Kalsium on hopeanvalkoinen, kiteinenmetalli. Se on hiemanlyijyä kovempi, kevyt, ja helposti leikattavissa ja venytettävissä. Kalsium peittyy ilmassa heti harmahtavallaoksidikerroksella, joka estäähapettumisen leviämistä syvemmälle, vaikka kalsium kylmänä ja kuivana reagoikin heikosti. Se reagoiveden kanssa muodostaenkalsiumhydroksidia Ca(OH)2 ja yhtyy kuumana nopeastihappeen palaen keltapunaisella liekillä. Se yhtyy helposti myösvetyyn,halogeeneihin jatyppeen. Altistuessaanilman typelle sen pinnalle muodostuu valkoinennitridikerros.
Luonnossa kalsiumia on vainyhdisteinä, ei vapaana alkuaineena. Sitä esiintyy muun muassakalkkikivessä jamarmorissa, jotka ovat suurelta osinkalsiumkarbonaattia CaCO3. Kalkkikiveä polttamalla karbonaatti muuttuukalsiumoksidiksi CaO, jota on käytetty yleisestilaastin raaka-aineena jo antiikin ajoista lähtien. Nykyään kalkkikiveä käytetään tähän tapaansementin raaka-aineena.
Kalsiumilla on viisi vakaataisotooppia (40Ca,42Ca,43Ca,44Ca, and46Ca) ja yksi erittäin pitkän puoliintumisajan isotooppi (48Ca,pa 4.3 × 1019 vuotta). Selvästi yleisin isotooppi luonnossa on40Ca 96,941% osuudella. Sitä syntyy vähintään 8-11 Auringon massaisentähden ydinsynteesissäpiin palamisvaiheessaalfareaktiona36Ar +4He →40Ca + γ, E=7,04 MeV.
Eniten käytettyjä kalsiumyhdisteitä lienee maatalouskalkkina käytettäväkalsiumkarbonaatti, joka on kalkkikiveä,kalsiumkloridia CaCl2 taasen käytetään kesäisin pölyn sidontaan teillä jakidevedettömänä kaasujen ja orgaanisten nesteiden kuivaajana.Kalsiumhypokloriittia Ca(ClO)2 käytetään puhdistus- ja desinfiointiaineena. Kalsiumoksidi eli poltettu kalkki on käytössä kuivausaineena, ja kalsiumhydroksidi eli sammutettu kalkki laastin valmistuksessa.Kalsiumkarbidi (CaC2) synnyttääasetyleenia veden kanssa reagoidessaan.Kalsiumsulfaattia CaSO4 esiintyy kidevedellisenä sekä kidevedettömänäanhydridinä ja se tunnetaan paremmin nimelläkipsi.
Kalsium estää valujen kuplaisuutta ja metallisena sitä käytetäänpelkistimenä ja hapen sitomiseen valmistettaessaerikoisteräksiä ja muita metalliseoksia. Kalsiumia käytetään myösargonin erottamiseen typestä ja metalliseosten kovettamiseen. Kalsium suojaa toisia aineitakorroosiolta metalliseoksissa. Metallisen, puhtaan kalsiumin merkitys on pieni.Fosforilannoitteiden valmistuksessa käytetään kalsiumyhdisteitä sisältäviä mineraalejaapatiitti jafosforiitti. Laboratoriotyöskentelyssä kalsiumia käytetään kuivausaineena. Kalsiumia käytetään myösrikin poistoonmaaöljystä ja muiden metallien kanssa parantamaan niidenlujuusominaisuuksia. Maan kalkitus parantaa kasvien ravintoaineiden, kutentypen, ottoa maasta.
