Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Натриевые ионы (Na + ) необходимы в небольших количествах для некоторых видов растений , [1] , но натрия в качестве питательного вещества в более общем плане необходимы в больших количествах животных , из - за их использования его для генерации нервных импульсов , а также для поддержания электролитный баланс и баланс жидкости . У животных ионы натрия необходимы для вышеупомянутых функций, а также для сердечной деятельности и некоторых метаболических функций. [2] В воздействии на здоровье солиотразите, что происходит, когда в организме слишком много или слишком мало натрия. Характерные концентрации натрия в модельных организмах составляют: 10 мМ в E. coli , 30 мМ в почкующихся дрожжах, 10 мМ в клетках млекопитающих и 100 мМ в плазме крови. [3]

Распределение натрия по видам [ править ]

Люди [ править ]

Минимальная физиологическая потребность в натрия составляет от 115 до 500 миллиграммов в день в зависимости от потоотделения из-за физической активности и от того, адаптирован ли человек к климату. [4] Хлорид натрия является основным источником натрия в рационе и используется в качестве приправы и консерванта, например, для маринования и вяленого мяса ; большая часть его поступает из обработанных пищевых продуктов. [5] Адекватное Потребление для натрия составляет от 1,2 до 1,5 г в день, [6] , но в среднем человек в Соединенных Штатах потребляют 3,4 г в день, [7] [8] минимальное количество , которое способствует гипертонии. [9] (Обратите внимание, что соль содержит около 39,3% натрия по массе[10] - остальное - хлор и другие следовые химические вещества; таким образом, UL 2,3 г натрия будет примерно 5,9 г соли - примерно 1 чайная ложка [11] )

Нормальный уровень натрия в сыворотке составляет примерно 135–145 мэкв / л (135–145 ммоль / л). Уровень натрия в сыворотке менее 135 мэкв / л квалифицируется как гипонатриемия , которая считается тяжелой, если уровень натрия в сыворотке ниже 125 мэкв / л. [12] [13]

Система ренин-ангиотензин и предсердный натрийуретический пептид , косвенно регулируют количество трансдукции сигнала в человеческой центральной нервной системы , которая зависит от движения ионов натрия через мембрану нервной клетки, во всех нервов. Таким образом, натрий важен для функции нейронов и осморегуляции между клетками и внеклеточной жидкостью ; Распределение ионов натрия опосредуется у всех животных натриево-калиевыми насосами , которые являются активными переносчиками растворенных веществ , перекачивающими ионы против градиента, и натриево-калиевыми каналами. [14]Известно, что натриевые каналы менее избирательны по сравнению с калиевыми каналами. Натрий является наиболее заметным катионом во внеклеточной жидкости: в 15 литрах внеклеточной жидкости у человека весом 70 кг содержится около 50 граммов натрия, что составляет 90% от общего содержания натрия в организме.

Некоторые сильные нейротоксины , такие как батрахотоксин , увеличивают проницаемость для ионов натрия клеточных мембран в нервах и мышцах, вызывая массивную и необратимую деполяризацию мембран с потенциально фатальными последствиями. Однако препараты с меньшим воздействием на движение ионов натрия в нервах могут иметь различные фармакологические эффекты, которые варьируются от антидепрессивного до противосудорожного действия.

Другие животные [ править ]

Поскольку только некоторые растения нуждаются в натрии и в небольших количествах, полностью растительная диета , как правило, будет содержать очень мало натрия. [ необходима цитата ] Это требует, чтобы некоторые травоядные животные получали натрий из солонцов и других минеральных источников. Потребность животных в натрии, вероятно, является причиной очень консервативной способности ощущать на вкус ион натрия как «соленый». Рецепторы чисто соленого вкуса лучше всего реагируют на натрий, в противном случае - только на несколько других небольших одновалентных катионов (Li + , NH 4 + и отчасти на K + ). Ион кальция (Ca 2+) также имеет соленый и иногда горький вкус для некоторых людей, но, как и калий, может вызывать другие вкусы.

