Naatrium on ühevalentne katioon (positiivselt laetud ioon) keemilise sümboliga Na +, mis on maakoore kõige arvukamalt kuues element. See kuulub perioodilisustabeli 1. põhirühma ja kuulub seega leelismetallide rühma. Elementaarne naatrium saadi esmakordselt ettevõttelt naatriumhüdroksiid (NaOH) sulatatud soola elektrolüüsi teel 1808. aastal, mille viis läbi inglise keemik Sir Humphry Davy. Umbes 1930. aastal tunnistas Püha Johannes olulise tähtsuse (elujõu) naatrium normaalseks kasvuks, samas kui Clark kirjeldas mineraali tähtsust osmoosirõhu (rõhu, mis juhib lahustunud osakeste voogu läbi poolläbilaskva membraani osmoosi osana) säilitamisel. kehavedelikud. 1966. aastal avastati naatrium-kaalium adenosiin trifosfataas (Na + / K + -ATPaas; ensüüm, mis katalüüsib Na + ioonide transporti rakust ja kaaliumi (K +) ioone rakku ATP lõhustumisel) rakumembraanides Woodbury poolt. Kuus aastat hiljem oletasid Coleman jt seerumi naatriumisisalduse suurenemist kontsentratsioon põhjusena hüpertensioon (kõrge vererõhk). Naatrium eksisteerib looduses peamiselt seotud kujul. Selle kõige olulisem kaaslane on kloriid (Cl-) - naatriumkloriid (NaCl) või lauasool - millega see mõjutab vesi tasakaal ja maht rakuvälise (väljaspool rakku) vedeliku (ECM; rakuväline keha) mass). Mis tahes muutused keha naatriumisisalduses põhjustavad vastava muutuse rakuvälises maht. Seega on naatriumi liig seotud rakuvälise raku osmootselt indutseeritud suurenemisega maht (hüpervoleemia) -3 g naatriumi (7.6 g NaCl) võib siduda 1 liitrit vesi-millega võib kaasneda ödeem (veepeetus kudedes) ja kehakaalu suurenemine. Naatriumipuudus viib seevastu rakuvälise mahu vähenemiseni (hüpovoleemia) suurenenud vesi kaotus, mis võib põhjustada ekssikoosi (dehüdratsioon kehavee vähenemise tõttu) ja kehakaalu vähenemine. Positiivselt laetud elektrolüüt kaalium (K +) on naatriumi kõige olulisem antagonist, sealhulgas ka naatriumi regulatsioonis veri surve. Kui naatriumil on hüpertensioon (veri rõhku tõstev) efekt, kaalium põhjustab vähenemist vererõhk. Seetõttu on naatriumi / kaaliumi suhe dieet peetakse oluliseks. Jaapani uuringud on näidanud, et inimestel, kes söövad a dieet väga soolarikas (lauasool), suureneb ka naatriumi ja kaaliumi suhe veri surve. Inimeste jaoks on kõige olulisem naatriumiallikas lauasool - 1 g NaCl sisaldab 0.4 g naatriumi või 1 g naatriumi leidub 2.54 g NaCl-s. Umbes 95% naatriumi tarbimisest pärineb naatriumist kloriid. Tavalist soola kasutatakse nii maitseainetena kui ka a säilitusaine. Seetõttu on tööstuslikult töödeldud ja valmistatud toidud, näiteks liha- ja vorstitooted, kalakonservid, kõva juust, leib ja küpsetistel, konserveeritud köögiviljadel ja valmiskastmetel on kõrge naatriumisisaldus (> 400 mg / 100 g), sisaldades pikaealisi vorstitooteid, suitsusinki, teatud tüüpi juustu ja soolvees säilinud toite, näiteks heeringat ja kurgid, eriti naatriumisisaldusega (> 1,000 mg / 100 g). Seevastu töötlemata või looduslikud taimsed toidud, nagu teravili, kartul, pähklid, puuviljades ja köögiviljades, välja arvatud mõned