Биологическая роль ионов калия и натрия


Биологическая роль натрия и калия — Студопедия

Натрий является основным катионом внеклеточной жидкости, поддерживает ее осмотическое давление. От выведения или удерживания натрия в организме зависит регуляция объема внеклеточной жидкости и плазмы крови, т.к. один атом натрия осмотически связывает 400 молекул воды. Вода всегда движется в сторону более высокого осмотического давления.

Натрий участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на клеточной мембране, а также в возникновении нервного импульса.

Натрий участвует в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости. Натрий участвует в регуляции кислотно-основного состояния (КОС). Реабсорбция из первичной мочи ионов натрия и секреция в просвет канальцев ионов водорода представляет собой основной механизм окончательного удаления из организма кислых продуктов метаболизма. При недостатке в организме ионов натрия выведение кислых продуктов из организма нарушается и возникает возможность развития ацидоза.

При гипонатриемии в результате снижения тонуса кровеносных сосудов снижается артериальное давление, развивается тахикардия, наступает олигурия.

Гипернатриемия - один из ведущих факторов патогенеза отеков при заболеваниях почек, сердечной недостаточности, циррозе печени.

Калий участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на клеточной мембране, а также в возникновении нервного импульса. Калий повышает тонус и силу сокращений скелетных и гладких мышц. Калий конкурирует с ионами водорода при их секреции почечными канальцами в обмен на реабсорбируемый натрий. Этот механизм обеспечивает участие калия в регуляции КОС. Гипокалиемия может сопровождаться алкалозом.


Ионы калия в физиологических концентрациях понижают возбудимость и проводимость миокарда, а в высоких концентрациях угнетают автоматизм и сократимость сердца.

Калий используется в синтезе гликогена и белка. Ионы калия входят в состав активного центра ряда ферментов, являются аллостерическими модуляторами некоторых ферментов.

Потребность в натрии и калии, их восполнимость

Суточная потребность в натрии 215 ммоль (5 г). Натрий поступает в организм с пищей и жидкостями в виде NaCl и бикарбоната натрия.

Суточная потребность в калии 75 ммоль (3 г). Поступление калия с пищей и жидкостями в организм взрослого человека оценивается на уровне 3,3 г/сутки.

Биологическое значение натрия и калия

Преимущества калия

СМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ

Было обнаружено, что в среднем человеческом теле весом 70 кг содержится 0.07кг натрия, 0,25кг калия и остальные элементы. Ион натрия и ион калия играют разные роли в метаболизме. Na + - внеклеточный ион, а K + - внутриклеточный ион. K + может быть замещен в живых тканях большими однозарядными ионами, тогда как относительно небольшие ионы Na + могут быть замещены ионами Li +. Ткани млекопитающих включают в себя систему переноса ионов натрия и калия, известную как натриевый или калиевый насос. Натриевая помпа обеспечивает желаемое соотношение концентрации ионов натрия и калия во внеклеточном и внутриклеточном пространствах.Концентрация ионов К + в большинстве клеток животных колеблется от 0,12 до 0,16 плесени-3, в то время как ионы Na + в той же клетке не превышают 0,01 моль дм-3. Соотношение во внеклеточной жидкости сохраняется. Таким образом, существует значительный градиент концентраций ионов Na + и K + между двумя клеточными ионами. Для поддержания распределения необходима энергия, чтобы ионы k + накапливались внутри клеток, а ионы Na + выводились наружу. Было подтверждено, что насос, вытесняющий ионы Na + и выталкивающий ионы K + в клетки, функционирует при поддержке фосфатного белка, который образует более стабильные соединения с K + по сравнению с Na +.Фосфатный белок взаимодействует с аденозинфосфатом внутри клетки.

Натрий в биологии


Ион натрия (Na +) необходим для некоторых видов растений в небольшом количестве, но натрий в качестве питательного вещества, как правило, требуется животным в больших количествах, поскольку он используется для генерации нервных импульсов и для поддержания электролитный баланс и баланс жидкости. Ионы натрия необходимы животным для выполнения вышеупомянутых функций. Он также необходим для сердечной деятельности и некоторых метаболических функций.Если в организме слишком много или слишком мало натрия, это влияет на здоровье.

