Calcium,chemisch gebonden incalciumoxide (CaO) werd al door deRomeinen gebruikt. Pas in1808 werd calcium als chemisch ongebonden element, of 'metallisch calcium', ontdekt na doorHumphry Davy te zijn geïsoleerd door middel vanelektrolyse. Davy gebruikte eenkathode van (vloeibaar)kwik, waarmee hij calciumamalgaam verkreeg - metallisch calcium is zeer goed oplosbaar in kwik. Hetafdistilleren van het kwik leverde metallisch calcium, hoewel vanonzuivere kwaliteit.
De Franse wetenschapperHenri Moissan slaagde eind negentiende eeuw erin om chemisch zuiver calcium te bereiden doorcalciumjodide metnatrium te reduceren. De naam is afkomstig van hetLatijnseCalx, dat "kalksteen" betekent.
Calciumverbindingen vormen de basis vanbotten entanden, daarom is het voorgewervelden belangrijk om er via hetvoedsel voldoende van binnen te krijgen. Een te hoge calciuminname kan bij jonge dieren leiden tot hetwobblersyndroom.
In hetklinisch-chemisch laboratorium wordt hetcalciumgehalte van met name het bloed gemeten; het niveau daarvan kan een eventuele disbalans van calcium tussen het bloed in de verschillendelichaamscompartimenten aantonen. In het bloed is calcium ofwel gebonden aan hetplasma-eiwitalbumine (40%), ofwel aan negatief geladen ionen (10%), of vrij aanwezig alsgeïoniseerd calcium, hetelektrolyt Ca2+, de in het bloedfysiologisch actieve vorm. Het calciumniveau in het bloed staat onder regulatie vanvitamine D en hetParat-hormoon (PTH). Een ongecontroleerde afgifte aan het bloed van PTH, PTH-achtige hormonen,vitamine D of specifiekecytokinen kan een verhoogd calciumniveau in het bloed veroorzaken (> 2,55 mmol/L). Een verlaagde concentratie van calcium in het bloed (< 2,1 mmol/L) komt voor bij behandeling met bepaalde medicijnen, en verder bij chronischenierziekte,alkalose,malabsorptie, verlaagdPTH-afgifte of bij een vitamine D-tekort.
Calcium is het meest voorkomendemetaal in het menselijk lichaam en vormt, na de vier organische elementen koolstof, zuurstof, waterstof en stikstof, het meest voorkomende element. De totale hoeveelheid calcium in een volwassen persoon bedraagt ongeveer 1 kg.[1]
Een gevarieerde voeding zorgt voor voldoende opname van calcium door hetlichaam, zoals melk en melkproducten, groente, noten en peulvruchten. Calciumsupplementen bestaan in de vorm van calciumcitraat ofcalciumcarbonaat, in de vorm van bruis- en kauwtabletten. Bij bepaalde behandelingen, zoals metbisfosfonaten ofcorticosteroïden moet systematisch calcium envitamine D worden toegevoegd.
Het dagelijks drinken van één of twee porties halfvolle zuivel lijkt gunstig te werken bij het voorkomen van kanker. Calcium lijkt bescherming te geven aan de darmwand. Iemand die geen zuivel verdraagt (lactose intolerantie), heeft een hoger risico op darmkanker.[2]
Het gehalte aan calcium in zoogdieren wordt gereguleerd, onder meer dankzij de beenderen die fungeren als opslaglocatie. Calciumionen worden van daaruit in de bloedbaan vrijgelaten onder gecontroleerde omstandigheden. In de bloedbaan wordt het calcium getransporteerd als opgeloste ionen of gebonden aaneiwitten zoalsalbumine.Parathormoon, uitgescheiden door debijschildklier, reguleert de resorptie van Ca2+ uit been, de reabsorptie in de nieren en de activatie vanvitamine D (in zijn hormonaal actieve vorm genaamdcalcitriol). Calcitriol zorgt op zijn beurt voor de absorptie van calcium uit de darmen en de mobilisatie van calciumionen uit been.Calcitonine is een hormoon dat geproduceerd wordt door de medullaire schildkliercellen en dat het serumcalcium verlaagt. Ook de celorganellen zijn belangrijke opslagplaatsen van calcium. Zij accumuleren voortdurend Ca2+-ionen en laten deze los tijdens bepaalde cellulaire acties. Voorbeelden van zulke organellen zijn demitochondriën en hetendoplasmatisch reticulum.
Een te hoog calciumgehalte in hetbloedserum heethypercalciëmie. Klachten zijnnierstenen, dorst enveel drinken,veel plassen enverwardheid, tot psychose aan toe. Hypercalciëmie is het gevolg van te snel werkende bijschildkliertjes. Dit zijn vier orgaantjes, een paar millimeter groot; een klein goedaardig gezwel in een van deze vier kan hypercalciëmie enbotontkalking veroorzaken. Hypercalciëmie kan ook veroorzaakt worden door bot-metastasen, als de botten aangedaan zijn door uitgezaaide kanker. Een te laag calciumgehalte van het bloedserum heethypocalciëmie en kan krampen in de vingers veroorzaken. Het treedt bijvoorbeeld op bij hyperventilatie, waarbij door de snelle ademhaling het koolzuurgehalte van het bloed daalt en daardoor de pH stijgt. Ook wordt dit gezien als bij een schildklieroperatie per ongeluk de vier bijschildklieren zijn verwijderd. Calcium speelt een rol bij het omzetten van een elektrische prikkel in een chemische: het is nodig om dezenuwcel en despiercel te laten reageren op eenactiepotentiaal. Calcium-instroombeperkende medicijnen ofcalciumantagonisten dienen om de hartslag te vertragen, de bloeddruk te verlagen of de zuurstofbehoefte van het hart te verminderen. Sommige worden voorgeschreven bij duizeligheid of migraine. Voorbeelden zijnnifedipine enverapamil.
Calcium is het op vijf na meest voorkomende element in de aardkorst en van essentieel belang voor het leven opaarde. Het reageert met water onder vorming vancalciumhydroxide. Dit is eenexotherme reactie.
Opgelost calcium in de oceanen wordt door diverseorganismen gebruikt om hun skelet uit op te bouwen, in de vorm van de mineralen calciet enaragoniet. Als deze organismen sterven zinken hun skeletjes naar de bodem om daar sediment te vormen. Door hogehydrostatische druk is in dediepzee, in debathyale zone, op meer dan 4,5 km diepte deoplosbaarheid van calciumcarbonaat groter, waardoor het in het zeewater oplost. Calciumrijke sedimenten worden daarom alleen in ondiepere zeeën, zoals op hetcontinentaal plat, gevormd. Als kalksedimentlithificeert wordt hetkalksteen.
Van calcium zijn meerdere stabiele isotopen bekend, waarvan40Ca en44Ca in aanzienlijke hoeveelheden in de natuur voorkomen.
Bepaalde micro-organismen (radiolaria)fractioneren afhankelijk van de temperatuur de twee stabiele isotopen van calcium bij het onttrekken uit het zeewater. In degeochemie wordt de verhouding44Ca/40Ca in kalkskeletjes uit marien sediment daarom gebruikt om de vroegere temperatuur van zeewater te berekenen. Dit kan echter alleen voor niet te diep begraven sedimenten, omdatdiagenetische reacties de verhouding veranderen als het sediment te diep begraven wordt en onder te hoge druk komt te staan.