juur- ja lehtköögiviljad, on vähe naatriumi (<20 mg / 100 g), kuigi eeldada tuleb märkimisväärseid piirkondlikke erinevusi - mere lähedus, väetamine [1-5, 10, 12, 14, 18, 19, 22, 26, 27]. Arvukate kutseühingute ja WHO (World Tervis Organisatsioon) peaks igapäevane soola tarbimine olema piiratud ≤ 6 g - soovitus: 3.8 kuni ≤ 6 g NaCl päevas (1.5 kuni ≤ 2.4 g naatriumi päevas). Toidunaatriumi LOAEL (madalaim täheldatud kahjuliku toime tase) on FNB (Food and Nutrition Board) andmetel 2.3 g naatriumi päevas (5.8 g NaCl / päevas). Suurenemine vererõhk on täheldatud kahjuliku toimena. Tööstuslikult toodetud toiduainete, näiteks soolatud liha ja juustude suure tarbimise tõttu on naatriumi päevane tarbimine kloriid Lääne tööstusriikides ületab oluliselt soovitatavat päevast kogust, eriti meestel, ja keskmiselt 12-15 g NaCl päevas (4.7-5.9 g naatriumi päevas) ja toidus sisalduva naatriumi ja kaaliumi suhe 3: 1. naatrium dieet iseloomustab päevane tarbimine mitte rohkem kui 0.4 g naatriumi (1 g NaCl).
Absorptsioon
Naatrium võib nii aktiivses kui passiivses mehhanismis imenduda (imenduda) peensooles ja jämesooles. Mineraali aktiivne omastamine soole limaskesta rakkudesse (limaskesta rakkudesse) toimub mitmesuguse transmembraanse transpordi kaudu valgud (kandjad) koos makrotoitainetega, näiteks glükoos, galaktoosja aminohappedvõi ioonid, näiteks vesinik (H +) ja kloriid (Cl-) ioonid. Toitainetega seotud transpordisüsteemi näide on naatrium /glükoos kotransporter-1 (SGLT-1), mis transpordib glükoosi ja galaktoosja Na + ioonid rakku ülemise sümboli (rektifitseeritud transpordi) abil peensoolde. Ioon-sidestatud kandjad hõlmavad Na + / H + antiporterit, mis transpordib Na + vaheldumisi peensooles ja jämesooles olevate H + ioonidega, ning Na + / Cl- sümbolit, mis kannab Na + koos Cl-ioonidega enterotsüütidesse ja kolonotsüütidesse (rakkudesse). peensoole ja jämesoole epiteelvastavalt) peensooles ja jämesooles. Nende kandesüsteemide liikumapanev jõud on elektrokeemiline naatriumi gradiend rakus sissepoole, mille aktiveerib Na + / K + -ATPaas, mis asub basolateraalses (verega suunatud) suunas. laevad) rakumembraan ja see aktiveeritakse ATP tarbimisega (adenosiin trifosfaat, universaalne energiat andev nukleotiid) katalüüsib Na + ioonide transporti soolerakust vereringesse ja K + ioone soolerakku. Naatrium imendub selle hea lahustuvuse tõttu kiiresti ja peaaegu täielikult (≥ 95%). Määr absorptsioon on suures osas pakutavast summast sõltumatu.
Jaotus kehas
Tervetel inimestel on keha naatriumi üldkogus umbes 100 g või 60 mmol (1.38 g) / kg kehakaalu kohta. Sellest umbes 70%, mis vastab umbes 40 mmol / kg kehamassi kohta, on kiiresti vahetatav, samas kui umbes 30% hoitakse seondunud kujul luu reservina. 95-97% naatriumi kehast asub rakuvälises ruumis (väljaspool rakku) - naatriumseerumis kontsentratsioon 135-145 mmol / l. Ülejäänud 3-5% esineb rakusiseselt (raku sees) - 10 mmol / l. Naatrium on rakuvälise vedeliku kõige olulisem katioon nii kvantitatiivselt kui ka kvalitatiivselt [1, 3-5, 6, 9, 11-13, 18, 22].
