Физиологическое значение натрия

Натрий (Natrium, Na) – химический элемент, выполняющий важную роль макроэлемента в организме человека, который участвует в создании условий и поддержания передачи нервных импульсов между клетками всех тканей. Особенно важен для умения мышечных тканей сокращаться.

Основными функциями натрия также являются – регулирование кислотно-щелочного баланса и поддержание нормального уровня водного баланса, обеспечение транспорта между мембранами клеток и поддержка осмотической концентрации крови. Является активатором ряда ферментов (энзимов).

История – краткая справка

Свое название натрий получил от древнегреческого слова «νίτρον», которое в свою очередь произошло от среднеегипетского слова «nṯr», что в переводе означало – «сода» или «едкий натр».

Соли натрия известны издавна. Так, в Священном Писании (Библия), в книге пророка Иеремии 2 главе 22 стихе под терминами «мыло» и «щелоку» на языке оригинале использовалось «νίτρον», что как мы уже знаем означает – «сода».
Соду добывали и древние Египтяне из натронных озер (солено-щелочные озера), расположенных на территории современной Танзании. Они использовали данное вещество в качестве одного из средств бальзамирования, добавляли в пищу для улучшения вкуса или же применяли в искусстве – для отбеливания холстов и изготовления краски. Соду с примесями (углем и другими ископаемыми) также добывали в дельте реки Нил, прямо из ее вод.
Na в качестве металла впервые открыл с помощью электролиза расплава гидроксида натрия английский химик Хемфри Дэви, который также чуть ранее открыл и другой химический элемент – калий (К). Данные сведения были оглашены из рукописей Дэви на Бейкеровской лекции 19.11.1807 г.

Название «natrium» и его сокращение «Na» предложил использовать основатель общества врачей в Швеции – академик Йенс Якобс Берцелиус (1779—1848) для обозначения природных ископаемых, в состав которых входила сода. Однако, в ряде других стран и языков (Великобритания, Франция и др.) используется другой термин – «sodium» (содий). Этот момент важен, т.к. некоторые фармацевтические компании как раз используют в названии своих препаратов не «natrium», а «sodium».

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — III период, III ряд, I группа, в новой версии таблицы – 1 группа, 3 период.

Атомный номер – 11
Атомная масса – 22,9898
Электронная конфигурация – [Ne] 3s1
Температура плавления (°С) – 97,81
Температура кипения (°С) – 882,95
CAS: 7440-23-5

Физико-химические свойства. Натрий представляет собой щелочный мягкий металл серебристо-белого цвета, иногда с фиолетовым оттенком, который легко можно отрезать ножом. На срезе получается серебристый блеск. Под воздействием высокого давления приобретает красный цвет. При контакте с кислородом достаточно быстро окисляется, превращаясь в оксид натрия (Na₂O).

При контакте с водой происходит бурная реакция с выделением водорода, который в свою очередь может легко воспламенится. Также взрывоопасен при контакте с алкилгалогенидами, с которыми может даже самовоспламенятся.

Хорошо растворяется в жидкообразном аммиаке, образовывая в конечном итоге раствор синего цвета.

Обладает высоким коэффициентом электропроводности и теплопроводности.

Несмотря на огромную долю среди других элементов Земной коры – 6 место, в свободном виде Na не найти. Чаще всего он встречается в составе каменной соли (NaCl), содалите, полевом шпате и многих других минералов.

В целом кларк натрия в земной коре составляет 25 кг/т. В морской воде в составе соединений Na составляет 10,5 г на 1 л.

Биологическая роль натрия в организме

Большая часть натрия находится в межклеточной жидкости, что связано с тем, что в мембране клетки интегрирован натрий-калиевый насос, выполняющий роль откачивания ионов Na из цитоплазмы клетки в межклеточную жидкость. Разница содержания натрия в клетке и за ее пределами составляет 15 раз!

Натрий выполняет множество важных и полезных функций, среди которых:

Поддерживает кислотно-щелочной и водный баланс;
Участвует в регулировании нервной системой всех органов и частей организма, что обусловлено свойством передачи нервных импульсов между клетками;

Входя в состав крови, межклеточной и клеточной жидкости способствует нормальной работе сердечно-сосудистой системы – обладает сосудорасширяющим действием, регулирует объем циркулирующей в сосудах крови, поддерживает работу сердечной мышцы и нормализует осмотическое давление крови;
Поддерживает работу мочевыделительной системы;
Поддерживает нормальное пищеварение – активирует различные пищеварительные ферменты, играет важную роль в образовании желудочного сока;
Способствует доставке глюкозы клеткам всех органов;
Участвует в транспорте углекислого газа;
Поддерживает уровень кальция и других необходимых для организма минералов в крови, предотвращая их дефицит.

Применение натрия в других сферах человеческой жизни

Самая популярная область применения – пища, т.к. именно научный термин «хлорид натрия» (NaCl) прячет за собой простую поваренную соль;
Натрия глутамат (пищевая добавка Е621) также используется в пищевой промышленности в качестве усилителя вкусовых ощущений;
Металлический натрий, азид натрия (NaN₃) и цианид натрия (NaCN) используется в металлургии, препаративной химии;
Входит в состав натриево-серных аккумуляторных батарей;
Применяется в качестве жидкого теплоотвода в мощных двигателях и ядерных реакторах;
Входит в состав газоразрядных ламп высокого и низкого давления, которые широко используются в уличном освещении (НЛВД, НЛНД – ДнаТ, ДНаС, ДНаМТ, ДНаТБР и другие);
Хлорат натрия (NaClO₃) используют для уничтожения растительности на железнодорожных путях.

Суточная потребность

Рекомендуемые суточные дозы натрия в зависимости от пола и возраста¹:

Дети	до 1 года	200-350 мг
	от 1 до 3 лет	500 мг
	от 3 до 7 лет	700 мг
	от 7 до 11 лет	1000 мг
Юноши и девушки	от 11 до 14 лет	1100 мг
	от 14 до 18 лет	1300 мг
Взрослые	от 18 лет и старше	1300 мг

В перерасчете на поваренную соль – в ¾ ч. ложке соли содержится 1725 мг натрия.

Согласно данным «Американской Ассоциации сердечных заболеваний» взрослый человек ежедневно нуждается в 500-1500 мг Na.

Суточная доза натрия повышается при:

Обильном потоотделении, обильных физических нагрузках;
Повышенном потреблении питьевой воды;
Проживании в странах с жарким климатом;
Работе в местах с повышенной температурой окружающей среды.

Читайте также: Сколько пить человеку воды в сутки для прекрасного самочувствия?

Суточную дозу соли понижают при: ожирении, артериальной гипертензии, аллергиях, ревматизме, переломах, заболеваниях различных органов (печени, поджелудочной железы, почек), применении гормональных препаратов.

Нехватка натрия — симптомы

Дефицит натрия в организме может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых:

Слабость, быстрая утомляемость, потеря сил;
Сильная жажда, пересыхание слизистых оболочек в ротовой полости, обезвоживание организма;
Появление отеков;
Нарушение белкового метаболизма;
Нарушение кислотно-щелочного (pH) и водного баланса;
Головокружения, дискоординация при движении, головная боль, галлюцинации;
Метеоризм, тошнота, рвота;
Потеря веса;
Невралгия, мышечные судороги;
Нарушение ритма работы сердца (аритмии);
Нарушение функции усвоения организмом аминокислот и моносахаридов.

