Значение калий в клетке: Калий — Medikas

Содержание

Калий — Medikas

16/09/2016boshqaruvchiСтатьи

Potassium, калий, содержится в клетках, регулирует водный баланс в организме и нормализует ритм сердца. Калий влияет на работу многих клеток в организме, особенно нервных и мышечных. Биологическая роль калия в организме человека велика. Калий способствует ясности ума, улучшает снабжение мозга кислородом, помогает избавляться от шлаков, действует как иммуномодулятор, способствует снижению давления крови и помогает при лечении аллергии.

Содержание калия в организме зависит от баланса следующих процессов: поступления калия с пищей, распределения в организме и выведения (почками, потовыми железами, кишечником). Для калия в организме не существует «депо», поэтому даже незначительный недостаток калия, вызванный недостаточным поступлением калия с продуктами питания, может спровоцировать многие нарушения в нервной и мышечной ткани, слабость, снижение рефлексов, гипотонию, непроходимость кишечника, полиурию, задерживать воду в организме. Во избежание этого необходимо включать в свой рацион продукты, богатые калием. Калий содержится в цитрусовых, всех зеленых овощах с листьями, в мяте, семечках подсолнуха, бананах, картофеле. Кроме того, существуют специальные препараты, позволяющие повысить содержание калия в организме. Но принимать такие препараты можно, только следуя рекомендациям врача, сделав предварительно биохимический

анализ крови для количественного определения калия, поскольку даже 25 г калия выше нормы может вызвать токсическое отравление организма.

Нормы содержания калия в крови
Возраст Норма содержания калия в крови, ммоль/л
До 12 мес 4,1 — 5,3
12 мес — 14 лет 3,4 — 4,7
Старше 14 лет 3,5 — 5,5

Избыток калия в крови. Это явление называется гиперкалиемия и является признаком следующих нарушений в организме человека:

  • повреждение клеток (гемолиз — разрушение клеток крови, тяжелое голодание, судороги, тяжелые травмы, глубокие ожоги)
  • обезвоживание
  • шок
  • ацидоз
  • острая почечная недостаточность (нарушение выведения почками)
  • надпочечниковая недостаточность
  • увеличение поступления солей калия.

Обычно калий повышен вследствие приема противоопухолевых, противоспалительных препаратов и некоторых других лекарственных средств.

К дефициту калия могут привести эмоциональный стресс и физическая перегрузка. Значительно снижают действие калия алкоголь, кофе, сахар, мочегонные средства. Увлечение кофе может быть опасно для здоровья, поскольку та усталость, с которой Вы боретесь помощью кофе, на самом деле зачастую вызвана потерей калия.

Дефицит калия характерен для сластен и, наоборот, для людей, увлекающимися диетами. Потеря веса может сопровождаться слабостью и ослаблением рефлексов — а это указывает на значительный недостаток калия в крови.

Восполнять недостаток калия возможно с помощью правильного питания, больше употребляя калий содержащие продукты. К сожалению, нередко недостаток калия связан с серьезными заболеваниями в организме человека. Дефицит калия (гипокалиемия) — симптом таких нарушений, как:

  • гипогликемия
  • водянка
  • кишечный свищ
  • хроническое голодание
  • продолжительная рвота и понос
  • нарушение функции почек, ацидоз, почечная недостаточность
  • переизбыток гормонов коры надпочечников
  • муковисцидоз
  • дефицит магния.

Патогенетическая роль дефицита калия и магния в развитии неврологических заболеваний | Котова О.В., Рябоконь И.В.

Калий Калий – основной внутриклеточный катион. В норме концентрация калия в плазме равна 3,5–5 ммоль/л, а в клетках – 150 ммоль/л. Обмен калия обусловлен его поступлением извне и выведением почками с мочой. Этот объем составляет 1,9–5,9 г калия в сутки. Содержание калия во внеклеточной жидкости составляет менее 2% от общего его содержания в организме. Высокое внутриклеточное содержание калия обеспечивается работой так называемого «натрий–калиевого насоса» – особой белковой структуры, расположенной в клеточной мембране, для работы которой требуются энергия молекул аденозинтрифосфата (АТФ) и присутствие ионов магния. Натрий–калиевый насос начинает усиленно работать при повышении уровня калия в крови под действием альдостерона, «гормонов стресса» катехоламинов (адреналина и норадреналина) и инсулина [1]. Так создается трансмембранный потенциал покоя, наличие которого чрезвычайно важно для нормального функционирования нервной и мышечной ткани.

Калий – основной внутриклеточный катион. В норме концентрация калия в плазме равна 3,5–5 ммоль/л, а в клетках – 150 ммоль/л. Обмен калия обусловлен его поступлением извне и выведением почками с мочой. Этот объем составляет 1,9–5,9 г калия в сутки. Содержание калия во внеклеточной жидкости составляет менее 2% от общего его содержания в организме. Высокое внутриклеточное содержание калия обеспечивается работой так называемого «натрий–калиевого насоса» – особой белковой структуры, расположенной в клеточной мембране, для работы которой требуются энергия молекул аденозинтрифосфата (АТФ) и присутствие ионов магния. Натрий–калиевый насос начинает усиленно работать при повышении уровня калия в крови под действием альдостерона, «гормонов стресса» катехоламинов (адреналина и норадреналина) и инсулина [1]. Так создается трансмембранный потенциал покоя, наличие которого чрезвычайно важно для нормального функционирования нервной и мышечной ткани.
Поскольку потери калия из внеклеточной жидкости быстро компенсируются за счет его притока из клеток, концентрация этого иона во внеклеточном пространстве на протяжении достаточно длительного времени изменяется очень мало. В результате критический дефицит калия, который может привести к сердечно–сосудистым и нервно–мышечным нарушениям, часто остается незамеченным при стандартных исследованиях.
На распределение калия в организме влияют гормоны, кислотно–щелочное равновесие, скорость обновления клеток. Так, на активность Na+, K+–АТФ–азы опосредованно действует инсулин (способствует перемещению калия в мышечные клетки и клетки печени), повышая эту активность, поэтому больные сахарным диабетом находятся в группе риска по развитию гипокалиемии. Другими причинами гипокалиемии являются: недостаточное поступление с пищей (голодание, диеты), интенсивная потеря жидкости (диарея, потоотделение, прием тиазидных диуретиков или слабительных), гипергликемия, гиперальдостеронизм, гипомагниемия и др. [2].
Рацион современного человека богат натрием, входящим в состав поваренной соли, пекарской соды и др., что способствует перегрузке организма натрием, с одной стороны, и дефициту калия, с другой. Избыток поступления ионов натрия способствует увеличению объема циркулирующей в организме жидкости и развитию артериальной гипертензии (АГ) [3].
Показано, что снижение содержания калия в крови является причиной ряда заболеваний и усугубляет нежелательные побочные эффекты некоторых лекарственных препаратов [4].
Гипокалиемия может быть диагностирована, если уровень калия в сыворотке составляет менее 3,6 ммоль/л. Проявления гипокалиемии включают в себя генерализованную слабость мышц, паралитическую непроходимость кишечника и сердечные аритмии (предсердная тахикардия/блокада, предсердно–желудочковая диссоциация, желудочковая тахикардия, желудочковая фибрилляция).
Магний
Магний является универсальным регулятором биохимических и физиологических реакций, протекающих во всем организме [5]. Существует более 500 видов белков, взаимодействующих с магнием и участвующих более чем в 100 различных молекулярных каскадах клеток [6]. Этим объясняется многообразие проявлений нарушения гомеостаза данного макроэлемента в организме.
По содержанию в организме – это четвертый элемент после натрия, калия и кальция, по содержанию в клетке – второй (после калия). До 80–90% внутриклеточного магния находится в митохондриях в комплексе с АТФ (аденозинтрифосфатом – главным высокоэнергетическим продуктом во всех живых клетках). Учитывая подобную привязанность микроэлемента к митохондриям, больше всего (около 40%) Mg2+ содержится в плаценте и головном мозге, особенно в сером веществе, а также в сердце, мышцах, печени, почках. Остальные 50–60% минерала концентрируются в дентине и эмали зубов, скелете. При дефиците Mg2+ может высвобождаться из костей, предотвращая снижение его концентрации в сыворотке крови, которая в норме составляет 0,8–1,2 ммоль/л.
Магний принимает участие в регуляции состояния клеточной мембраны и трансмембранном переносе ионов кальция и натрия, самостоятельно участвует во многих метаболических реакциях по образованию, накоплению, переносу и утилизации энергии, свободных радикалов и продуктов их окисления. Поэтому микроэлемент в первую очередь определяет нормальную работу нервной системы.
Недостаток магния в организме – очень распространенное явление в современной популяции [7]. Наиболее часто возникает алиментарный дефицит магния: недостаточное его содержание в пище, воде или недоедание, а также избыток поступающих с пищей кальция, натрия, белка или жира существенно снижают его поступление в организм [8]. Происхождение магниевого дефицита можно связать с наличием стереотипов питания, недостатком в рационе морепродуктов, свежих овощей и фруктов и низким содержанием магния в них на фоне повышенной потребности в элементе. Магниевый дефицит часто возникает по принципу антагонизма с натрием, что связано с пищевыми традициями избыточного потребления поваренной соли, а также с избытком бария и алюминия, усиливающим выведение магния из организма [6]. Бор содержится в керамической и эмалированной посуде, консервантах. Накопление алюминия встречается при использовании воды из–под крана, алюминиевой посуды и упаковки. Бариты могут накапливаться в растениях и воде рядом с объектами керамической, бумажной, металлургической промышленности, поступать в организм при употреблении консервированных продуктов [9]. Усугубляют дефицит магния факторы, связанные с его недостаточным всасыванием, увеличением выведения или повышенным расходованием, такие как стресс, физическое перенапряжение, злоупотребление алкоголем, сахарный диабет [10,11].
Дефицит магния характеризуется множеством симптомов и синдромов, наиболее ранними из которых являются отклонения в функционировании нервной, сердечно–сосудистой систем, формирование дисплазии соединительной ткани.
Доказательная медицина и эпидемиологические исследования обобщили многочисленные данные, что вследствие дефицита магния и кальция в диете (магнийдефицитная пища и мягкая вода) повышена частота гипертонической болезни. Это объясняется участием магния в механизмах регуляции артериального давления. Применение магния способствует вазопротекции, снижению уровня липидов в крови, что тормозит атеросклеротическое поражение сосудов.
Негативным последствием магниевого дефицита являются повышенная агрегация тромбоцитов и увеличение риска тромбоэмболических осложнений. Дисбаланс Ca2+, Mg2+ приводит к избыточному тромбообразованию на фоне дефицита магния. Дефицит Mg2+ может задерживать образование артериального тромба путем ингибирования активности тромбоцитов. Магний потенцирует антикоагулянтные эффекты ацетилсалициловой кислоты и позволяет минимизировать ее дозу.
К долговременным последствиям дефицита магния относятся развитие АГ, сердечно–сосудистой патологии, повышенный риск инфаркта миокарда, инсульта мозга, атеросклероза (потенцируется дефицитом пиридоксина), диабета и ряда онкологических проблем [12].
Калий и магний и основные факторы риска развития инсульта: АГ,
нарушения ритма сердца
Высокое потребление калия снижает риск развития мозгового инсульта независимо от других факторов. Сразу в нескольких независимых исследованиях показано, что повышение суточного потребления калия на 10 ммоль снижает относительный риск развития инсульта на 40% [5,13]. Данные экспериментов на животных и эпидемиологических исследований также подтверждают этот факт. Хотя часть защитного эффекта калия может развиваться вследствие понижения артериального давления, анализ экспериментов на животных показывает, что калий может характеризоваться другими защитными механизмами, которые включают уменьшение формирования свободных радикалов, пролиферации гладкомышечных сосудов, артериального тромбоза. Также было показано экспериментально, что калий может уменьшать макрофагальную адгезию к сосудистой стенке, снижая риск развития атеросклероза.
Относительный риск связанной с инсультом летальности был значительно ниже при высоком потреблении калия. Это подтверждает исследование, проведенное в 1998 г. Авторы определили, что использование калиевых добавок обратно пропорционально связано с риском инсульта, особенно у мужчин с АГ. Они предположили, что это могло быть связано с уменьшением риска гипокалиемии. Авторы рекомендовали увеличение потребления калия, заменяя обработанные пищевые продукты и напитки с низким содержанием калия на фрукты, овощи и соки, а также предлагали применять калиевые добавки у лиц с АГ [13]. При поступлении в организм с пищей достаточного количества калия и магния существенно снижается риск развития АГ.
Данные эпидемиологических и клинических исследований подтвердили роль дефицита калия в патогенезе эссенциальной АГ. Увеличение поступления калия имеет гипотензивный эффект, который обусловлен такими механизмами, как увеличенный натрийурез, усиленная барорефлекторная чувствительность, прямое сосудорасширение и понижение сердечно–сосудистой реактивности к норэпинефрину или ангиотензину II [14].
Был проведен метаанализ рандомизированных контролируемых исследований влияния потребления калия внутрь на артериальное давление. Этот анализ включал 33 клинических исследования (n=2609). В данных исследованиях потребление калия было единственным различием между группами. Дозировка калия (главным образом в форме хлорида калия) составляла от 60 до более 100 ммоль/сут. Результаты показали, что поступление калия было связано со значительным снижением среднего систолического и диастолического артериального давления (–4,4 мм рт.ст. и –2,4 мм рт.ст. соответственно; р
Необходимо также помнить, что некоторые мочегонные средства, являющиеся эффективными лекарственными препаратами для лечения АГ и сердечной недостаточности, в качестве нежелательного побочного действия могут вызывать выведение калия и магния из организма [4].
Одним из мощнейших регуляторов сосудистого тонуса в организме человека является ангиотензин. Выбрасываясь в кровь в небольших количествах, ангиотензин оказывает выраженное сосудосуживающее действие, следствием которого является повышение АД. Некоторые современные лекарственные средства, предназначенные для лечения АГ, имеют в качестве основного механизма действия систему ангиотензина. Калий и магний также ослабляют выраженность сосудосуживающих эффектов, вызванных ангиотензином [16]. Таким образом, у лиц с повышенным АД очень важно избегать снижения уровня калия и магния в крови.
Не менее важную роль в профилактике инсульта играет коррекция уровня калия в связи с возможностью развития аритмий, которые могут стать причиной кардиоэмболий. Умеренная гипокалиемия может увеличить вероятность аритмий у больных ИБС, с сердечной недостаточностью или гипертрофией левого желудочка. Изменения уровней калия меняют электрофизиологические свойства мембраны и могут влиять на генерацию импульса и проведение его по сердцу. Снижение концентрации калия приводит к повышению активности пейсмейкера, активируются гетеротопные очаги возбуждения, что может сопровождаться нарушениями ритма. Дефицит калия, так же, как и блокада калиевых каналов, может привести к длительной реполяризации – патогенетическому фактору развития трепетаний и мерцаний. В международном клиническом исследовании показано, что снижение уровня калия в крови на 1 ммоль/л повышало риск развития желудочковых аритмий на 28% [17].
Влияние гипокалиемии на реполяризацию усиливается при многих заболеваниях, включая гипертрофию левого желудочка, застойную сердечную недостаточность, миокардиальную ишемию и инфаркт миокарда.
Калий и магний
и диабетическая полинейропатия
Наиболее частой среди соматических заболеваний, приводящих к поражению периферической нервной системы, является диабетическая нейропатия, которая встречается в 20–40% случаев. По оценкам ВОЗ, более 180 млн человек в мире больны диабетом, и к 2030 г. эта цифра может возрасти более чем в 2 раза. К факторам риска развития полинейропатии у больных сахарным диабетом относят длительность самого заболевания, уровень и значительные колебания HbA1С (гликозилированный гемоглобин является показателем компенсации углеводного обмена на протяжении последних 60–90 дней) в крови, дислипидемию, высокий индекс массы тела, альбуминурию, АГ и курение [18].
Ряд авторов выделяют несколько теорий патогенетических механизмов развития нейропатии, среди которых: повышение внутриклеточной осмолярности как следствие накопления сорбитола и образующейся из него фруктозы, не способных преодолевать клеточную оболочку, тем самым повреждая клетку; нарушение деятельности K+/Na+–насоса; нарушение трофики нерва и др. Нарушение обмена K+ приводит к изменению возбудимости нервов и мышц. Активный ионный транспорт поддерживает высокий градиент K+ через плазменную мембрану. Отдельно рассматривают гипокалиемию, не связанную с потерями калия, а обусловленную его перемещением из плазмы крови и внеклеточного пространства внутрь клеток. Снижение сывороточного уровня калия, индуцированное избытком инсулина, секретировавшегося в ответ на гипергликемию или при введении его препаратов, нередко наблюдают у больных сахарным диабетом [19].
Интересно, что магниевый дефицит уменьшал чувствительность инсулина, а при устранении магниевого дефицита во время 4–недельного периода исследования улучшалась утилизация глюкозы в тканях у пожилых людей с сахарным диабетом. У пациентов с диабетом 2–го типа пероральный прием магния во время 16–недельного периода исследования улучшал чувствительность инсулина в тканях. Высказано предположение, что гипомагниемия может изменять транспорт глюкозы в клетку и снижать чувствительность клеточных рецепторов к инсулину. Гипомагниемия часто присутствует у больных сахарным диабетом, однако нет точного разъяснения механизма развития последствий дефицита магния при сахарном диабете. С другой стороны, замечено, что несоответствующий метаболический контроль может привести к уменьшению в крови концентрации магния, вызывая гипомагниемию, которая в свою очередь может непосредственно вызывать микро– и макрососудистые осложнения, ретинопатию и нейропатию, т.е. недостаток магния приводит к более раннему развитию осложнений сахарного диабета. В экспериментах на животных длительный дефицит магния вызвал истощение и гибель b–клеток поджелудочной железы.
Некоторые авторы предполагают, что гипомагниемия может быть связана с высоким риском развития язв на стопах у больных сахарным диабетом. Действительно, чаще гипомагниемия наблюдается среди пациентов с язвами диабетической стопы по сравнению с пациентами без язвенных поражений (93,9% – пациенты с язвами диабетической стопы по сравнению с 73,1% пациентов без язв) [20].
Магний и калий и черепно–мозговая травма и эпилепсия
Глобальная ишемия мозга при черепно–мозговой травме (ЧМТ) приводит к нарушению функции глутаматных рецепторов в коре (в тяжелых случаях на 90–100%). Это вызывает перевозбуждение или даже смерть нейронов за счет повышения проницаемости мембраны нейрона для ионов Са2+ и уменьшения митохондриального пула Mg2+, а также повышения уровня свободного цитозольного Mg2+ в нейроне, признанного маркера начала каскада апоптоза. Ионы Mg2+ являются универсальными стабилизаторами всех подтипов NMDA–рецепторов, контролируя работу вольтаж–зависимого ионного канала для Ca2+, Na+, К+. При дефиците Mg2+ рецепторы к глутамату возбуждаются, ток ионов Ca2+ в нейроны усиливается, потенцируется развитие эксайтотоксичности.
Снижение внутриклеточной концентрации магния характерно для эпилепсии. Реализация наркотического, снотворного, седативного, анальгетического и противосудорожного эффектов магнийсодержащих препаратов связана с одним из важнейших эффектов магния – способностью к торможению процессов возбуждения в коре головного мозга. Применение препаратов, содержащих магний, у больных с эпилепсией повышает восприимчивость к противосудорожным препаратам (вальпроат натрия, карбамазепин), снижает тяжесть эпилептических приступов [21].
Панангин
Исследование клеточных моделей подтвердило критическую роль магния в поддержании уровня внутриклеточного калия и доказало, что эти механизмы многофакторные. Совместный дефицит калия и магния может привести к недостаточному насыщению калием [22].
Панангин – лекарственный препарат, содержащий калий и магний в виде солей аспарагиновой кислоты, способствующей лучшему их усвоению организмом. Панангин является источником ионов калия и магния. Препарат улучшает обмен веществ в миокарде, повышает переносимость сердечных гликозидов, обладает антиаритмической активностью. Чаще всего Панангин назначают в качестве дополнительного средства терапии при хронических заболеваниях сердца (сердечная недостаточность, состояние после инфаркта миокарда), нарушениях сердечного ритма (преимущественно при желудочковых аритмиях), лечении сердечными гликозидами (для повышения их эффективности и улучшения переносимости), а также у лиц со сниженным уровнем калия и магния в крови, вызванным их недостаточным поступлением с пищей. Если говорить о профилактике инсульта, то следует помнить о возможных положительных свойствах Панангина, а именно: снижение уровня артериального давления у больных с АГ; снижение риска развития аритмий; улучшение сократительной функции миокарда и профилактика развития сердечной недостаточности; уменьшение вязкости крови и тромбообразования.
Взрослым пациентам препарат назначают внутрь по 1–2 таблетки 3 р./сут. Дозу можно повысить до 3 таблеток 3 р./сут. Кислое содержимое желудка может снижать усвоение препарата, поэтому Панангин целесообразно принимать после еды. Противопоказан Панангин только при острой и хронической почечной недостаточности и выраженной гиперкалиемии. Препарат высокоэффективен и очень хорошо переносится пациентами, поэтому может быть рекомендован широкому кругу больных как в профилактических, так и в лечебных целях при различных неврологических заболеваниях.