Eritumine
Liigne naatriumikogus kehas elimineeritakse peamiselt neerude kaudu - 100–150 mmol / 24 tundi - ja ainult vähesel määral väljaheitega - 5 mmol / 24 tundi. Higiga kaob keskmiselt 25 mmol naatriumi / l. Tugev higistamine võib kaasneda naatriumi kadu üle 0.5 g / l, kuigi naatriumi kogus suureneb koos higimahu suurenemisega, kuid võib väheneda ka aklimatiseerumise (kohanemise) korral. Lisaks eritub naatrium vähesel määral ka läbi pisaravedelik, nina limaskestaja sülg. Aasta neerNaatrium filtreeritakse täielikult glomerulaarselt ja imendub 99% ulatuses distaalsetes tuubulites (neerutuubulites). Uriiniga eritatava naatriumi kogus sõltub toiduga (toiduga) tarnitavast kogusest. Selles kontekstis toimub neerude eritumine (eritumine neerude kaudu) 24-tunnise rütmiga. 120 mmol (~ 2.8 g) naatriumisisalduse korral eritub umbes 0.5% glomerulaarselt filtreeritud naatriumist uriiniga, kui neerufunktsioon on terve. Toidulise naatriumi tarbimise kahekordistamine (toiduga) põhjustab ka uriini kaudu elimineeritud naatriumi koguse kahekordistumise. Neerude (neer) naatriumi eritumine toiduga naatriumi tarbimiseks võtab umbes 3-5 päeva. Selle aja jooksul jääb mineraal ajutiselt kinni (kinni). Järgmised tegurid suurendavad naatriumi eritumist neerude kaudu ja võivad olla seotud naatriumipuudusega:
- Endokriinsed haigused, nagu Addisoni tõbi (primaarne neerupealiste kortikaalne puudulikkus) → steroidhormooni aldosterooni puudulikkus kahjustab naeru naatriumi reabsorptsiooni
- Neeruhaigused, mis on seotud naatriumi reabsorptsiooni rikkumisega.
- Polüuuria (ebanormaalselt suurenenud uriinieritus näiteks in diabeet suhkurtõbi).
- Puudulik tarbimine diureetikumid (dehüdreeriv ravimid).
Tänu tõhusale enterohepaatiline vereringe (maks-rappima ringlus), naatriumi sekreteeritud (sekreteeritud) sapi imendub suures osas tagasi. Kui imendumine on häiritud, näiteks kõhulahtisus (kõhulahtisus), võib tekkida märkimisväärne naatriumikadu väljaheites, mis suurendab naatriumipuuduse riski.
Naatriumi homöostaasi reguleerimine
Rakusisene naatrium kontsentratsioon kontrollib Na + / K + -ATPaas, rakuvälise ruumi naatriumi kontsentratsiooni reguleerimine toimub reniin-angiotensiinaldosteroon kodade natriureetiline peptiid (ANP). Naatriumipuuduse tagajärjel väheneb rakuväline maht osmootiliselt (hüpovoleemia) - langus vererõhk- mis juhib kõrgsurvesüsteemi rõhuretseptorite ja madalrõhusüsteemi mahuretseptorite poolt, põhjustab spetsiifilise proteaasi, mida nimetatakse reniin (ensüüm, mis lõhustab peptiidsidemeid vee kogunemise teel) neer. Renin lõhustab dekapeptiidi (peptiid, mis koosneb 10 aminohapped) ja prohormooni (hormooni eelkäija) angiotensiin I maks, mis seejärel teisendatakse angiotensiin I-ks teise proteaasi, angiotensiini konverteeriva ensüümi abil. Angiotensiini muundav ensüüm (ACE), mille tulemuseks on oktapeptiid (peptiid, mis koosneb 8 aminohapped) ja hormooni angiotensiin II. Angiotensiin II toimemehhanismid on erinevad:
- Üldine vasokonstriktsioon (vasokonstriktsioon), välja arvatud pärgarteris laevad → rakuvälise mahu suurenemine ja vererõhu tõus.