Причины нехватки натрия

Длительную нехватку Na вызвать достаточно сложно, поэтому это редкое явление. Однако, спровоцировать кратковременный дефицит натрия могут:

Отсутствие восполнения потерянной из организма жидкости или наоборот – чрезмерное употребление питьевой воды;
Применение мочегонных препаратов (диуретиков);
Обильное потоотделение;
Вегетарианские диеты;
Расстройства в ЖКТ – рвота, поносы;
Употребление пищи, богатой на калий (К);
Потеря крови в большом количестве.

Применение натрия

Применение натрия с лечебной целью целесообразно в следующих случаях:

Дефицит Na в организме;
Повышенные физические нагрузки на организм, занятие спортом, кардионагрузки;
Обезвоживание организма;
Нормализации кислотно-щелочного баланса в организме;
Тяжелые формы диареи, рвоты;
Отравление алкоголем, продуктами питания и другими веществами;
Изотонический раствор (NаСl) используют для разбавления инъекционных лекарственных препаратов;
Бикарбонат Na применяют при гастритах и других болезнях органов пищеварения с повышенной кислотностью;
Физиологический раствор Na применяют для обработки ран, ожогов, а также промывания носовой полости и глаз;
Различные заболевания: диспепсия, холера и другие.

Необходимо отметить, что область применения натрия в медицине зависит от конкретного состава того или иного препарата. Поэтому, выбор и применения Na в медицине делает врач, исходя из потребностей организма.

Избыток натрия

Избыток натрия в организме также, как и нехватка может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых:

Отеки ног и лица;

Повышенное мочеотделение;
Повышенное кровяного, в т.ч. и артериального давления;
Повышенная возбудимость, гиперактивность, неврозы;
Недостаточное количество в организме калия, которые ускоренно выводится почками с мочой;
Повышенный уровень в крови инсулина;
Гормональные расстройства;
Уменьшение плотности костей (развитие остеопороза) и повышенная восприимчивость к переломам;
Нарушения в работе сердца и почек;
Повышенная температура тела – иногда проявляется при парентеральном введение изотонического раствора.

Повышенное употребление поваренной соли каждый день в течение длительного времени способно вызвать развитие воспалительный процесс в почках и органах желудочно-кишечного тракта, что нередко приводит к некрозу тканей данных органов.

Также установлено, что прием 8,2 г Na на 1 кг массы человека в сутки способно вызвать его летальный исход.

Максимальное количество поваренной соли, с которым почки могут справится составляет – от 20 до 30 г в сутки.

Источники натрия

В каких продуктах содержится натрий больше всего?

Конечно же, больше всего натрия в поваренной соли – в 100 г соли содержится 38758 мг, или 38,8 г Na.

Растительные и животные источники (мг на 100 г): треска соленая (5670), соевый соус (5666), Сельдь тихоокеанская среднесоленая (5380), горбуша соленая (5343), килька (4917), лещ вяленый (4566), скумбрия соленая (4450), кета соленая (4053), оливки консервированные (2250), икра горбуши зернистая (2245), сервелат (2226), икра минтая пробойная (2206), икра осетровая паюсная (2022), икра белужья зернистая (1630), икра осетровая зернистая (1620), сыр рокфор (1300), брынза коровья или овечья (1200), огурец соленый (1111), сыр голландский (1100), тунец в масле консервированный (961), капуста белокочанная квашеная (930), курага (170), помидоры (40), гречка и овес (33), смородина черная (32), абрикосы (30), картофель (28), пшено (28), крыжовник (23,6), морковь (21), малина (19), лук репчатый (18), сливы (18), земляника (18), арбуз (16), свекла (16), тыква (14), груши (14), капуста белокочанная (13), мандарины (12), лимон (12), кабачки (10), какао (7).

Химические источники (Na): «Натрия сульфат», «Натрия хлорид», витаминные комплексы («Витрум», «Компливит») и другие.

Синтез в организме: — .

Взаимодействие натрия с другими веществами

Избыточное количество Na вытесняет из организма калий (К), т.к. они являются антагонистами друг к другу;
Употребление большого количества соли приводит к выведению из организма калия, кальция и магния;
Недостаток в организме Na и K приводит к увеличению в организме лития (Li);
Недостаток в организме калия и хлора нарушают усвояемость Na;
Для хорошего усвоения Na организму необходимы витамины D и K;
При контакте с алкилгалогенидами может самовоспламенится и спровоцировать взрыв.

Видео

Источники:

1. Методические рекомендации о нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения России от 18.12.2008 г. №2.3.1.2432-08.

Источник: mediccare.ru

03.02.2017

Физиологическая роль микроэлемента. Натрий (Na) – это мягкий, белый металл, который легко окисляется на влажном воздухе, поэтому в природе находится только в связанном виде. Натрий составляет 2,63% общего количества элементов, входящих в состав доступной части земной коры. Он широко распространен в биосфере Земли и встречается повсеместно: в почвообразующих горных породах, в поверхностных и грунтовых подземных водах. Особенно высокая концентрация натрия в морской воде. Подавляющее большинство его химических соединений (хлориды, сульфаты) относятся к легкорастворимым, поэтому обладают высоким показателем доступности для всех растений.

Натрий – элемент, который входит в группу условно необходимых для растений микроэлементов, его содержание в них составляет в среднем 0,02%. Натрий участвует в транспортировке полезных веществ через клеточные мембраны, являясь одним из компонентов т.н. натрий-калиевого насоса. Кроме того, он регулирует доставку углеводов в растениях. Натрий способен активизировать некоторые ферменты, но механизм этого воздействия не изучен полностью. Отмечено, что при хорошей обеспеченности культур натрием повышается их зимостойкость. Недостаток элемента способствует ухудшению образования хлорофилла. Возможно также появление хлороза и некроза в листьях растений, замедление развития цветов.

По своим физиологическим и химическим свойствам натрий близок к калию, но если калий способен почти полностью заменить натрий, то сам он натрием не заменяется. Анализ химического состава растений показал, что количество натрия в культурах приблизительно равно количеству калия, поэтому следует признать натрий таким же полноправным микроэлементом как калий, кальций, сера, фосфор, азот и магний.

Содержание натрия в растениях. Различные виды культур по-разному реагируют на этот микроэлемент. Одни растения могут поглощать натрий в значительных количествах, другие практически не испытывают в нем потребности. Например, шпинат относят к натриефилам. Он очень хорошо реагирует на присутствие натрия в почве. Благодаря этому элементу улучшается водно-солевой обмен в этой культуре. Хлорид натрия является компонентом клеточного сока растений, поэтому он поглощается растениями в больших количествах. Замечено, что томаты тоже хорошо реагируют на натрийсодержащие соединения, но все же их потребность в натрии несколько ниже. Растения, которые практически не нуждаются в этом микроэлементе, называются натриефобами. К ним относятся бобовые. Интересно, что у этих культур строго ограничивается поступление содержащегося в корнях натрия в надземную часть растений.

Количество натрия в растениях находится в пределах 0,001 – 4% (от сухой массы). Среди полевых культур, содержащих наибольшее количество этого микроэлемента, можно выделить все виды свеклы (сахарную, кормовую и столовую), кормовую морковь, турнепс, люцерну, капусту и цикорий. С урожаем кормовой свеклы из грунта выносится натрия до 300 кг/га. Для сахарной этот показатель несколько меньше – до 170 кг/га.