Литература
1. Clausen T., Everts M.E. Regulation of the Na, K–pump in skeletal muscle // Kidney Int. 1989. Vol. 35. P. 1–13
2. Физиология человека: в 3–х томах; пер. с англ./ Под ред. Р. Шмидта и Г Тевса. – 3–е изд. – М.: Мир, 2004.
3. Schulman M., Narins R.G. Hypokalemia and cardiovascular disease // Amer. J. Cardiol. 1990. Vol. 65. P. 4–9.
4. Hoes A.W., Grobbee D.E., Peet T.M., Lubsen J. Do non–potassium–sparing diuretics increase the risk of sudden cardiac death in hypertensive patients? // Recent. evidence. Drugs. 1994. Vol. 47. P. 711–733.
5. Maier J.A., Malpuech–Brugere C. et al. Low magnesium promotes endothelial cell dysfunction: implications for atherosclerosis, inflammation and thrombosis // Biochim. Biophys. Acta. 2004. Vol. 24;1689(1). P. 13–21.
6. Громова О.А. Магний и пиридоксин: основы знаний.– М., 2006. – 223 с.
7. Schimatschek H.F., Rempis R. Prevalence of hypomagnesemia in an unselected German population of 16,000 individuals // Magnes Res. 2001. Vol. 14(4). P. 283–290.
8. Galan P., Preziosi P., Durlach V. et al. Dietary magnesium intake in a French adult population // Magnes Res. 1997. Vol. 10(4). P. 321–328.
9. Калачева А.Г., Громова О.А., Гришина Т.Р. Роль магния в сбалансированном питании детей и подростков // Фарматека. – 2008. – № 20. – С. 34–38.
10. Grases G., Perez–Castello J.A. Anxiety and stress among science students. Study of calcium and magnesium alterations // Magnes Res. 2006. Vol. 19(2). P. 102–106.
11. Акарачкова Е.С., Вершинина С.В., Котова О.В. Магний в лечении и профилактике цереброваскулярных заболеваний // Кардиология. – 2012. – № 9. – С. 80–86.
12. Акарачкова Е.С. Дефицит магния: клиника, диагностика, терапия // Фарматека. – 2007. – № 20. – C. 25–30.
13. Ascherio A., Rimm E.B., Hernan M.A. et al. Intake of potassium, magnesium, calcium, and fiber and risk of stroke among U.S. men // Circulation. 1998. Vol. 98. P. 1198–1204.
14. Young D.B., Lin H., McCabe R.D. Potassium’s cardiovascular protective mechanisms // Amer. J. Physiol. 1995. Vol. 268. P. R825–837.
15. Whelton P.K., He J. Potassium in preventing and treating high blood pressure // Semin. Nephrol. 1999. Vol. 19(5). P. 494–499
16. Campbell W.B., Schmitz J.M. Effect of alterations in dietary potassium on the pressor and steroidogenic effects of angiotensins II and III // Endocrinol. 1978. Vol. 103. P. 2098–2104.
17. Cohen J.D., Neaton J.D., Prineas R.J., Daniels K.A. Diuretics, serum potassium and ventricular arrhythmias in the Multiple Risk Factor Intervention trial // Amer. J. Cardiol. 1987. Vol. 60. P. 548–554.
18. Бегма А.Н., Бегма И.В. Комплексное лечение язвенных дефектов у больных с синдромом диабетической стопы // Фарматека. – 2004. ¬– C. 19–20.
19. Дедов И.И., Анциферов М.Б., Галстян Г.Р. и др. Синдром диабетической стопы: клиника, диагностика, лечение. – М., 1998.
20. Городецкий В. В. Лечение диабетической полинейропатии и других дистрофически–дегенеративных и воспалительных заболеваний периферической нервной системы метаболическими препаратами: метод. рекомендации. – М.: Медпрактика–М, 2002. – С. 36.
21. Шварков С.Б., Акарачкова Е.С. Коррекции энергетического и электролитного баланса препаратами магния и пиридоксина при неврологических заболеваниях // Мед. технология. – 2007. – 31с.
22. Whang R., Whang D.D., Ryan M.P. Refractory potassium repletion. A consequence of magnesium deficiency // Arch. Intern. Med. 1992. Vol. 152(1). P. 40–45.

.

Роль минеральных веществ в обменных процессах и их влияние на здоровье человека

Минеральные вещества оказывают многообразное воздействие на жизнедеятельность организма. Они входят в состав ферментов и гормонов, участвуют во всех видах обмена веществ, активизируют действие витаминов, используются в качестве пластического материала в опорных тканях (костях, хрящах, зубах), участвуют в процессах кроветворения и свертывания крови, в регуляции вводно-солевого обмена, обеспечивают нормальное функционирование мышечной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем.

Минеральные вещества, встречающиеся в пищевых продуктах, можно разделить на две группы.

      Макроэлементы — минеральные вещества, содержащиеся в пище­вых продуктах в значительных количествах. Основными макроэле­ментами в продуктах питания человека являются кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, калий, сера.

Микроэлементы — минеральные вещества, содержащиеся в пище­вых продуктах в очень малых количествах. К ним относятся: железо, кобальт, медь, йод, фтор, цинк, марганец, бром, алюминий, силиций, хром, никель, литий и др.

Высокое содержание в продуктах кальция, калия и натрия опреде­ляет их щелочную ориентацию (молочные продукты, овощи, фрукты, ягоды, бобовые), а мясо, рыба, яйца, хлеб, крупы, содержащие фосфор, серу и хлор -кислую.

В зависимости от содержания минеральных веществ в организме человека и потребности в них также различают микроэлементы и мак­роэлементы. За исключением кальция, фосфора, железа и йода организм человека не располагает запасами минеральных элементов. Эти элементы незаменимы, так как не образуются в организме.

Каждый из минеральных элементов имеет определенное функцио­нальное значение. 

Макроэлементы

Кальций входит в состав минерального компонента костной ткани — оксиапатита, микрокристаллы которого образуют жесткую структуру костной ткани, выполняющей защитно-опорную функцию. Кальций придает стабильность клеточным мембранам — наружной обо­лочке клеток; обеспечивает прочность межклеточных связей. Кальций необходим для нормальной возбудимости нервной сис­темы и сократимости мышц, является важнейшим компонентом свертывающей системы крови.

Всасывание кальция происходит в тонкой кишке с участием особых транспортных механизмов, обеспечивающих возможность его переноса из просвета кишечника в кровоток. При этом всасывание кальция зави­сит от обеспеченности организма витамином D, который необходим для нормального функционирования систем транспорта кальция в тонкой кишке.

Кальций относится к трудноусвояемым минеральным элементам, что обусловлено его содержанием в пищевых продуктах совместно с другими минеральными компонентами — фосфором, магнием, а также с белками и жирами. Всасыванию кальция способствуют белки пищи, ли­монная кислота и лактоза (молочный сахар). К факторам, затрудняющим всасывание кальция и способным нарушить его утилизацию, относится избыточное содержание в пище фитиновой кис­лоты (ею богаты рожь, пшеница, овес и пищевые продукты, полученные из этих злаков), фосфатов (продукты с очень высоким содержанием фос­фора: шоколад, икра, мясо, рыба морская), жиров, щавелевой кислоты (некоторые овощи, фрукты).

Основными источниками кальция являются молоко и молочные продукты, яичные желтки, овощи, фрукты.

Фосфор участвует в построении всех клеточных элементов орга­низма человека, особенно костной и мозговой тканей, участвует в процессах обмена белков, жиров и углеводов. Фосфор незаменим в деятельности мозга, скелетной и сердечной муску­латуры, в образовании ряда гормонов и ферментов.

Основными источниками фосфора служат молочные продукты, особенно сыры, а также яйца, рыба, мясо, бобовые.

Магний принимает участие в процессах углеводного, белкового и фосфорного обмена. Соединения магния обладают антиспастическими и сосудорасширяющими свойствами, понижают возбудимость централь­ной нервной системы, а также усиливают желчеотделение и моторную деятельность кишечника.