Ионы натрия играют разнообразную и важную роль во многих физиологических процессах, регулируя объем крови , кровяное давление , осмотическое равновесие и pH . [7]

Растения [ править ]

В растениях C4 натрий является микронутриентом, который способствует метаболизму, в частности, регенерации фосфоенолпирувата (участвует в биосинтезе различных ароматических соединений и фиксации углерода ) и синтезу хлорофилла. [15] В других случаях он заменяет калий в нескольких функциях, таких как поддержание тургорного давления и помощь в открытии и закрытии устьиц. [16] Избыток натрия в почве ограничивает поглощение воды из-за пониженного водного потенциала , что может привести к увяданию; аналогичные концентрации в цитоплазмеможет привести к ингибированию ферментов, что, в свою очередь, вызывает некроз и хлороз. [17] Чтобы избежать этих проблем, растения разработали механизмы, которые ограничивают поглощение натрия корнями, хранят его в клеточных вакуолях и контролируют их на больших расстояниях; [18] избыток натрия может также накапливаться в старых растительных тканях, ограничивая повреждение нового роста.

Функция ионов натрия [ править ]

Натрий - это первичный катион (положительный ион) во внеклеточных жидкостях животных и людей. Эти жидкости, такие как плазма крови и внеклеточные жидкости в других тканях, омывают клетки и выполняют функции транспортировки питательных веществ и отходов. Натрий также является основным катионом в морской воде, хотя его концентрация примерно в 3,8 раза выше, чем обычно во внеклеточных жидкостях организма.

Водно-солевой баланс человека [ править ]

Основные статьи: гипонатриемия , гипернатриемия , мочегонное средство и вазопрессин.

Хотя система поддержания оптимального солевого и водного баланса в организме является сложной, [19] одним из основных способов, с помощью которых человеческий организм отслеживает потерю воды в организме, является то, что осморецепторы в гипоталамусе определяют баланс натрия и концентрация воды во внеклеточных жидкостях. Относительная потеря воды в организме вызывает повышение концентрации натрия выше нормы, состояние, известное как гипернатриемия . Обычно это приводит к жажде. И наоборот, избыток воды в организме, вызванный употреблением алкоголя, приведет к слишком низкому содержанию натрия в крови ( гипонатриемия ), состояние, которое снова ощущается гипоталамусом , вызывая снижение вазопрессина.секреция гормона задней долей гипофиза и, как следствие, потеря воды с мочой, которая восстанавливает концентрацию натрия в крови до нормы.

У людей с тяжелым обезвоживанием, таких как люди, спасенные в условиях выживания в океане или пустыне, обычно очень высокая концентрация натрия в крови. Их необходимо очень осторожно и медленно возвращать к норме, поскольку слишком быстрая коррекция гипернатриемии может привести к повреждению мозга из-за набухания клеток, поскольку вода внезапно перемещается в клетки с высоким осмолярным содержанием.

Было продемонстрировано, что у людей высокое потребление соли снижает выработку оксида азота . Оксид азота (NO) способствует гомеостазу сосудов, подавляя сокращение и рост гладких мышц сосудов, агрегацию тромбоцитов и адгезию лейкоцитов к эндотелию [20]

Натрий в моче [ править ]

Поскольку система гипоталамус / осморецептор обычно хорошо работает, заставляя питье или мочеиспускание для восстановления концентрации натрия в организме до нормального уровня, эту систему можно использовать в лечении для регулирования общего содержания жидкости в организме, сначала контролируя содержание натрия в организме. Таким образом, когда дается сильнодействующее мочегонное средство, которое заставляет почки выводить натрий, эффект сопровождается выведением воды из организма (потеря воды сопровождается потерей натрия). Это происходит потому, что почки не могут эффективно удерживать воду, выделяя большое количество натрия. Кроме того, после выведения натрия осморецепторСистема может ощущать пониженную концентрацию натрия в крови, а затем прямую компенсирующую потерю воды с мочой для коррекции гипонатремического состояния (низкого содержания натрия в крови).

См. Также [ править ]

  • Кальций в биологии
  • Потенциал действия
  • Мембранный потенциал

Ссылки [ править ]

