Natris: apibrėžimas, sintezė, absorbcija, transportavimas ir pasiskirstymas

Natris yra monovalentinis katijonas (teigiamai įkrautas jonas) su cheminiu simboliu Na +, kuris yra šeštas pagal gausumą Žemės plutos elementas. Ji yra 1-oje pagrindinėje periodinės lentelės grupėje, taigi priklauso šarminių metalų grupei. Elementarus natris pirmą kartą buvo gautas iš natrio hidroksidas (NaOH) lydytos druskos elektrolizės būdu 1808 m., Kurį atliko anglų chemikas seras Humphry Davy. Apie 1930 metus Šv. Jonas pripažino esminį (gyvybingumą) natris normaliam augimui, o Clarkas apibūdino mineralo svarbą palaikant osmosinį slėgį (slėgį, kuris ištirpusių dalelių srautą varo per puslaidžią membraną kaip osmoso dalį). kūno skysčiai. 1966 m. Buvo atrastas natriokalis adenozino trifosfatazė (Na + / K + -ATPazė; fermentas, kuris katalizuoja Na + jonų pernešimą iš ląstelės ir kalio (K +) jonus į ląstelę ATP skaidant) ląstelių membranose Woodbury. Po šešerių metų Coleman ir kt. Teigė, kad padidėjęs natrio kiekis serume koncentracija kaip priežastis hipertenzija (aukštas kraujo spaudimas). Natris gamtoje egzistuoja pirmiausia susieta forma. Svarbiausias jos palydovas yra chloridas (Cl-) - natrio chloridas (NaCl) arba valgomoji druska - su kuria jis veikia vanduo subalansuoti ir apimtis tarpląstelinio (už ląstelės ribų) skysčio (ECM; tarpląstelinis kūnas) masė). Bet koks organizmo natrio kiekio pokytis sukelia atitinkamą tarpląstelinio pakitimą apimtis. Taigi natrio perteklius yra susijęs su osmosiniu būdu sukeltu tarpląstelinio padidėjimu apimtis (hipervolemija) -3 g natrio (7.6 g NaCl) gali surišti 1 litrą vanduo-kurį gali lydėti edema (vandens susilaikymas audiniuose) ir kūno svorio padidėjimas. Kita vertus, dėl natrio trūkumo sumažėja tarpląstelinis tūris (hipovolemija) dėl padidėjusio vanduo praradimas, dėl kurio gali atsirasti egzikozė (dehidratacija dėl sumažėjusio kūno vandens) ir kūno svorio sumažėjimo.Pavojingai įkrautas elektrolitas kalis (K +) yra svarbiausias natrio antagonistas, įskaitant reguliuojant natrio druską kraujas spaudimas. Nors natris sukelia hipertenziją (kraujas slėgį didinantis) efektas, kalis sukelia mažėjimą kraujospūdis. Atitinkamai natrio / kalio santykis dieta laikoma didele svarba. Japonijos tyrimai parodė, kad žmonėms, kurie valgo a dieta labai daug druskos (valgomosios druskos), taip pat padidėja natrio ir kalio santykis kraujas spaudimas. Svarbiausias natrio šaltinis žmonėms yra valgomoji druska - 1 g NaCl yra 0.4 g natrio, arba 1 g natrio yra 2.54 g NaCl. Apie 95% natrio suvartojama iš natrio chloridas. Paprasta druska naudojama ir kaip prieskoniai, ir kaip a konservantas. Dėl šios priežasties pramoniniu būdu perdirbti ir paruošti maisto produktai, tokie kaip mėsos ir dešros produktai, žuvies konservai, kietas sūris, duona kepiniuose, konservuotose daržovėse ir paruoštuose padažuose yra didelis natrio kiekis (> 400 mg / 100 g), juose yra ilgai trunkančių dešrų produktų, rūkyto kumpio, tam tikrų rūšių sūrio ir sūryme konservuotų maisto produktų, pavyzdžiui, silkės ir agurkai, kuriuose yra ypač daug natrio (> 1,000 100 mg / XNUMX g). Priešingai, neperdirbtas arba natūralus augalinis maistas, pavyzdžiui, grūdai, bulvės, riešutai, vaisiuose ir daržovėse, išskyrus kai kurias šakniavaisius ir lapines daržoves, yra mažai natrio (<20 mg / 100 g), nors reikia tikėtis didelių regioninių skirtumų - arti jūros, tręšti [1–5, 10, 12, 14, 18, 19, 22, 26, 27]. Pasak daugybės profesinių draugijų ir PSO (Pasaulis Sveikata Organizme), paros druskos suvartojimas turėtų būti ribojamas iki ≤ 6 g - rekomendacija: nuo 3.8 iki ≤ 6 g NaCl per parą (nuo 1.5 iki ≤ 2.4 g natrio per parą). Dietos natrio LOAEL (mažiausias pastebėtas neigiamas poveikis) yra 2.3 g natrio per parą (5.8 g NaCl per dieną), nurodė FNB (Maisto ir mitybos taryba). Padidėjimas kraujospūdis buvo pastebėtas kaip neigiamas poveikis. Dėl didelio pramoniniu būdu gaminamų maisto produktų, tokių kaip konservuota mėsa ir sūriai, suvartojimo per parą natris chloridas Vakarų pramoninėse šalyse žymiai viršija rekomenduojamą paros normą, ypač vyrams, ir vidutiniškai 12–15 g NaCl per parą (4.7–5.9 g natrio per parą), kai dietinis natrio ir kalio santykis yra 3: 1. Griežtai mažai natrio dieta būdinga tai, kad per parą suvartojama ne daugiau kaip 0.4 g natrio (1 g NaCl).

