Calcium, Ca, E calcium, ein Erdalkalielement, das als zweiwertiges Kation in der Natur weit verbreitet ist.
Die Calciumresorption erfolgt bei niedrigen Calciumkonzentrationen im Chymus über Calciumkanäle (erleichterte Diffusion) und aktiven transzellulären Transport im Duodenum und proximalen Ileum, stimuliert durch Calcitriol (Calciferole) unter Beteiligung von Calbindin. C. wird in der Zelle an Calbindin gebunden, damit die intrazelluläre Konzentration freier Calciumionen nicht ansteigt. Das gebundene Calcium wird zur basolateralen Membran transportiert und über eine Calcium-ATPase und möglicherweise einen 2 -Natrium-Calcium-Austauscher ins Interstitium abgegeben. Bei hohen Calcium-Konzentrationen im Chymus kommt es zu einer passiven parazellulären Aufnahme im ganzen Darm.
Es existiert auch eine endogene Ca-Sekretion in das Darmlumen. Da Ca sehr leicht komplexiert werden kann, wird die Resorptionsrate (ca. 20–35 %) durch viele Faktoren im Gastrointestinaltrakt bestimmt (Chelatbildner, Phytate [Phytinsäure], Oxalate und Ballaststoffe hemmen die Resorption, Calciferole [Vitamin D], MCT-Fette und Lactose verbessern sie). Die empfohlene Calciumzufuhr ist in der Tabelle zusammengestellt. Nach Bevölkerungsstudien liegt die tatsächliche Zufuhr bei Erwachsenen teilweise bei nur 600 mg / d. Zur Messung des Calciumstatus wird das DEXA-Verfahren (dual energy x-ray absorptiometry) zur Bestimmung der Knochenmasse eingesetzt.
Funktionen: Der Calciumbestand des menschlichen Körpers beträgt 1,5 % des Gesamtkörpergewichtes und über 99 % davon befinden sich im Skelett. Ca verbindet sich im Knochen mit Fluor und Hydroxylapatit zu Fluorapatit (Calzifizierung der Knochen). Neben der Stabilisierung von Knochen und Zähnen hat Ca auch wichtige Funktionen bei der Stabilisierung von Zellmembranen, bei der Muskelkontraktion, der Reizübertragung im Nervensystem und bei der Blutgerinnung. Eine hohe Ca-Aufnahme wirkt sich auch günstig auf den Blutdruck aus. Ca ist ein wichtiger sekundärer Botenstoff, der das Eingangssignal an Hormonrezeptoren bzw. die neuronale Erregung an die zelluläre Reaktion koppelt. Das Ca²⁺ / Calmodulin-System (Calmodulin) ist ein wichtiger Regulator der Calciumhomöostase und der Aktivität verschiedener Enzyme. Bei Mangelzuständen wird C. aus dem Knochen freigesetzt (Parathyrin) und bei erhöhter Zufuhr dort deponiert.
Calciumstoffwechsel: Das Skelett enthält 25.000–40.000 mmol Ca²⁺, in Organen und Extrazellulärflüssigkeit befinden sich jeweils nur 25 mmol Ca²⁺. Pro Tag werden 500 mmol Ca²⁺ zwischen Skelett und Extrazellulärraum ausgetauscht. Aufgrund dieser hohen Austauschrate werden sog. knochenaffine Elemente (E bone seeking elements), also Elemente mit ähnlichen chemischen Charakteristika wie Ca ebenfalls in Knochen- und Zahnsubstanz eingelagert. Hierzu zählen Fluor, Blei, Strontium (ggf. Radium und Plutonium). Daher haben z. B. Zahncremes für Kinder und Jugendliche einen geringeren Fluoridgehalt und sollten kein Strontium (Wirkstoff in „Zahncremes für empfindliche Zähne“) enthalten.
Die hormonelle Regulation des Ca-Stoffwechsels erfolgt über Parathormon (Mobilisation von Ca aus dem Knochen; erhöhte Rückresorption in der Niere), 1,25-Dihydroxycholecalciferol (Stimulation der enteralen Ca²⁺-Resorption) und Calcitonin (Antagonist des Parathyrins [Parathormon] an Skelett und Niere). Der Calcium-Stoffwechsel ist eng mit dem Phosphor-Stoffwechsel (Phosphor) gekoppelt. Eine erhöhte Phosphorzufuhr (1,5–2,5 g) bewirkt einen Abfall des Serum-Calciumspiegels und einen Anstieg des Serum-Parathormons. Entgegen früheren Vermutungen verschlechtert sich dadurch nicht die Calciumbilanz und die Einhaltung bestimmter Calcium-Phosphor Quotienten ist nicht notwendig.

Calcium: Tab. Empfohlene Ca-Zufuhr für verschiedene Bevölkerungsgruppen (n. DACH, Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr, Umschau-Braus, 1. Aufl. 2000).

¹⁾ keine Zulage in Schwangerschaft und Stillzeit

²⁾ Bei gesunden Erwachsenen mit einem Urinvolumen von    2 l / d gilt eine Ca-Aufnahme von 2 g / d als unbedenklich.