钙（calcium）是人体含量最多的无机元素，出生时体内含钙总量约为28g，成年时达850~1200g，相当于体重1.5%~2.0%，其中99%集中在骨骼和牙齿。主要以羟磷灰石结晶[3Ca3（PO4）2（OH）2]形式存在，少量为无定形钙。后者在婴儿期占较大比例，以后随年龄增长而逐渐减少。其余的1%中，有50%与枸橼酸（柠檬酸）螯合或与蛋白质结合；另外50%则以离子状态存在于软组织、细胞外液及血液中，组成混溶钙池（miscible calcium pool），这部分钙与骨骼钙维持动态平衡，是维持体内细胞正常生理状态所必需的。体内有相当强大保留钙和维持细胞外液中钙浓度的机制，因为钙生理学功能对生命非常重要，即使当饮食钙严重缺乏或机体发生钙异常丢失时，可通过相同机制使骨脱矿化，以纠正甚至是轻微低钙血症，而保持血钙稳定。
构成骨骼和牙齿
骨骼和牙齿是人体中含钙最多的组织。正常情况下，骨骼钙在破骨细胞作用下不断被释放，进入混溶钙池。此外，混溶钙池中钙不断沉积于成骨细胞中，如此循环，使骨骼不断更新。幼儿骨骼每1~2年更新1次，以后随着年龄增长，更新速度减缓，成年后每年更新2%~4%，约700mg/d，10~12年更新1次，40~50岁以后，骨吸收大于生成，钙在骨中含量逐渐下降，每年约为0.7%，且女性早于男性，妇女在停经后加速。
包括神经肌肉的兴奋、神经冲动的传导、心脏的正常搏动。红、心肌、肝与神经等细胞膜上有钙结合部位，当钙离子从这些部位释放时，细胞膜结构与功能发生变化，如对钾、钠等离子通透性改变。某些高血压可能与钙不足有关。有研究证明，补钙可降低妊娠诱发高血压发病率；饮食钙补充可使孕期发生高血压危险明显下降。
钙对许多参与细胞代谢的大分子合成、转运的酶都有调节作用，如三磷腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶及某些蛋白质分解酶等。
此外，钙还参与血细胞凝集过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡及细胞内胶质稳定性。
钙在小肠通过主动转运与被动（扩散）转运吸收。主动转运受饮食成分、体内钙和维生素D营养状况和生理状况，如生长、妊娠、哺乳与年龄、性别等诸因素影响。被动转运则与肠腔钙浓度有关，吸收率为20%~60%。
钙吸收受饮食草酸与植酸影响，因其可与钙结合成难于吸收的盐。粮食植酸较多，某些蔬菜如蕹菜、菠菜、苋菜、竹笋等含草酸较多，可使钙吸收率较低。食物纤维干扰钙吸收，可能是其中醛糖酸（aldonic acid）残基与钙结合所致。脂肪消化不良，可使未被吸收脂肪酸与钙形成钙皂，而影响钙吸收。磷酸对钙吸收影响尚无一致意见；许多研究证明，大量的磷酸对钙吸收并无影响。高磷饮食促进粪钙丢失，并降低尿钙排出而保持钙平衡。降低钙磷比例有助于钙储留，对钙吸收并无影响。但长期摄入过多磷可损害平衡机制，改变钙代谢，致低钙血症和继发性甲状旁腺功能亢进。
对钙吸收有利因素，如维生素D，特别是在肝、肾被羟化形成的1，25（OH）2D3。乳糖可与钙螯合，形成低分子量可溶性络合物，当其被肠内细菌分解发酵产酸，使肠腔pH降低，有利于钙吸收。饮食蛋白质充足，因钙可与氨基酸结合成可溶性络合物，有利于钙吸收。但如摄入过多超过需要量，可使尿钙排出增多而呈现负钙平衡。流行病学调查显示，高蛋白质饮食对髋部骨折率和掌骨骨皮质骨质疏松无不利影响。
此外，钙的吸收还与机体状况有关，婴幼儿、孕妇、乳母因需要增高，钙吸收率远大于成男性。随年龄增长，钙吸收率也逐渐下降，60岁以上男性、女性钙吸收均明显降低。婴幼儿钙吸收率常大于50%，儿童期为40%，成年人则降至20%左右，老年人更低，仅达15%左右。服用制酸剂会干扰钙的吸收。