  1. ^ Фурумото, Tsuyoshi (24 августа 2011). «Пластидный натрий-зависимый переносчик пирувата» . Природа . 476 (7361): 472–475. DOI : 10,1038 / природа10250 . PMID 21866161 . 
  2. ^ Pohl, Hanna R .; Уиллер, Джон С .; Мюррей, Х. Эдвард (2013). «Глава 2. Натрий и калий в здоровье и болезнях». В Астрид Сигель, Гельмут Сигель и Роланд К.О. Сигель (ред.). Взаимосвязь между ионами эссенциальных металлов и болезнями человека . Ионы металлов в науках о жизни. 13 . Springer. С. 29–47. DOI : 10.1007 / 978-94-007-7500-8_2 . PMID 24470088 . 
  3. ^ Майло, Рон; Филипс, Роб. «Клеточная биология в цифрах: каковы концентрации различных ионов в клетках?» . book.bionumbers.org . Проверено 8 марта 2017 года .
  4. ^ Подкомитет Национального исследовательского совета (США) по десятому изданию рекомендуемых диетических норм (1989). «10». В Национальной академии прессы (США) (ред.). Рекомендуемые диетические добавки . Национальная академия прессы (США). DOI : 10.17226 / 1349 . ISBN 978-0-309-04633-6. PMID  25144070 . Таким образом, минимальная средняя потребность взрослых в условиях максимальной адаптации и без активного потоотделения может быть оценена как не более 5 мг-экв / день, что соответствует 115 мг натрия или примерно 300 мг хлорида натрия в день. Принимая во внимание широкое разнообразие моделей физической активности и климатических воздействий, безопасный минимальный прием может быть установлен на уровне 500 мг / день. [Примечание: Таблица 11-1, кажется, поясняет, что 500 мг относится к натрию, а не к хлориду натрия]
  5. ^ «Факты о здоровье натрия и калия» . Проверено 7 ноября 2011 года .
  6. ^ «Диетические рекомендации: вода, калий, натрий, хлориды и сульфаты» . Совет по пищевым продуктам и питанию, Институт медицины , Национальные академии США . 2005 . Проверено 21 октября +2016 .
  7. ^ a b «Сколько натрия мне нужно есть в день?» . Американская Ассоциация Сердца. 2016 . Проверено 21 октября +2016 .
  8. ^ Министерство сельского хозяйства США ; Министерство здравоохранения и социальных служб США (декабрь 2010 г.). Рекомендации по питанию для американцев, 2010 (PDF) (7-е изд.). п. 22. ISBN  978-0-16-087941-8. OCLC  738512922 . Архивировано из оригинального (PDF) 06.02.2011 . Проверено 23 ноября 2011 .
  9. ^ Geleijnse, JM; Kok, FJ; Grobbee, DE (2004). «Влияние факторов питания и образа жизни на распространенность гипертонии в западных популяциях» . Европейский журнал общественного здравоохранения . 14 (3): 235–239. DOI : 10.1093 / eurpub / 14.3.235 . PMID 15369026 . 
  10. ^ Общая, органическая и биохимия: прикладной подход
  11. ^ Конверсия столовой соли
  12. ^ «Гипонатриемия» . MayoClinic.com . Проверено 1 сентября 2010 .
  13. ^ «Гипонатриемия» . Medscape . Проверено 30 июня 2013 .
  14. ^ Кэмпбелл, Нил (1987). Биология . Бенджамин / Каммингс. п. 795. ISBN 0-8053-1840-2.
  15. ^ Kering, MK (2008). "Питание марганцем и фотосинтез в НАД-яблочном ферменте С4 растений", кандидатская диссертация (PDF) . Университет Миссури-Колумбия . Проверено 9 ноября 2011 .
  16. ^ Суббарао, GV; Я тоже.; Берри, WL; Уиллер, Р.М. (2003). «Натрий - функциональное питательное вещество для растений». Критические обзоры в науках о растениях . 22 (5): 391–416. DOI : 10.1080 / 07352680390243495 .
  17. Перейти ↑ Zhu, JK (2001). «Солеустойчивость растений». Тенденции в растениеводстве . 6 (2): 66–71. DOI : 10.1016 / S1360-1385 (00) 01838-0 . PMID 11173290 . 
  18. ^ "Растения и токсичность солевых ионов" . Биология растений . Проверено 2 ноября 2010 .
  19. ^ Клаузен, Michael Jakob Voldsgaard; Поульсен, Ханне (2013). «Глава 3 Гомеостаз натрия / калия в клетке». В Банчи, Лючия (ред.). Металломика и клетка . Ионы металлов в науках о жизни. 12 . Springer. С. 41–67. DOI : 10.1007 / 978-94-007-5561-1_3 . ISBN 978-94-007-5560-4. PMID  23595670 .электронная книга ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 электронная книга ISSN 1868-0402    
  20. ^ Tomohiro Осанаи; Наото Фудзивара; Масаюки Сайто; Сатоко Сасаки; Хирофуми Томита; Масаюки Накамура; Хироши Осава; Хидеаки Ямабе; Кен Окумура (2002). «Взаимосвязь между потреблением соли, оксидом азота и асимметричным диметиларгинином и ее значение для пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности -». Blood Purif . 20 (5): 466–468. DOI : 10.1159 / 000063555 . PMID 12207094 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Brooks / Cole publishers - Натрий-калиевый насос
  • Университет штата Орегон - Информационный центр по микронутриентам