Содержание натрия в почвах. Важным фактором, влияющим на плодородие почв, является их химический состав. Валовое содержание натрия в почвах составляет 1,3%. Основные его запасы представлены различными силикатными труднорастворимыми минералами, – он сосредоточен преимущественно в кристаллических решетках первичных минералов (разновидности натрийсодержащих полевых шпатов, слюды и др.). В обменном состоянии в почвенном растворе натрий входит в состав водорастворимых солей (карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, сульфат натрия, хлорид натрия, нитрат натрия). Благодаря высокой растворимости и подвижности натрий легко выносится из почв при условии достаточной влажности. В случае засушливых климатических условий этот элемент накапливается в грунте, вызывая его засоление.

По количеству поглощенного натрия почвы подразделяют на несолонцеватые (не более 3 – 5% натрия), слабосолонцеватые (5 – 10%), солонцеватые (10 – 20%) и солонцы (более 20%). Если количество натрия в обменном состоянии превышает 5 мг/100г, происходит сильное измельчение почвы, что приводит к разрушению ее структуры и находящихся в ней элементов. Это приводит к тому, что питательные вещества легко вымываются (выветриваются) или не усваиваются растениями по причине токсичности натриевых солей.

Методы регулирования засоления грунтов. Засоление почв связано с повышенным содержанием в них натрия. В зависимости от преобладающего количества натрийсодержащих солей различают сульфатное, хлоридное (наиболее вредное), содовое или смешанное засоление. Любой из этих видов приводит к ухудшению водного баланса в растительных организмах и токсичному влиянию высоких концентраций солей, которые вызывают повреждение мембранных структур и изменение структуры хлоропластов. Рекультивация большей части засоленных (солонцеватых) щелочных почв состоит в устранении избытка натрия. Чтобы улучшить их физико-химические и биологические свойства, применяют гипсование. Для нейтрализации кислотности используют молотые известняки, доломит, гашеную известь. Гидросульфит натрия помогает повысить кислотность грунтов.

Потребность культур в натрии и его взаимодействие с другими элементами. Существует распространенное мнение, что при удобрении почв нет необходимости добавлять натрий, поскольку он распространен в природе в изобилии. Но некоторые культуры (свекла) хорошо воспринимают подкормку натрийсодержащими удобрениями. Недостаток его могут также испытывать растения, выращиваемые по гидропонной технологии на искусственных субстратах или горшочные культуры, выращиваемые в регионах с маломинерализованными водами. В этих случаях единственный источник восполнения дефицита этого микроэлемента – натриевые удобрения. При этом следует учитывать некоторые особенности взаимодействия их компонентов. Так, содержание натрия в растениях значительно повышается при подкормке их азотными и отсутствии калийных удобрений. Фосфор почти не оказывает влияния на количество натрия в культурах, но в комплексе с азотом способен повысить его, а в случае дефицита азота – снизить. Калийные удобрения могут привести к значительному снижению содержания натрия. Для повышения содержания натрия в растениях рекомендуется вносить в почву натриевую селитру. Практикуется также подкормка культур низкопроцентными калийными солями.

Источник: agrostory.com

1. Общие сведения и основные эколого-физиологические данные Натрий (от лат.Natrium) – это блестящий, серебристый металл, быстро тускнеющий на воздухе. Устойчив к коррозии благодаря образованию защитной оксидной плёнки. Бурно реагирует с водой и концентрированными кислотами. В силу своей большой химической активности в природе встречается в виде химических соединений.

Характеристика	Данные
Атомный номер	11
Атомная масса	22,989770
Среднее содержание в окружающей среде	1,9%
Основные эколого-физиологические данные
Суточное поступление с продуктами питания	4,4г
Резорбция	90% (ЖКТ)
Период полувыведения из организма	11 суток
Среднее содержание в организме: г/70кг	100
костная ткань:	6970-1400 мг/кг сырого веса
почки:	2000 мг/кг сырого веса
печень:	564-1735 мг/кг сырого веса
мышцы:	730-1770 мг/кг сырого веса
цельная кровь:	1969 мг/кг сырого веса
зубы (дентин):	3900-11600 мг/кг
волосы:	18-1720 мг/кг
Токсическая доза для человека:	нетоксичен

2. Применение в медицине. В медицине хлористый натрий применяют в виде изотонического 0,9% раствора при обезвоживании организма и как дезинтоксикационное средство, а также для промывания ран, глаз, слизистой оболочки носа, для поднятия осмотического давления крови, в виде гипертонического 3-5% раствора в хирургии – для очищения ран и при чрезмерно развившихся грануляциях (молодая, богатая новообразованными сосудами и клеточными элементами соединительная ткань, заполняющая заживляющие раны, когда её края еще неплотно прилегают друг к другу; является нормальным этапом процесса заживления ран), перед операциями пересадки кожи. Гипертонический 10% раствор применяют внутривенно при лёгочных, желудочных, кишечных кровотечениях, а также для усиления диуреза (осмотический диурез – выделение большого объема мочи в результате повышенной экскреции осмотически активных веществ) и в качестве полосканий при заболеваниях горла. В послеоперационном периоде 2-5% раствор назначают в микроклизмах при атонии кишечника, а также для промывания желудка при отравлении нитратом серебра. 3. Физиологическая роль. В организм человека натрий поступает ежедневно в виде NaCl в достаточно больших количествах: 12-15г (4-6г «чистого» натрия), который содержится во многих пищевых продуктах: колбаса, сало, икра, соленая рыба, сыр, маслины, кукурузные хлопья.

Ионы натрия быстро и полностью всасываются на всех участках желудочно-кишечного тракта и в местах парентеральных инъекций. Ионы также легко проникают через кожу и легочный эпителий. Натрий в виде катиона Na+ участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях). Натрий распространяется по всему организму: крови, мышцам, костям, внутренним органам, коже. Около 40% натрия находится в костной ткани ( принимает участие в минеральном обмене), в основном, во внеклеточной жидкости. Содержание натрия в теле здорового человека составляет 0,08%( 55-60 г на 70кг массы тела), а суточное потребление 4-7г. Выводится натрий из организма, в основном, с мочой (95%),калом, потом. Максимальная экскреция натрия с мочой отмечается с 9-12 часов дня, тогда как минимальная — в ночные часы.

Натрий играет весьма важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются следующие признаки: жажда ( именно поэтому в жаркую погоду необходимо принимать подсоленную воду), сухость слизистых оболочек, отечность кожи. Натрий оказывает значительное влияние и на белковый обмен. Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы. При гипофункции щитовидной железы происходит задержка натрия в тканях. При гиперфункции количества натрия в коже уменьшается, а выделение его из организма усиливается.

