生命不能創(chuàng)造，而只能利用元素。發(fā)源于海洋的生命，在最終登陸之前，花費了幾十億年的時間開發(fā)身邊元素的近乎所有可能的用法，以探索生命的近乎最好可能。那些用法逐漸成了生命的底層機制，那些元素也就成了生命的根本成分。

大海中除了基本的（構(gòu)成水的）氫和氧之外，最豐富的元素是：氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、溴、碳……

在地球史中，海水中的礦物質(zhì)濃度在整體上是逐漸上升的。

而同樣以水為主體的生命，需要能游離在水中且可與多方互動的元素，以建構(gòu)生命底層的多種化學過程。于是，海水中的氯、鈉、鎂、鈣、鉀離子也都成了生命體內(nèi)的主要離子。

硫離子和碳離子都難以在水中單獨且穩(wěn)定存在。

溴也是生命必需的元素之一，雖然其功能更多地被同族的氯和碘替代了。

其中鈉、鉀離子的堿性過強，必須與特定的陰離子（比如氯離子）組合，否則容易腐蝕有機組織；鎂、鈣離子的堿性弱，能夠與許多種陰離子組合，因此適應(yīng)性更廣，可以更靈活地參與建構(gòu)生命的化學過程。

而相比于鎂，鈣離子更大一些，因此移動更快，與水分子的交換速度是鎂的五千倍，與配體的結(jié)合速度和強度是鎂的一萬倍；另外，鈣離子的電子層數(shù)更多（最外層電子的結(jié)合力更弱），更容易失去電子，還原性更強，可以與更多種類的分子產(chǎn)生聯(lián)系。

與海水中同樣不算少的鍶相比，鈣離子又足夠小，能夠穿過許多細胞通道。

可以想見，在海洋中演化了幾十億年的生命，一定將如此豐富而好用的礦物質(zhì)開發(fā)到了極致。

不過，其實在生命誕生之初，海洋中的鈣非常少，每升海水中大約只有4μg。隨著地殼中的鈣一點點匯入大海，海水中的鈣才越來越豐富。但生命體內(nèi)的許多化學過程還是保守的，需要從前那樣的低鈣環(huán)境才能良好進行。于是細胞需要不斷將從外界進入的鈣排出去（或者「關(guān)起來」），以維持內(nèi)部的平衡——直到今天，我們體內(nèi)細胞中的鈣離子濃度依然是海洋在40億年前的水平。

隨著海水中的鈣濃度大幅提升，細胞內(nèi)外形成了足夠的滲透壓（和電勢差）。有些細胞學會了利用這種跨膜壓力，讓鈣離子適時地涌入自身內(nèi)部，然后與某些特定的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而改變其形態(tài)，進而引發(fā)一系列的反應(yīng)。這些細胞就成了后來的真核細胞，最早用來與涌入細胞的鈣離子結(jié)合的蛋白質(zhì)之一就是鈣調(diào)素，隨后更是出現(xiàn)了許多種能與鈣離子結(jié)合（從而改變活性）的蛋白質(zhì)，比如各種離子通道、酶、轉(zhuǎn)錄因子……

今天，鈣調(diào)素依然存在于所有真核生物體內(nèi)。

細胞膜上許多營養(yǎng)通道的開合也需要鈣的調(diào)節(jié)。鈣離子本身在涌入細胞中時，也能牽帶一些有極性的營養(yǎng)分子，比如水分子、葡萄糖分子。

真核細胞中的線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，乃至富酸的內(nèi)體和溶酶體中都儲存有鈣離子，在特定情況下也會向細胞質(zhì)輸送鈣離子，引發(fā)特定反應(yīng)。（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和溶酶體中的鈣離子濃度約為20mg/L。）