Основными источниками магния в питании являются хлеб (особенно грубого помола), крупы, бобовые.

Натрий необходим для протекания процессов внутриклеточного и межклеточного обмена, для обеспечения электролитного и кислотно-ще­лочного равновесия. Известно, что увеличение содержания в пище хло­ристого натрия (поваренной соли) ведет к задержке воды в организме и отекам. Пищевые продукты, особенно растительные, бедны натрием. Поступление натрия в организм в основном осуществляется за счет поваренной соли, добавляемой к пище.

Хлор играет важную роль в жизнедеятельности человеческого ор­ганизма, особенно в регуляции водного обмена. Хлориды являются ис­точником образования железами желудка соляной кислоты. В пищевых продуктах, особенно растительных, хлор содержится в незначительных количествах. У человека потребность в хлоридах удовлетворяется в ос­новном за счет поваренной соли, добавляемой к пище.

Калий участвует в ферментативных процессах организма. Калий является преимущественно внутриклеточным ионом. Взаимодействие его с внекле­точными ионами натрия имеет большое значение в регуляции водного обмена. Организм очень чувствителен к уменьшению концентрации калия в крови (гипокалиемия). Оно вызывает сонливость, мышечную слабость, потерю аппетита, тошноту, рвоту, уменьшение мочеотделения, расширение сердца, нарушение сердечного ритма, снижение кровяного давления и другие изменения. Источником калия в пище являются в основном продукты растительного происхождения: хлеб, бобовые, картофель, ка­пуста, морковь, фрукты. Максимальное содержание калия — в конди­терских изделиях, какао, миндале, земляных орехах (арахисе), изюме, кураге, черносливе.

Сера входит в состав некоторых аминокислот — основного струк­турного материала для синтеза белков, ферментов, гормонов (инсулина), витаминов (В1). Она играет важную роль в процессах окисления и вос­становления, а также в обезвреживании токсических продуктов обмена путем образования с ними в печени неядовитых химических соединений. Источником серы в пище служат мясо, рыба, сыры, яйца, бобо­вые, хлеб, крупы.

Микроэлементы

Железо является составной частью гемоглобина, сложных железо-белковых комплексов и ряда ферментов, усиливающих процессы дыха­ния в клетках. Железо стимулирует кроветворение.

Основным источником железа служат зерновые продукты, бобовые, яйца, творог, печень. В овощах, фруктах, ягодах железа сравнительно мало, но они служат ценным источником этого минерала, так как содер­жащееся в них железо легко усваивается организмом человека.

Всасыванию железа из пищевых продуктов способствуют лимонная и аскорбиновая кислоты и фруктоза, которые содержатся во фруктах, ягодах, соках. Так, при питье фруктового сока увеличивается усвоение железа из яиц и хлеба. В зерновых и бобовых продуктах и некоторых ово­щах содержатся фосфаты, фитины и щавелевая кислота, препятствующие всасыванию железа. При добавлении мяса или рыбы к этим продуктам усвоение железа улучшается, при добавлении молочных продуктов — не меняется, при добавлении яиц — ухудшается. Подавляет усвоение железа крепкий чай.

Кобальт — неизменная составляющая растительных и животных ор­ганизмов. Он оказывает существенное влияние на процессы кроветворе­ния. Это воздействие кобальта наиболее ярко выражено при достаточно высоком содержании в организме железа и меди. Кобальт активирует ряд ферментов, усиливает синтез белков, учас­твует в выработке витамина В12 и в образовании инсулина. Содержание кобальта в различных пищевых продуктах незначи­тельно. Однако обычно смешанные пищевые рационы вполне удовлет­воряют потребность организма в кобальте. Кобальт содержится в не­значительных количествах в мясе, рыбе, яйцах, молочных продуктах, картофеле, воде. Более богаты кобальтом печень, почки, свекла, горох, земляника, клубника.

Медь входит в состав окислительных ферментов, участвующих в тканевом дыхании, в обмене белков, жиров и углеводов. Она влияет на функциональное состояние печени, щитовидной и других эндокринных желез, на иммунные процессы.

Йод участвует в образовании гормона щитовидной железы — тирок­сина. При недоста­точном поступлении в организм йода нарушаются функции щитовидной железы, а впоследствии меняется и ее структура — вплоть до развития так называемого эндемического зоба. В организм йод поступает с пищей, водой и воздухом, однако он присутствует в них в очень неболь­ших количествах. Больше всего йода содержится в морской воде, в растительных и животных продуктах моря.

Фтор – участвует в костеобразовании, формировании твердых тканей зубов и зубной эмали. Фтор поступает в организм человека в ос­новном с питьевой водой. Оптимальной концентрацией фтора в питьевой воде является 0,5-1,2 мг на литр. При значительном снижении его уровня в воде (менее 0,5 мг на литр) развиваются явления недостаточности фтора, выражающиеся в резком учащении заболеваний зубным кариесом. В целях профилактики в соответствующих случаях фторирование питье­вой воды с доведением содержания в ней фтора до 0,7-1,2мг на литр.

Цинк содержится во всех органах и тканях человека. Наибольшая его концентрация выявлена в клетках поджелудочной железы, вырабатываю­щих гормон инсулин. Цинк участвует также в жировом, белковом и витаминном обмене, в процессах кроветворения и синтезе ряда гормонов.

Обычный набор пищевых продуктов, включающий достаточное количес­тво овощей, фруктов, хлеба и молока, удовлетворяет потребности орга­низма человека во всех необходимых ему минеральных веществах.


5 серьезных причин, почему калий важен для спортсменов

Ежедневное потребление калия должно составлять минимум 2 г в день для взрослых, здоровых людей. Тем не менее, оптимальное потребление калия составляет от 4,7 г до 5,1 г.Необходимая дневная порция калия, в зависимости от возраста и пола, приведена в таблице. [24]

Возраст Мужчины Женщины Во время беременности Во время кормления
До 6 месяцев 400 мг 400 мг
7 – 12 месяцев 700 мг 700 мг
1 – 3 года 3000 мг 3000 мг
4 – 8 лет 3800 мг 3800 мг
9 – 13 лет 4500 мг 4500 мг
14 – 18 лет 4700 мг 4700 мг 4700 мг 5100 мг
19 – 50 лет 4700 мг 4700 мг 4700 мг 5100 мг
51+ лет 4700 мг 4700 мг

Опрос, проведенный в Соединенных Штатах показал, что менее 2% американцев получают достаточно калия, в то время как женщины потребляют еще меньше этого элемента, чем мужчины. [1] Исследование проведенное в европе, с задействованием людей разного пола и возраста, показало низкий уровень калия в организме пожилых участников. Результаты также колебались в зависимости от образа жизни участников. [25]

Если вы по той, либо иной причине не можете получить рекомендуемую порцию калия из рациона питания, вам следует обратиться за помошью к подходящей пищевой добавке. К группам риска часто относятся люди с низким потреблением фруктов и овощей, пожилые люди, алкоголики, спортсмены и люди подвергнутые высокой физической нагрузке.

Кроме того, если вы находитесь на восстановительной диете, с употреблением менее 1000 калорий в день, вам следует подумать о добавлении калия в виде пищевых добавок.

Дефицит калия в организме

Снижение уровня калия в организме в течении длительного периода времени вызывает гипокалиемию. Это может быть обусловлено чрезмерным выделением калия из организма и его недостаточным восполнением. В группу риска входят:

  • спортсмены, тренирующиеся более часа в день
  • люди, которые придерживаются низкокалорийной диеты
  • люди с проблемами пищеварения
  • диабетики
  • люди с больными почками
  • алкоголики

Гипокалиемия – это реакция организма на частое мочеиспускание, потоотделение, диарею или рвоту, когда количество минералов вымывается из организма. При недостатке калия начинют проявлятся такие симптомы:

  • отеки
  • гипертония
  • нарушения ритма сердца
  • артрит
  • нервность
  • повышенная утомляемость
  • слабость мышц
  • запор

Гипокалиемия может быть обнаружена с помощью анализов крови. Если уровень калия падает до 2,2-2,5 ммоль / л, это уже опасное для жизни состояние, которое может вызвать паралич тела, разрушение мышц, проблемы с дыханием и фатальные нарушения ритма сердца. [18] [25] Поэтому необходимо поддерживать и регулярно дополнять уровень калия в организме.

Избыточное потребление калия

Повышенный уровень калия в организме называется гиперкалиемией и может привести к серьезным нарушениям обмена веществ. Это состояние, при котором уровень калия повышается до 5,3-8 ммоль / л ( оптимальный диапазон от 3,6 до 5,2 ммоль / л). При этом также может проявляться:

  • мышечная боль
  • усталость
  • тошнота
  • покалывание в конечностях

К более серьезным симптомам гиперкалиемии относятся низкое давление, нарушения сердечного ритма, в худшем случае сердечные приступы. Однако не стоит беспокоится раньше времени, ведь гиперкалиемия встречается только у людей с заболеваниями почек или диабетиков. Также чрезмерное употребление калия может служить для того, чтобы вызвать рвоту или выделение избытка жидкости с мочой. [26]

Практические примеры того, как увеличить потребление калия

Чтобы получить достаточно калия, целесообразно ограничить потребление натрия, особенно в количестве потребляемой соли. [4] Еще один хороший шаг – употреблять богатые калием овощи в качестве гарнира к основной еде, например заменить рис на брокколи. Важно добавить в рацион достаточное количество овощей и фруктов. Попробуйте использовать в качестве перекуса курагу, изюм или орехи. Также отлично подойдут фрукты или овощи в виде смузи. Хорошей альтернативой служат пищевые добавки, например калий в форме таблеток.

Как вы считаете, достаточный ли уровень калия в вашем организме? Узнали ли вы что-то новое из этой статьи? Поделитесь с нами оставив комментарий, а также расскажите друзьям об этой статье.

ИСТОЧНИКИ:

[1] Summary of Potassium, primary information, benefits, effects, and Importan Facts – https://examine.com/supplements/potassium/

[2] Potassium intake – http://apjcn.nhri.org.tw/server/info/books-phds/books/foodfacts/html/data/data5b.html

[3] Joe Cohen – Top 14 health benefits of potassium – https://www.selfhacked.com/blog/potassium/#Health_Benefits_of_Potassium

[4] Jacob Farr – Potassium: You make my heart Beat – https://www.foodinsight.org/potassium-ingredient-benefits-health

[5] Rodriguez CJ, Bibbins – Domingo, Jin Z, Daviglus ML, Goff DC Jr, Jacobs DR Jr. – Association of sodium and potassium intake with left ventriculat mass: coronary artery risk dvelopment in young adults. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21788603

[6] Tobian L – Dietary sodium chloride and potassium have effects on the pathoúhysiology of gypertension in humans and animals – https://academic.oup.com/ajcn/article/65/2/606S/4655379

[7] Siani A, Strazzullo P, Giacco A, Pacioni D, Celentano E, Mancini M – Increasing the dietary potassium intake reduces the need for antihypertensive medication. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1929022

[8] Lemann J Jr, Pleuss JA, Gray RW, Hoffmann RG – Potassium administration reduces and potassium deprivation increases urinary calcium excretion in healthy adults. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1648646/

[9] Gregory NS, Kumar R, Stein EM, Alexander E, Christos P, Bockman RS, Rodman JS – Potassium citrate decreases bone resorption in postmenopausal wone with osteopenia: a randomized, double-blind clinical trial. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26401577

[10] Dawson-Hughes B, Harris SS, Ceglia L – Alkaline diets favor lean tissue mass in older adults. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18326605

[11] Curhan GC, Willett WC, Rimm EB, Stampfer MJ – A prospective study of dietary calcium and other nutrients and the risk of symptomatic kidney stones. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8441427/

[12] Tobian L. – High-potassium diets markedly protect against stroke deaths and kidney disease in hypertensive rats, an echo from prehistoric days. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3464706/

[13] Liu DT, Wang MX, Kincaid-Smith P, Whitworth JA. – The effects of dietary potassium on vascular and glomerular lesions in hypertensive rats. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7920452

[14] Pere AK, Lindgren Leena, Tuomainen P., Krogerus L., Rauhala P., Laakso J., Karppanen H., Vaúaatalo H., Mervaala MA. – Dietary potassium and magnesium supplementation in cyclosporine-induced hypertension and nephrotoxicity. – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0085253815473624

[15] Brain Miller – 15 foods that are high in potassium – https://nuteksalt.com/blog/15-foods-that-are-high-in-potassium

[16] Gillman MW, Cupples LA, Gagnon D, Posner BM, Ellison RC, Castelli WP, Wolf PA – Protective effect of fruits and vegetables on development of stroke in men. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7707599/

[17] Khaw KT, Barrett-Connor E – Dietary potassium and stroke-associated mortality. A 12-year prospective population study. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3796701/

[18] Šubrtová M, Kašpárková D – Nutritional aspects of potassium – https://is.muni.cz/th/b77fu/Bakalarska_prace-_oprava.pdf

[19] Xia Wang, Yingying Ouyang, Jun Liu, Minmin Zhu, Gang Zhao, Wei Bao, Frank B Hu – Fruit and vegetable consumption and mortality from all causes, cardiovascular disease, and cancer: systematic review and dose-response meta-analysis of prospective cohort studies. – https://www.bmj.com/content/349/bmj.g4490

[20] Shin D, Joh HK, Kim KH, Park SM – Benefits of potassium intake on metabolic syndrome: The fourth Korean National Health and Nutrition Examination Survey. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23958257

[21] John W. Rowe, Jordan D. Tobin, Robert M. Rosa, Reubin Andres – Effect of experimental potassium deficiency on glucose and insulin metabolism. – http://www.metabolismjournal.com/article/0026-0495(80)90074-8/abstract

[22] Uffe Sagild, Vagn Andersen, Per Buch Andreasen – Glucose Tolerance and insulin responsiveness in experimental potassium depletion. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.0954-6820.1961.tb07829.x

[23] Lanfranco D´Elia MD, Giavincenzo Barba MD, Francesco P. Cappuccio, Pasquale Strazzullo – Potassium intake, stroke, and cardiovascular disease: A meta-analysis of prospective studies. – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0735109710049764

[24] National Institutes of Health – Potassium – Fact sheet for health proffesionals – https://ods.od.nih.gov/factsheets/Potassium-HealthProfessional/

[25] Etická fitness aliance – Draslík a proč je pro tělo duležitý a co hrozí při jeho nedostatku https://www.efia.cz/2017/07/21/draslik-proc-telo-dulezity-hrozi-pri-nedostatku/