Обмен натрия регулируется альдостероном (гормон коры надпочечников группы минералокортикоидов). Он увеличивает реабсорбцию (обратное всасывание воды и растворенных веществ)натрия и хлора в канальцах почки, что ведет к повышению содержания поваренной соли в крови, лимфе и тканевой жидкости. Одновременно он снижает реабсорбцию калия в канальцах почки, что усиливает потерю калия и уменьшает его содержание в организме. Увеличение под влиянием альдостерона концентрации поваренной соли в крови и тканевой жидкости повышает их осмотическое давление, что приводит к задержке воды в организме и способствует повышению артериального давления. Усиленная реабсорбция может привести и к развитию алкалоза (понижению pН крови по сравнению с нормальным уровнем (≤7,37). Недостаток альдостерона вызывает противоположные сдвиги. Реабсорбция натрия в канальцах почки уменьшается и в результате организм теряет столь большое количество натрия, что это ведёт к изменениям внутренней среды, несовместимым с жизнью, и через несколько дней после удаления коры надпочечников наступает смерть. Только введением больших количеств натрия или непосредственно минералокортикоидов можно поддержать жизнь животного с удаленными надпочечниками. Поэтому минералокортикоиды называют «гормонами, сохраняющими жизнь», а именно содержание натрия в организме. Поэтому при повышении количества натрия в организме (при введении в организм), тормозит секрецию альдостерона, что усиливает выделение натрия с мочой. Недостаток натрия в организме, напротив, вызывает повышение альдостерона и как следствие этого увеличение реабсорбции натрия в почечных канальцах. Альдостерон также уменьшает выделение натрия при сильном потоотделении: таким путем он может предотвратить потерю натрия при сильном потоотделении во время перегревания. Минералокортикоиды, регулирующие содержание натрия в организме, способствуя его задержке в тканях и удержанию воды, усиливают явление отека тканей, возникающие при воспалении, а также и некоторые другие проявления воспалительных реакций. Минералокортикоиды — провоспалительные гормоны. В организме натрий выполняет «внеклеточные» функции, среди которых: Поддержание осмотического давления и ph среды

Формирование потенциала действия путём обмена с ионами калия

Транспорт углекислого газа

Гидратация белков

Солюбилизация (самопроизвольное проникновение низкомолекулярного вещества, слабо растворимого в данной среде) органических кислот.

Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромышечной возбудимости и работы натрий-калиевого насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток.

Пониженное содержание натрия в организме.

При выключении хлористого натрия из пищи его выделение из организма прекращается на 9-й день. Недостаток хлористого натрия вызывает тяжелые расстройства, проявляющиеся исхуданием, слабостью, кожными сыпями, выпадением волос, поносами, судорогами. У рабочих горячих цехов при усиленном выделении хлористого натрия потовыми железами наблюдаются кишечные колики, судорожные сокращения скелетных мышц, угнетение ЦНС и расстройства кровообращения. Пониженное содержание натрия обычно встречается при нейроэндокринных нарушениях, хронических заболеваниях почек и кишечника или как следствие черепно-мозговых травм.

Основные причины дефицита натрия.

недостаточное поступление;

болезни гипофиза, надпочечников;

болезни почек;

черепно-мозговые травмы;

усиленное выделение натрия (повышенная потливость, понос, рвота);

обильная экссудация при сильных ожогах;

длительное применение мочегонных препаратов, кортикостероидов, препаратов лития;

избыток в организме калия, кальция;

длительный контакт с морской водой;

нарушение регуляции обмена натрия.

Основные проявления дефицита натрия.

исхудание, слабость,

кожные сыпи, выпадение волос,

поносы, кишечные колики,

судорожные сокращения скелетных мышц,

расстройства кровообращения,

угнетение центральной нервной системы.

Повышенное содержание натрия в организме.

Отравления соединениями натрия встречаются не часто и обычно носят случайный характер. Как правило, токсичность солей натрия определяется токсичностью их анионов, таких как арсенит, хромат, фторид. Токсичность поваренной соли для человека, установленная по минимальной летальной дозе, составляет 8,2 г/кг веса при пероральном введении. Механизм токсического действия хлорида натрия в местах введения обусловлен в первую очередь высоким осмотическим давлением. В результате имеет место интенсивное поступление воды из окружающих тканей, приводящее к их обезвоживанию и нарушению функций клеток. Избыточное поступление ионов Na⁺ вызывает перегрузку соответствующих систем гомеостаза и нарушение метаболических процессов. В эпителии желудочно-кишечного тракта и почечных канальцев развивается воспаление, нередко приводящее к некрозу ткани.

Постоянный избыток натрия и калия в пище сопровождается некоторым повышением уровня инсулина в крови. Отмечаются и другие гормональные сдвиги. Введение большого количества хлористого натрия вызывает распад белка и сильное исхудание. При парентеральном введении изотонического раствора может повыситься температура тела, что чаще всего наблюдается у детей.

Люди с избытком натрия обычно легко возбудимы, впечатлительны, гиперактивны, у них появляются жажда и потливость, увеличивается частота мочеиспусканий.

Основные причины избытка натрия.

нарушение регуляции обмена натрия;

избыточное поступление извне;

недостаточное содержание воды в организме.

Основные проявления избытка натрия.

утомление, возбуждение;

неврозы;

дисфункция надпочечников;

нарушение выделительной функции почек;

образование камней в почках;

жажда;

отеки;

гипертензия;

Часть 4. Натрий-калиевый насос Попытки выяснить связь обмена веществ с движением ионов через мембрану привели к открытию так называемого натрий-калиевого насоса. Проведение серии импульсов по нервному волокну сопровождается обогащением протоплазмы ионами натрия и потерей ионов калия. Для гигантского аксона кальмара подсчитано, что во время одиночного нервного импульса через каждый квадратный микрон мембраны внутрь протоплазмы поступает около 20000 ионов натрия и столько же ионов калия покидает волокно. В итоге при каждом импульсе аксон диаметром 0,5 мм теряет около одной миллионной общего содержания калия. Хотя эти потери очень незначительны, но при ритмическом следовании импульсов они, суммируясь, должны были бы привести к более или менее заметным изменения концентрационных градиентов. В конечном итоге разности концентраций ионов между наружной средой и протоплазмой должны были бы выровняться, если бы в мембране не существовал механизм, обеспечивающий активное выведение («выкачивание») из протоплазмы ионов натрия и «нагнетение» в неё ионов калия. Такой механизм получил название натрий-калиевого насоса. Деятельность его связана с затратой энергии обмена веществ. Действительно, для того, чтобы выводить ионы натрия из протоплазмы в наружный раствор, где их концентрация превышает внутриклеточную, необходимо совершить определенную работу. В покое эта работа невелика, так как натриевая проницаемость покоящейся мембраны имеет очень низкие величины. При возбуждении же усиленное поступление ионов натрия внутрь протоплазмы активирует работу насоса, что обеспечивает восстановление нарушенных концентрационных градиентов. Следует, однако, подчеркнуть, что этот восстановительный процесс протекает очень медленно – в течение многих минут и даже часов. Упрощенно действие натрий-калиевого насоса можно представить следующим образом.

1. С внутренней стороны мембраны к молекуле белка-переносчика поступают АТФ и ионы натрия, а с наружной — ионы калия.

2. Молекула переносчика осуществляет гидролиз одной молекулы АТФ.

3. При участии трех ионов натрия за счет энергии АТФ к переносчику присоединяется остаток фосфорной кислоты (фосфорилирование переносчика); сами эти три иона натрия также присоединяются к переносчику.

4. В результате присоединения остатка фосфорной кислоты происходит такое изменение формы молекулы переносчика (конформация), что ионы натрия оказываются по другую сторону мембраны, уже вне клетки.

5. Три иона натрия выделяются во внешнюю среду, а вместо них с фосфорилированным переносчиком соединяются два иона калия.

6. Присоединение двух ионов калия вызывает дефосфорилирование переносчика — отдачу им остатка фосфорной кислоты.