對于真核生物而言，作為第二信使的鈣離子信號大概是其最普遍的細胞內(nèi)信號，使其能根據(jù)外部環(huán)境的變化來調(diào)節(jié)大量的內(nèi)部活動，比如ATP合成、基因表達、細胞分裂（整個細胞周期都經(jīng)由鈣離子調(diào)控）——在這個意義上，鈣離子通道幾乎可以算作是真核細胞最原始的眼睛了，而鈣離子就是對那「眼睛」而言的光。

在前寒武紀，當多細胞生命出現(xiàn)時，海洋中鈣的濃度已經(jīng)比最初提升了至少一萬倍。即，當細胞開始聯(lián)合在一起時，充斥在其間隙和外周的液體的鈣濃度達到了每升40mg乃至更高的水平。大量與細胞連接、互動、協(xié)調(diào)有關(guān)的機制就在這種鈣濃度下發(fā)展出來，比如細胞分化、胞吐（關(guān)乎著激素分泌、免疫反應(yīng)、神經(jīng)信號傳遞、突觸形成），細胞之間的連接、協(xié)調(diào)運動（關(guān)乎著肌肉收縮、心臟搏動）。比如在（上皮組織和內(nèi)皮組織中）細胞之間維持穩(wěn)定連接的鈣黏蛋白（cadherin）和創(chuàng)造臨時連接的選擇素（selectin）都依賴鈣離子，以至于細胞連接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與細胞間質(zhì)的鈣離子濃度正相關(guān)。

在胰腺中，當組織液中的鈣離子涌入β細胞中，就會刺激胰島素分泌。免疫系統(tǒng)中的肥大細胞，也需要鈣離子涌入來向外分泌組胺、血清素，乃至腫瘤壞死因子、白介素4和白介素13等。

今天，我們身體組織液內(nèi)的自由鈣離子濃度比細胞內(nèi)部的也高約一萬倍，約為50mg/L（1.2mmol/L），這大概就是多細胞生命在逐漸復(fù)雜化的時期，即約5億年前海洋中的鈣水平。在那之后，海洋中的高等生命就開始建立完善的體液內(nèi)平衡系統(tǒng)，在體內(nèi)鈣水平過高時，將其更多地結(jié)合、沉積或排出，以確保細胞外始終是當初聯(lián)合時的離子濃度，而不會跟著外界的海水一直上升。

人體組織液中的鈣有41%與蛋白質(zhì)結(jié)合，這種鈣無法自由擴散；9%與陰離子（檸檬酸、磷酸）組合，剩下50%的自由鈣離子可以通過細胞膜擴散。

鈣與磷酸結(jié)合成正磷酸鈣，與碳酸氫鈣一起形成酸堿緩沖劑，將細胞外打造成弱堿性的環(huán)境（在這種環(huán)境下，正磷酸鈣不會沉淀）——pH為7.4，這應(yīng)該也是海洋曾經(jīng)的水平。

當海水中的鈣愈發(fā)豐富，多細胞生命也開發(fā)出了更奢侈的用法——打造硬性結(jié)構(gòu)，比如外殼、牙齒、骨骼，這支持了寒武紀的物種大爆發(fā)，乃至更后來脊椎動物的興起。如今，鈣依然是我們體內(nèi)最多的礦物質(zhì)，占礦物質(zhì)總量的40%，其中有99%都是參與構(gòu)建骨骼的（骨膠原蛋白上的羥基磷灰石晶體），而在細胞內(nèi)外參與各種生理功能的鈣只有1%。