Absorbcija

Natris gali būti absorbuojamas (pasisavinamas) plonojoje ir storojoje žarnose aktyviu ir pasyviu mechanizmais. Aktyvus mineralo įsisavinimas į žarnyno gleivinės ląsteles (gleivinės ląsteles) vyksta per įvairias transmembranines pernašas baltymai (nešėjai) kartu su makroelementais, tokiais kaip gliukozė, galaktozė, ir amino rūgštys, arba jonai, tokie kaip vandenilis (H +) ir chlorido (Cl-) jonai. Su maistinėmis medžiagomis susijusios transportavimo sistemos pavyzdys yra natrio /gliukozė kotransporteris-1 (SGLT-1), kuris perneša gliukozę ir galaktozė, atitinkamai, ir Na + jonai į ląstelę, naudodami simportą (ištaisytą transportą) viršutinėje dalyje plonoji žarna. Prie jonų sujungtų nešiklių yra Na + / H + antiporteris, kuris perneša Na + mainais su H + jonais plonojoje ir storojoje žarnoje, ir Na + / Cl- simporteris, kuris kartu su Cl- jonais perneša į enterocitus ir kolonocitus (ląsteles). plonosios ir storosios žarnos epitelio, atitinkamai) plonojoje ir storojoje žarnoje. Šių nešiklių sistemų varomoji jėga yra elektrocheminis natrio gradientas į ląstelę į vidų, kurį suaktyvina Na + / K + -ATPazė, esanti bazolateralyje (nukreipta į kraują). laivai) ląstelės membrana ir yra aktyvuojamas suvartojant ATP (adenozino trifosfatas, universalus energiją tiekiantis nukleotidas) katalizuoja Na + jonų pernešimą iš žarnyno ląstelės į kraują ir K + jonus į žarnyno ląstelę. Natris dėl gero tirpumo greitai ir beveik visiškai absorbuojamas (≥ 95%). Norma absorbcija daugiausia nepriklauso nuo žodžiu pateikiamos sumos.

Pasiskirstymas kūne

Sveikų žmonių organizmo bendras kūno natrio kiekis yra apie 100 g arba 60 mmol (1.38 g) / kg kūno svorio. Iš jų maždaug 70%, atitinkančių maždaug 40 mmol / kg kūno svorio, greitai pakeičiama, o maždaug 30% susieta forma laikoma kaip rezervas kauluose. 95-97% kūno natrio yra tarpląstelinėje erdvėje (už ląstelės ribų) - natrio serume koncentracija 135-145 mmol / l. Likę 3-5% yra ląstelėje (ląstelės viduje) - 10 mmol / l. Natris yra reikšmingiausias tarpląstelinio skysčio katijonas tiek kiekybiškai, tiek kokybiškai [1, 3-5, 6, 9, 11-13, 18, 22].