7. Дефосфорилирование, в свою очередь, вызывает такую конформацию переносчика, что ионы калия оказываются по другую сторону мембраны, внутри клетки.

8. Ионы калия высвобождаются внутри клетки, и весь процесс повторяется.

Значение натрий-калиевого насоса для жизни каждой клетки и организма в целом определяется тем, что непрерывное откачивание из клетки натрия и нагнетание в нее калия необходимо для осуществления многих жизненно важных процессов: осморегуляции и сохранения клеточного объема, поддержания разности потенциалов по обе стороны мембраны, поддержания электрической активности в нервных и мышечных клетках, для активного транспорта через мембраны других веществ (сахаров, аминокислот). Большие количества калия требуются также для белкового синтеза, гликолиза, фотосинтеза и других процессов. Примерно треть всей АТФ, расходуемой животной клеткой в состоянии покоя, затрачивается именно на поддержание работы натрий-калиевого насоса. Если каким-либо внешним воздействием подавить дыхание клетки, т. е. прекратить поступление кислорода и выработку АТФ, то ионный состав внутреннего содержимого клетки начнет постепенно меняться. В конце концов он придет в равновесие с ионным составом среды, окружающей клетку; в этом случае наступает смерть.

Источник: studfile.net

Физиологическая роль кальция

Кальций – один из биогенных элементов, необходимых для нормального протекания жизненных процессов. Он присутствует во всех тканях и жидкостях животных и растений. Лишь редкие организмы могут развиваться в среде, лишённой Са. У некоторых организмов содержание Са достигает 38% : у человека – 1,4 – 2 %. Клетки растительных и животных организмов нуждаются в строго определённых соотношениях ионов Са, Na и К во внеклеточных средах. Растения получают Са из почвы. По их отношению к Са растения делят на кальцефилов и кальцефобов. Животные получают Са с пищей и водой. Са необходим для образования ряда клеточных структур, поддержания нормальной проницаемости наружных клеточных мембран, для оплодотворения яйцеклеток рыб и других животных, активизации ряда ферментов. Ионы Са передают возбуждение на мышечное волокно, вызывая его сокращение, увеличивают силу сердечных сокращений, повышают фагоцитарную функцию лейкоцитов, активируют систему защитных белков крови, участвуют в её свёртывании.

Кальций в больших количествах содержится во многих пищевых продуктах и ежедневно поступает в организм с пищей. Значительное количество кальция присутствует в молочных продуктах (сливки, молоко, сыр, творог), меньшее — в огородной зелени (петрушка, шпинат), овощах (бобы, фасоль), орехах и рыбе. Суточная потребность организма в кальции (800-1500 мг) обычно покрывается за счет пищи. Биоусвояемость кальция составляет 25-40%.

Всасывание кальция происходит в тонком кишечнике, главным образом в двенадцатиперстной кишке. Здесь желчные кислоты образуют с солями кальция комплексные соединения, которые затем проходят через стенку ворсинок. . Усвоение Са ухудшается при снижении кислотности в кишечнике и зависит от соотношения Са, фосфора и жира в пище. Оптимальные соотношения Са/Р в коровьем молоке около 1,3 (в картофеле 0,15, в бобах 0,13, в мясе 0,016). При избытке в пище Р и щавелевой кислоты всасывание Са ухудшается. Желчные кислоты ускоряют его всасывание. Оптимальные соотношения Са/жир в пище человека 0,04 – 0,08 г. Са на 1г. жира. Выделение Са происходит главным образом через кишечник. Млекопитающие в период лактации теряют много Са с молоком. При нарушениях фосфорно-кальциевого обмена у молодых животных и детей развивается рахит, у взрослых животных – изменение состава и строения скелета (остеомаляция).

У животных, обладающих скелетом, до 97 – 99 % всего Са используется в качестве строительного материала: у беспозвоночных в основном в виде СаСО3 (раковина моллюсков, кораллы), у позвоночных – в виде фосфатов. Многие беспозвоночные запасают Са перед линькой для построения нового скелета или для обеспечения жизненных функций в неблагоприятных условиях.

Кальций является важной составляющей частью организма человека; его общее содержание составляет порядка 1,4% (1000 г на 70 кг массы тела). В организме кальций распределен неравномерно: около 99% его количества приходится на костную ткань и лишь 1% содержится в других тканях (1 г в плазме крови, 6-8 г в мягких тканях). В цельной крови концентрация кальция достигает 2,25-2,5 ммоль/л (90-100 мг/л), из них 40-45% связаны с белками плазмы, 8-10% находятся в комплексе с ионами, например, цитратом, 45-50% диссоциированы в виде свободных ионов. При ацидозе ионизация увеличивается (сахарный диабет, онкологические заболевания), при алкалозах – понижается (гипервентиляция легких), т.е. кальций находится в неактивной форме.

Кальций обеспечивает опорную функцию костей. В то же время костная ткань выполняет функцию «депо» кальция в организме. Выводится кальций из организма через кишечник и почки. Главная функция кальция состоит в организации жестких конструкций (СаСО3, Са3(РО4)2) и в обеспечении функционирования вторичных месенджеров в клетке, включая мышечные сокращения. Кальций в составе Са3(РО4)2*Са(ОН)2 находится в костной ткани, обеспечивает прочность ногтей и зубов. Катионы Са2+, входящие в состав плазмы крови и тканевых жидкостей, участвуют в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма), а также в регуляции сердечных сокращений и свертываемости крови.

Кальций входит в состав многих биомолекул, связываясь через атом кислорода с анионами фосфорной, угольной и карбоновой кислот. Кальций очень активен: доминирующее положение этого элемента в конкуренции с другими металлами и соединениями за активные участки белков определяется химическими особенностями иона кальция — наличием двух валентностей и сравнительно небольшим атомным радиусом. Поэтому кальций может успешно конкурировать с радионуклидами и тяжелыми металлами на всех этапах метаболизма.

Метаболизм кальция находится под влиянием околощитовидных желез, кальцитонина (гормон щитовидной железы), кальциферолов (витамин D).

Кальций обладает высокой биологической активностью, выполняет в организме многообразные функции, среди которых:

формирование костной ткани, минерализация зубов;
регуляция внутриклеточных процессов;
регуляция процессов нервной проводимости и мышечных сокращений;
участие в процессах свертывания крови;
регуляция проницаемости клеточных мембран;
поддержание стабильной сердечной деятельности.

Американскими исследователями выявлена еще одна очень важная роль кальция в организме. Обычно при гипертонии пациенту рекомендуется снизить прием натриевой соли, являющейся одним из факторов риска повышения артериального давления. Оказалось, что более эффективным является не снижение потребления натрия, а увеличение вдвое приема кальция при гипертонии. Исследование, в котором участвовало 5000 больных, подтвердило способность кальция нормализовать давление. Уже через полтора месяца у 85% гипертоников кровяное давление нормализовалось только путем удвоения принимаемого кальция.

Основными регуляторами, поддерживающими постоянный уровень кальция и фосфора в крови, является кальцитонин и паратгормон.

Кальцитонин – гормон С-клеток щитовидной железы, обладающий гипокальциемическим действием; паратгормон– гормон паращитовидных желез, характеризующийся гиперкальциемическим эффектом.