不過要說「奢侈」，低等動物似乎更有創(chuàng)造力。比如牡蠣，用鈣打造的殼重能達到「自身」重量的數(shù)倍，珊瑚蟲那用鈣造礁的做派更是堪稱鋪張了。

如今，海洋中的鈣更是達到了400mg/L的水平……

曬制海鹽的過程中，大部分鎂和鈣的沉淀物（比如硫酸鈣），都會被作為雜質(zhì)（類似于水垢）去除。

生命登陸后，也就離開了各種離子的海洋，從而需要不斷攝入鈉、氯、鎂、鈣、鉀……以將體液內(nèi)的各種礦物質(zhì)維持在海洋曾經(jīng)的水平。

好在鈣在大地中也很豐富（占比3.4%），經(jīng)過（帶有二氧化碳的）水的溶解后（碳酸鈣變?yōu)樘妓釟溻}），就有了好用的鈣離子。

大地中的各大元素為：氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂……

植物的根系憑借土壤中少量的水分，獲取溶解在其中的少量鈣離子。

不過不同地區(qū)的地質(zhì)和淡水，鈣含量差異極大。一般所謂「硬水」每升應(yīng)有100mg之上的鈣，但少的每升只有幾十毫克，多的甚至能達到700mg。

水在加熱的時候，其中的鈣會逐漸沉淀為水垢，加熱時間越久沉淀越多。比如重慶地區(qū)的自來水含鈣量有276mg/L，煮沸1分鐘，降至216mg/L；煮沸10分鐘，降至132mg/L。

「礦泉水」中的鈣往往很低（燒不出水垢），也許是經(jīng)過了什么工藝處理？……

因此動植物在不同地區(qū)的水土中能獲得的鈣也是高低不一。為了保證獲得充足的鈣，動物就像對（陸上更匱乏、分布更不均的）鈉一樣，也發(fā)展出了對鈣的味覺和食欲：動物的舌頭上有鈣離子受體，當跟其他味道混在一起時，充足的鈣離子會讓人產(chǎn)生「濃郁」的味覺感受；而如果動物的飲食中長久缺鈣，也會偏愛喝富含鈣離子的水，喜歡吃蛋殼，啃食風化的動物骨骼，乃至于吃土……

植物也有可能「缺鈣」，尤其是生長在酸性土壤中的。

舔粉筆（硫酸鈣）時的感受大概就是鈣最樸實的味道。

人的缺鈣

同樣，當人類的整體生活方式逐漸遠離海洋后，也就更容易缺乏海洋中的礦物質(zhì)：氯、鈉，乃至鎂、鈣。如果鈣攝入持續(xù)不足：

體液中的鈣濃度偏低，細胞的跨膜電勢更不穩(wěn)定，細胞膜上的（電壓門控）離子通道更容易被激活，細胞也就更容易被「激發(fā)」——由于神經(jīng)細胞和肌肉細胞都是可被激發(fā)的，這會讓人容易在睡眠中早醒，乃至肌肉抽筋（或不自覺抽動），也可能讓肥大細胞更輕易地向外釋放組胺和其他炎癥因子，也就是說，讓人更容易發(fā)炎和過敏。

體液難以維持弱堿性，而一旦細胞的外部環(huán)境偏于中性甚至弱酸性，（為了維持足夠的跨膜電勢）就會迫使細胞內(nèi)部更加酸化，進而影響細胞的諸多功能乃至細胞膜的穩(wěn)定性；

細胞外環(huán)境的pH一般為7.4，而細胞內(nèi)環(huán)境的pH則為6.6，這種差異產(chǎn)生了70毫伏的電勢差。如果外環(huán)境的pH降到7，細胞內(nèi)環(huán)境的pH就會降到6.2，以繼續(xù)保持70毫伏的電勢差。好在體液中還有另一套緩沖系統(tǒng)——磷酸二氫鉀和磷酸氫二鈉——可以保證無論如何缺鈣，細胞外環(huán)境的pH也不至于降到6.8以下。

各種上皮組織中的細胞連接也會更不穩(wěn)定，于是更容易出現(xiàn)腸漏，進而也會更容易對食物不耐受和過敏；

凝血功能受限，血壓偏高……

于是在這種情況下，身體會盡力維持體液中的鈣濃度：

首先會有三磷酸肌醇將細胞內(nèi)儲存的鈣釋放到細胞外；

除了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、內(nèi)體和溶酶體中的儲存之外，細胞內(nèi)還有些專門結(jié)合鈣的蛋白質(zhì)，另外還會有些鈣鹽沉淀（比如正磷酸鈣在細胞內(nèi)弱酸性環(huán)境下會沉淀）——這些都是細胞儲存鈣的方式。