Išsiskyrimas

Natrio kiekį organizme daugiausia pašalina inkstai - 100–150 mmol / 24 val., O išmatos - tik 5 mmol / 24 val. Su prakaitu netenkama vidutiniškai 25 mmol natrio / l. Sunkus prakaitavimas gali lydėti daugiau nei 0.5 g / l natrio netekimas, nors natrio kiekis didėja didėjant prakaito kiekiui, tačiau gali mažėti ir aklimatizacijos (prisitaikymo) metu. Be to, natris nedaug išsiskiria per ašarų skystis, nosies gleivinė, ir seilės. Be inkstas, natris yra visiškai glomerulų filtruojamas ir 99% reabsorbuojamas distaliniuose kanalėliuose (inkstų kanalėliuose). Su šlapimu išsiskiriančio natrio kiekis priklauso nuo maisto (maisto) tiekiamo kiekio. Šiame kontekste inkstai išsiskiria (išsiskiria per inkstus) per parą. Kasdien suvartojant 24 mmol (~ 120 g) natrio, apie 2.8% glomerulų filtruoto natrio išsiskiria su šlapimu, jei inkstų funkcija nepažeista. Padvigubinus maistinio natrio suvartojimą (per maistą), taip pat padvigubėja su šlapimu pasišalinančio natrio kiekis. Inkstų adaptacija (inkstas) natrio išsiskyrimas su maistu gaunamu natrio kiekiu trunka apie 3-5 dienas. Per šį laiką mineralas laikinai sulaikomas (sulaikomas). Šie veiksniai padidina natrio išsiskyrimą per inkstus ir gali būti susiję su natrio trūkumu:

  • Endokrininiai sutrikimai, pvz., Addisono liga (pirminis antinksčių žievės nepakankamumas) → inkstų natrio reabsorbcija sutrinka dėl steroidinio hormono aldosterono trūkumo.
  • Inkstų ligos, susijusios su sutrikusia natrio reabsorbcija.
  • Poliurija (nenormaliai padidėjęs šlapimo kiekis, pavyzdžiui, diabetas cukrinis diabetas).
  • Nepakankamas suvartojimas diuretikai (dehidratuojantis narkotikai).

Dėl veiksmingos enterohepatinė cirkuliacija (kepenys-sunaikinti cirkuliacija), natris išsiskiria (išskiriamas) per tulžis daugiausia absorbuojamas žarnyne. Kai sutrinka reabsorbcija, pavyzdžiui, viduriavimas (viduriavimas), gali sumažėti natrio kiekis išmatose, padidindamas natrio trūkumo riziką.

Natrio homeostazės reguliavimas

Kadangi viduląstelinis natris koncentracija kontroliuoja Na + / K + -ATPazė, tarpląstelinės erdvės natrio koncentracija reguliuojama per reninas-angiotenzinas-aldosteronas prieširdžių natriurezinis peptidas (ANP). Natrio trūkumas lemia osmosiniu būdu sukeliamą tarpląstelinio tūrio sumažėjimą (hipovolemija) - kraujospūdis- kuris, valdomas aukšto slėgio sistemos slėgio (slėgio) ir žemo slėgio sistemos tūrio receptorių, lemia specifinės proteazės, vadinamos reninas (fermentas, kuris suskaido peptidinius ryšius kaupdamasis vandeniu) iš Jxtaglomerular aparato inkstas. Reninas skaldo dekapeptidą (peptidą, sudarytą iš 10 amino rūgštys) ir prohormono (hormono pirmtako) angiotenzino I iš baltymo angiotenzinogeno kepenys, kuris paskui antrąja proteaze - angiotenziną konvertuojančiu fermentu - virsta angiotenzinu I. Angiotenziną konvertuojantis fermentas (AKF), gaunantis oktapeptidą (peptidą, sudarytą iš 8 amino rūgštys) ir hormono angiotenzino II. Angiotenzinas II turi skirtingus veikimo mechanizmus:

