зубов, происходят патологические изменения в хрусталике глаза. Дети страдают нервными расстройствами, повышенной нервной возбудимостью, нередко возникают судороги. Плохая свертываемость крови у ребенка считается одним из самых опасных проявлений гипокальциемии в детском возрасте. У взрослых, которые в детстве испытывали дефицит кальция, повышен риск развития рассеянного склероза.

Размещено на Allbest.ru