体内钙大部分通过肠黏膜上皮细胞脱落，消化液分泌排入肠内，其中有一部分被重吸收，其余由粪中排出。正常饮食时，钙从尿中排出量为摄入量20%左右。尿钙排出量与摄入钙量呈指数关系，与肠吸收钙量呈正相关。钙也从汗中排出，如高温作业者每天从汗中丢失钙高达1g左右。乳母通过乳汁每天排出钙150~300mg。补液、酸中毒、高蛋白或高铁饮食及甲状腺素、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素或维生素D过多及卧床均可使钙排出增多。
钙在体内储存受饮食供给水平所左右，人体对钙需要程度也有影响。磷摄入过多，对于钙储存影响不大。但高钠摄入量可降低钙在骨骼中储存，并降低骨密度。氟骨症、糖尿病均对钙代谢有抑制作用。
在正常情况下，体内钙维持平衡状态，甲状旁腺激素、降钙素和1,25-（OH）2-D3，互相作用而调节钙平衡关系，保持钙内环境稳定。此外，钙调素（calmodulin）调节细胞内钙离子水平，维持各种需钙参与的反应。其他激素，如胰岛素、皮质醇、生长激素、甲状腺激素、肾上腺素、雌激素、睾酮及几种生长因子，如胰岛素样生长因子IGF1和IGF2，还有某些未确定的化合物和某些物理现象，对改变和调节器官对甲状旁腺激素、降钙素和1，25-（OH）2-D3的反应均有作用。
（1）病因病理：佝偻病最常见病因是母乳不足或钙含量偏低、每天日照小于2h及未及时添加维生素D和钙制剂，即由缺钙和缺维生素D双重因素所致。影响佝偻病发生的因素有①地区因素：北方日照少，患病率高；高原紫外线多，发病率低。②年龄因素：年幼儿童易患佝偻病，3~18个月儿童患病率最高。③城乡因素：城市儿童因户外活动少，易患佝偻病。④季节因素：冬春日照短，发病率增高。⑤居住因素：室外活动少者易患佝偻病。⑥喂养因素：婴儿喂养以母乳最佳，母乳中所含钙磷比例合适，易于吸收，其他代乳品喂养的儿童易患佝偻病。⑦生长因素：如营养条件过好，儿童体重超过正常水平，而此时钙的摄入相对不足，不能满足骨骼生长发育的需求，也可致佝偻病。
（2）诊断：应根据临床症状、体征、血生化及骨骼X线检查，并结合年龄、季节、是否早产户外活动情况、喂养史等进行考虑。典型病例可根据临床症状、体征做出诊断。对可疑病例应做血生化及X线摄片以助诊断。目前认为血清25-（OH）-D3和1，25（OH）2-D3水平，对诊断早期活动型佝偻病更为敏感可靠
（3）预防和治疗：①食物预防：孕妇及乳母注意多食含维生素D及钙、磷丰富的饮食，多晒太阳，孕期4~5个月后有腰酸背痛、肌肉抽动者，每天应服维生素D10~20μg。
②定期访视：定期访视婴儿，重点是18个月以内的小儿，特别是早产儿、人工喂养儿、生长过快和冬季出生的小儿。多做户外活动，提倡母乳喂养、及时添加各种辅食。
③药物预防：从出生1个月开始，早产儿、人工喂养儿和冬季出生的小儿可从出生后15d开始添加维生素D3，婴幼儿每天需要维生素D3，10~20μg，早产儿开始可加倍，给予20μg/d，通常至2岁后不再服用。
④常规治疗：增加户外活动，注意饮食及护理，不宜久坐、久站、久走和将胸部束缚太紧，以防发生畸形。