Распределение натрия по видам


Растения:
Натрий - это микронутриент, который способствует метаболизму и синтезу хлорофилла в растениях. Он замещает калий в нескольких функциях, таких как помощь в открытии и закрытии устьиц и поддержание тургорного давления. Концентрации в цитоплазме могут привести к ингибированию ферментов, что, в свою очередь, вызывает некроз и хлороз, так как избыток натрия в почве ограничивает поглощение воды из-за снижения водного потенциала, что может привести к увяданию.Растения разрабатывают эти механизмы для предотвращения таких проблем, как ограничение поглощения натрия корнями, хранящими его в клеточных вакуолях, и контроль их на больших расстояниях, ограничивая повреждение нового роста.

Животные:


Некоторым растениям нужен натрий в небольшом количестве, поэтому полностью растительная диета обычно приводит к низкому содержанию натрия в организме. Это требует некоторых трав для получения натрия из минеральных источников и солонцев. Лучший ответ - натрий для чисто соленого вкуса.


Люди:


Минимальная потребность в натрия составляет от 115 до 500 миллиграммов в день.Это зависит от потоотделения из-за физических нагрузок и от того, адаптирован ли человек к климату. Основным источником натрия в рационе является хлорид натрия. Допустимое количество натрия составляет от 1,2 до 1,5 граммов в день.

Калий в биологии:


Калий является важным минеральным микроэлементом. Это главный внутриклеточный ион для всех типов клеток, при этом он играет важную роль в поддержании баланса жидкости и электролитов. Калий необходим всем живым существам для функционирования всех живых клеток.Он присутствует во всех тканях растений и животных. Он содержится в клетках растений и в смешанном рационе с особенно высокой концентрацией. Наиболее высокая его концентрация содержится во фруктах. Растения обычно обладают высокой концентрацией калия. Это, в свою очередь, связано с относительно очень низким уровнем натрия в растениях. Поэтому вначале люди выделяли калий из золы растений. Производство тяжелых культур быстро истощает калийные почвы из-за высокой концентрации калия в растениях, а сельскохозяйственные удобрения потребляют 93% химического производства калия в современной мировой экономике.


Функции натрия и калия в живых организмах совершенно разные. Животные по-разному используют натрий и калий для создания электрического потенциала в клетках животных.


Функция в растении:


Калий обеспечивает ионную среду для метаболических процессов в цитозоле. Дефицит иона калия может нарушить способность растения поддерживать эти процессы. Он также участвует в других процессах, таких как синтез белка, фотосинтез и поддержание баланса катионов и анионов в цитозоле и вакуоли.


Функция у животных:


Калий является основным катионом внутри клеток животных. Мембранный потенциал можно описать как разницу между концентрациями этих заряженных частиц, которая приводит к разнице в электрическом потенциале как внутри, так и снаружи клеток. Переносчик ионов должен поддерживать баланс между калием и натрием в клеточной мембране. Клетки обладают способностью производить электрический разряд, который очень важен для функционирования организма.


Преимущества калия при проблемах со здоровьем:

Преимущества калия для здоровья человека очень широки, но они сильно недооцениваются. Тем не менее, сейчас самое время признать преимущества калия для здоровья человека. Мы указываем преимущества по некоторым категориям:

1. Беречь от ударов -


В наши дни инсульты очень распространены. Ежегодно около 1 25 000 человек теряют свою драгоценную жизнь из-за этих инсультов.Инсульты возникают в организме, если отсутствует приток крови к мозгу. Чтобы избежать этого заболевания, люди должны ежедневно соблюдать диету, богатую калием. Исследование показывает, что люди, которые придерживаются диеты, богатой калием, имеют на 24% меньший риск развития инсульта, чем люди, которые придерживаются минимальной диеты, богатой калием. Эти диеты напрямую связаны, чтобы свести к минимуму риск любых проблем с сердцем.


2. Беречь от камней в почках -


Согласно общему сценарию, проблема камней в почках является частым заболеванием во всем мире.В общих чертах мы можем определить проблему камней в почках как совокупность веществ, которые могут образовываться в концентрированной моче. Типичный минерал, содержащийся в почечном камне, - это кальций. Различные исследования утверждают, что уровень кальция в моче можно снизить с помощью цитрата калия. Сорта фруктов и овощей содержат достаточное количество калия. Теперь вы можете добавить эти овощи и фрукты в свой рацион, чтобы бороться с проблемой камней в почках. Четырехлетнее исследование показало, что люди, которые ежедневно придерживаются диеты, богатой калием, имеют на 51% меньше шансов получить эту почечнокаменную болезнь.С другой стороны, двенадцатилетнее исследование утверждает, что люди, ежедневно соблюдающие богатую калием диету, имеют на 35% меньше шансов заболеть почечнокаменной болезнью.