[26] Boris Dudík – Prečo klesá draslík v tele? Ako ho nájsť v potravinách? https://www.slovenskypacient.sk/draslik-v-tele-potravinach-tabletkach-nadbytok-draslika-ucinky/

[27] What is potassium & how does it benefit for athletes? https://us.myprotein.com/thezone/nutrition/potassium-benefit-athletes/

[28] Three key benefits of eating bananas – https://www.stack.com/a/three-key-benefits-from-eating-bananas

[29] Holmes N., Bates G., Zhao Y., Sherriff J., Miller V. – The effect of exercise intensity on sweat rate and sweat odium and potassium losses in trained endurance athletes – https://espace.curtin.edu.au/handle/20.500.11937/30752

[30] Four ways potassium matters to your sporrt performance – http://saltstick.com/2015/07/27/four-ways-potassium-matters-to-your-sports-performance/

[31] This is why potassium is so important to exercise performance – http://saltstick.com/2017/05/24/potassium-important-exercise-performance/

Калий биологическая функция — Справочник химика 21

    Для нормального роста и вьшолнения биологических функций человеку и животным кроме витаминов необходим также целый ряд неорганических элементов. Эти элементы можно разделить на два класса макроэлементы и микроэлементы. Макроэлементы, к которым относятся кальций, магний, натрий, калий, фосфор, сера и хлор, требуются организму в относительно больших количествах (порядка нескольких граммов в сутки). Часто они выполняют более чем одну функцию. Например, кальций служит структурным компонентом неорганического вещества костей гидроксиапатита, состав которого можно приблизительно описать формулой [Саз (РО гЗз. Вместе [c.294]
    Макроэлементами в живом веществе являются кислород, водород, углерод, азот, кальций, сера, фосфор, калий, магний, железо, кремний, натрий, хлор и алюминий. Их роль в живых организмах различна. Первые десять элементов (их названия выделены в перечне полужирным шрифтом) жизненно необходимы для животных и для растений. Натрий и хлор, безусловно, нужны всем животным и полезны для некоторых видов растений. Биологические функции кремния и алюминия изучены недостаточно. Все макроэлементы живого вещества располагаются в верхней части периодической системы. Большинство из них входит в состав второго и третьего периодов. [c.142]

    Натрий и калий в живой клетке. Несмотря на большое сходство химических свойств натрия и калия, их биологические функции различны. В плазме клеток велико содержание катионов К+, но относительно мало катионов Ма+, и наоборот, во внеклеточном растворе много Ма+, но мало К+. Концентрация калия внутри клетки превышает концентрацию вне клеток в 10 раз и более. Катион калия связан с внутриклеточной активностью, а катион натрия участвует в процессах на внешней поверхности клетки и эти два катиона не могут заменить друг друга. Катион К+ является важным активатором более чем 60 ферментов внутри клетки. Катион Ма+ не действует на К+-зависимые ферменты. Катион Na+ также активирует несколько ферментов, а К+ не способен их активировать. [c.277]

    Утверждение, что калий-натриевый градиент играет роль буфера протонного потенциала, позволяет понять не только биологическую функцию этого градиента, но и причину, которая в течение многих лет препятствовала выяснению его значения для жизнедеятельности клетки. Мысль о буферной роли калий-натриевого градиента не могла родиться, прежде чем был открыт протонный потенциал и было доказано, что он служит конвертируемой формой энергии. Все эти годы проблема калия и натрия просто ждала своего часа. [c.173]

    В животных организмах калий необходим для нормальной ра боты мышечных клеток и нервной системы. Нормальный ритм ра боты организма, в частности ритм сокращения сердца, поддержи вается при определенном соотношении концентраций ионов калия и натрия. Оценивая роль ионов калия и натрия в развивающихся системах — клетках и организмах, — приходится констатировать, что не химическое сходство, казалось бы такое очевидное, а довольно тонкие различия между ионами стали основой для того распределения биохимических функций, которое необходимо для действия биологических систем связи и регулирования. [c.153]

    Различная адсорбируемость солей калия и натрия почвенным комплексом привела к разделению ионов ионы натрия оказались в водах морей и океанов, а ионы калия закрепились в почве и, естественно, вошли как важнейший компонент в метаболические процессы растений. Различная способность ионов калия и натрия проходить через биологические мембраны обусловила и специфические функции этих ионов в передаче нервного импульса. [c.153]

    Аккумулятивная функция Сущность этой функции заключается в накоплении в форме ГВ важнейших элементов питания живых организмов, органических соединений, несущих энергетические запасы или непосредственно необходимых и усваиваемых микроорганизмами или растениями, а также элементов, не участвующих в биологических процессах Такое накопление происходит не только в почвах, но также в природных водах, донных отложениях, где ГВ служат источниками энергии и питания для биоты Именно в форме ГВ в почвах накапливается до 90% всего азота, половина и более фосфора, серы [451] В этой же форме аккумулируются и сохраняются длительное время калий, кальций, магний, железо и практически все необходимые микроорганизмам микроэлементы В составе ГВ идентифицируются такие элементы, как Н , РЬ, N1, 2п, Си и Аи, которые они очень эффективно сорбируют [c.350]

    В природе с белками связано относительно небольшое число металлов. Если рассматривать также ферменты, активируемые металлами, то к этому списку элементов следует добавить лишь натрий, калий и магний. Биологическая роль иона металла в белке характеризуется высокой специфичностью. И тем не менее в зависимости от типа белка один и тот же ион металла осуществляет различные функции разнообразие выполняемых функций является, очевидно, следствием ограничений, накладываемых белковым окружением. В связи с этим биологическая специфичность функций металла имеет, по-видимому,- стереохимическую природу. Основная тема обзора — значение структурных и стереохимических данных и сведений о строении координационных центров металл —лиганд для выяснения функциональной роли металлов в ферментативных процессах — не требует, таким образом, дополнительного обоснования. [c.16]

    Липиды играют важную биологическую роль они являются источником энергии для животного организма, при окислении в организме 1 г жира выделяется 9,3 кал. Они хорошие растворители биологически активных веществ (например, витаминов), необходимы для осуществления нормальных функций животного организма. Жировая ткань образует мягкую изолирующую прослойку, защищая внутренние органы и все тело от толчков, ударов и переохлаждения. [c.267]

    Важное биологическое значение имеют и некоторые щелочные и щелочноземельные элементы. По сравнению с переходными элементами они связываются менее прочно, и поэтому более легко и свободно перемещаются. Функция натрия и калия в клеточных мембранах связана с нервными импульсами. Магний и кальций участвуют в процессе превращения химической энергии в работу мышц. Определенную функцию в биохимических процессах выполняют и некоторые неметаллы [51]. [c.601]

    Остальные из названных выше элементов металлы. Каковы же их функции Какая роль, например, магния, для чего нужны организму калий и натрий, каковы функции ионов кобальта, сделавшие его необходимым для нормальной работы организма Не всегда удается дать исчерпывающие ответы на подобные вопросы. В дальнейшем мы изложим те сведения о роли ионов металлов в ферментных системах, которые могут считаться надежно установленными. Природа экономно использует металлы — их содержание в организмах невелико и ион каждого вида выполняет различные функции. Чаще всего они связаны с усилением действия биологических катализаторов или образованием специфических активных групп катализаторов — металлосодержащих ферментов. Известно, что металлы, как правило, входят в состав организмов в виде комплексных соединений. Так, железо с азотсодержащими веществами образует сложный комплекс — гем. Гем вступает во взаимодействие с белками, и в зависимости от того, с каким белком он соединился, получающееся вещество приобретает различные свойства. В одном случае получается превосходный переносчик кислорода — гемоглобин, в другом — фермент, разлагающий перекись водорода,— каталаза, в третьем — фермент пероксидаза и т. д. [c.10]

    Ионы кальция, магния, калия и натрия регулируют многие биологические процессы они влияют на функции ферментов и играют роль в передаче нервного возбуждения. Между ними наблюдается антагонизм эффект избыточного количества калия подавляется увеличением концентрации натрия. [c.19]

    Растворимые соединения бария токсичны. Это объясняется тем, что вследствие близости ионных радиусов Ва + и катион бария может замещать катион калия в биологически активных соединениях, не выполняя его функцию. [c.307]

    Спинномозговая жидкость. Функции механическая защита мозга, удаление продуктов метаболизма из мозга, транспорт биологически активных веществ. Общий объем СМЖ — 150 мл, плотность — 1,006—1,008, pH — 7,31, содержание белков — 200—400 мг/л, глюкозы — 2,5-4,44 ммоль/л, натрия — 138-150, калия — 2,7—3,9 ммоль/л. Равновесие между глюкозой крови и глюкозой СМЖ устанавливается за 4 ч. При спинномозговой пункции требуется одновременная оценка уровня глюкозы в крови и СМЖ. Белки проникают в СМЖ из плазмы крови путем пиноцитоза через эндотелий капилляров. [c.457]

    В лейкопластах образуются крахмал и некоторые другие вещества клетки. В хромопластах, окрашенных в желтый, красный или оранжевый цвет, накапливаются биологически важные вещества— каротиноиды. Хлоропласты являются органами первичного синтеза углеводов — фотосинтеза. Они устроены очень сложно. Это округлые или овальные тельца, ярко-зеленого цвета, размером в несколько микрометров. Внутри них находятся очень мелкие зерна— граны, окрашенные в ярко-зеленый цвет. Хлоропласты состоят из хлорофилла, белков, липидов, каротиноидов и некоторого количества РНК- Из элементов, кроме магния, входящего в молекулу хлорофилла, в них обнаружены калий, кальций, марганец и др. Главная функция хлоропластов — биосинтез глюкозы, который идет при использовании солнечной энергии. [c.26]

    В зависимости от химического состава ПАВ мицеллы могут быть неионными, катионными, анионными или амфотерными. Физические свойства ряда детергентов приведены в табл. 1. Наиболее широко применяемые неионные детергенты содержат полиоксиэти-леновую или полиоксипропиленовую цепь, связанную, как правило, со спиртами или фенолами имеющими длинную углеводородную цепь. К неионным ПАВ относятся также эфиры сахаров, жирные алканоламины, жирные окиси аминов. Все эти вещества довольно трудно получить в виде индивидуальных химических соединений, однако отсутствие ионов в мицеллах, которые они образуют, делает их особенно полезными в качестве детергентов и эмульгаторов и позволяет упростить теоретическое рассмотрение структуры таких мицелл. ККМ неионных ПАВ обычно в 100 раз меньше, чем ККМ ионогенных детергентов, содержащих сравнимые по величине гидрофобные группы. Поэтому масса мицелл неионных детергентов существенно больше, чем масса мицелл ионогенных ПАВ. Анионные детергенты обычно содержат длинную углеводородную цепь и карбоксилатную, сульфатную или сульфонатную группу. В качестве противоионов выступают натрий, калий, литий или водород. Длинноцепочечные четвертичные амины или пиридипы с бромид-, хлорид- или иодид-ионом в качестве противоиона образуют группу катионных ПАВ. Степень нейтрализации заряда противоионами в слое Штерна у катионных мицелл несколько меньше (это связано с некоторым экранированием заряда четвертичной аммониевой группы), поэтому их структура более компактна по сравнению с анионными мицеллами. Катионные мицеллы обладают несколько большей солюбилизующей способностью в отношении неполярных субстратов, чем анионные мицеллы, образованные ПАВ того же молекулярного веса. Амфотерные мицеллы образованы цвиттер-ионными молекулами, у которых тип диссоциации определяется pH раствора [45, 46]. Природные фосфатиды и липиды, такие, как лецитин и соли желчных кислот, также образуют мицеллы и определяют многие важные биологические функции in vivo и in vitro [20, 47—51]. [c.228]

    Хорошо известно, что ионы кальция поступают в цитоплазму в ответ на нервную стимуляцию и что именно они вызывают различные ответные реакции в организме, такие, например, как мышечное сокращение. Весьма вероятно, что в результате присоединения ионов Са- к специфическим центрам связывания (как это имеет место, например, в каль-ций-связывающем белке карпа) в молекуле происходят конформационные изменения, инициирующие биологические ответные реакции. Кальций-связывающий белок содержит интересную систему внутренних полярных групп, связанных между собой специфическим образом с помощью водородных связей (рис. 4-5, ). Присоединение ионов кальция может вызывать перестройку этих внутренних связей (гл. 2, разд. Б.7) и изменять тем самым характер взаимодействия этого белка (функция которого точно не известна) с другим белком (ср., например, с действием тропонина С, разд. Е.1). В других кальций-связывающих центрах в белках содержатся остатки у-карбоксиглутаминовой кислоты, способной образовывать хелатные комплексы (дополнение 10-Г). [c.270]

    Каждая клетка состоит из огромного числа атомов и молекул. Попробуем разобраться, насколько они универсальны и какие функции выполняют в клетках Оказалось, что из периодической системы элементов всего лишь шесть биоэлементов используются для построения подавляющего числа биологически значимых молекул углерод С, ьшслород О, водород Н, сера 8, азот N и фосфор Р. Еще 16 микроэлементов присутствуют в клетках в различных количествах и соотношениях. К ним относятся железо Ре, медь Си, цинк Zn, марганец Мп, кобальт Со, иод I, молибден Мо, ванадий V, никель N1, хром Сг, фтор Р, селен 8е, кремний 81, олово 8п, бор В, мышьяк Аз и пять ионов натрий Na , калий К , магний Mg , кальций Са » , хлор С1 . Каков бы ни был принцип отбора атомов для процессов жизнедеятельности, он не связан с их распространенностью в природе. Например, из галогенов только хлор и иод выбраны природой, хотя фтор и бром обладают не меньшей доступностью. По-видимому, в основу отбора положен принцип пригодности и целесообразности. Например, шесть основных биоэлементов имеют набор свойств, достаточный для построения почти всех необходимых для клетки молекул. [c.6]

    Биология и медицина. Начало биологическим применениям стеклянных электродов с металлической функцией ( катион-чувствительных ) положили работы Эйзенмана с сотрудниками (1957 г.). Результаты работы, проведенной под руководством Эйзенмана, дали возможность биологам получать данные об активности ионов калия и натрия непосредственно с места их действия (in situ) в биологических процессах. В этих работах подчеркивается и другая сторона вопроса для ряда биологических явлений (возникновение биопотенциалов, клеточная проницаемость и связанные с ней процессы нервного возбуждения, кажущаяся специфичность многих клеток и тканей по отношению к ионам К ) физико-химические закономерности оказываются во многом сходными с теми, которые имеют важное значение в функционировании стеклянных и мембранных электродов. Это повышает интерес и значимость самой ионообменной теории стеклянного электрода. [c.331]