Ihmisissä on keskimäärin 1,2–1,4 kilogrammaa kalsiumia, josta yli 99 % onluustossa. Alle 1 % on kehon solujen ulkoisissa nesteissä, muun muassa veressä, jossa keho pitää kalsiumpitoisuuden tietyllä tasolla. Esimerkiksi aikuisilla ihmisillä on veressä normaalisti 8,4–9,5 milligrammaa kalsiumia per desilitra (mg/dl)veriseerumia. Kalsium imeytyyohutsuolesta. Imeytyminen vaatii muun muassa riittävääD-vitamiinien saantia. Kalsium on välttämätön osa luun mineraalin muodostusta, joka vaatii muun muassa myös riittävääfosforin saantia ravinnosta.[3] Luun muodostuksen lisäksi kalsium säätelee mm. hermo-lihasärtyvyyttä,veren hyytymistä,solukalvoissa tapahtuvia kuljetuksia,hormoni- javälittäjäaineiden vapautumista sekä moniaentsyymireaktioita.[4]
Ihmisillä kehon kalsiumaineenvaihduntaan osallistuu monia aineita. 1,25-D(OH)2-vitamiinit, kutenkalsitrioli, japarathormoni (PTH) ovat veren kalsiumpitoisuutta kohottavista aineista keskeisimpiä. Kalsitrioli on D3-vitamiinin biologisesti aktiivinen muoto. Kalsitrioli lisää kalsiumin imeytymistä suolistosta ja vähentää munuaisissa sen poistumista verestä virtsaan. PTH taas lisää luun hajotusta kalsiumiksi vereen ja D-vitamiinien muuntumista vereen vapautuviksi 1,25-D(OH)2-vitamiineiksi. PTH:ta erittyy vereen, jos veressä on kalsiumia alle 10 mg/dl, mutta alle 7,5 mg/dl pitoisuudessa PTH:n eritys saavuttaa maksimin.Kalsitoniini on eräs keskeisimpiä veren kalsiumpitoisuutta kohottavista aineista. Se kumoaa parathormonin ja kalsitriolin vaikutuksia.[5]
Lievä hypokalsemia eli veren kalsiumpitoisuuden pienentyminen aiheuttaa raajojen ja suun pistelyä ja puutumista. Vaikean hypokalsemian oireita ovat sormien kömpelyys, kouristukset ja sydämen toimintahäiriöt. Hypokalsemiassa voi esiintyä myös voimattomuutta ja ahdistuneisuutta tai muita psyykkisiä oireita sekä muutoksia sydänfilmissä.[6]
Etenkin lisäkilpirauhashormoni parathormoni ja D-vitamiini säätelevät veren kalsiumpitoisuutta. Parathormoni lisää kalsiumin vapautumista luusta ja vähentää sen eritystä virtsaan. Lisäksi aktiivisen D-vitamiinin määrä lisääntyy, mikä tehostaa kalsiumin imeytymistä ruoasta. Hypokalsemian syynä on usein lisäkilpirauhasen vajaatoiminta tai D-vitamiinin puute. Munuaisten vajaatoiminta heikentää munuaisten kykyä aktivoida D-vitamiinia.[6]
Kalsiumin puute voi vaikuttaa myösluun jahampaiden kasvuun.
Kalsiumin rooli ja optimisaanti eivät ole nykytutkimuksen valossa aivan selviä[7]. Kalsiumin saantisuositus vaihtelee eri maissa. Harvardin yliopiston kansanterveysyksikön mukaan yksi lasi eli 2,5 desilitraa maitoa tai vastaava määrä muita maitotuotteita päivässä takaa todennäköisesti luuston terveyden kannalta riittävän kalsiuminsaannin. Maitotuotteiden kulutuksen pitäisi jäädä samalla alle 7,5 desilitraan päivässä, koska näin suuret määrät on yhdistetty kohonneisiin syöpäriskeihin.[7] Liian suuri kalsiuminsaanti heikentää myös esimerkiksiraudan imeytymistä elimistöön. Liikasaanti voi johtaa myösmunuaiskiviin.
Suomenvaltion ravitsemusneuvottelukunnan suositusten mukaan kalsiumia tulisi saada 100 milligrammaa vuorokaudessa (mg/vrk) ravinnosta energiana saatuamegajoulea kohti eli aikuisille noin 800 mg, mikä vastaa lähes seitsemää desilitraa maitoa. Raskaana oleville ja imettäville naisille sekä kasvaville nuorille suositellaan 900 mg/vrk. Aikuisten suurimpana hyväksyttävänä päiväsaantina pidetään Suomessa 2 500 milligrammaa.[8][9]
Hyviä kalsiumlähteitä ovat esimerkiksi juusto ja muutmaitotuotteet,sardiini ja muut ruotoineen syötävät kalat, suklaa,kirjolohi, kananmunan keltuainen,silakka ja katkaravut. Huonon imeytyvyyden ta liian pienen tyypillisesti käytetyn annoskoon takia huonoja kalsiuminlähteitä ovat esimerkiksisoijamaito, monetpavut,mantelit,seesaminsiemenet japinaatti. Esimerkiksi pinaatissa on paljon kalsiumia, mutta sen sisältämäoksaalihappo toimiikelaattorina (katsoantiravintoaine), joka estää kalsiumin imeytymistä.[10][11] Pähkinöiden, soijapapujen ja muiden palkokasvien sekä vihannesten sisältämä kalsium ei imeydy hyvin sisältämiensä fytaattien, tanniinien, uroni- tai oksaalihapon vuoksi[12].
Joihinkin elintarvikkeisiin, kuten soijamaitoon tai mehuihin, saatetaan lisätä kalsiumia, jolloin nekin ovat hyviä kalsiumlähteitä.[10][11] Myösvesijohtovesi on joissain maissa merkittävä kalsiumlähde.[13]
Kalsiumin saanti vaihtelee huomattavasti maittain. Kalsiumin keskisaanti on joissain Aasian maissa vain 175 milligrammaa päivässä kiinalaisten ja indonesialaisten keskisaannin ollessa 340 milligrammaa ja japanilaisten noin 600 milligrammaa. Kalsiumin saanti vaihtelee latinalaisessa Amerikassa Kolumbian kolmestasadasta Meksikon 800 milligrammaan päivässä. Englantilaisten keskisaanti on noin 700 milligrammaa naisilla ja 880 mg miehillä[14][12].