3. Берегитесь от проблем с артериальным давлением -


Артериальное давление - это болезнь, которая напрямую влияет на сердце и мозг. Кровяное давление приводит к фатальной проблеме сердечного приступа и кровоизлияния в мозг. Удаляя из организма избыток натрия, диета, богатая калием, может снизить кровяное давление.Повышенный уровень натрия в организме может легко поднять кровяное давление, особенно в случае, если у человека уже есть проблема с высоким кровяным давлением. Сводный результат 33 исследований показывает, что диета, богатая калием, благоприятно влияет на систолическое и диастолическое артериальное давление. В ходе эксперимента некоторые люди потребляли повышенный уровень калия. В результате их предыдущее кровяное давление снизилось на 3,49 мм рт. Ст., А последнее - на 1,96 мм рт. Ст.


4.Продолжайте снижать задержку воды -


Когда в теле начинают накапливаться излишки жидкости, человек сталкивается с проблемой удержания воды. Фактически, проблему удержания воды удалось решить с помощью калия. Функция калия - увеличить мочеиспускание и снизить уровень натрия.


5. Беречь от остеопороза -


При остеопорозе бывают пористые и полые кости. Один из важнейших минералов для здоровья костей, кальций при этой болезни практически отсутствует.Диета, богатая калием, повышает уровень кальция, который снижается при мочеиспускании. В группе из 62 наиболее здоровых женщин в возрасте от «45 до 55 лет» наблюдается наибольшая общая костная масса только благодаря диете, богатой калием. С другой стороны, исследование 994 здоровых женщин в пременопаузе показало, что эти женщины придерживались богатой калием диеты и имели большую костную массу в тазобедренных костях и пояснице.

Недостатки меньшего и высокого количества калия -


Данные одной анонимной страны показывают, что только менее 2% людей соответствуют предписанным рекомендациям в отношении калия.Однако меньшее количество калия в организме не повредит, поскольку он не вызывает такой дефицит. Несмотря на это, когда человеческое тело внезапно начинает терять большое количество калия, эта ситуация начинает вызывать серьезные дефициты в организме. Когда человеческий организм не может выводить минералы через мочеиспускание, возникает избыток калия в крови.


Наконец, мы можем сказать, что калий должен быть неотъемлемой частью нашего ежедневного рациона.

.

Роль калия и натрия в вашем рационе

Калий и натрий - это электролиты, которые необходимы организму для нормального функционирования и помогают поддерживать жидкость и объем крови в организме. Однако человек может получить высокое кровяное давление, потребляя слишком много натрия и недостаточно калия. 1 Калий содержится в овощах, фруктах, морепродуктах и ​​молочных продуктах. Овощи и фрукты, такие как картофель, помидоры, листовая зелень, сладкий картофель, фасоль и бананы; молочные продукты, например, йогурт; а морепродукты, такие как лосось и моллюски, являются хорошими источниками калия. 2 Большая часть натрия, потребляемого людьми, поступает из обработанных пищевых продуктов и продуктов, приготовленных в ресторанах. 3

Калий, натрий и высокое кровяное давление

  • Существует тесная взаимосвязь между чрезмерным потреблением натрия и повышенным кровяным давлением. 4 Это означает, что в среднем, чем больше натрия человек потребляет, тем выше будет его кровяное давление.
  • Сочетание большего потребления натрия и недостатка калия в вашем рационе связано с повышением артериального давления. 5,6 *
  • Увеличение потребления калия может снизить кровяное давление у взрослых с гипертонией. 7

Бремя калийных, натриевых и сердечно-сосудистых заболеваний

  • Увеличение потребления калия может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний, таких как сердечные заболевания и инсульт, за счет снижения артериального давления. 8,9
  • Употребление большого количества натрия и низкого количества калия может увеличить риск сердечных заболеваний и инсульта. 5,10,11,12
  • Снижение содержания натрия и увеличение калия в рационе может помочь контролировать гипертонию и снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний и смерти. 13
  • Снижение артериального давления снижает риск сердечных заболеваний и инсульта. 14