    Если смешать соответствующие фосфолипиды и белки и нанести эту смесь на поверхность воды, то спонтанно образуются мембраноподобные структуры, сходные по толщине с биологическими мембранами. Исследование таких искусственных мембран, приготовленных из белков и липидов природных мембран, дает нам возможность лучше понять структуру и функцию биологических мембран. Искусственные мембраны обнаруживают разную проницаемость для разных ионов в зависимости от природы белков и липидов, входящих в их состав. Чрезвычайно-интересные эффекты можно наблюдать при добавлении к искусственным мембранам некоторых антибиотиков. Валиномицин, например, благодаря своей структуре (т. е. определенным размерам и заряду молекулы) оказывается способным притягивать и удерживать ионы калия, но не притягивает ионов натрия (рис. 2.5). Если добавить валиномицин к искусственной мембране, отделяющей растворы с ионами К+ и Ка+ от чистой воды. [c.28]

    Этот последний член семейства ГР—ПРЛ— ХС не выполняет у человека строго определенной функции. При биологических испытаниях он проявляет лактогенную и лютеотропную активность, а его метаболические эффекты качественно сходны с действием гормона роста, включая торможение поглощения глюкозы, стимуляцию высвобождения свободных жирных кислот и глицерола, усиление задержки азота и кальция (несмотря на повыщение выделения кальция с мочой), а также снижение мочевой экскреции фосфора и калия. ХС может поддерживать рост развивающегося плода, однако и в тех случаях, когда ни у плода, ни в плаценте нет генов группы ГР—ХС (кроме генов ГР-Ы и ХС-Ь), внутриутробное развитие плода и рост младенца в неонатальном периоде протекают нормально. Поскольку [c.177]

    Структурная и молекуля1рная организация биологических мембран. Эта проблема — одна из актуальнейших в современной биологии. Ее решение позволит не только адекватно представить структурную и функциональную организацию клетки, но и активно воздействовать на нее. Мембраны образуют большие площади и играют универсальную регуляторную роль. Функции биологических мембран многообразны активный транспорт веществ, общая н избирательная диффузия небольших молекул и рюнов, регулирование транспорта ионов и продуктов метаболизма внутри клеток, преобразование световой энергии в химическую энергию АТФ и энергии биологического окисления в химическую энергию макроэргических фосфорных связей. Мембраны поддерживают неравномерное распределение ионов (например, калия, натрия, хлора) между протопластом и окружающей средой и обусловливают появление разности биоэлектрических потенциалов. [c.65]


Роль калия в жизни растений — Fitofert Россия

Решение проблемы
  • В средние или тяжелые почвы, где движение калия затруднено, перед посадкой необходимо внести нитрат калия. Определение необходимой нормы внесения должно основываться на анализе почвы.
  • В песчаных почвах, где калийные удобрения продвигаются быстрее, внесение водорастворимых макроудобрений в почву, как правило, помогают быстрой коррекции дефицита калия.
  • Дефицит калия может быть быстро откорректирован через систему капельного полива (фертигацию).
  • Эффективным методом также можно считать листовые подкормки калиевыми препаратами в течение короткого периода времени.
  • Для культур, выращиваемых на гидропонике, используют питательный раствор, содержащий 150-200 мг/л K. 

Избыток калия

Растения из доступных ему питательных веществ предпочтительно поглощает ионы калия. При чрезмерном внесении калия резко сокращается поглощение, прежде всего магния и кальция. Поэтому на почвах, переудобренных калием, плоды часто страдают от дефицита кальция, а на листьях возникают признаки недостатка магния. Когда калий для растений находится в избытке, в почве затрудняется также и поглощение растением микроэлементов.

Такие физиологические нарушения, как побурение мякоти, побурение сердечка и загнивание чечевичек, а также преждевременное опадение листьев и др. часто считают следствием чрезмерного удобрения калием.

Особенно опасно излишнее количество калия на фоне недостатка азота и фосфора.

Калийные удобрения лучше вносить несколько раз малыми дозами, чем один раз в большой концентрации. Кроме того, следует знать, что калий действует на растение лучше, если удобрение внесено во влажную почву при прохладной погоде.

Определить потребность калия для растений можно в известной степени на основании данных почвенного анализа. Примерные дозы калийных удобрений при недостаточном содержании калия в почве равны 150—200 кг/га К2О, при нормальном — 100—150 кг/га К2О; при избыточном содержании калий не вносят.

Калийные удобрения

Основными источниками калия являются:  нитрат калия, сульфат калия, сульфат калия-магния и хлорид калия. Самый быстрый источник в доступной для растения форме это калиевая селитра. Данное удобрение является  идеальным удобрением на стадии налива плодов. Из-за своей хорошей мобильности он может быть потреблен растением через час после внесения в почву. Благодаря своему взаимодействию с ионами (нитратами) он также важен на данной стадии развития, он требует минимального количества влаги в почве для растворения и доступности растения. Другие источники калия имеют преимущество из-за более низкой стоимости, однако они имеют и свои недостатки.

Например, сульфат калия имеет более низкую растворимость, чем нитрат калия. Второй пример: хлорид калия поставляет большое количество хлоридов, которые в больших дозах являются токсичными для растений. Учитывая негативное влияние хлора на культуры, хлористый калий вносят в грунт только на зиму, перед вспашкой.

Третий вариант: калимагнезия (сульфат калия-магния) слишком медленно преобразуется в доступную форму. Из-за перечисленных особенностей рекомендуется использовать данные источники калия в небольших количествах или только на начальных этапах развития растения, чтобы обеспечить переход удобрений в доступную форму и избежать накопления токсичности из-за хлоридов. Кроме того почва должна получить достаточное количество осадков для вымывания хлоридов, которые могут навредить растению.

Один из основных недостатков наличия хлоридов в почве это их конкуренция с ионами нитратов, фосфатов и сульфатов за вход в растение; чем больше хлоридов проникает в растение, тем меньше других анионов попадет в растение. Хлориды также повышают общий уровень солей в почве и поэтому повышают уровень ЕС. При достижении определенного уровня засоленности, уровень потребление растением воды снижается. Данный феномен может привести к повышению стресса из-за снижения влажности почвы в результате чего размер плодов уменьшаются, а урожайность, соответственно, снижается.

Таблица 2. Характеристики калийных удобрений.

Общее название Формула Характеристики
Калиевая селитра KNO3 Является идеальным калийным удобрением на всех этапах роста, также является частичным источником нитратного азота для растения. Имеет высокую растворимость 320 г/л при 20°С.
Сульфат калия K2SO4 Является идеальным калийным удобрением на поздней стадии роста, когда растению не требуется  азот. Сульфат калия имеет ограниченную растворимость около 6% (при смешивании с другими удобрениями).
Бикарбонат калия К(НСО3)2 Используется в основном как регулятор рН для его повышения.
Хлорид калия KCl Хлориды не рекомендуется широко использоваться для культур, т.к. они чувствительны к высокому содержанию солей в корневой зоне. Использование хлористых удобрений приводит к конкуренции в корневой зоне между анионами (NO3, h3PO4,SO42-), что в конечном итоге приводит к нарушению баланса питательных веществ.

 

Еще раз перечислим основные функции калия и эффект его внесения.

При достаточном поступлении калия в растение:

  • Процессы окисления в клетках идут интенсивнее
  • Усиливается клеточный обмен
  • Растение легче переносит недостаток влаги
  • Фотосинтез ускоряется
  • Возрастает ферментативная активность
  • Легче проходит обмен белков и углеводов
  • Растения быстрее адаптируются к отрицательным температурам
  • Образуется больше органических кислот
  • Повышается сопротивляемость к патогенным факторам

При нехватке калия:

  • Из простых углеводов не синтезируются сложные
  • Образование белка в клетках прекращается.
  • Происходит задержка в развитии репродуктивных органов.
  • Стебель становится слабым.

Все вышеперечисленные факторы прямо или косвенно влияют на формирование плодов и их качества, а значит и на вашу прибыль!

Линейка комплексных водорастворимых NPK-удобрений ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ содержит сбалансированный состав всех основных элементов питания в зависимости от потребностей растений на каждом этапе его развития, способствуя их эффективному росту и развитию!

ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ 5-55-10 СТАРТ– на начальном этапе растение не нуждается в больших количествах калия, поэтому в данном удобрении он представлен в виде монофосфата калия. Соотношение активных K и P в препарате оптимально для максимального плодоношения, а также повышения стойкости растений к болезням, вредителям и заморозкам.

ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ 20-20-20 БАЛАНС – данное удобрение содержит сбалансированный состав по всем основным элементам, калий в нем представлен в виде быстродоступного нитрата калия и монофосфата калия.

ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ 15-5-33 АКТИВ – на этапе налива плодов одним из основных элементов является калий, в состав данного удобрения входят 3 видов калийных удобрений, 50% нитрата калия, как самого быстрого и легкодоступного источника калия, 22% нитрата аммония, позволяющий получить калий в более отсроченное время, обеспечивая его непрерывную подачу, и монофосафата калия.

ФИТОФЕРТ ЭНЕРДЖИ 0-15-45 ФИНИШ – данное  удобрение применяется на финальных этапах формирования подов – окрашивания и созревания, поэту нитратная форма калийных удобрений в нем исключена. В данном удобрении калий представлен в виде сульфата, которые способствуют созреванию плодов и монофосфата калия, когда растениям нужна дополнительная энергия, которую обеспечивает фосфор.

Роль электролитов в организме животных

     Электролиты – это минеральные соединения, которые способны проводить электрический заряд. Большинство физиологических процессов, происходящих в организме, без участия электролитов невозможно. 

Находясь в тканях и крови организма в виде растворов солей, они помогают перемещению питательных веществ в клетки и выводу продуктов обмена веществ из клеток, поддерживают в них водный баланс и необходимый уровень кислотности. Электролиты обеспечивают поддержание гомеостаза, участвуют в метаболизме, играют важную роль в развитии костной ткани, необходимы для обеспечения сократительной способности мышечных волокон, а также для их расслабления. К основным электролитам крови относятся калий, магний, натрий, кальций, фосфор, хлориды, железо.

      Натрий – главный внеклеточный элемент, помогающий организму активно расти и развиваться. Он обеспечивает транспорт питательных веществ к клеткам организма, участвует в генерации нервных импульсов, обладает спазмолитическим действием, активизирует пищеварительные ферменты и регулирует обменные процессы.

      Хлориды – электролит крови, нормализующий водно-солевой обмен. Он помогает выровнять уровень кровяного давления, уменьшить отечность тканей, активизировать процесс пищеварения, улучшить функционирование гепатоцитов.

      Калий поддерживает на должном уровне водный баланс, стимулирует сокращения миокарда, защищает кровеносные сосуды, в силу чего препятствует развитию кислородного голодания, способствует выведению шлаков, нормализует работу сердца, оказывает положительное влияние на иммунитет.

      Кальций – электролит, отвечающий за нормальную работу свертывающей и сердечно-сосудистой систем, регуляцию обмена веществ, укрепление нервной системы, построение и обеспечение прочности костной ткани, поддержание стабильного ритма сердца.

      Магний – жизненно важный электролит. Он нормализует сокращение миокарда и улучшает работу центральной нервной системы. Магний предотвращает развитие холецистита и мочекаменной болезни.

      Железо – электролит, обеспечивающий перенос и доставку кислорода к клеточным элементам и тканям. В результате кровь насыщается кислородом, нормализуется процесс клеточного дыхания и образования красных кровяных телец в костном мозге. Железо поступает в организм извне, всасывается в кишечнике и разносится с током крови по всему организму.

      Фосфор – микроэлемент, который необходим для осуществления липидного обмена, синтеза ферментов, распада углеводов. С его участием формируется зубная эмаль, протекает процесс образования костей, передача нервных импульсов. Фосфор поступает в организм с пищей, всасывается в ЖКТ только вместе с кальцием.

       Содержание электролитов в крови часто нарушается у животных при отсутствии сбалансированного рациона или в случаях развития патологических процессов в организме. Расшифровкой полученных лабораторных результатов занимаются только ветеринарные специалисты.

      В диагностическом отделе ФГБУ «Кемеровская МВЛ» проводится биохимический анализ крови по 23 показателям. Материалом для исследования уровня электролитов служит сыворотка крови. Следует отметить, что гемолизированная сыворотка крови не пригодна для исследования.

 

ФГБУ «Кемеровская МВЛ»

Роль калия | SpringerLink

Раздел

  • 2 Цитаты
  • 272 Загрузки
Часть Серия симпозиумов по медицинской науке серия книг (MSSS, volume 17)

Abstract

Калий — один из основных минералов крови или электролитов, необходимых как для клеточной, так и для электрической функции.Калий — это основной положительный ион или катион, обнаруженный в клетках, где содержится более 90% общих запасов калия в организме. Наряду с натрием калий регулирует водный баланс и кислотно-щелочной баланс в крови и тканях и играет важную роль в передаче электрических импульсов в сердце. Активный транспорт калия в клетки и из них имеет решающее значение для сердечно-сосудистой и нервной функций. Когда калий попадает в клетку, он вызывает обмен натрия и калия через клеточную мембрану.В нервных клетках это создает электрический потенциал, который позволяет проводить нервные импульсы. Когда калий покидает клетку, он восстанавливает реполяризацию клетки, что позволяет нервному импульсу развиваться. Этот градиент электрического потенциала способствует сокращению мышц и регулирует сердцебиение. Нормальный уровень калия в сыворотке составляет от 3,6 до 5,0 ммоль / л. Если уровень общего калия в организме снижается всего на 1% (35 ммоль), возникает серьезный дисбаланс внутриклеточного и внеклеточного калия.Этот дисбаланс изменяет электрофизиологические свойства клеточной мембраны и оказывает пагубное влияние на генерацию импульсов и их проведение по всему сердцу [1].

Ключевые слова

Застойная сердечная недостаточность Диуретическая терапия Сыворотка Уровень калия Потребление калия Добавки калия

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Список литературы

  1. 1.

    Podrid PJ. Калиевые и желудочковые аритмии. Am J Cardiol 1990; 65: 33E – 44E.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.

    Gennari FJ. Гипокалиемия. N Engl J Med 1998; 339: 451–58.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.

    Cohn JN, Kowey PR, Whelton PK, Prisant M. Новые рекомендации по замещению калия в клинической практике: современный обзор Национального совета по применению калия в клинической практике.Arch Intern Med 2000; 160: 2429–36.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.

    Tannen RL. Калиевые расстройства. В: Кокко Дж. П., Таннен Р. Л., редакторы. Жидкости и электролиты, 3

    рд

    изд. Филадельфия, Пенсильвания: WB Saunders, 1996: Глава 3.

    Google Scholar
  5. 5.

