в чем заключается роль кальция в мышечном сокращении
Гарантия безопасности
Осторожно остеопороз!
В организме человека кальций существует в форме костного минерала, придает твердость скелету, который является несущей опорой человеческого тела.
При изучении структуры костей было обнаружено, что при дефиците кальциевого осадка в костной матрице, нарушается обмен костных клеток. В результате этого объем костей уменьшается, и возникает остеопороз.
Влияние кальция на движение мышц человека
Кальций играет самую главную роль в процессе их возбуждений. Изменение иона кальция в клетках мышц регулирует сокращение или расслабление скелетных мышц. Кальций управляет движением всех человеческих мышц. В процессе сокращения мышц после раздражения нервных волокон кальциевый ион проникает внутрь клетки. В этот момент концентрация кальциевых ионов в мышцах является основным условием для их сокращения.
Миоплазма мышц является главной кладовой кальция, в то же время она является самой развитой системой перемещения кальция. После раздражения скелетных мышц кальций в большом количестве освобождается из миоплазмы. Внеклеточные ионы кальция проникают внутрь клеток. Повышенная концентрация ионов кальция в плазме клеток приводит к сокращению мышц. Под воздействием кальциевого насоса внутриклеточные ионы кальция вытесняются из клеток. Происходит диастола (расслабление) мышц. Этот процесс очень скоротечен. Нарушение баланса кальция в мышцах может привести к ненормальному сокращению всех гладких мышц, в том числе сердечной, когда человек теряет контроль за своими движениями, теряет равновесие, нарушается координация движений.
Причина дефицита кальция №1: нехватка витамина D
Витамин «Д» является неотъемлемым элементом кальциевого обмена. Кальций усваивается нашим организмом только в присутствии витамина «Д», поэтому вырабатываться или поступать в организм вместе с кальцием должен и этот витамин.
Многие ошибочно считают, что при сформированном костном скелете нет необходимости в поступлении в организм кальция и витамина «Д». Важно знать, что при дефиците этих необходимых для организма веществ происходит их вымывание их из депо – костной ткани, чтобы обеспечить жизненно важные функции организма. При этом костная ткань теряет свою прочность и твердость, кости становятся хрупкими, появляются боли в костях. Чаще всего боли эти начинаются в январе, когда летние запасы витамина «Д» истощаются.
Как улучшить усвоение кальция?
Кальций и сосуды
Атеросклероз является заболеванием не воспалительного характера, а вызванным утолщением и уплотнением стенок кровеносных сосудов. Кровеносный сосуд теряет эластичность, и поток крови уменьшается. Данное явление отличается очень большим накоплением липидов, образованием тромбов, гиперплазией волокнистых тканей. При сильном дефиците кальция его уровень в крови снижается. В такой ситуации организм мобилизует костный кальций в кровяной поток. Осадки костного кальция, оседая в кровеносных сосудах, могут спровоцировать приток холестерина в кровеносные сосуды. В результате количество веществ, накопленных на стенках кровеносных сосудов, увеличивается, они затвердевают, и кровеносные сосуды теряют свою эластичность.
Артеросклероз является основной причиной гипертонии, коронарных заболеваний и сосудистых заболеваний головного мозга. Исследования последних лет показали, что при лечении артериосклероза необходимо использовать кальций.
Кальций и сердце
Роль сердца заключается в поддержании жизнедеятельности. Сердце каждую секунду подает кровь во все клетки. Сокращение сердечной мышцы или её расслабление, а также накопление и использование энергии связано с кальцием. Ритм сердца в момент его напряжения, возбуждения или сокращения контролируется ионами кальция. Что происходит внутри сердечной мышцы? Когда кальций проникает внутрь клеток, он активирует протеин и возбуждается сердечная мышца. Вот через такое бесконечное повторение этих движений и происходит раз за разом сокращение сердечной мышцы. Отсюда вывод – кальций играет важную роль для биения сердца.
Здоровые зубы и кости
Почти 99% кальция поступающего в наш организм откладывается в костях и зубах. Остатки минерала распространяются через кровь и используются клетками. Помните, что ежедневный прием необходимой суточной дозы кальция уменьшает риск костных переломов любого происхождения примерно на 70%.
Дефицит кальция
Дефицит кальция может возникнуть из-за неправильного питания и нарушенного усвоения. Если вы страдаете дефицитом кальция, ваш организм использует резерв этого минерала из костей. А это повышает риск возникновения проблем с костями.
Желудок в норме!
Кальций и витамин С действуют вместе. Этот минерал хорошо усваивается в желудке, если в организме присутствует достаточное количество ph-кислот. Принимая витамин С, вы сохраните нужную кислотность желудка.
Стакан молока на ночь
Лучше всего кальций усваивается ночью, когда активно работают паращитовидные железы. Выпьете на ночь стакан молока, то кости и зубы полностью усвоят кальций, содержащийся в нем.