  • Bendras kraujagyslių susiaurėjimas (kraujagyslių susiaurėjimas), išskyrus koronarinę laivai → padidėja tarpląstelinis tūris ir padidėja kraujospūdis.
  • Glomerulų filtracijos greičio (GFR) sumažėjimas dėl vazokonstrikcijos → sumažėja natrio ir vandens išsiskyrimas iš inkstų.
  • Mineralinio kortikoido išsiskyrimas aldosteronas antinksčių žievėje → aldosteronas sukelia padidėjusį natrio kanalų inkorporaciją (ENaC, angl .: Epithelial Sodium (Na) Channel) ir kalio kanalus (ROMK, angl.: Renal Outer Medularry Potassium (K) Channel) ir natrio-kalio transporterius (Na + / K + -ATPazė) į distalinių kanalėlių (inkstų kanalėlių) ir inkstų kanalėlių, esančių atitinkamai su padidėjusia natrio reabsorbcija ir osmosiniu sulaikymu (susilaikymas), atitinkamai į viršūnines (priešais liumeną) ir bazolateralines (į kraujagysles) ląstelių membranas. ) vandens, taip pat padidėjęs kalio išsiskyrimas
  • Antidiuretinio hormono (ADH) išsiskyrimas iš neurohipofizės (hipofizės užpakalinės skilties) → ADH stimuliuoja vandens reabsorbciją distalinėse kanalėlėse ir inkstų surinkimo vamzdeliuose bei sumažina vandens išsiskyrimą
  • Padidėjęs troškulys ir druskos apetitas → padidėjo skysčių ir druskos vartojimas

Visi šie hormonų sukeltas poveikis visumoje esant natrio trūkumui vadovauti padidėjus natrio ir vandens kiekiui organizme, padidėjus tarpląsteliniam tūriui ir padidėjus kraujospūdžiui. Neigiami grįžtamojo ryšio mechanizmai užkerta kelią pernelyg dideliam RAAS aktyvavimui, slopindami renino išsiskyrimą per aukštesnį kraujospūdį, aldosteronas ir angiotenzino II. Padidėjus fiziologinio tirpalo vartojimui ir dėl to osmosiniu būdu padidėjusiam kraujo tūriui (hipervolemija) - padidėja kraujospūdis - prieširdžių natriurezinio peptido (ANP) sintezė ir sekrecija iš širdis, ypač iš dešiniojo prieširdžio, įvyksta, kontroliuojamas prieširdžių slėgio receptorių. ANP pasiekia inkstą, kur slopina renino sekreciją iš juxtaglomerulinio aparato ir taip aktyvuoja RAAS. Dėl to padidėja natrio ir vandens išsiskyrimas per inkstus, normalizuojamas tarpląstelinis tūris ir kartu kraujospūdis. Esant endokrininei ligai, gali sutrikti natrio homeostazė. Pavyzdžiui, Kušingo liga (padidėjęs antinksčių žievės stimuliavimas dėl AKTH (adrenokortikotropinis hormonas) sukeliantis navikas hipofizio liauka, dėl kurio padidėja aldosterono išsiskyrimas) arba Adisono liga (pirminis antinksčių žievės nepakankamumas, dėl kurio trūksta aldosterono) yra susijęs su padidėjusiu ar sumažėjusiu natrio susilaikymu ir galiausiai su pertekliumi (→ padidėjusiu kraujospūdžiu ir kt.) ar natrio trūkumu. ) arba natrio trūkumas (→ sumažėjęs kraujospūdis, „druskos badas“ ir kt.). Natrio koncentracija serume nėra tinkama priemonė nustatyti natrio kiekį žmogaus organizme. Tai tik atspindi laisvo vandens atsargas. Hiponatremija (mažas natrio kiekis serume) nebūtinai rodo natrio trūkumą, o tik sutrikusią osmoreguliaciją (osmosinio slėgio reguliavimas). kūno skysčiai) arba padidėjęs tarpląstelinis tūris (hipervolemija). Natrio išsiskyrimas per 24 valandas trunkantį šlapimą laikomas geriausiu natrio suvartojimo ar atsargų žymekliu žmogaus organizme.