    Купер Х.А., Дрис Д.Л., Дэвис К.Э., Шен Ю.Л., Домански М.Дж. Диуретики и риск смерти от аритмии у пациентов с дисфункцией левого желудочка. Тираж 1999 г .; 100: 1311–15.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.

    Khaw K-T, Barrett-Connor E.Пищевой калий и смертность, связанная с инсультом: 12-летнее проспективное популяционное исследование. N Engl J Med 1987; 316: 235–40.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.

    Belanger CF, Hennekens CH, Rosner B, Speizer FE. Исследование здоровья медсестер. Am J Nurs 1978; 78: 1039–40.

    PubMedGoogle Scholar
  8. 8.

    Совместная исследовательская группа INTERSALT. INTERSALT: Международное исследование экскреции электролитов и артериального давления: результаты суточной экскреции натрия и калия с мочой.BMJ 1988; 297: 319–28.

    CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.

    Whelton PK, He J, Cutler JA, et al. Влияние перорального калия на артериальное давление: метаанализ рандомизированных контролируемых клинических исследований. JAMA 1997; 277: 1624–32.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.

    Нолан Дж., Батин П.Д., Эндрюс Р. и др. Проспективное исследование вариабельности сердечного ритма и смертности при хронической сердечной недостаточности: результаты оценки сердечной недостаточности в Соединенном Королевстве и оценка исследования риска (UK-heart).Тираж 1998 г .; 98: 1510–16.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.

    Grobbee DE, Hoes AW. Несберегающие калий диуретики и риск внезапной сердечной смерти. J Hypertens 1995; 13: 1539–45.

    PubMedGoogle Scholar
  12. 12.

    Duke M. Гипокалиемия, индуцированная тиазидом: связь с острым инфарктом миокарда и фибрилляцией желудочков. JAMA 1978; 239 (1) 43–45.

    PubMedCrossRefGoogle Scholar
  13. 13.

    Kowey PR.Неопубликованные данные.

    Google Scholar

Информация об авторских правах

© Springer Science + Business Media New York 2002

Авторы и аффилированные лица

Нет данных о принадлежности

Уровень калиевых клеток — обзор

4.2 Транскриптомное профилирование калиевого голодания дает ключ к разгадке. различные физиологические роли калия

Поддержание высоких концентраций внутриклеточного калия было связано с различными клеточными функциями дрожжей, такими как регулирование объема клеток и внутриклеточного pH (Merchan, Bernal, Serrano, & Yenush, 2004), поддержание стабильного потенциала плазматической мембраны и компенсации отрицательных зарядов во многих макромолекулах.В течение многих лет сообщалось, что калий необходим для синтеза белка (Lubin & Ennis, 1964) и для активации различных ферментов, таких как пируваткиназа (см. Page & Di Cera, 2006). Тем не менее, общая характеристика клеточных ролей для калия все еще ожидалась, и было общепризнано, что могут существовать дополнительные, еще не охарактеризованные клеточные мишени. Эффекты ограничения калия путем транскриптомного профилирования в устойчивых дрожжевых культурах, выращиваемых в условиях хемостата, были исследованы несколько лет назад (Hess, Lu, Rabinowitz, & Botstein, 2006).Хотя это исследование показало, что при низком уровне внешнего калия внеклеточный аммоний становится токсичным и ухудшает рост, только небольшое количество генов были идентифицированы как транскрипционно затронутые ограничением калия. Мы посчитали, что этот ограниченный ответ не согласуется с ключевой ролью калия в физиологии дрожжей, и, следовательно, мы разработали дополнительный подход, основанный на использовании полупрозрачной среды, не содержащей K + , с целью исследования короткого замыкания. термин влияет на профиль экспрессии генов, вызванный внезапным истощением запасов калия в окружающей среде.

Мы продемонстрировали, что перенос клеток S. cerevisiae дикого типа в среду, не содержащую K + , приводит к сильному краткосрочному транскрипционному ответу, который затрагивает более тысячи генов. Наибольшее количество индуцированных или репрессированных генов наблюдалось после 60–120 случаев калиевого голодания. Большинство индуцированных генов показали пик экспрессии через 60 мин (рис. 1.7B). Онтологический анализ генов, вызванных недостатком калия, выявил сильную индукцию, даже в короткие сроки, всего пути ассимиляции серы, поглощения и биосинтеза метионина.Это было подтверждено для нескольких генов ( CYS4 , MET6 , MET10 , MUP3 , SAM3 , SER3 , STR3 и SUL3 ) с помощью слияния промоторов LacZ. Эти изменения, вероятно, отражают вызванное калиевым голоданием нарушение связанного с серой метаболизма, поскольку мы также наблюдали, что внутриклеточные уровни метионина и цистеина почти сразу истощаются в клетках, переходящих в среду, не содержащую K + , и что индукция этих генов специфически ослабляется за счет увеличения количества метионина в среде.Дополнительным доказательством влияния изменения нормального метаболизма калия на этот путь является наблюдение, что гены, принадлежащие к путям ассимиляции сульфата и биосинтеза метионина, специфически индуцируются у мутантов hal4 hal5 , растущих в стандартной среде YPD (Perez-Valle et al. ., 2010). Hal4 (Sat4) и Hal5 представляют собой протеинкиназы, необходимые для нормального поглощения калия. Штамм, лишенный обоих белков, не может правильно распределить транспортер калия Trk1 на клеточную мембрану в условиях низкого содержания калия (Perez-Valle et al., 2007). Фактически, профиль экспрессии в клетках hal4 hal5 в значительной степени перекрывается (коэффициент корреляции = 0,77) с профилем, определенным для штамма trk1 trk2 (Barreto, Canadell, Valverde-Saubi, Casamayor, & Arino, 2012).

Калиевое голодание также запускало индукцию регулируемых PHO генов (например, PHO84 , PHO11 , PHO12 и PHO8 ), а также ряда генов, необходимых для борьбы с окислительным стрессом и / или известных индуцироваться при этом условии (т.е. CTT1 , TSA2 , PRX1, TRX3 и SOD2 ). Возможность того, что калиевое голодание может вызвать ситуацию окислительного стресса, была подтверждена зависимым от времени мониторингом образования активных форм кислорода (АФК) с помощью 1,2,3-дигидрородамина. Дальнейшее подтверждение пришло из наблюдения снижения уровней восстановленного глутатиона (GSH) и накопления окисленного глутатиона (GSSG), что привело к сильному снижению отношения GSH / GSSG. Хотя на данный момент не очевидно, почему калиевое голодание может привести к окислительному стрессу, было высказано предположение, что определенные условия, приводящие к запрограммированной гибели клеток, производство ROS ингибируется поглощением K + (Hoeberichts et al., 2010). С другой стороны, мы также обнаружили повышенную экспрессию GLO1 , GLO2 и GRE3 , кодирующих ферменты, необходимые для детоксикации метилглиоксаля, побочного продукта гликолиза, образующегося из триозофосфатов. Действительно, после 20 минут голодания наблюдалось трех-четырехкратное повышение уровня метилглиоксаля. Было высказано предположение, что избыток образования метилглиоксаля может вызывать окислительный стресс (см. Обзор Desai et al., 2010), и известно, что накопление этого соединения активирует чувствительные к окислительному стрессу факторы транскрипции у почкующихся дрожжей (Maeta, Идзава, Окадзаки, Куге и Иноуэ, 2004 г.).Следовательно, раннее накопление метилглиоксаля может объяснить, по крайней мере частично, реакцию на окислительный стресс, наблюдаемую при ограничении калия. Производство метилглиоксаля и индукция метаболизма трегалозы были связаны в прошлом (Aguilera & Prieto, 2004). Интересно, что мы также наблюдали сильное увеличение экспрессии генов, связанных с метаболизмом трегалозы (как синтезом, так и деградацией), и мы определили пик содержания трегалозы вскоре после удаления калия, за которым последовало быстрое снижение уровней дисахарида.Это предполагает, что накопление метилглиоксаля запустит бесполезный цикл, основанный на образовании и разложении трегалозы, что поможет снизить поток углерода через верхнюю часть гликолиза. Было высказано предположение, что такой процесс происходит в ответ на другие стрессы (Parrou, Teste, & Francois, 1997). Обзор транскриптомного ответа указывает на то, что значительное количество чувствительных к стрессу генов также индуцируется калиевым голоданием. Однако следует отметить, что недостаток калия в среде не спровоцировал активацию LacZ-репортера, управляемого интегрированным элементом стресс-ответа (STRE), который очень чувствителен к активации общей стресс-реакции (Estruch, 2000). ).Следовательно, сильный и разнообразный транскрипционный ответ в клетке, подвергшейся калиевому голоданию, не опосредуется активацией общих механизмов стресс-реакции.

Дикий тип S . cerevisiae может расти с заметной скоростью, даже если концентрация K + в среде довольно низкая, но истощение ионов калия ниже определенного порога (в низком микромолярном диапазоне для дикого типа) приводит к значительному подавлению роста (Navarrete и другие., 2010). Оценка транскрипционного профиля в ответ на недостаток калия дает несколько ключей к объяснению этой остановки роста. Во-первых, среди генов, уровни мРНК которых истощены, существует огромный избыток генов, связанных с конструированием рибосом: гены, кодирующие рибосомные белки, гены процессинга рРНК и члены так называемого регулона RIBI, включая гены, важные для биосинтеза GMP из IMP. Этот транскрипционный ответ согласуется с ранее описанной блокировкой синтеза белка (Lubin & Ennis, 1964) и подтвержден в наших протеомных анализах (см. Раздел 4.3). Кроме того, уровень мРНК различных циклинов G1- и G2-фаз резко снижается при голодании K + (в основном CLN2 , CLN3 , CLB1 , CLB2 и CLB6 ), и это отражается в очень низких уровнях кодируемых белков через 1-2 ч после голодания. Наконец, септины являются эволюционно законсервированными белками, образующими нити, локализация которых на шейке почки необходима для правильного формирования почки. Мы обнаружили, что клетки, лишенные K + , неспособны строить правильные септиновые кольца.Маловероятно, что этот дефект вызван деградацией септинов, так как по крайней мере уровни Cdc11 остаются стабильными в клетках с недостатком калия долгое время после того, как септиновые кольца разобраны. Поскольку есть доказательства того, что различные циклины, особенно Cln1 и ​​Cln2, необходимы для обеспечения правильного образования септинового кольца, истощение различных циклинов в результате калиевого голодания может быть причиной неспособности собрать септиновое кольцо.

Важность калия — Harvard Health

Калий необходим для нормального функционирования всех клеток.Он регулирует сердцебиение, обеспечивает правильную работу мышц и нервов и жизненно важен для синтеза белка и метаболизма углеводов.

Тысячи лет назад, когда люди бродили по земле, собирая и охотясь, в рационе было много калия, а натрия было мало. Так называемая палеолитическая диета обеспечивала примерно в 16 раз больше калия, чем натрия. Сегодня большинство американцев получают с пищей лишь половину рекомендуемого количества калия. Средняя американская диета содержит примерно вдвое больше натрия, чем калия, из-за преобладания соли, скрытой в обработанных или готовых продуктах, не говоря уже о недостатке калия в этих продуктах.Считается, что этот дисбаланс, который противоречит эволюции человека, является одним из основных факторов высокого кровяного давления, которым страдает каждый третий взрослый американец.

Адекватная рекомендация по потреблению калия составляет 4700 мг. Бананы часто рекламируются как хороший источник калия, но другие фрукты (например, абрикосы, чернослив и апельсиновый сок) и овощи (например, кабачки и картофель) также содержат это питательное вещество, которым часто пренебрегают.

Влияние калия на высокое кровяное давление

Диеты с повышенным потреблением калия могут помочь поддерживать артериальное давление на нормальном уровне по сравнению с диетами с низким содержанием калия.В исследовании DASH (диетические подходы к остановке гипертонии) сравнивались три режима. Стандартная диета, приблизительно равная тому, что едят многие американцы, содержала в среднем 3,5 ежедневных порции фруктов и овощей, которые обеспечивали 1700 мг калия в день. Существовали две диеты для сравнения: диета, богатая фруктами и овощами, которая включала в среднем 8,5 ежедневных порций фруктов и овощей, обеспечивающих 4100 мг калия в день, и «комбинированная» диета, включающая те же 8,5 порций фруктов и овощей. овощи плюс нежирные молочные продукты с пониженным содержанием сахара и красное мясо.У людей с нормальным артериальным давлением диета, богатая фруктами и овощами, снижает артериальное давление на 2,8 мм рт. Ст. (Систолическое давление) и 1,1 мм рт. Ст. (Диастолическое давление) больше, чем стандартная диета. Комбинированная диета снизила артериальное давление на 5,5 мм рт. Ст. И на 3,0 мм рт. Ст. Больше, чем стандартная диета. У людей с высоким артериальным давлением комбинированная диета снижает артериальное давление еще больше: систолическое артериальное давление на 11 мм рт. Ст. И диастолическое давление на 5,5 мм рт. Ст.

Калий и риск инсульта

Высокое кровяное давление является ведущим фактором риска инсульта, поэтому неудивительно, что более высокий уровень калия также связан с более низкой частотой инсультов.Одно проспективное исследование, в котором участвовали более 43000 мужчин в течение восьми лет, показало, что у мужчин, потреблявших наибольшее количество калия с пищей (в среднем 4300 мг в день), вероятность инсульта была на 38% меньше, чем у тех, чье среднее потребление составляло всего 2400 мг в день. Однако аналогичное проспективное исследование, в котором в течение 14 лет наблюдали более 85000 женщин, обнаружило более скромную связь между потреблением калия и риском инсульта. Дополнительные исследования в основном подтвердили эти выводы, с убедительными доказательствами в пользу высокого содержания калия в рационе, наблюдаемого у людей с высоким кровяным давлением и у чернокожих, которые более склонны к высокому кровяному давлению, чем белые.

Рекомендации
  • Старайтесь есть больше продуктов. Повышенное потребление калия из продуктов, особенно фруктов и овощей, может снизить кровяное давление и риск сердечных заболеваний и инсультов.
  • Никогда не принимайте калиевые добавки без рецепта врача, так как это может легко вызвать опасный высокий уровень калия в крови.
  • Обратите внимание на содержание калия в заменителях соли, так как оно может быть высоким.

Чтобы узнать больше о витаминах и минералах, необходимых для поддержания здоровья, прочтите Making Sense of Vitamins and Minerals , специальный отчет о состоянии здоровья Гарвардской медицинской школы.

Изображение: © Airborne77 | Dreamstime

Поделиться страницей:

Заявление об отказе от ответственности:
В качестве услуги для наших читателей Harvard Health Publishing предоставляет доступ к нашей библиотеке заархивированного контента. Обратите внимание на дату последнего обзора или обновления всех статей. Никакой контент на этом сайте, независимо от даты, никогда не должен использоваться вместо прямого медицинского совета вашего врача или другого квалифицированного клинициста.

