- Stabilität des Skelettsystems – neben der Kollagenmatrix stellen Calciumsalze den stabilisierenden Faktor des Skelettsystems dar; Calcium übt zusammen mit anorganischem Phosphat in Form des Hydroxylapatits in Knochen und Zähnen Stützfunktionen aus und verleiht dem Knochen Kraft zur Aufrechterhaltung der Körperform [3, 6, 10, 17]
- Speicherfunktion – Calciumphosphat dient dem Skelettsystem als Reservoir für die Aufrechterhaltung einer konstanten Calciumkonzentration im Serum von 2,5 mmol/L (10 mg/dL) (Bereich 2,25-2,75 mmol/L); bei unzureichender Zufuhr über die Nahrung oder starken renalen Verlusten von Calcium und Phosphat werden die gespeicherten Mineralstoffe aus den Knochen frei gesetzt und in den Extrazellulärraum mobilisiert – zu Lasten der Knochenstabilität –, um einen Abfall der Calcium-Serumkonzentration zu verhindern [3, 6, 17]
Calcium ist Bestandteil folgender intrazellulärer Prozesse (freies intrazelluläres beziehungsweise zytosolisches Calcium):
- Muskelkontraktion – bei Erhöhung der intrazellulären freien Calciumkonzentration von 10-7 auf 10-6 bis 10-5 mol/l kommt es zur Aufhebung der Hemmung der Aktin-Myosinbindung durch die Bindung an Troponin, was zur Kontraktion der glatten und quergestreiften Muskelzellen führt; indem Calcium durch eine Calcium-ATPase und einen sekundär aktiven Natrium-Calcium-Austauschcarrier schnell wieder aus der Zelle entfernt wird, erfolgt der rasche Wechsel zwischen Kontraktion und Entspannung der Muskelfasern [2, 3, 17]
- Freisetzung von Neurotransmittern, wie beispielsweise von den Aminosäuren Glutamat, Gamma-Aminobuttersäure und Aspartat sowie von den Monoaminen Noradrenalin, Dopamin, Serotonin und Octopamin [2, 3, 6, 17]
- Hormonsekretion [2, 3, 6, 17]
- Drüsensekretion [2]
- Gewährleistung des Zellstoffwechsels [3, 17]
- Zelldifferenzierung und -proliferation [3, 6]
- Expression von Genen [3, 17]
- Sehvorgang [6]
- Glykogenstoffwechsel [6]
- Zell-Zelladhäsion [3, 6]
- Stabilisierung der Zellmembran [2, 3, 10, 15, 17]
- Gewährleistung der Gap Junctions – kanalartige Verbindungen zwischen benachbarten Zellen, die aus einem Protein, dem Connexin, bestehen; sie sind für den Austausch von niedermolekularen Signal-, Nähr- und Vitalstoffen unabdingbar und für die Regulation von Wachstums- und Entwicklungsprozessen von wesentlicher Bedeutung [17]
- Abdichtung der Epithelien (Gewebsstrukturen) – in Darm und Gefäßen [2]
- Aktivierung der Blutgerinnungskaskade [2, 3, 6, 10, 15, 17]
- Nerven- und Muskelerregbarkeit [3, 10, 15, 17]
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