Общее содержание калия в организме взрослого составляет 160 г. 90% этого количества содержится внутриклеточно, 10% распределяется во внеклеточном пространстве. В плазме крови содержится 4 - 5 ммоль/л, внутри клеток - 110 ммоль/л. Суточная потребность в калии для взрослого человекасоставляет 2-4 г.
Биологическая роль натрия и калия:
- · определяют осмотическое давление
- · определяют распределение воды
- · создают артериальное давление
- · участвуют (Na) во всасывании аминокислот, моносахаров
- · калий необходим для биосинтетических процессов.
Всасывания натрия и калия происходит в желудке и в кишечнике. Натрий может незначительно депонироваться в печени. Из организма натрий и калий выводятся в основном через почки, в меньшей степени через потовые железы и через кишечник.
В перераспределении натрия и калия между клетками и внеклеточной жидкостью участвует натрий -калиевая АТФ-аза - мембранный фермент, который за счёт энергии АТФ перемещает ионы натрия и калия против градиента концентрации. Создаваемый перепад концентрации натрия и калия обеспечивает процесс возбуждения ткани.
Регуляция водно-солевого обмена
Регуляция обмена воды и солей осуществляется при участии центральной нервной системы, вегетативной нервной системы и эндокринной системы.
В центральной нервной системе при уменьшении количества жидкости в организме формируется чувство жажды. Возбуждение питьевого центра, находящегося в гипоталамусе, приводит к потреблению воды и восстановлению её количества в организме.
Вегетативная нервная система участвует в регуляции водного обмена путём регуляции процесса потоотделения.
К гормонам, участвующим в регуляции водно-солевого обмена, относятся антидиуретический гормон, минералокортикоиды, натрийуретический гормон.
Антидиуретический гормон синтезируется в гипоталамусе, перемещается в заднюю долю гипофиза, откуда выделяется в кровь. Данный гормон задерживает воду в организме путём усиления обратной реабсорбции воды в почках, за счёт активации синтеза в них белка аквапорина.
Альдостерон способствует задержке натрия в организме и потере ионов калия через почки. Считается, что данный гормон способствует синтезу белков натриевых каналов, определяющих обратную реабсорбцию натрия. Он также активирует цикл Кребса и синтез АТФ, необходимого для процессов реабсорбции натрия. Альдостерон активирует синтез белков - транспортёров калия, что сопровождается повышенным выведением калия из организма.
Избыток соли (NaCI) приводит к нарушению сбалансированного соотношения между К+ и Na+ в организме. Поскольку эти катионы являются антагонистами, избыток натрия в пище приводит к недостаточности калия. Последняя проявляется крайней мышечной слабостью, сонливостью, отсутствием аппетита; при хронической нехватке калия развиваются дегенеративные изменения в сердечной мышце, нарушается функция почек. Почечный механизм способен эффективно предотвращать накопление К+ при его избыточном поступлении с пищей, но менее способен бороться со снижением его уровня в крови.
Недостаточность К+ при обычном режиме питания маловероятна, так как он содержится практически во всех продуктах. Однако при употреблении пересоленной пищи калий легко теряется с мочой. Уменьшается поступление калия в организм при употреблении вываренных овощей (вареный картофель теряет 10-50% калия, в то время как приготовленный на пару только 3-6%); при голодании, а также при рвоте и поносе (пищеварительные соки богаты калием).
Исследования показали, что избыток калия почти не оказывает действия на людей с нормальным кровяным давлением, но снижает его у больных гипертонией. Калий особенно необходим при приёме мочегонных препаратов, поскольку они выводят его из организма.
Натрий является основным катионом внеклеточной среды. Он составляет более 90% всех катионов плазмы. Основная роль натрия – поддержание осмотического давления внеклеточных жидкостей. Ионы натрия влияют на способность белковых коллоидов к набуханию, участвуют в поддержании нормальной деятельности сердечной мышцы, нервно-мышечной возбудимости во взаимодействии с ионами калия. В организм взрослого человека поступления натрия с пищей и жидкостями составляет 4,4 г/сутки.
