Характеристика калия на основании его положения в периодической системе


Характеристика калия

Характеристика калия

Калий (K) располагается в 4 периоде, в I группе, главной подгруппе, имеет порядковый номер 19.

Массовое число: A = 39
Число протонов: P = 19
Число электронов: ē = 19
Число нейтронов: N = A - Z = 39 - 19 = 20

19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Валентные электроны

Калий – s-элемент, металл.

Степени окисления
минимальная: 0
максимальная: +1

Высший оксид: K2O – оксид калия.
Проявляет основные свойства:
K2O + 2HCl ⟶ 2KCl + H2O

Высший гидроксид: KOH – гидроксид калия.
Проявляет основные свойства:
2KOH + 2HCl ⟶ 2KCl + 2H2O

Калий и его болезни | IntechOpen

Почки отвечают за поддержание общего содержания калия в организме, согласовывая потребление с выделением. Инсулин и катехоламины в первую очередь ответственны за регуляцию и распределение калия между внутриклеточными и внеклеточными компартментами [21].

Другие факторы, которые могут изменить распределение калия между компартментами, включают кислотно-щелочные нарушения, осмолярность плазмы и физические упражнения. В следующем разделе описывается влияние этих факторов на трансцеллюлярные сдвиги калия.

1.1. Трансклеточные сдвиги

1.1.1. Инсулин и катехоламины

После еды высвобождение инсулина после еды перемещает калий с пищей из внеклеточного компартмента во внутриклеточный. Этот транс-клеточный сдвиг опосредуется связыванием инсулина с рецепторами клеточной поверхности, что стимулирует захват глюкозы в тканях, чувствительных к инсулину, через белок-переносчик глюкозы, GLUT 4.

Кроме того, инсулин активирует АТФазу Na + , K + . насос за счет увеличения внутриклеточной продукции CAMP.Это увеличивает клеточное поглощение калия, тем самым снижая уровень калия в сыворотке. В отличие от инсулина, эффект регуляции калия катехоламинами зависит от того, какой подтип адренергических рецепторов активирован.

Активация рецептора бета 2 запускает Na + , K + АТФазу, которая индуцирует клеточное поглощение калия, вызывая падение уровня калия в сыворотке. Активация рецептора альфа-1 имеет противоположный эффект, вызывая ингибирование АТФазы Na + , K + , предотвращая клеточный захват и вызывая повышенный уровень калия в сыворотке.Эти эффекты имеют важные фармакологические последствия. Лекарства, блокирующие бета 2 рецепторы, как правило, повышают уровень калия в сыворотке. Точно так же препараты, которые блокируют рецепторы альфа-1, могут снизить уровень калия в сыворотке.

1.1.2. Альдостерон

Альдостерон изменяет распределение калия между внеклеточным и внутриклеточным компонентами. Насос АТФазы Na + , K + активируется альдостероном и вызывает поглощение калия клетками. В отсутствие нарушения выведения калия почками может развиться гипокалиемия.

Альдостерон может также увеличивать выведение калия почками и, в некоторой степени, желудочно-кишечным трактом.

Подробные сведения о действии альдостерона на почечные канальцы более подробно описаны в Разделе 1.5.

1.1.3. Гипергликемия / гиперосмолярность

Гипергликемия и гиперосмолярность вызывают движение воды из внутриклеточного во внеклеточное пространство. Это движение отвечает за сопротивление растворителю, которое переносит калий из клетки.Кроме того, происходит сокращение клеток и увеличивается внутриклеточная концентрация калия. Существует обратное ингибирование насоса Na / K-АТФазы, который снижает клеточное поглощение калия, тем самым нормализуя внутриклеточный калий. Это создает градиент концентрации, который обеспечивает обмен калия между компартментами.

1.1.4. Метаболический ацидоз

Метаболический ацидоз связан с повышенным содержанием калия в сыворотке крови. Ацидоз, вызванный неорганическими анионами, такими как NH 4 Cl и HCl, может привести к гиперкалиемии.Механизм этого не понят. Органические кислоты, такие как молочная кислота, обычно не вызывают сдвигов калия между компартментами. Гиперкалиемия может наблюдаться при лактоацидозе; это результат ишемии тканей, вызывающей гибель клеток и высвобождение внутриклеточного калия во внеклеточную жидкость.