Калий в продуктах питания и потреблении калия

  • Американцы потребляют слишком много натрия и недостаточно калия. 1
  • Публикация Рекомендации по питанию для американцев на 2015–2020 годы Cdc-pdf [PDF-10 MB] External рекомендует американцам есть больше продуктов, являющихся хорошими источниками калия, включая овощи, фрукты, морепродукты и молочные продукты.Эти продукты включают печеный картофель с мякотью и кожей, простой йогурт, лосось и бананы. 2
  • Калий классифицируется как питательное вещество, вызывающее озабоченность в области здравоохранения. Недостаточное количество калия связано с повышенным риском гипертонии, которая может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям, таким как инсульт. 1 Низкое потребление калия вызвано недостаточным употреблением овощей, фруктов, морепродуктов и молочных продуктов. 2
  • DASH (диетические подходы к остановке гипертонии) Eating PlanExternal разработан для увеличения потребления продуктов, которые, как ожидается, снизят артериальное давление, поощрения здорового выбора для сердца и соблюдения рекомендаций по питанию.План питания содержит мало натрия и насыщенных жиров и богат калием, кальцием, магнием, клетчаткой и белком. 15
  • В 2016 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США опубликовало окончательные правила обновления этикеток с данными о питании для упакованных пищевых продуктов. Новая этикетка Nutrition Facts появляется на все большем количестве упаковок и включает обязательную маркировку калия, чтобы помочь потребителям сделать осознанный выбор в отношении продуктов питания. В прошлом включение калия на этикетку Nutrition Facts было добровольным.Калий требуется на обновленной этикетке, потому что он был определен как питательное вещество, которого американцы не получают в достаточном количестве, а его недостаток связан с повышенным риском хронических заболеваний. 16

* Соль - это не то же самое, что натрий. Термин «соль» относится к хлориду натрия. «Натрий» относится к диетическому натрию. Один грамм соли (хлорида натрия) равен 390 мг натрия.

.

Внимание! | Cloudflare

Почему я должен заполнять CAPTCHA?

Заполнение CAPTCHA доказывает, что вы человек, и дает вам временный доступ к веб-ресурсу.

Что я могу сделать, чтобы этого не произошло в будущем?

Если вы используете личное соединение, например, дома, вы можете запустить антивирусное сканирование на своем устройстве, чтобы убедиться, что оно не заражено вредоносными программами.

Если вы находитесь в офисе или в общей сети, вы можете попросить администратора сети запустить сканирование сети на предмет неправильно сконфигурированных или зараженных устройств.

Еще один способ предотвратить появление этой страницы в будущем - использовать Privacy Pass. Возможно, вам потребуется загрузить версию 2.0 прямо сейчас из Магазина дополнений Firefox.

.

Биологическое значение натрия и калия - материалы исследования для IIT JEE

 


Биологическое значение натрия

Фиг.1. Резюме важности ионов натрия

  • Соли натрия, такие как хлорид натрия, используются в качестве консерванта при травлении.

  • Нормальный уровень натрия в сыворотке составляет около 135-145 ммоль / л. Падение уровня натрия в плазме крови ниже контрольного значения известно как Гипонатриемия . Гипонатриемия приводит к головной боли, тошноте, коме, судорогам и т. Д.

Биологическое значение калия / Каковы функции калия в организме?

  • Ионы калия поддерживают осмолярность (концентрацию раствора, выраженную как общее количество частиц растворенного вещества на литр) клетки.Они также регулируют открытие и закрытие устьиц.

  • Ионы калия действуют как кофактор определенных ферментов, таких как пируваткиназа .

  • Калий важен для работы сердца, а также для сокращения скелета и мышц.

  • Диета с низким содержанием калия приводит к гипертонии.

  • Поддерживает баланс электролитов в организме.

Натрий-калиевый насос

Натрий-калиевый насос - это АТФаза, обнаруженная в плазматической мембране клеток животных.

Рис. 2. Натрий-калиевый насос

Часто задаваемые вопросы (FAQ)


1 кв. Какова функция натрий-калиевого насоса?

Сол. Он перекачивает ионы натрия и калия против градиента концентрации.Ионы натрия откачиваются, а ионы калия перемещаются внутрь.

2 кв. Почему натриево-калиевый насос так важен для человеческого организма?

Сол. Натрий-калиевый насос очень важен для человеческого организма, так как он необходим для передачи нервных импульсов.

3 кв. Где в организме содержится больше всего калия?

Сол. Большая часть калия находится внутри клеток, то есть внутриклеточно.


Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Другие показания

Биологическое значение натрия и калия


Особенности курса

  • 731 Видео-лекции
  • Примечания к редакции
  • Документы за предыдущий год
  • Интеллектуальная карта
  • Планировщик исследований
  • Решения NCERT
  • Обсуждение Форум
  • Тестовая бумага с видео-решением

.

Смотрите также