Kalciumionien

Kalciumionen, aangeduid met Ca2+, zijn calciumkationen die twee positieve ladingen dragen. In oplossing gedragen ze zich als belangrijkste tweevoudig positief geladen ionen en vormen ze hydratie- en ligandencomplexen met water, fosfaat- en carbonategroepen. Ze spelen een centrale rol in chemische processen en in vele biologische systemen.

In de natuur komt calcium voor in mineralen zoals calciet (CaCO3) en als Ca2+ in zeewater en in biologische vloeistoffen. In zeewater bedraagt de Ca2+-concentratie ongeveer 10 millimol per liter. In het menselijk lichaam bestaat Ca2+ zowel vrij als gebonden aan eiwitten en anionen. De totale calciumconcentratie in bloed ligt doorgaans rond 2,2–2,6 mM, terwijl de vrije Ca2+-concentratie in plasma ongeveer 1,1–1,3 mM is. Calciumionen zijn ook betrokken bij bot- en tandvorming als onderdeel van hydroxyapatiet; op cellulair niveau dienen ze als universele signaalionen die betrokken zijn bij spiercontractie, neurotransmittearafgifte, secretie en activatie van enzymen. Calciumhuishouding wordt streng geregeld door hormonale controles (parathyroïd hormoon, calcitonine, vitamine D) en via niet-getande systemen zoals calciumkanalen, pompen en buffers.

Toepassingen en voorkomen: industrieel worden calciumionen onder andere gebruikt bij de productie van cement en bouwmaterialen, evenals als voedingssupplement of medicinale oplossing (bijvoorbeeld calciumzouten in klinische setting). Veiligheidsaspecten omvatten dat een blijvende te hoge Ca2+-spiegel hypercalciëmie kan veroorzaken met mogelijk nierproblemen, terwijl een tekort kan leiden tot hypocalcemie met neuromusculaire en cardiale symptomen. Calciumionen zijn daarmee essentieel voor zowel fysische systemen als biologische functies.