如果細胞內(nèi)的鈣也不夠了，甲狀旁腺素會升高，以從骨骼中提取鈣，而這會讓骨量持續(xù)下降；

如果骨骼內(nèi)的鈣都不足了時，就會從許多功能性的鈣結(jié)合蛋白那里征調(diào)鈣，這會加劇細胞功能失調(diào)……

身體逐漸缺鈣的許多表現(xiàn)，也正是身體逐漸衰老的表現(xiàn)。

飲食中的鈣

那么作為現(xiàn)代人類，每天需要攝入多少鈣才算夠呢？

RDA的推薦量是：成年人每天1000mg，老年人則是1200mg。我們可以把這作為最低標準。

首先盡量從日常飲食中獲取鈣。

比如迅速燒開然后冷卻的涼白開，每天喝1～2升的話，就有400mg乃至更多的鈣。

可以給當?shù)氐墓┧只蛘咦詠硭畯S打電話，詢問自來水的硬度，國內(nèi)許多城市自來水的含鈣量都高于200mg/L。相比之下，100克的牛奶也只有100mg的鈣。

小魚小蝦。因為往往會完整地吃，所以含鈣量都不錯。比如每100克玉筋魚有500mg的鈣，100克池沼公魚有450mg的鈣，沙丁魚有350mg，泥鰍300mg，香魚250mg……蝦殼中的鈣含量也很高，而蝦越小，蝦殼所占的比重越高，整蝦的含鈣量也就越高。比如100克南極磷蝦有360mg的鈣……而如果不吃殼的話，100克草蝦只有61mg的鈣（不過也還可以了）……

100克的干蝦皮更有近乎1000mg的鈣。

海洋蔬菜和葉類蔬菜。比如100克羊棲菜有1400mg的鈣，滸苔有920mg，海帶有900mg，裙帶菜有820mg，石花菜660mg，紫菜有280mg……100克薺菜有290mg的鈣，羅勒葉有240mg，紫蘇葉有230mg，芹菜有140mg，菠菜99mg，油菜有97mg。（因土質(zhì)不同，陸地蔬菜中的實際含鈣量應(yīng)該差異很大。）

不過葉類蔬菜中往往也有不少的草酸，會妨礙鈣的吸收，比如草酸含量極高的蔬菜，其鈣的吸收率只有5%——焯水能在一定程度上解決這種問題。

貝類。貝類要構(gòu)建外殼需要大量的鈣，于是其體內(nèi)也往往富含鈣。比如每100克蘋果螺有400mg的鈣，蚌有160mg的鈣，牡蠣88mg，花蛤66mg……

骨頭。硬骨中大概有1/4～1/3的重量都是鈣——或許原始人也像其他動物那樣，在缺鈣時會啃食野外風化的動物骨骼吧；現(xiàn)代人可以用骨粉代替……軟骨（脆骨）中的鈣也還可以，比如100克豬軟骨有100mg的鈣，雞軟骨有47mg的鈣……

羊肋骨中的脆骨明顯更為「鈣化」，不過具體含鈣量未知，推測應(yīng)該遠高于100mg/100g。

骨髓和脊髓。100克牛骨髓含有304mg的鈣……這應(yīng)該也是人類進化過程中的一大鈣源……

骨髓中還含有大量的維生素K2。

蛋黃。每100克鴨蛋黃有123mg的鈣，雞蛋黃有112mg……

奶制品。當然，奶制品也是富含鈣的，前提是不對其中的乳糖、酪蛋白不耐受乃至過敏……

除了含有較多草酸的蔬菜之外，其他各種食材（包括自來水）中的鈣的吸收率都是差不多的，一般都在20%以上。（牛奶中鈣的吸收率為30%。）

再看補劑

而除了以每天1000mg鈣的目標組織飲食外，還可以像吃鹽一樣，額外補充鈣——每天可補充1000mg乃至2000mg都可以。

最推薦的補劑形式是檸檬酸鈣，不僅吸收好，檸檬酸還是人體能量代謝的關(guān)鍵產(chǎn)物，且可能防止體內(nèi)草酸鈣結(jié)晶的形成；其次是抗壞血酸鈣，優(yōu)點是溶解度高（可以用來自制「硬水」），還能同時補充維生素C；螯合形式的鈣（比如天門冬氨酸鈣）也可以。