Деятельность паращитовидных желез и С-клеток щитовидной железы обеспечивает постоянный кальциевый гомеостаз. Так, понижение уровня кальция в крови любого происхождения (гиповитаминоз Д, нарушение всасывания кальция в кишечнике, повышенная экскреция кальция) стимулирует деятельность паращитовидных желез. Выделяющийся паратгормон разрушает белковую костную матрицу, выводит кальций в кровоток (гиперкальциемия), тормозит обратную реабсорбцию фосфора в канальцах почек (гипофосфатемия, гиперфосфатурия).

Повышение уровня кальция в крови любого происхождения (внутривенное введение 10 % раствора СаСl2) стимулирует деятельность С-клеток щитовидной железы. Секретирующийся кальцитонин выводит кальций из кровотока через почки, тормозит его выведение из костей, снижая уровень кальция в крови (гипокальциемия, гиперфосфатемия).

Нарушение регуляции фосфорно-кальциевого обмена приводит к гипокальциемии– понижению содержания кальция в крови, которая наблюдается при:

гипофункции паращитовидных желез;
гиперсекреции тиреокальцитонина;
торможении и замедлении всасывания кальция в стенке тонкого кишечника.

Стойкая гипокальциемия приводит к изменению нервно-мышечной возбудимости, появлению судорог. Это объясняется тем, что ионы кальция являются антагонистами ионов калия. При гипокальциемии возникает гиперкалиемия. Калий повышает проводимость нервного импульса в синапсах нервных клеток. При недостаточности кальция во внеклеточной жидкости возрастает проницаемость биологической мембраны для ионов. В результате падает нормальный электрохимический потенциал, происходит спонтанное сокращение мышц, возникают судороги. Смерть наступает вследствие остановки дыхания. При недостатке кальция повышается возбудимость и в нервных клетках. Ионы кальция, переходя в клетку, вызывают мышечное сокращение.

Недостаток кальция особенно болезненно сказывается на организме женщин в виде постменструального синдрома. Удвоение приема кальция в 85% случаев приводит к устранению эмоциональных и физических симптомов этого нарушения.

Дефицит кальция является причиной почти 150 заболеваний. Это и парез лицевого нерва (искривление одной стороны лица), и остеопороз, и артрит, и многое другое. И что кажется удивительным, это то, что даже камни в почках порой являются реакцией организма на дефицит кальция, а не его избыток. Появление камней в почках сочетается с заметным уменьшением уровня кальция в костях и развитием остеопороза. Увеличение потребления кальция способствует выведению камней.

При недостатке кальция тормозится секреция инсулина из β -клеток поджелудочной железы, обостряется инсулинзависимая форма диабета. Алкоголь отягощает явление гипокальциемии.

Гиперкальциемия – повышение содержания кальция в сыворотке крови при:

гиперфункции паращитовидных желез;
гипосекреции кальцитонина;
избытке в организме витамина Д. В больших дозах он имитирует эффект паратгормона – мобилизует кальций из костной ткани в кровь и усиливает всасывание кальция в кишечнике;
явлениях ацидоза, когда возникает относительная гиперкальциемия, так как усиливается ионизация кальция, увеличивается процент активной формы кальция в крови. При ацидозе компенсаторно усиливается выведение кальция и других электролитов из костной ткани в обмен на катионы водорода. Потому при онкологических заболеваниях, некоторых стадиях сахарного диабета, почечной недостаточности имеет место гиперкальциемия при одновременно развивающемся остеопорозе костной ткани.

Длительная гиперкальциемия может привести к снижению нервно-мышечной возбудимости, появлению парезов, параличей, приводит к образованию трудно растворимого кальция, который задерживается в тканях (почки).

Схема обмена кальция в организме человека

Физиологическая роль фосфора

Фосфор в больших количествах присутствует во многих пищевых продуктах (молоко, мясо, рыба, хлеб, овощи, яйца). Большая часть потребляемого с пищей фосфора всасывается в проксимальном отделе тонкого кишечника. Всасывание, распределение и выведение фосфора в организме в значительной мере связано с кальциевым обменом.

Содержание фосфора в теле взрослого человека около 1 % (примерно 700 г на 70 кг массы тела). Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,3 г.

В организме основное количество фосфора содержится в костях (около 85%), много фосфора в мышцах и нервной ткани. Вместе с кальцием, фтором и хлором фосфор формирует зубную эмаль. В организме человека около 14% фосфора содержат внутриклеточные компартменты мягких тканей и только 1% находится в внеклеточной жидкости. Из организма фосфор выводится с мочой и калом. Значение фосфора для организма человека огромно. Фосфор находится в биосредах в виде фосфат-иона, который входит в состав неорганических компонентов и органических биомолекул. Фосфор присутствует во всех тканях, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфолипидов. Соединения фосфора АДФ и АТФ являются универсальным источником энергии для всех живых клеток. Значительная часть энергии, образующаяся при распаде углеводов и других соединений, аккумулируется в богатых энергией органических соединениях фосфорной кислоты. Растворимые соли фосфорной кислоты формируют фосфатную буферную систему, ответственную за постоянство кислотно-щелочного равновесия внутриклеточной жидкости. Трудно растворимые (кальциевые) соли фосфорной кислоты составляют минеральную основу костной и зубной ткани. Фосфор играет важную роль в деятельности головного мозга, сердца, мышечной ткани.

Основная функция фосфора в виде фосфат-иона (РО4)3¯ состоит в образовании информационных (нуклеиновые кислоты), структурных (фосфолипиды и фосфаты кальция) и энергонесущих (АТФ и КФ) молекул.

Эффективность действия фосфора в организме во многом зависит от его сбалансированности с кальцием и витамином Д. Оптимальным считается соотношение кальция и фосфора 2:1. Активность фосфора снижается под действием железа, алюминия и магния.

Недостаток фосфора это сразу же влияет на его уровень в крови (гипофосфатомия). Это явление наблюдается при:

гиперфункции паращитовидных желез (торможение реасорбции фосфора в канальцах почек);
гиповитаминозе Д (усилена экскреция фосфата с мочой);
первичной недостаточности канальцев почек (проксимальных, дистальных – нарушена реабсорбция фосфора).

Гипофосфатемия ведет к торможению образования макроэргических соединений (аденозинтрифосфат, креатинфосфат), нарушению образования РНК и ДНК, задержке минерализации костей, развитию рахита, остеомаляции, остеопороза.

При гипофункции паращитовидных желез и поражениях клубочков почек наблюдается увеличение уровня фосфора в крови. Увеличение содержания фосфора в пищевом рационе (введение в рацион главным образом продуктов из рыбы, зернистой икры) при одновременном снижении содержания кальция (употребление с пищей больших количеств хлебных изделий, содержащих фитиновую кислоту, которая образует с кальцием нерастворимые соединения, выводит кальций из организма) приводит к отложению кальция в почках, сосудах кишечника, коронарных сосудах. Данная патология может развиваться не только у взрослых, но и у детей.

Дефицит P: заторможенность, нарушение системы крови (гемолитическая анемия, тромбоцитопения и другие), мышечные нарушения вплоть до параличей, нарушения костной ткани и сердечной деятельности.

Избыток P: гипотония, снижение концентрации Ca в крови.

Физиологическая роль калия

В организм соединения калия поступают с пищей. Много калия содержится в молочных продуктах: мясе, какао, томатах, бобовых, картофеле, петрушке, абрикосах (кураге, урюке), изюме, черносливе, бананах, дыне и черном чае. Считается, что взрослый человек потребляет в день 2200-3000 мг калия. Содержание калия в пище жителей разных стран колеблется от 1800 до 5600 мг. В США рекомендуемая минимальная величина суточного потребления калия установлена в размере не менее 2000 мг для лиц 18-летнего возраста. Для людей старшего возраста к этой величине прибавляют количество лет отдельного индивидуума (напр., для людей в возрасте 50 лет этот показатель равен 2000 + 50 = 2050 мг).