Всасывание жидкостей и электролитов – важнейшая функция кишечника. Нарушение ее даже в течение короткого периода времени может привести к серьезным нарушениям водно-солевого обмена. Всасывание хлорида натрия - активный процесс. У здоровых людей около половины натрия всасывается в проксимальном отделе тонкого кишечника, остальное количество – в толстом кишечнике. Всосавшиеся натрий и хлор равномерно распределяются по внеклеточным секторам, диффундируют через мембраны капилляров и не обладают избирательной локализацией в каком-либо органе (исключая концентрирование ионов хлора в железах желудка). Часть всосавшихся ионов натрия и хлора может реэкскретироваться с пищеварительными соками. Выделение натрия происходит преимущественно с мочой и потом. Концентрация натрия в плазме равна 137 – 147 ммоль/л.
Гипонатриемия – уменьшение уровня натрия плазмы ниже 137 ммоль/л. Причинами дефицита натрия служат: патологические потери его из желудочно-кишечного тракта (рвота, диарея, кишечные свищи), с мочой при полиурии, форсированном диурезе, через кожу при потоотделении, недостаточное поступление натрия, нарушение коры надпочечников и др. потери натрия происходят, как правило. Вместе с другими ионами: калия, хлоридов, гидрокарбоната, сульфата. Снижение концентрации натрия плазмы при его нормальном содержании в организме может быть вызвано гипергидратацией и гемодилюцией. При дефиците натрия наблюдается усталость, апатия, головокружение и др. При более выраженной недостаточности – тошнота и рвота, гипорефлексия, снижение АД, ступор, кома, судороги.
Гипернатриемия – увеличение уровня натрия плазмы выше 147 ммоль/л. При избытке натрия увеличивается объем жидкости во внеклеточном пространстве. Причинами гипернатриемии могут быть олигурия, значительная потеря жидкости, избыточное поступление натрия, первичный альдостеронизм, синдром Кушинга, прием стероидных гормонов и др. Клиническая картина обусловлена гиперосмолярностью плазмы: жажда, повышение температуры тела, тахикардия, повышение артериального давления, отечность.
Калий, являясь основным внутриклеточным катионом, участвует в поддержании осмотического давления, кислотно-основного состояния, а так же в процессах обмена в клетке. С участием ионов К+, содержащихся в эритроцитах, происходит перенос кислорода гемоглобином. Калий является кофактором фермента, осуществляющего перенос фосфатной группы с АТФ на карбоксильную группу субстрата (пируват и др.), и, вероятно, активирует ряд других ферментов внутриклеточного обмена. Большое значение имеет калий в сочетании с другими ионами в реализации импульсов, воспринимаемых клетками периферической и центральной нервной системы (ионный механизм возбуждения, проводимость, сокращение клеток и др.). Поступление калия с пищей и жидкостями в организм взрослого человека составляет 3,3 г/сутки. Калий значительно быстрее натрия покидает кровяное русло. Выводится из организма человека преимущественно через почки, причем примерно в три раза медленнее, чем вода. В норме концентрация калия плазмы равна 3,8-5,2 ммоль/л.
Гипокалиемия - уменьшение концентрации калия плазмы ниже 3,8 ммоль/л. Причинами дефицита калия могут быть: потеря из желудочно-кишечного тракта, с мочой, гиперкортицизм, болезнь Кушинга, лечение стероидными гормонами, перемещения калия во внутриклеточное пространство после лечения глюкозой и инсулином, метаболический алкалоз, недостаточное поступление калия. Дефицит калия характеризуется астенизацией, мышечной слабостью, доходящей до параличей, адинамией, парезом кишечника, изменение сердечного ритма и электрокардиограммы. При выраженной гипокалиемии возможна остановка сердца в систоле.
Гиперкалиемия - увеличение концентрации калия в плазме свыше 5,2 ммоль/л. К гиперкалиемии могут привести почечная недостаточность, олигурия и анурия любого происхождения, массивное травматическое повреждение тканей, быстрое переливание консервированной крови, усиленный распад белков и гликогенолиз, недостаточность функции коры надпочечников, избыточное введение калия. Клинические симптомы: повышение тонуса поперечнополосатой мускулатуры, рвота, понос, спутанность сознания, изменения электрокардиограммы, брадикардия, возможны мерцание желудочков и остановка сердца в диастоле. При значительном увеличении калия развивается мышечный паралич.