- Glomerulaarfiltratsiooni kiiruse (GFR) vähenemine vasokonstriktsiooni kaudu → neeru naatriumi ja vee eritumise vähenemine.
- Mineraalse kortikoidi vabanemine aldosteroon neerupealise koores → aldosteroon kutsub esile suurenenud naatriumikanali inkorporeerimise (ENaC, inglise keeles: Epithelial Sodium (Na) Channel) ja kaaliumikanalid (ROMK, inglise keeles: Renal Outer Medularry Potassium (K) Channel) ja naatrium-kaaliumitransporterid (Na + / K + -ATPaas) distaalsete tuubulite (neerutuubulid) apikaalsesse (valendikku suunatud) ja basolateraalsesse (veresoontega suunatud) rakumembraani ning neeru koguvatesse tuubulitesse, mis on seotud suurenenud naatriumi reabsorptsiooni ja osmootse retentsiooniga (retentsioon) ) vett ning suurenenud kaaliumi eritumist
- Antidiureetilise hormooni (ADH) sekretsioon neurohüpofüüsist (ajuripatsi tagumine osa) → ADH stimuleerib vee reabsorptsiooni neerude distaalsetes tuubulites ja kogumistorudes ning vähendab vee eritumist
- Janu tunne ja soolaisu suurenemine → suurenenud vedeliku ja soola tarbimine
Kõik need hormonaalselt esile kutsutud toimed naatriumipuuduse olemasolul tervikuna viima keha naatriumi- ja veesisalduse suurenemisele koos rakuvälise mahu suurenemise ja vererõhu tõusuga. Negatiivsed tagasiside mehhanismid takistavad RAAS-i liigset aktiveerimist, pidurdades reniini vabanemist kõrgema vererõhu kaudu, aldosteroon ja angiotensiin II. Suurenenud soolalahuse tarbimise ja sellest osmootiliselt põhjustatud veremahu suurenemise korral (hüpervoleemia) - vererõhu tõus - kodade natriureetilise peptiidi (ANP) süntees ja sekretsioon süda, eriti parempoolne aatrium, toimub kodade rõhuretseptorite abil. ANP jõuab neeru, kus see pärsib reniini sekretsiooni juxtaglomerulaarsest aparaadist ja seeläbi RAAS-i aktivatsiooni. Selle tagajärjel suureneb naatriumi ja vee eritumine neerude kaudu, normaliseerides rakuvälise mahu ja seeläbi vererõhu. Endokriinsete haiguste korral võib naatriumi homöostaas olla häiritud. Näiteks, Cushingi tõbi (neerupealise koore stimuleerimine anamneesi tagajärjel ACTH (adrenokortikotroopne hormoon) tootev kasvaja hüpofüüsi, mis viib aldosterooni suurema vabanemiseni) või Addisoni tõbi (esmane neerupealiste kortikaalne puudulikkus, mis põhjustab aldosterooni puudulikkust) on seotud suurenenud või vähenenud naatriumipeetusega ja lõppkokkuvõttes naatriumi liigse (→ kõrgenenud vererõhu jms) või defitsiidiga. ) või naatriumipuudus (→ langenud vererõhk, “soolanälg” jne). Naatriumi kontsentratsioon seerumis ei ole sobiv näitaja inimese keha naatriumisisalduse määramiseks. See peegeldab lihtsalt vaba vee varu. Hüponatreemia (madal seerumi naatriumisisaldus) ei tähenda tingimata naatriumipuudust, vaid ainult häiritud osmoregulatsiooni (osmootse rõhu reguleerimine). kehavedelikud) või suurenenud rakuväline maht (hüpervoleemia). Naatriumi eritumist 24-tunnises uriinis peetakse inimese keha parimaks naatriumi tarbimise või varude markeriks.
