В сыворотке кальций представлен в трех фракциях: ионизированный (около 30%), белково-связанный (около 40%) и кальций в комплексе в основном с цитратами и фосфатными ионами (около 19%). Физиологическую роль в организме человека играет исключительно ионизированный кальций. Концентрация ионизированного кальция тщательно поддерживается на оптимальном уровне (50% от общего) под действием паратиреоидного гормона (ПТГ) и 1,25(ОН)D3 (гормональная форма витамина D). Физиологическая функция ионизированного кальция включает: 1) участие в качестве кофактора в процессе коагуляции (факторы VII, IX, Х и протромбин); 2) поддержание оптимального количества ионов для минерализации скелета; 3) участие в стабилизации плазматических мембран путем связывания фосфолипидов в липидном бислое и регуляции проницаемости мембран для натрия. Уровень ионизированного кальция лучше отражает метаболизм кальция, чем уровень общего кальция, и многие клиницисты предпочитают данные об ионизированном кальции данным об общем кальции при оценке расстройства кальциевого метаболизма. Значительное снижение уровня ионизированного кальция, независимо от уровня общего кальция, может приводить к повышению нервно-мышечной возбудимости. Снижение уровня ионизированного кальция в сыворотке повышает проницаемость для натрия и ослабляет активность всех возбудимых тканей, а повышение уровня ионизированного кальция сопровождается обратным эффектом. Высокий или низкий уровень ионов кальция напрямую связан с состоянием, соответственно, гипер- или гипофункции паращитовидной железы.Кальций регулирует сокращение мускулатуры, гормональную секрецию, проницаемость мембран.