1.1.5. Exercise

Упражнения оказывают множественное воздействие на калий. Сокращение скелетных мышц во время тяжелых упражнений приводит к высвобождению калия. Это, в свою очередь, сигнализирует о высвобождении катехоламинов, которые стимулируют альфа-адренорецепторы 1, вызывая выход калия из клеток.Увеличение внеклеточного калия дополнительно вызывает расширение артериальных сосудов в нормальных кровеносных сосудах, тем самым увеличивая кровоток в скелете. Высвобождение катехоламинов во время упражнений также активирует бета 2 -адренорецепторы, которые увеличивают поглощение калия скелетными мышцами, регулируют калий и сводят к минимуму гиперкалиемию, вызванную физической нагрузкой.

1.2. Диетическое потребление

В соответствии с международными диетическими рекомендациями рекомендуемое диетическое потребление калия должно составлять 90–120 ммоль / день [3, 20].

Калий всасывается через желудочно-кишечный тракт и распределяется между внутриклеточными и внеклеточными жидкостями. Рацион питания варьируется во всем мире; западная диета обеспечивает ежедневно 50–100 ммоль калия [3, 21].

Продукты, богатые калием, включают много фруктов и овощей.

После богатой калием еды увеличение внеклеточного калия сводится на нет за счет быстрого клеточного поглощения, которое позволяет вывести его с мочой в течение 6–8 часов.

Около 90% калия выводится с мочой, а оставшиеся 10% выводятся с калом.

Гомеостаз калия контролируется изменениями почечной экскреции калия. В следующем разделе описана основная физиология почечной экскреции калия.

1.3. Почечная экскреция калия

Развитие представлений о почечной экскреции калия включает в себя распознавание реактивных и прогностических систем [16].

Реактивная система состоит из отрицательной и прямой системы.Негативная система состоит из петли отрицательной обратной связи, которая модулирует почечный калий на основе уровней калия в плазме и сывороточного альдостерона [16].

Высокие концентрации калия в плазме или повышенные уровни альдостерона в сыворотке крови увеличивают экскрецию калия с мочой, возвращая концентрацию калия в плазме крови до физиологического диапазона. Прямая система описывает неидентифицированный чувствительный к калию фактор кишечника, который увеличивает экскрецию калия с мочой в ответ на диету с высоким содержанием калия до повышения концентрации калия в плазме или изменения уровней альдостерона в плазме [4, 5, 7].В дополнение к этим системам был предложен циркадный ритм экскреции калия, например, прогностическая система, которая не зависит от потребления и активности калия. В исследованиях, измеряющих экскрецию калия с мочой, было замечено, что экскреция калия с мочой является самой низкой ночью и ранним утром и наиболее высокой с полудня до полудня [16].

1.4. Почечный калий

Сывороточный калий почти полностью ионизирован и не связывается с белками плазмы.Он фильтруется через клубочки. Примерно 65–70% калия, фильтруемого через клубочки, реабсорбируется в проксимальных канальцах. Менее 10% отфильтрованной нагрузки достигает дистального отдела нефрона.

Реабсорбция калия в проксимальных канальцах в основном происходит через параклеточные пути.

Реабсорбция натрия через канальцы способствует абсорбции жидкости. В результате этого процесса происходит увлечение растворителем, которое способствует реабсорбции калия. Кроме того, электрическое напряжение в просвете трубочки постепенно становится более положительным по мере того, как жидкость течет по канальцу.

Это изменение напряжения обеспечивает дополнительную силу, способствующую реабсорбции калия через параклеточный путь, который имеет низкое сопротивление.

В петле Генле происходит как секреция, так и абсорбция. Калий секретируется в нисходящей петле в глубоких нефронах и реабсорбируется в восходящей петле под действием котранспортера Na + , K + 2Cl -. Большая часть калия, реабсорбируемого этим белком, рециркулируется обратно в просвет канальцев с помощью почечного наружного мозгового калиевого канала (ROMK), АТФ-зависимого апикального калиевого канала, который транспортирует калий из клеток.В результате этого процесса происходит умеренное чистое поглощение калия. Направление и регуляция почечной экскреции калия преимущественно происходит в дистальных канальцах и собирательном канале.