Гиперкалиемия (высокий уровень калия) — устранение побочных эффектов

Chemocare.com
Уход во время химиотерапии и после нее


Что такое гиперкалиемия?

Гиперкалиемия — это электролит дисбаланс, о чем свидетельствует высокий уровень калия в крови. Нормальное значение калия для взрослых составляет 3,5-5,3 мг-экв / л.

Калий — один из многих электролитов в организме. Находится внутри клеток. Нормальный уровень калия важен для работы сердца и нервной системы. системная функция.

Что вызывает гиперкалиемию?

Один из способов, которым ваше тело регулирует уровень калия в крови, — это перевод калия в и вне ячеек.Когда происходит поломка или разрушение ячеек, электролит Калий перемещается изнутри клетки за пределы клеточной стенки. Этот перемещение калия за пределы клеток вызывает гиперкалиемию.

Калий выводится (или «вымывается» из организма) почками. Любой ущерб в почки, когда они не работают должным образом, может вызвать повышение уровня калия уровни, приводящие к гиперкалиемии.

Как видно на примере синдрома лизиса опухоли — когда вы получаете химиотерапию, лекарства будут действуют, разрушая опухолевые клетки.Когда происходит быстрое разрушение клеток, компоненты клеток (включая калий) будут перемещаться за пределы клетки, и в кровоток. Людям, получающим химиотерапию при лейкемии, лимфоме, или множественная миелома, могут быть подвержены риску синдрома лизиса опухоли, если имеется большой количество присутствующей болезни.

Другие причины гиперкалиемии включают:

  • Если вы страдаете диабетом, дефицит инсулина может вызвать гиперкалиемию.
  • Если у вас внутреннее кровотечение, у вас может быть гиперкалиемия.
  • Некоторые лекарства, содержащие калий, или лекарства, сохраняющие его количество калия, который выводится через почки, может вызвать гиперкалиемию. Эти может включать ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), такие как лизиноприл, или калийсберегающие диуретики, такие как спиронолактон (например, альдактон).
  • Если ваши почки не могут перерабатывать и выводить калий и другие электролиты, из-за почечной (почечной) недостаточности у вас может быть риск гиперкалиемии.
  • Надпочечники — важные регуляторы калия в крови. Эндокринный или гормональные проблемы (например, недостаточность надпочечников) могут вызвать гиперкалиемию.
  • Заменители соли (содержащие калий) или чрезмерное потребление калия могут привести к до гиперкалиемии.

Симптомы гиперкалиемии:

  • У вас может не быть никаких симптомов, если уровень калия в крови значительно не повышен. повышенный.
  • Мышечная слабость.
  • Диарея (с очень высоким уровнем калия).
  • Боль в груди или учащенное сердцебиение.

Что можно сделать при гиперкалиемии:

  • Следуйте инструкциям врача по снижению уровня калия в крови. уровень.Если ваш уровень в крови сильно повышен, он может прописать лекарства. чтобы снизить уровни до безопасного диапазона.
  • Если вы принимаете сердечные препараты и у вас хроническое (длительное) повышенное уровень калия в крови, вам могут посоветовать придерживаться диеты с низким содержанием калия. Продукты, которые с высоким содержанием калия входят в состав большинства свежих фруктов и овощей. Некоторые конкретные примеры включают:
    • Апельсины и апельсиновый сок
    • Листовые зеленые овощи, такие как шпинат и зелень (листовая капуста и капуста)
    • Картофель
  • Принимайте все лекарства в соответствии с указаниями
  • Следуйте всем рекомендациям вашего лечащего врача по анализу крови. и лабораторные исследования.
  • Избегайте кофеина и алкоголя, так как они могут вызвать нарушение электролитного баланса.

Лекарства, которые может выписать ваш врач при гиперкалиемии:

  • Ваш врач может прописать лекарства для снижения уровня крови. уровень калия, если результаты анализа крови показывают гиперкалиемию. К ним могут относиться:
      Петлевые диуретики
    • — также известны как «водяные таблетки», поскольку они снижают кровообращение. уровень калия, заставляя вас мочиться лишнюю жидкость.Когда вы теряете жидкость через почки, вы также потеряете калий.
    • Натрия полистиролсульфонат (например, кайексалат) — это лекарство снижает кровообращение. уровни калия, связываясь с калием в желудке или кишечнике. Вы можете взять это лекарство внутрь или с помощью клизмы. Если вам дали это лекарство и вы стали запор, вы должны принять специальное слабительное (так называемое сорбитол), чтобы облегчить запор.
    • Инсулин / кальций / бикарбонат — эти лекарства обычно вводятся внутривенно, чтобы вытеснить электролит калия из кровотока обратно в клетки. Этот обычно назначается с другой терапией, снижающей уровень калия.
    • Гемодиализ — Если результаты вашего анализа крови показывают сильно повышенный уровень крови уровень калия, и у вас в настоящее время почечная недостаточность, ваш лечащий врач и специалист по почкам может назначить лечение диализом.

Когда обращаться к своему врачу или поставщику медицинских услуг:

  • Тошнота, которая мешает вам принимать пищу и не купируется назначенными рецептами. медикамент.
  • Рвота (рвота более 4-5 раз за 24 часа).
  • Тяжелый запор, не купируемый слабительными, продолжающийся 2–3 дня.
  • Мышечная слабость, плохой аппетит, который не улучшается.
  • Чувство учащенного сердцебиения (учащенное сердцебиение).

Вернуться к списку Крови Отклонения от нормы

Примечание: мы настоятельно рекомендуем вам поговорить со своим врачом. о вашем конкретном заболевании и лечении. Информация, содержащаяся на этом веб-сайте призван быть полезным и образовательным, но не заменяет для медицинской консультации.

Chemocare.com предназначен для предоставления самой последней информации о химиотерапии пациентам и их семьям, лицам, осуществляющим уход, и друзьям.Для получения информации о программе наставничества «Четвертый ангел» посетите сайт www.4thangel.org

. Электролитный баланс

| Анатомия и физиология II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите нарушения гомеостаза жидкости и их последствия.
  • Объясните, насколько соль сбалансирована в организме.
  • Опишите, как натрий регулирует баланс жидкости и электролитов.
  • Определите механизмы, регулирующие баланс натрия в жидкостях организма.
  • Изучите механизмы, регулирующие баланс калия, кальция и фосфата в жидкостях организма.
  • Обсудите механизм, регулирующий анионы в жидкостях организма.

Роль электролитов

Тело содержит большое количество ионов или электролитов, которые выполняют множество функций. Некоторые ионы способствуют передаче электрических импульсов по клеточным мембранам нейронов и мышц.Другие ионы помогают стабилизировать белковые структуры ферментов. Третьи способствуют высвобождению гормонов из желез внутренней секреции. Все ионы в плазме способствуют осмотическому балансу, который контролирует движение воды между клетками и окружающей их средой.

Электролиты в живых системах включают натрий, калий, хлорид, бикарбонат, кальций, фосфат, магний, медь, цинк, железо, марганец, молибден, медь и хром. Для функционирования организма наиболее важны шесть электролитов: натрий, калий, хлорид, бикарбонат, кальций и фосфат.Эти шесть ионов способствуют возбудимости нервов, секреции эндокринной системы, проницаемости мембран, буферизации жидкостей организма и контролю движения жидкостей между компартментами.

Ионов попадают в организм через их абсорбцию в пищеварительной системе. Выведение ионов происходит в основном через почки, меньшее количество выводится с потом и калом. Чрезмерное потоотделение может вызвать значительную потерю, особенно натрия и хлорида. Сильная рвота или диарея вызывают потерю ионов хлорида и бикарбоната.Регулировка дыхательной и почечной функций позволяет организму регулировать уровни этих ионов во внеклеточной жидкости.

В следующей таблице перечислены контрольные значения для плазмы крови, спинномозговой жидкости (CSF) и мочи для шести ионов, рассматриваемых в этом разделе. В клинических условиях натрий, калий и хлорид обычно анализируются в стандартном образце мочи. Напротив, анализ кальция и фосфата требует сбора мочи в течение 24-часового периода, потому что выход этих ионов может значительно варьироваться в течение дня.Показатели в моче отражают скорость выведения этих ионов. Бикарбонат — это единственный ион, который обычно не выводится с мочой; вместо этого он сохраняется почками для использования в буферных системах организма.

Таблица 1. Эталонные значения электролитов и ионов
Имя Химический знак Плазма CSF Моча
Натрий Na + 136.00–146,00 (мМ) 138,00–150,00 (мМ) 40,00–220,00 (мМ)
Калий К + 3,50–5,00 (мМ) 0,35–3,5 (мМ) 25,00–125,00 (мМ)
Хлорид Класс 98,00–107,00 (мМ) 118,00–132,00 (мМ) 110,00–250,00 (мМ)
Бикарбонат HCO 3 22.{2 -} [/ латекс] 0,81–1,45 (ммоль / день) —— 12,90–42,00 (ммоль / день)

Натрий

Натрий — главный катион внеклеточной жидкости. Он отвечает за половину градиента осмотического давления, который существует между внутренней частью клеток и окружающей их средой. Люди, соблюдающие типичную западную диету с очень высоким содержанием NaCl, обычно потребляют от 130 до 160 ммоль / день натрия, но людям требуется только 1-2 ммоль / день.Этот избыток натрия, по-видимому, является основным фактором гипертонии (высокого кровяного давления) у некоторых людей. Выведение натрия в основном осуществляется почками. Натрий свободно фильтруется через клубочковые капилляры почек, и хотя большая часть отфильтрованного натрия реабсорбируется в проксимальных извитых канальцах, некоторая часть остается в фильтрате и моче и обычно выводится из организма.

Гипонатриемия — это концентрация натрия ниже нормы, обычно связанная с избыточным накоплением воды в организме, которая разжижает натрий.Абсолютная потеря натрия может быть связана с уменьшением поступления иона в сочетании с его постоянным выведением с мочой. Аномальная потеря натрия из организма может быть результатом нескольких состояний, включая чрезмерное потоотделение, рвоту или диарею. Потеря натрия также может быть связана с чрезмерным выделением мочи, которое может возникнуть после приема диуретиков, а также является признаком патологических состояний, таких как диабет или ацидоз.

Относительное снижение натрия в крови может происходить из-за дисбаланса натрия в одном из других жидкостных отделов организма, например, в интерстициальной жидкости, или из-за разбавления натрия из-за задержки воды, связанной с отеком или застойной сердечной недостаточностью.На клеточном уровне гипонатриемия приводит к увеличению поступления воды в клетки за счет осмоса, поскольку концентрация растворенных веществ внутри клетки превышает концентрацию растворенных веществ в теперь разбавленной внеклеточной жидкости. Избыток воды вызывает набухание клеток; Набухание красных кровяных телец, снижающее их способность переносить кислород и делая их потенциально слишком большими для прохождения через капилляры, вместе с набуханием нейронов в головном мозге может привести к повреждению мозга или даже смерти.

Гипернатриемия — аномальное повышение натрия в крови. Это может быть результатом потери воды из крови, что приводит к гемоконцентрации всех компонентов крови. Гормональный дисбаланс с участием АДГ и альдостерона также может привести к превышению нормального уровня натрия.

Калий

Калий является основным внутриклеточным катионом. Он помогает установить мембранный потенциал покоя в нейронах и мышечных волокнах после деполяризации мембраны и потенциалов действия.В отличие от натрия калий очень мало влияет на осмотическое давление. Низкие уровни калия в крови и спинномозговой жидкости связаны с натриево-калиевыми насосами в клеточных мембранах, которые поддерживают нормальные градиенты концентрации калия между внутриклеточной и внеклеточной жидкостью. Рекомендуемая суточная доза / потребление калия — 4700 мг. Калий выводится как активно, так и пассивно через почечные канальцы, особенно через дистальные извитые канальцы и собирательные каналы.Калий участвует в обмене с натрием в почечных канальцах под действием альдостерона, который также зависит от базолатеральных натрий-калиевых насосов.

Гипокалиемия — аномально низкий уровень калия в крови. Подобно ситуации с гипонатриемией, гипокалиемия может возникать либо из-за абсолютного снижения содержания калия в организме, либо из-за относительного снижения содержания калия в крови из-за перераспределения калия. Абсолютная потеря калия может возникнуть из-за снижения потребления, часто связанного с голоданием.Это также может быть вызвано рвотой, диареей или алкалозом.

У некоторых пациентов с инсулинозависимым диабетом наблюдается относительное снижение содержания калия в крови в результате перераспределения калия. Когда вводится инсулин и глюкоза поглощается клетками, калий проходит через клеточную мембрану вместе с глюкозой, уменьшая количество калия в крови и интерстициальной жидкости, что может вызвать гиперполяризацию клеточных мембран нейронов, уменьшая их реакцию на раздражители. .

Гиперкалиемия , повышенный уровень калия в крови, также может нарушить функцию скелетных мышц, нервной системы и сердца. Гиперкалиемия может быть результатом повышенного потребления калия с пищей. В такой ситуации калий из крови попадает в ЭКФ в аномально высоких концентрациях. Это может привести к частичной деполяризации (возбуждению) плазматической мембраны волокон скелетных мышц, нейронов и сердечных клеток сердца, а также может привести к неспособности клеток реполяризоваться.Для сердца это означает, что оно не расслабляется после сокращения, а эффективно «схватывает» и прекращает перекачивать кровь, что в считанные минуты приводит к летальному исходу. Из-за такого воздействия на нервную систему человек с гиперкалиемией может также проявлять спутанность сознания, онемение и ослабление дыхательных мышц.

Хлорид

Хлорид — преобладающий внеклеточный анион. Хлорид вносит основной вклад в градиент осмотического давления между ICF и ECF и играет важную роль в поддержании надлежащей гидратации.Хлорид балансирует катионы в ECF, поддерживая электрическую нейтральность этой жидкости. Пути секреции и реабсорбции ионов хлора в почечной системе повторяют пути ионов натрия.

Гипохлоремия или более низкий, чем обычно, уровень хлоридов в крови может возникнуть из-за нарушения всасывания почечными канальцами. Рвота, диарея и метаболический ацидоз также могут привести к гипохлоремии. Гиперхлоремия или уровень хлоридов в крови выше нормы, может возникать из-за обезвоживания, чрезмерного потребления пищевой соли (NaCl) или проглатывания морской воды, интоксикации аспирином, застойной сердечной недостаточности и наследственного хронического заболевания легких, кистозного фиброз.У людей с муковисцидозом уровни хлоридов в поте в два-пять раз превышают нормальные уровни, и анализ пота часто используется для диагностики заболевания.