因為鈣鎂的協(xié)同性，補鈣時最好也補鎂（也推薦檸檬酸鎂），兩者的比例關(guān)系可以為2∶1。

在鹽（氯化鈉）成為人類飲食中無可爭議的第一補劑后，在世界各地的傳統(tǒng)文化中也都發(fā)展出了「補鈣」的方法。

比如我們會用石膏（硫酸鈣）來做豆腐，中醫(yī)里也會用各種富含鈣的東西做藥材，比如石膏、龍骨（骨頭化石）、牛骨、龜甲、珍珠母（貝殼粉）、珍珠粉、鹿茸、灶心土；罕薩人喝融化的冰川水，其中因溶解了大量礦物質(zhì)而呈乳白色，被他們稱為「大山的乳汁」；以長壽聞名的沖繩人，會用「珊瑚砂」（鈣鎂比例為2∶1）飼養(yǎng)雞、牛，施肥土地；美洲土著有吃黏土的文化，并稱某些含鈣量高的黏土為「治愈的泥巴」；古埃及、古希臘、古羅馬、古阿拉伯，乃至近代的歐洲和印度也都有用黏土治病的文獻記錄……

黏土能改善的病癥據(jù)說有：過敏、痤瘡、貧血、關(guān)節(jié)炎、口臭、疲勞、濕疹、痔瘡、胃潰瘍、寄生蟲、食物中毒、毒蟲叮咬等等。這其中有些應(yīng)該是由于其中的鈣（和鎂）而改善的，比如過敏、關(guān)節(jié)炎、濕疹、胃潰瘍等，另一些也許是由于其中的土壤菌群。

帶著家鄉(xiāng)土泡水喝能緩解「水土不服」，應(yīng)該主要是補充土壤菌群的效果，當然也能附帶補鈣。

通過鹽、石、土或其他補劑，來補充氯、鈉、鈣、鎂，也可算是人類對自己體內(nèi)永恒記錄著的那片離子海洋的追憶儀式吧。

另：為了更好地吸收鈣，還需要補充維生素D3，保證蛋白質(zhì)的攝入，減少飲食中的草酸和植酸。

在缺乏維生素D3時，腸道吸收鈣的能力可下降到理想情況的1/20。

蛋白質(zhì)一方面會促進腸道吸收鈣，另一方面也可能促進腎臟排出鈣。

而為了讓身體能更好地利用鈣，即讓其更多地沉積在骨骼而非各種軟組織內(nèi)，還需要保證維生素K2的攝入。

另另：要判斷鈣的攝入是否充足，短期的話可以檢測唾液的pH值。理想情況下，唾液應(yīng)該是弱堿性的，pH為7.4，這樣不僅能讓其中的淀粉酶正常工作，還能中和吃進去的各種酸，以防腐蝕牙齒；而如果體內(nèi)的鈣不足，唾液pH值會下降，甚至會偏酸（低于7.0）。不過因為飲食本身也會影響唾液的酸堿度，所以檢測唾液的pH值最好是在飯前，口水開始分泌時。

在偏酸的唾液中，也應(yīng)該更容易沉淀出牙結(jié)石。

長期的話應(yīng)該監(jiān)測骨密度的變化趨勢。最好的參考部位是股骨頸，因為它不僅反應(yīng)了整體上的鈣水平，還反應(yīng)了平日生活中是否坐得太多——在坐姿中，股骨頸不承重，即使鈣攝入充足，也可能會慢慢損失骨量。

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