В организме взрослого человека содержится 160-180 г калия (около 0,23% от общей массы тела). Биоусвояемость калия организмом составляет 90-95% . Соли калия легко всасываются и быстро выводятся из организма с мочой, потом и через желудочно-кишечный тракт. Калий является основным внутриклеточным катионом. Его концентрация в клетках на порядок выше, чем вне клеток. Главной функцией калия является формирование трансмембранного потенциала (Kin > Kout) и распространение изменения потенциала по клеточной мембране путем обмена с ионами натрия по градиенту концентраций. Вместе с натрием и хлором, калий является постоянным составным элементом всех клеток и тканей. В организме эти элементы содержатся в определенном соотношении и обеспечивают постоянство внутренней среды. В виде катиона К+ калий участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма). Хлориды калия и натрия, будучи сильными электролитами, участвуют в генерации и проведении электрических импульсов в нервной и мышечной ткани. Таким образом калий участвует в поддержании электрической активности мозга, функционировании нервной ткани, сокращении скелетных и сердечных мышц. Калий регулирует активность таких важнейших ферментов как К+-АТФ-аза, ацетил -киназа, пируватфосфокиназа.

Терапевтическое значение калия связано с его раздражающим действием на слизистые оболочки и повышением тонуса гладких мышц (кишечник, матка), в силу чего его соединения используются в качестве слабительных средств. Калий вызывает расширение сосудов внутренних органов и сужение периферических сосудов, что способствует усилению мочеотделения. Калий замедляет ритм сердечных сокращений и, действуя аналогично блуждающему нерву, участвует в регулировании деятельности сердца.

Ниже приведены основные функции калия в организме:

поддержание постоянства состава клеточной и межклеточной жидкости;
поддержание кислотно-щелочного равновесия;
обеспечение межклеточных контактов;
обеспечение биоэлектрической активности клеток;
поддержание нервно-мышечной возбудимости и проводимости;
участие в нервной регуляции сердечных сокращений;
поддержание водно-солевого баланса, осмотического давления;
роль катализатора при обмене углеводов и белков;
поддержание нормального уровня кровяного давления;
участие в обеспечении выделительной функции почек.

Функциональная активность калия снижается при потреблении алкоголя, кофе, сахара и мочегонных средств.

Патология обмена калия связана с положительным и отрицательным калиевым балансом. При отрицательном калиевом балансе может наблюдаться гипокалиемия.

Гипокалиемия – понижение концентрации калия в крови ниже 4 ммоль/л. гипокалиемию можно выявить лишь при истощении клеточного запаса калия, так как снижение уровня калия в плазме влечет за собой его переход из клеток. Развитию гипокалиемии способствуют:

недостаточное поступление калия с пищей. Он содержится в овощах, молочных продуктах. Минимальная суточная потребность в калии – 2-4 г;
усиленная экскреция калия через почки при ограниченном его потреблении или введении в организм больших количеств натрия;
потеря калия с соками желудочно-кишечного тракта (рвота, дренаж желудка, диарея). Желудочный сок может содержать до 20 ммоль/л, а пищеварительные соки кишечника – до 8-10 ммоль/л калия. Возникновению гипокалиемии способствует отрицательный азотистый баланс;
повышенная активность коры надпочечников;
разбавление внеклеточной жидкости осмотическими растворами, не содержащими калий (парентеральное введение жидкости при обезвоживании).

Гипокалиемия проявляется нарушением проводимости по нервно-мышечному волокну, что приводит к атонии кишечника (ложный перитонит), понижению сосудистого тонуса, изменению ЭКГ (удлинение интервала Q-T, снижение вольтажа зубца Т), изменениям со стороны центральной нервной системы. Вследствие вызванного дефицитом калия повышенного выведения катионов водорода почками развивается алкалоз.

При экспериментальной гипокалиемии у крыс наблюдаются замедление роста, истончение шерсти, гипертрофия почек, некроз миокарда, у собак – восходящие параличи конечностей. У людей при дефиците К наблюдаются нарушения в нервной (депрессия), нервно-мышечной (дискординация движений, мышечная гипотония, гипорефлексия, разрушения мышц) и сердечно-сосудистой (артериальная гипотония, бракардия) системах; повышается токсичность сердечных гликозидов.

Гиперкалиемия (повышение концентрации калия в крови выше 5 ммоль/л) наблюдается при избыточном поступлении калия с пищей, ограниченном выведении его почками, вследствие усиленного тканевого распада, приводящего к освобождению калия из клеток, после быстрого переливания значительного объема крови(выход калия из эритроцитов может осуществляться путем диффузии, т.е. без их разрушения), при инсулярной недостаточности и гипофункции надпочечников.

Экспериментальная модель калиевой интоксикации вызывается удалением коры надпочечников. Параллельно увеличения концентрации калия растет величина рН, развивается ацидоз. Гиперкалиемия сопровождается брадикардией, мышечными парезами, возможна остановка сердца в диастоле. Так же наблюдаются параличи, парестезии, боли в икрах ног, диспепсические расстройства, нарушения функции почек.

Гиперкалиемия купируется введением изоосмотических растворов вместе с глюкозой и инсулином, что облегчает переход калия из внеклеточной жидкости в клетки.

Физиологическая роль натрия

В организм человека натрий поступает ежедневно в виде NaCl в достаточно больших количествах: 12-15 г (или 4-6 г «чистого» натрия). NaCl содержится во многих пищевых продуктах: колбаса, сало, соленая рыба, икра, сыр, соленья, маслины, кетчуп, кукурузные хлопья.

Ионы натрия быстро и полностью всасываются на всех участках желудочно-кишечного тракта и в местах парентеральных инъекций. Ионы натрия легко проникают также через кожу и легочный эпителий. Натрий в виде катиона Na+ участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма). Натрий распределяется по всему организму: крови, мышцам, костям, внутренним органам и коже. Около 40% натрия находится в костной ткани, в основном, во внеклеточной жидкости. Содержание натрия в теле взрослого человека составляет 0,08% (55-60 г на 70 кг массы тела), а суточное потребление около 4-7 г. Выводится натрий из организма, в основном, с мочой (95%), калом, потом. Максимальная экскреция натрия с мочой отмечается с 9 до 12 часов дня, тогда как минимальная — в ночные часы.

Натрий играет весьма важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются следующие признаки: жажда, сухость слизистых оболочек, отечность кожи. Натрий оказывает значительное влияние и на белковый обмен. Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы. При гипофункции щитовидной железы происходит задержка натрия в тканях. При гиперфункции количество натрия в коже уменьшается, а выделение его из организма усиливается. Обмен натрия регулируется в основном альдостероном.

В организме человека натрий выполняет «внеклеточные» функции, среди которых:

поддержание осмотического давления и рН среды;
формирование потенциала действия путем обмена с ионами калия;
транспорт углекислого газа;
гидратация белков;
солюбилизация органических кислот.

Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромышечной возбудимости и работы Na+-K+ насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток.

Увеличение или уменьшение приема натрия тут же отражается на патологии солевого обмена в виде положительного или отрицательного баланса.