Практический вопрос

Посмотрите это видео, чтобы увидеть объяснение воздействия морской воды на людей. Какое влияние оказывает питьевая морская вода на организм?

Показать ответ

Питьевая морская вода обезвоживает организм, поскольку организм должен пропускать натрий через почки, а вода следует за ним.

Бикарбонат

Бикарбонат — второй по распространенности анион в крови.Его основная функция — поддерживать кислотно-щелочной баланс вашего тела, будучи частью буферных систем. Эта роль будет обсуждаться в другом разделе.

Бикарбонат-ионы возникают в результате химической реакции, которая начинается с двуокиси углерода (CO 2 ) и воды, двух молекул, которые образуются в конце аэробного метаболизма. Лишь небольшое количество CO 2 может растворяться в жидкостях организма. Таким образом, более 90 процентов CO 2 превращается в бикарбонат-ионы, HCO 3 , посредством следующих реакций:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ HCO 3 + H +

Двунаправленные стрелки указывают на то, что реакции могут идти в любом направлении, в зависимости от концентраций реагентов и продуктов.Углекислый газ в больших количествах вырабатывается в тканях с высокой скоростью метаболизма. Углекислый газ превращается в бикарбонат в цитоплазме эритроцитов под действием фермента под названием карбоангидраза . Бикарбонат переносится кровью. Попадая в легкие, реакции меняют направление, и CO 2 регенерируется из бикарбоната и выдыхается как отходы метаболизма.

Кальций

Ионы кальция, Ca 2+ , необходимы для сокращения мышц, активности ферментов и свертывания крови.Кроме того, кальций помогает стабилизировать клеточные мембраны и необходим для высвобождения нейротрансмиттеров из нейронов и гормонов из желез внутренней секреции.

Более 90 процентов кальция (и фосфата), попадающего в организм, включается в кости и зубы, при этом кость служит минеральным резервом для этих ионов. (Напомним, что минеральным компонентом костной ткани является фосфат кальция.) В случае, если кальций и фосфат необходимы для других функций, фосфат кальция в кости может расщепляться для снабжения этими минералами крови и других тканей.

Кальций всасывается через кишечник под действием активированного витамина D. Дефицит витамина D приводит к снижению всасываемого кальция и, в конечном итоге, к истощению запасов кальция в костной системе, что может привести к рахиту у детей и остеомаляции у детей. взрослые, способствующие развитию остеопороза.

Гипокальциемия , или аномально низкий уровень кальция в крови, наблюдается при гипопаратиреозе, который может следовать за удалением щитовидной железы, потому что в нее встроены четыре узелка паращитовидной железы.{2 -} [/ латекс]. Кости и зубы связывают 85 процентов фосфатов в организме в составе кальций-фосфатных солей. Фосфат содержится в фосфолипидах, таких как те, которые составляют клеточную мембрану, а также в АТФ, нуклеотидах и буферах. Фосфат — нормальный компонент нуклеиновых кислот; следовательно, уровень фосфата в крови будет увеличиваться всякий раз, когда нуклеиновые кислоты расщепляются.

Гипофосфатемия , или аномально низкий уровень фосфатов в крови, возникает при интенсивном употреблении антацидов, во время отмены алкоголя и во время недоедания.Перед лицом истощения фосфатов почки обычно сохраняют фосфаты, но во время голодания это сохранение сильно нарушается. Гиперфосфатемия или аномально повышенный уровень фосфатов в крови возникает при снижении функции почек или в случаях острого лимфолейкоза. Кроме того, поскольку фосфат является основным компонентом внутриклеточной жидкости, любое значительное разрушение клеток может привести к сбросу фосфата во внеклеточную жидкость.

Регулирование содержания натрия и калия

Натрий реабсорбируется из почечного фильтрата, а калий выводится из фильтрата в почечных собирательных канальцах. Контроль этого обмена осуществляется главным образом двумя гормонами — альдостероном и ангиотензином II.

Альдостерон

Рис. 1. Альдостерон, который выделяется надпочечниками, способствует реабсорбции Na + и, следовательно, реабсорбции воды.

Напомним, что альдостерон увеличивает выведение калия и реабсорбцию натрия в дистальных канальцах.Альдостерон высвобождается при повышении уровня калия в крови, при резком снижении уровня натрия в крови или при снижении артериального давления. Его чистый эффект заключается в сохранении и повышении уровня воды в плазме за счет уменьшения выведения натрия и, следовательно, воды из почек. В петле отрицательной обратной связи повышенная осмолярность внеклеточной жидкости (которая следует за абсорбцией натрия, стимулированной альдостероном) тормозит высвобождение гормона.

Ангиотензин II

Ангиотензин II вызывает сужение сосудов и повышение системного артериального давления.Это действие увеличивает скорость клубочковой фильтрации, в результате чего больше материала отфильтровывается из капилляров клубочков в капсулу Боумена. Ангиотензин II также сигнализирует об увеличении высвобождения альдостерона из коры надпочечников.

В дистальных извитых канальцах и собирательных протоках почек альдостерон стимулирует синтез и активацию натрий-калиевого насоса. Натрий проходит из фильтрата в клетки канальцев и протоков и через них во внеклеточную жидкость, а затем в капилляры.Вода следует за натрием из-за осмоса. Таким образом, альдостерон вызывает повышение уровня натрия в крови и объема крови. Действие альдостерона на калий противоположно действию натрия; под его воздействием избыток калия перекачивается в почечный фильтрат для выведения из организма.

Рисунок 2. Ангиотензин II стимулирует высвобождение альдостерона из коры надпочечников.

Регулирование кальция и фосфата

Кальций и фосфат регулируются действием трех гормонов: паратиреоидного гормона (ПТГ), дигидроксивитамина D (кальцитриола) и кальцитонина.Все три высвобождаются или синтезируются в ответ на уровень кальция в крови.

Паратироидный гормон выделяется паращитовидной железой в ответ на снижение концентрации кальция в крови. Гормон активирует остеокласты для разрушения костного матрикса и высвобождения неорганических кальций-фосфатных солей. Гормон паращитовидной железы также увеличивает всасывание пищевого кальция в желудочно-кишечном тракте, превращая витамин D в дигидроксивитамин D ( кальцитриол ), активную форму витамина D, которая необходима эпителиальным клеткам кишечника для поглощения кальция.

Гормон паращитовидной железы повышает уровень кальция в крови, подавляя его потерю через почки. Гормон паращитовидной железы также увеличивает потерю фосфата через почки.

Кальцитонин высвобождается из щитовидной железы в ответ на повышенный уровень кальция в крови. Гормон увеличивает активность остеобластов, которые удаляют кальций из крови и включают кальций в костный матрикс.

Обзор главы

Электролиты служат различным целям, например, помогают проводить электрические импульсы вдоль клеточных мембран в нейронах и мышцах, стабилизируют ферментные структуры и высвобождают гормоны из желез внутренней секреции.Ионы в плазме также вносят вклад в осмотический баланс, который контролирует движение воды между клетками и окружающей их средой. Дисбаланс этих ионов может привести к различным проблемам в организме, и их концентрация строго регулируется. Альдостерон и ангиотензин II контролируют обмен натрия и калия между почечным фильтратом и собирательным канальцем почек. Кальций и фосфат регулируются ПТГ, кальцитролом и кальцитонином.

Самопроверка

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

  1. Объясните, как CO 2 , генерируемый клетками и выдыхаемый в легкие, переносится в кровь в виде бикарбоната.
  2. Как можно иметь дисбаланс в веществе, но на самом деле не иметь повышенных или недостаточных уровней этого вещества в организме?
Показать ответы
  1. Очень мало углекислого газа в крови переносится растворенным в плазме. Он превращается в угольную кислоту, а затем в бикарбонат, чтобы смешаться с плазмой для транспортировки в легкие, где он возвращается в свою газообразную форму.
  2. Не имея абсолютного избытка или недостатка вещества, можно иметь слишком много или слишком мало этого вещества в данном отделении. Такое относительное увеличение или уменьшение связано с перераспределением воды или иона в компартментах тела. Это может быть связано с потерей воды в крови, что приводит к гемоконцентрации или разбавлению иона в тканях из-за отека.

Глоссарий

дигидроксивитамин D: активная форма витамина D, необходимая эпителиальным клеткам кишечника для абсорбции кальция

гиперкальциемия: аномально повышенный уровень кальция в крови

гиперхлоремия: уровень хлоридов в крови на выше нормы

гиперкалиемия: на уровень калия в крови выше нормы

гипернатриемия: аномальное повышение уровня натрия в крови

гиперфосфатемия: аномально повышенный уровень фосфатов в крови

гипокальциемия: аномально низкий уровень кальция в крови

гипохлоремия: уровень хлоридов в крови ниже нормы

гипокалиемия: аномально пониженный уровень калия в крови

гипонатриемия: уровень натрия в крови ниже нормы

гипофосфатемия: аномально низкий уровень фосфатов в крови

Зачем вашим клеткам для оптимального здоровья нужны натрий и калий

Всем счастливого Алоха Пятницы!

На следующий день после 4 июля, дня, когда мы празднуем нашу Независимость, мы все перевариваем великолепное барбекю, салаты, напитки, закуски, чипсы, соусы и т. Д.! Эти вкусные продукты также содержат большое количество натрия!

Чтобы компенсировать солевые заболевания и сердечно-сосудистые расстройства, мы также должны регулярно потреблять калий.
Калий — самый важный положительный ион (катион) в ваших клетках. В ваших клетках есть ионный насос (натриево-калиевый насос), который закачивает два иона калия в клетку, выкачивая три иона натрия. Таким образом, клетки поддерживают надлежащий электрический заряд, который необходим для правильного баланса жидкости и электролитов в вашем теле. Нормальная концентрация калия в клетках особенно важна для вашей нервной системы и необходима для нормальной нервной передачи.

Калий содержится в таких продуктах, как бананы, апельсины, дыня, помидоры, картофель, бобовые и чеснок.Другие хорошие источники включают большинство фруктов и овощей, а также мясо и молочные продукты. Проблемой для многих американцев является чрезмерное потребление соли по сравнению с потреблением калия, что приводит к относительному дефициту калия. Кроме того, исследования питания американцев в возрасте 60-80 лет показывают, что в их рационе не хватает калия1.

Недостаток калия проявляется нервными, мышечными и жидкостными проблемами. Раздражительность является обычным явлением и возникает в сочетании с нарушением мышечной функции. В более легких случаях это просто мышечная слабость.При более значительных недостатках координация снижается, могут возникать мышечные судороги, а также более заметная мышечная усталость. Нерегулярное сердцебиение и даже сердечная аритмия могут быть вызваны недостатком калия. Отек и задержка жидкости — от более легких случаев герметичности кольца до более запущенных случаев высокого кровяного давления — еще один распространенный признак дефицита калия.

По иронии судьбы, мочегонные средства, часто назначаемые врачами для снижения артериального давления путем удаления излишков воды и соли, также имеют нежелательный побочный эффект удаления калия, который фактически увеличивает сердечно-сосудистые заболевания.

Потребление натрия само по себе не является проблемой для здоровья, если вы здоровы. Действительно, здоровые почки легко справляются с огромными колебаниями в потреблении соли. Однако, как только человек начинает набирать лишний вес, почки входят в состояние стресса и испытывают трудности с переработкой большого количества натрия, естественным образом проходящего через них каждый день.

Для упрощения клеткам требуется примерно 500 мг натрия в день. Это важно для гидратации, потому что натрий перекачивает воду и питательные вещества в ваши клетки.Калий функционирует, выкачивая продукты жизнедеятельности из клеток.

Основная причина, по которой многие американцы не могут правильно очищаться, — это чрезмерное потребление натрия и недостаточное потребление калия. Многие американцы потребляют более 5000 мг натрия в день — в 10 раз больше, чем необходимо!

И наоборот, американцы должны потреблять 4700 мг калия, но не должны потреблять примерно 1/10 от количества калия, необходимого для оптимального здоровья.

Чтобы сбалансировать натрий-калиевый насос в наших клетках, я рекомендую использовать культивированный сывороточный протеин, потому что он имеет отличное соотношение натрия и калия, что помогает вашим клеткам функционировать должным образом.

Ежедневно потребляя культивированную сыворотку, ваши клетки начнут доставлять новую воду и питательные вещества в ваши клетки и начнут вымывать токсичные отходы.

Также культивированная сыворотка содержит живые пробиотики. Пробиотики — это «хорошие бактерии», выстилающие пищеварительный тракт и поддерживающие очищение организма.

Обращайте внимание на мой следующий пост, в котором обсуждается, как известно, что культивированная сыворотка поддерживает здоровье организма уникальными способами.

С уважением, здоровьем и благополучием,

Dr.Крис Колгин

Низкий уровень калия (гипокалиемия)

Обзор

Что означает низкий уровень калия в крови?

Низкий уровень калия в крови также называется гипокалиемией. Нормальный уровень калия у взрослых колеблется от 3,5 до 5,1 ммоль / л.(Референсные диапазоны не одинаковы в каждой лаборатории). Обычно уровень ниже 2,5 ммоль / л считается очень серьезным.

Что калий делает для вашего тела?

Уровень калия очень важен для поддержания хорошей работы мышц, нервов и сердца. Калий, электролит, также важен для здоровья пищеварительной системы и костей.

Симптомы и причины

Что вызывает низкий уровень калия?

Низкий уровень калия может быть вызван:

  • Частая рвота и / или диарея, включая диарею из-за злоупотребления слабительными
  • Чрезмерное потоотделение
  • Слишком много алкоголя
  • Лекарственные средства, включая диуретики (вызывающие мочеиспускание), антибиотики и кортикостероиды
  • Недостаточное количество калия из-за неправильного питания (встречается реже)
  • Заболевания надпочечников (редко — гиперактивные заболевания надпочечников, такие как синдром Кушинга, первичный альдостеронизм)
  • Болезнь почек (редко — почечный канальцевый ацидоз)
  • Редко: ворсинчатые полипы толстой кишки, некоторые лекарства и некоторые редкие заболевания, такие как синдром Лиддла, синдром Барттера и синдром Гительмана.

Каковы симптомы низкого уровня калия?

Легкие случаи низкого уровня калия могут не вызывать симптомов.Более серьезные случаи могут вызвать:

Диагностика и тесты

Как диагностируется низкий уровень калия?

  • Анализы крови
  • Анализы мочи
  • Электрокардиограмма для проверки сердца

Ведение и лечение

Как лечить низкий уровень калия?

Добавки калия обычно назначают при низком уровне калия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *