Кальций — основной внеклеточный двухвалентный катион. В организме здоровых мужчин и женщин содержится соответственно около 1300 и 1000 г кальция, из которых более 99% — в костях. Небольшие количества кальция присутствуют в плазме и межклеточной жидкости и еще меньшие — в клетках, где в покое концентрация ионизированного кальция составляет примерно 0,1 мкмоль/л. Под влиянием химических, электрических или механических стимулов кальций входит в клетки, и его внутриклеточная концентрация достигает 1 мкмоль/л. При этом он взаимодействует со специфическими кальцийсвязывающими белками, которые активируют множество внутриклеточных процессов. Главный кальцийсвязываюший белок — кальмодулин. Это высококонсервативный белок, каждый моль которого связывает 4 моля кальция. Ионы кальция необходимы для возбуждения нейронов, выделения медиаторов, мышечного сокращения, поддержания структуры мембран, свертывания крови и многих других физиологических реакций. Кроме того, кальций выполняет роль второго посредника многих гормонов, медиаторов и пр.

Концентрация кальция в крови находится под строгим гормональным контролем. Гормоны влияют на его всасывание в кишечнике и выделение почками, а также регулируют поступление в кровь кальция, запасенного в костях. Запасы кальция. Более 99% всего кальция в организме содержится в костях в кристаллической форме, напоминающей минерал гидроксиапатит Са|0(РО4)6(ОН)2. Минеральное вещество костей содержит и другие ионы, в том числе натрий, калий, магний и фтор. Количество кальция в костях зависит от соотношения между резорбцией и остеогенезом — двух сопряженных процессов постоянного обновления костной ткани (см. ниже). Кроме того, в костях имеется лабильная фракция кальция, из которой он легко выходит в межклеточную жидкость костей, а из нее — в кровь. На скорость всех этих процессов влияют лекарственные средства, гормоны, витамины и другие факторы.