Дистальный нефрон, который включает дистальный каналец и собирательный проток, выполняет как реабсорбционную, так и секреторную функции. Здесь в первую очередь происходит выведение калия.

В эпителии дистальных канальцев и собирательных протоков существует несколько типов клеток. Наиболее важными из этих типов клеток являются основные клетки, которые составляют примерно 70% клеток, и интеркалированные клетки.Оба типа клеток расположены внутри собирательного канала. Основные клетки в основном расположены внутри кортикального собирающего протока, а интеркалированные клетки рассредоточены по всей длине собирающего протока.

Секреция калия осуществляется основными клетками, что включает захват калия из интерстиция Na + , K + АТФазой и секрецию в просвет канальцев через калиевые каналы: ROMK и BK, также известные как maxi-K.

ROMK и BK проницаемы для калия и регулируются разными механизмами [3].

Есть несколько факторов, которые влияют на выделение калия основными клетками. Эти факторы включают диету с низким содержанием калия, диету с высоким содержанием калия, ангиотензин II, высокий уровень калия в сыворотке, альдостерон, скорость люминального кровотока, внеклеточный pH и высокую доставку натрия.

Доставка натрия в дистальные канальцы является основным регулятором выведения калия. Высокое содержание натрия стимулирует секрецию калия. Это достигается двумя способами. Во-первых, повышенная доставка натрия вызывает повышенное поступление натрия через эпителиальные натриевые каналы (ENaC), что деполяризует апикальную мембрану, вызывая увеличение электрохимического градиента, способствуя выходящему потоку калия через калиевые каналы.Во-вторых, чем больше натрия доставляется в канальцы, тем больше натрия выкачивается АТФазой Na + , K + и накачивается больше калия [3].

Этот калий затем секретируется через апикальную мембрану основных клеток в просветную жидкость через апикальные калиевые каналы.

При низком содержании калия в рационе секреция по каким-либо каналам отсутствует. В организме сохраняется калий. Каналы ROMK секвестрируются во внутриклеточные везикулы. Каналы ВК закрыты [3].При нормальной концентрации калия каналы ROMK выделяют калий, тогда как каналы BK остаются закрытыми. В условиях высокой секреции калия, например, при диете с высоким содержанием калия, открыты каналы как ROMK, так и BK [3].

Ангиотензин II - ингибитор секреции калия; его механизм действия заключается в снижении активности ROMK, тем самым ограничивая поток калия в просвет канальцев.

Интеркалированные ячейки подразделяются на тип A, которые многочисленны, тип B, количество которых ограничено, а также не-A и не-B-клетки.

Интеркалированные клетки, особенно тип А, реабсорбируют калий. Интеркалированные клетки типа A реабсорбируют калий через АТФазу H + , K + , расположенную внутри апикальной мембраны, которая активно поглощает калий из просвета в обмен на ионы водорода. Затем калий может проникать в интерстиций канальцев через базолатеральную мембрану через калиевые каналы. В условиях низкого уровня калия истощение калия увеличивает экспрессию H + , K + ATpase, что приводит к усилению активной реабсорбции калия и снижению экскреции калия.

Важным регулятором калия в дистальных отделах нефрона является фермент без лизинкиназ (WNK-киназы). Киназы WNK активируют реабсорбцию натрия в дистальных канальцах и ингибируют канал ROMK [16, 22].

В результате этого снижается доставка натрия в собирательный проток, и вместе с этим снижается экспрессия ROMK, что приводит к снижению секреции калия [16, 22].

Активность киназы WNK чувствительна к концентрациям хлорида и калия [16, 22].

1.5. Aldosterone paradox

Альдостерон обладает способностью сигнализировать почкам, вызывая задержку натрия без секреции калия в состояниях истощения объема, но также может стимулировать секрецию калия без задержки натрия в гиперкалиемическом состоянии [6].