Suomalaiset naiset saavat kalsiumia keskimäärin 1 007 mg/vrk ja miehet 1 202 mg. Noin prosentilla suomalaisista kalsiumin saanti on suurempaa kuin suomalaisten ravitsemussuositusten suurin hyväksyttävä päiväsaanti 2 500 milligrammaa. Suomalaisten kalsiumista 60 prosenttia tulee maitovalmisteista ja niitä sisältävistä ruoista.[15][8]
Vuonna 2013 julkaistussa ruotsalaistutkimuksessa havaittiin, että niillä eläkeläisnaisilla oli yli kaksinkertainen kuolleisuus, joiden kalsiumin saanti ylitti 1 400 mg/vrk. Heillä esiintyi paljon etenkin sydän- ja verisuonitautikuolemia. Myös niiden naisten kuolleisuus oli tavallista suurempi, jotka saivat kalsiumia alle 600 mg/vrk.[16]
Yhdysvaltojen ennaltaehkäisevän kardiologian seuran vuonna 2016 julkaiseman tiedotteen mukaan oli olemassa kohtuullista näyttöä siitä, ettei kalsiumin sallitun määrän (2000-2500 mg/vrk) alittava saanti vaikuttanut terveillä aikuisilla kuolleisuuteen tai sydän- ja verisuonisairauksien riskiin[17]. Kohtuullinen näyttö tarkoittaa sitä, että näyttö on saatu tasokkaasta tutkimuksesta tai että tasokkaista tutkimuksista saadussa näytössä on ollut vain vähän ristiriitaisuuksia tai että aiheesta on olemassa useita kohtuullisen laadukkaita tutkimuksia, joiden tulokset ovat samansuuntaisia ja joissa ei ole systemaattista virhettä[18].
British Medical Journalissa vuonna 2015 julkaistuissa kahdessa laajassa tieteellisessä tutkimusyhteenvedossa todettiin, että luunmurtumia sattuu yhtä paljon riippumatta siitä saako ihminen kalsiumia paljon vai vähän. Sama päti luunmurtumariskiin.[19]
2007 julkaistussa väestötutkimuksessa runsaasti kalsiumia sisältäviä maitotuotteita käyttävienlaktovegetaristien luunmurtumariski ei ollut myöskään yhtään pienempi kuin kananmunia, lihaa tai kalaa proteiininlähteenä käyttävillä. Pelkkiä kasvikunnan tuotteita syövillävegaaneilla oli kuitenkin 30 prosenttia suurempi murtumariski, joka liittyi alhaiseen kalsiumin saantiin. Niiden vegaanien murtumariski ei ollut suurentunut, jotka saivat ravinnostaan vähintään 500 milligrammaa kalsiumia vuorokaudessa.[20]
Yli kaksi lasia maitoa päivittäin juovilla miehillä esiintyy kaksi kertaa enemmän eturauhassyöpää kuin niillä miehillä, jotka eivät juo maitoa. Toisen tutkimuksen mukaan päivittäin yli 2000 milligrammaa kalsiumia saavilla miehillä esiintyy lähes kaksi kertaa enemmän eturauhassyöpää kuin miehillä, joiden kalsiumin saanti jää alle 500 milligrammaan.[21]
Kalsium on myös kasviravinne. Kasvit ottavat kalsiumin maastaioneina, joita on yleensä riittävästi saatavilla. Kasvi tarvitsee kalsiumiasoluseinän rakentamiseen jatumasukkulan muodostamiseen. Kalsium myös aktivoi joitainentsyymejä ja toimiitoisiolähettinä. Kalsiumin puute aiheuttaa kasvun hiipumista ja nuorten solukkojen kuolemista.
↑Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: Kemia, s. 325. Otava, 1988. 951-1-10136-6
↑Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC.Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
↑abMizuka Higashiguchi, Toshiyuki Onoda, Tanvir Chowdhury Turin, Kiyomi Sakata: Calcium Intake and Associated Factors in a General Japanese Population: Baseline Data of NIPPON DATA80/90 and the National Nutrition Survey. Journal of Epidemiology, 5.5.2010, 20. vsk, nro Suppl 3, s. S549–S556. PubMed:20351477doi:10.2188/jea.JE20090224ISSN 0917-5040Artikkelin verkkoversio.
↑Stephen L. Kopecky, Douglas C. Bauer, Martha Gulati, Jeri W. Nieves, Andrea J. Singer, Peter P. Toth: Lack of Evidence Linking Calcium With or Without Vitamin D Supplementation to Cardiovascular Disease in Generally Healthy Adults: A Clinical Guideline From the National Osteoporosis Foundation and the American Society for Preventive Cardiology. Annals of Internal Medicine, 25.10.2016, nro 12, s. 867. doi:10.7326/M16-1743ISSN 0003-4819Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