При недостаточном поступлении натрия возникает гипонатриемия, при которой концентрация натрия в крови ниже 135 ммоль/л. Это же явление может возникать и при активном выведении натрия из организма.

Потребность организма в натрии повышается вследствие интенсивной потери натрия при потоотделении, тяжелой рвоте, поносе. При продолжительной рвоте в течение суток потери натрия могут составлять до 15%. Прием воды в таких случаях ведет к еще большему снижению концентрации натрия. Потеря натрия может быть связана с уменьшением реабсорбции натрия почечными канальцами (гипосекреция альдостерона, снижение активности ферментов в канальцах: сукцинатдегидрогеназы, α -кетоглютаратдегидрогеназы и т.д. – “обессоливающий нефрит”). Как известно, за сутки через почки фильтруется до килограмма хлористого натрия, т.е. около 500 г натрия. 80% от этого количества реабсорбируется в проксимальных канальцах почек, 18-19 % натрия реабсорбируется в собирательных трубках дистальных канальцев и лишь 1% прошедшего через клубочки натрия выделяется с мочой. Выведение натрия через почки усиливается при поступлении в организм большого количества солей калия. Натрийуретическим эффектом обладают простагландины группы Е.

Гипонатриемия может возникнуть при разведении внеклеточной жидкости введением гипоосмотических растворов (парентеральное введение изотонических растворов и избыточная секреция антидиуретического гормона не приводят к снижению абсолютного количества натрия). Гипонатриемия от разведения может возникнуть при гипоксии в условиях сахарного диабета. Развитие гипоксии может вызвать внутриклеточный ацидоз, сопровождающийся накоплением в клетке катионов водорода. Компенсаторно катионы водорода выходят во внеклеточное пространство в обмен на катионы натрия. Однако при наличии гипергликемии, гиперкетонемии внеклеточная жидкость не следует за идущим в клетки натрием, а, задерживаясь углеводами и кетоновыми телами, увеличивает степень гипонатриемии.

При сердечной недостаточности в обмен на катионы натрия из клеток во внеклеточное пространство поступает калий. Создается угроза возникновения гиперкалиемического ацидоза. Нарушается деятельность сердца, ослабляется пульс, падает артериальное давление вплоть до коллапса. Происходят изменения сократимости в скелетной и гладкой мускулатуре. Развивается мышечная адинамия, потеря аппетита, снижается всасывание из кишечника глюкозы.

Дефицит натрия в крови через хеморецепторы, находящиеся в гипоталамусе и почках, стимулирует биосинтез и секрецию альдостерона, что компенсаторно начинает задерживать натрий в организме. При дефиците Na отмечаются: слабость, аппатия, головные боли, расстройства сознания, тошнота, рвота, гипотония, мышечные подергивания.

При избытке Na: возбуждение, гипертермия, жажда, возможны судороги, нарушения сознания.

Физиологическая роль магния

Магний поступает в организм с пищей (в частности с поваренной солью) и водой. Как правило, норма поступления обычно составляет 200-400 мг в течение суток. Особенно богата магнием растительная пища. Лучшими источниками магния для человека являются лимоны, грейпфруты, орехи, яблоки, темно-зеленые овощи. Хорошей магниевой добавкой при его дефиците является доломит.

Часть ионизированного магния отщепляется от магнезиальных солей пищи еще в желудке и всасывается в кровь. Основная часть трудно растворимых солей магния переходит в кишечник и всасывается только после их соединения с жирными кислотами. В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 40-45% поступившего магния. В крови человека около 50% магния находится в связанном состоянии, а остальная часть в ионизированном. Концентрация магния в крови у человека составляет 2,3-4,0 мг%. Комплексные соединения магния поступают в печень, где используются для синтеза биологически активных соединений. В организме взрослого человека содержится около 140 г магния (0,2% от массы тела), причем 2/3 от этого количества приходится на костную ткань. Главное «депо» магния находится в костях и мышцах. Выводится магний из организма в основном с| мочой (50-120 мг) и с потом (5-15 мг).

Магний является важнейшим внутриклеточным элементом. Магний участвует в обменных процессах, тесно взаимодействуя с калием, натрием, кальцием; является активатором для множества ферментативных реакций. Нормальный уровень магния в организме необходим для обеспечения «энергетики» жизненно важных процессов, регуляции нервно-мышечной проводимости, тонуса гладкой мускулатуры (сосудов, кишечника, желчного и мочевого пузыря и т. д.). Магний стимулирует образование белков, регулирует хранение и высвобождение АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках. Магний известен как противострессовый биоэлемент, способный создавать положительный психологический настрой.

Магний укрепляет иммунную систему, обладает антиаритмическим действием, способствует восстановлению сил после физических нагрузок. Он входит в состав большинства ферментов, участвует в синтезе ДНК и РНК, улучшает обмен веществ в сосудистой стенке. Магний помогает усвоению кальция, фосфора, калия, витаминов группы В, С, Е, функционированию нервов и мышц, превращению сахара крови в энергию.

Ближайшим соседом магния в группе периодической системы является кальций, с которым магний вступает в обменные реакции. Эти два элемента легко вытесняют друг друга из соединений. Дефицит магния в диете, богатой кальцием, обусловливает задержку кальция во всех тканях, что ведет к их обызвествлению.

Магний выполняет в организме следующие функции:

участие в синтезе белка и нуклеиновых кислот;
участие в обмене белков, жиров и углеводов;
участие в переносе, хранении и утилизации энергии;
участие в митохондриальных процессах;
участие в регуляции нейрохимической передачи и мышечной возбудимости (уменьшает возбудимость нейронов и замедляет нейромышечную передачу);
является кофактором многих ферментативных реакций (гидролиз и перенос фосфатной группы, функционирование Na+ — К+ — АТФ насоса, Са2+ — АТФ насоса, протонного насоса);
препятствует поступлению ионов кальция через пресинаптическую мембрану;
является физиологическим антагонистом кальция;
контролирует баланс внутриклеточного калия;
снижает количество ацетилхолина в нервной ткани;
расслабляет гладкую мускулатуру;
снижает артериальное давление (особенно при его повышении);
угнетает агрегацию тромбоцитов;
повышает осмотическое давление в просвете кишечника;
ускоряет пассаж кишечного содержимого.

Снижается усвоение магния при потреблении алкоголя и мочегонных средств.

Недостаточность магния в организме может быть обусловлена выраженной диареей, парентеральным введением жидкостей, не содержащих катионы магния. Когда концентрация магния в сыворотке снижается до 1 ммоль/л, возникает синдром, напоминающий белую горячку. У больного наблюдается полукоматозное состояние. Появляются мышечная дрожь, спазмы мышц в области запястья и стопы. Введение магния вызывает быстрое улучшение состояния.

Всасывание магния в кишечнике задерживается при избыточном поступлении в желудочно-кишечный тракт жирных кислот, солей фитиновой кислоты, содержащейся в злачных растениях, фосфатов, при недостаточности витамина Д и т.д. Существует врожденная недостаточность всасывания магния из кишечника.

Дефицит Mg: снижение концентрации Ca и отложение Ca в тканях, тремор, мышечная слабость, сердечные спазмы, нервозность, трофические язвы, камни в почках.

Избыток Mg: седативный эффект, может быть угнетение дыхательного центра.

Права на статью принадлежат ООО «Электронная Медицина».

Источник: www.elm.su