У человека альдостерон является основным минералокортикоидом. Он способствует всасыванию натрия и выведению калия за счет связывания с рецепторами минералокортикоидов, расположенными в дистальных канальцах и собирательных протоках. Альдостерон увеличивает активность Na + , K + АТФазы в базолатеральной мембране, которая отвечает за реабсорбцию натрия через просветную мембрану.Это увеличивает электроотрицательность просвета, что увеличивает электрический градиент и проницаемость для калия.

В состояниях истощения объема ренин-ангиотензин-альдостероновая ось активируется и вызывает абсорбцию натрия почками, восстанавливая объем внеклеточной жидкости без заметного воздействия на выведение калия почками. При гиперкалиемии высвобождение альдостерона увеличивает экскрецию калия с мочой, тем самым восстанавливая уровень калия в сыворотке до нормального. Однако этот эффект не приводит к задержке натрия почками.

.

нервная система | Определение, функции, структура и факты

Самый простой тип ответа - это прямая индивидуальная реакция на стимул-ответ. Изменение окружающей среды - это стимул; реакция организма на это есть ответ. У одноклеточных организмов реакция является результатом свойства клеточной жидкости, называемого раздражительностью. У простых организмов, таких как водоросли, простейшие и грибы, реакция, при которой организм движется к стимулу или от него, называется таксисом.В более крупных и сложных организмах - тех, в которых реакция включает синхронизацию и интеграцию событий в различных частях тела, - механизм управления или контроллер расположен между стимулом и реакцией. У многоклеточных организмов этот контроллер состоит из двух основных механизмов, с помощью которых достигается интеграция - химической регуляции и нервной регуляции.

В химической регуляции вещества, называемые гормонами, производятся четко определенными группами клеток и либо диффундируют, либо переносятся кровью в другие области тела, где они действуют на клетки-мишени и влияют на метаболизм или индуцируют синтез других веществ.Изменения, возникающие в результате гормонального действия, выражаются в организме как влияние или изменения в форме, росте, воспроизводстве и поведении.

Растения реагируют на различные внешние раздражители, используя гормоны в качестве регуляторов системы "стимул-ответ". Направленные реакции на движение известны как тропизмы и являются положительными, когда движение направлено к стимулу, и отрицательными, когда оно направлено в сторону от стимула. Когда семя прорастает, растущий стебель поворачивается вверх к свету, а корни поворачиваются вниз, подальше от света.Таким образом, стебель показывает положительный фототропизм и отрицательный геотропизм, в то время как корни демонстрируют отрицательный фототропизм и положительный геотропизм. В этом примере свет и гравитация - это стимулы, а направленный рост - это реакция. Контроллерами являются определенные гормоны, синтезируемые клетками на кончиках стеблей растений. Эти гормоны, известные как ауксины, диффундируют через ткани под верхушкой стебля и концентрируются по направлению к затемненной стороне, вызывая удлинение этих клеток и, таким образом, изгиб кончика к свету.Конечным результатом является поддержание растения в оптимальном состоянии с точки зрения освещения.

У животных, помимо химической регуляции через эндокринную систему, существует еще одна интегративная система, называемая нервной системой. Нервную систему можно определить как организованную группу клеток, называемых нейронами, специализирующихся на передаче импульса - возбужденного состояния - от сенсорного рецептора через нервную сеть к эффектору, участку, в котором происходит ответ.

Организмы, обладающие нервной системой, способны к гораздо более сложному поведению, чем организмы, у которых ее нет.Нервная система, специализирующаяся на проведении импульсов, позволяет быстро реагировать на раздражители окружающей среды. Многие реакции, опосредованные нервной системой, направлены на сохранение статус-кво или гомеостаза животного. Стимулы, которые имеют тенденцию перемещать или разрушать какую-либо часть организма, вызывают реакцию, которая приводит к уменьшению неблагоприятных эффектов и возвращению к более нормальному состоянию. Организмы с нервной системой также способны выполнять вторую группу функций, которые инициируют различные модели поведения.Животные могут проходить периоды исследовательского или аппетитного поведения, строительства гнезд и миграции. Хотя эти действия полезны для выживания вида, они не всегда выполняются индивидуумом в ответ на индивидуальную потребность или стимул. Наконец, усвоенное поведение может быть наложено как на гомеостатические, так и на инициирующие функции нервной системы.