⑤维生素D疗法：a. 普通疗法：活动早期，维生素D125~2500μg/d，口服1个月后改为预防剂量（10μg/d）；极期，单纯维生素D制剂250~500μg/d，口服1个月后改为预防剂量；恢复期常用预防剂量维持。凡用量较大者，宜用纯维生素D制剂，不用鱼肝油，以免发生维生素A中毒。b. 突击疗法：用于重症、有并发症或不能口服者。治疗同时或提前3d给钙剂。活动早期，维生素D37500~10000μg，肌内注射，注射1次即可；极期，维生素D37500~10000μg，肌内注射，视病情每周1次或2次，连用2次或3次，总量不超过3万~4.5万μg。突击疗法3个月后，用预防剂量口服维持。大剂量或多次连续使用维生素D时，应注意观察，以防中毒。钙剂：使用维生素D治疗同时口服葡萄糖酸钙1~3g/d，或服活性钙。c. 矫形疗法：严重骨骼畸形者，须待4岁后佝偻病痊愈时进行手术矫正；较轻畸形常能自行矫正。
（1）病因病理：当破骨细胞作用时，钙和磷从骨质中释放出来，称为骨的吸收。此外，钙和磷沉着于类骨组织中形成新骨。旧骨吸收和新骨形成构成骨重建。在正常情况下骨重建的两个过程是平衡的，如果旧骨吸收快于新骨的形成，即发生骨质减少，出现临床体征，称为骨质疏松症。
（2）诊断：根据临床表现诊断不难，必要时可采取X线和实验室辅助检查。
（3）预防和治疗
①预防：中老年人、运动员、孕妇及乳母注意多食含维生素D及钙、磷丰富的饮食，如牛奶、小鱼虾类、藻类、骨汤类、蘑菇类、蛋类及补充钙制剂。适当增加户外活动。
②治疗：治疗骨质疏松症最好办法是服用大量钙剂，每天钙1500mg加适量维生素D，通常5μg/d即可。对于继发性骨质疏松症的治疗原则，首先是治疗原发病症，然后再对骨质疏松症进行治疗。
（1）钙生化指标：不是反映机体营养状况的合适指标。血钙浓度因受严格调控而变化很小；尿钙则受诸多因素的影响，变异很大。现认为24h尿羟脯氨酸/肌酐比值与饮食钙摄入量相关，可作为钙营养状况的评价指标之一。
（2）骨矿物质测量：可直接反映钙的营养状况。骨矿物质含量（bone mineral content，BMC）是钙储留有用指标，适用于生长发育期的儿童，对骨骼已稳定的成人，骨密度（bone mineral density，BMD）测量同样适用。骨密度测量技术包括体层X线照相术的定量计算（QCT）、单光子（SPA）和双光子吸收（DPA）测量及双能量X线吸收（DEXA）测量。其中DEXA具有放射剂量低的优点，但DPA的应用比DEXA为多。
（3）钙平衡测量：是目前较实用的评价钙营养状况的方法。根据钙摄入量与排出量（粪钙+尿钙+汗液钙）的差值，计算正负平衡值。满足机体平衡的钙，在体内储留达到一定程度时，即不再增加。在实验曲线上呈平台摄入（plateau take），即达到最大钙储留（maximal calcium retention）。
如以测定各种不同年龄幼小动物、死亡婴幼儿体内总钙量，据此以估计不同年龄段每天体内钙储存量，结合钙内源损耗估计量，即可大致估算钙需要量。
钙需要量与蛋白质摄入水平有关，为每100g蛋白质需要1g钙，高磷饮食使钙需要增加。高温作业者钙排出增加，寒带地区阳光不足，皮肤内转化维生素D少，钙吸收较差，同时钙来源也常受饮食类型影响，故均需增加钙供给量。孕期、哺乳期妇女对钙需要都相对增加，早产婴儿、青春期前后儿童少年、老年人，均需适当增加钙供给量。可观察到钙无不良反应水平（non-observed adverse effect level，NOAEL）为1500mg/d。
钙食物来源应考虑两个方面，钙含量及吸收利用率。奶与奶制品含钙丰富，吸收率也高，是婴幼儿理想的钙来源；水产品中小虾皮含钙特别多，其次是海带；豆类及其制品及油料种子和蔬菜含钙也不少，特别是黄豆及其制品，黑豆、赤小豆、各种瓜子、芝麻酱、海带、发菜等钙含量均丰富。
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