Внутриклеточные системы

Все живые клетки обладают свойством раздражительности или отзывчивости на раздражители окружающей среды, которые могут влиять на клетку по-разному, вызывая, например, электрические, химические или механические изменения.Эти изменения выражаются в виде реакции, которая может быть высвобождением секреторных продуктов клетками железы, сокращением мышечных клеток, изгибом растительной стволовой клетки или биением плетистых «волосков» или ресничек ресничными клетками. .

Отзывчивость отдельной клетки может быть проиллюстрирована поведением относительно простой амебы. В отличие от некоторых других простейших, у амебы отсутствуют высокоразвитые структуры, которые участвуют в приеме стимулов, а также в производстве или проведении реакции.Однако амеба ведет себя так, как если бы у нее была нервная система, потому что общая отзывчивость ее цитоплазмы служит функциям нервной системы. Возбуждение, производимое стимулом, передается другим частям клетки и вызывает реакцию животного. Амеба переместится в область с определенным уровнем света. Его привлекают химические вещества, выделяемые пищей, и он проявляет реакцию при кормлении. Он также удаляется из области с ядовитыми химическими веществами и проявляет реакцию избегания при контакте с другими объектами.

.

Руководство по содержанию калия из смягчителей воды

% PDF-1.6 % 142 0 объект >>> endobj 162 0 объект > / Шрифт >>> / Поля [] >> endobj 175 0 объект > поток

  • Правительство Канады, Министерство здравоохранения Канады, Отделение здоровой окружающей среды и безопасности потребителей, Программа безопасной окружающей среды
  • application / pdf2017-01-03T13: 06: 25.482-05: 00
  • Руководство по калия из смягчителей воды
  • 212016-09-15T12: 00: 46.123-04: 00 Акробат Дистиллятор 8.1.0 (Windows) Правительство Канады, Министерство здравоохранения Канады, Отделение здоровой окружающей среды и безопасности потребителей, Программа безопасных сред 0671fd5b0201de8d30729d2f04fece6149ad972b112158PScript5.dll Версия 5.2.22015-08-21T14: 56: 20.000-04: 002015-08-21-04: 56: 20.000 002008-09-19T09: 08: 11.000-04: 00uuid: 9b8f481c-1205-4ffb-8ad1-10bc2e0c95a6uuid: b8e113a1-a6f6-45a7-b9c7-6175cb555175 Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows) конечный поток endobj 143 0 объект > endobj 119 0 объект > endobj 135 0 объект > endobj 136 0 объект > endobj 137 0 объект > endobj 138 0 объект > endobj 139 0 объект > endobj 47 0 объект > endobj 50 0 объект > endobj 53 0 объект > endobj 56 0 объект > endobj 59 0 объект > endobj 60 0 объект > поток h | T [O0 ~ ϯ8: F7 $ "! xRfMq ݱ vlWn ਮ KP / -} q &` c, ~ 5ͦ5FJP = _3 # d0) "3VN, H \` i ^ `VYUeU, ¼dR $ / wB # UFCR X: 0äI`e { Ձ Y ~ & a80s [BR`oUr

    O9j1 egT- ~ d ״: n'ti (Ld] c "A = V5b ڂ6` D / x`NW @ 8_.uf5i त 4 \ Bf2 ɘ8y Nu8 ~ c "M HsVJ>

    .

    ATP1A1 - Предшественник альфа-1 субъединицы АТФазы, транспортирующей натрий / калий - Homo sapiens (человек)

    ATP1A1

    Homo sapiens (человек)

    Оценка за аннотацию:

    из 50005 баллов за аннотацию: 5

    Оценка аннотации обеспечивает эвристический критерий содержания аннотации записи или протеома UniProtKB. Эту оценку нельзя использовать в качестве меры точности аннотации, поскольку мы не можем определить «правильную аннотацию» для любого данного белка.

    Подробнее ...

    -Экспериментальные данные на уровне белка и

    Это указывает на тип доказательств, подтверждающих существование белка. Обратите внимание, что свидетельство «существования белка» не дает информации о точности или правильности отображаемых последовательностей.

    Подробнее ...

    Выберите раздел слева для просмотра содержимого.

    .

    Смотрите также