В чем заключается роль кальция в мышечном сокращении
В гладкой мышце, как и в скелетной, сократительный процесс активируется ионами кальция, однако источники этих ионов различны. Различие заключается в том, что саркоплазматический ретикулум, обеспечивающий практически все количество ионов кальция для сокращения скелетной мышцы, в большинстве гладких мышц очень слабо развит.
Вместо этого почти все ионы кальция, вызывающие сокращение, входят в мышечную клетку из внеклеточной жидкости во время потенциала действия или под влиянием другого стимула.
Поскольку концентрация ионов кальция во внеклеточной жидкости выше 10 М, а внутри гладкомышечной клетки — менее 10 М, открытие кальциевых каналов вызывает быструю диффузию ионов кальция в клетку. Время, необходимое для осуществления этой диффузии, в среднем составляет 200-300 мсек. Его называют латентным периодом процесса сокращения. Для гладкой мышцы латентный период примерно в 50 раз больше, чем для скелетной мышцы.
Роль саркоплазматического ретикулума гладкомышечных волокон. На рисунке показаны немногочисленные слаборазвитые трубочки саркоплазматического ретикулума, которые лежат около клеточной мембраны в некоторых более крупных гладкомышечных клетках. К этим трубочкам примыкают небольшие инвагинации клеточной мембраны, называемые кавеолами. Кавеолы представляют собой рудиментарный аналог системы поперечных трубочек скелетной мышцы.
Трубочки саркоплазматического ретикулума в крупном гладкомышечном волокне. Показана связь трубочек с инвагинациями клеточной мембраны, которые называют кавеолами.
Появление потенциала действия в мембране кавеол, как полагают, ведет к выделению ионов кальция из примыкающих саркоплазматических трубочек так же, как в скелетных мышцах потенциалы действия в области Т-трубочек вызывают выделение ионов кальция из цистерн саркоплазматического ретикулума. В целом, чем больше развит сарко-плазматический ретикулум в волокне гладкой мышцы, тем быстрее оно сокращается.
Влияние на сокращение гладких мышц изменений внеклеточной концентрации ионов кальция. Изменение концентрации ионов кальция во внеклеточной жидкости практически не влияет на силу сокращения скелетных мышц, однако для большинства гладких мышц это не так. При снижении концентрации кальция во внеклеточной жидкости примерно до 1/3-1/10 нормы сокращения гладких мышц обычно прекращаются. Следовательно, сила сокращения гладкой мышцы в высокой степени зависит от концентрации ионов кальция во внеклеточной жидкости.
Для расслабления гладкой мышцы необходим кальциевый насос. Для расслабления гладкой мышцы после ее сокращения необходимо удалить ионы кальция из внутриклеточной жидкости. Это удаление осуществляется с помощью кальциевого насоса, который выкачивает ионы кальция из гладкомышечного волокна назад во внеклеточной жидкости или саркоплазматический ретикулум (при его наличии). По сравнению с быстродействующим насосом саркоплазматического ретикулума скелетной мышцы кальциевый насос гладкомышечного волокна действует медленно.
В связи с этим одиночное сокращение гладкой мышцы часто продолжается в течение секунд, а не сотые или десятые доли секунды, что характерно для скелетной мышцы.
— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»
Здоровье волос и ногтей
Влияние кальция на движение мышц человека
Кальций играет самую главную роль в процессе их возбуждений. Изменение иона кальция в клетках мышц регулирует сокращение или расслабление скелетных мышц. Кальций управляет движением всех человеческих мышц. В процессе сокращения мышц после раздражения нервных волокон кальциевый ион проникает внутрь клетки. В этот момент концентрация кальциевых ионов в мышцах является основным условием для их сокращения.
Миоплазма мышц является главной кладовой кальция, в то же время она является самой развитой системой перемещения кальция. После раздражения скелетных мышц кальций в большом количестве освобождается из миоплазмы. Внеклеточные ионы кальция проникают внутрь клеток. Повышенная концентрация ионов кальция в плазме клеток приводит к сокращению мышц. Под воздействием кальциевого насоса внутриклеточные ионы кальция вытесняются из клеток. Происходит диастола (расслабление) мышц. Этот процесс очень скоротечен. Нарушение баланса кальция в мышцах может привести к ненормальному сокращению всех гладких мышц, в том числе сердечной, когда человек теряет контроль за своими движениями, теряет равновесие, нарушается координация движений.
Кальций-Актив ЦИТРАТ ®
«Кальций-Актив Цитрат» рекомендован для улучшения функционального состояния опорно-двигательного аппарата:
— для устранения дефицита кальция и витамина D3, связанного с неполноценной диетой или нарушениями питания;
— в качестве средства для нормализации обмена кальция и витамина D3;
— в качестве дополнения к основной терапии при лечении остеопороза.
«Кальций-Актив Цитрат» восполняет дефицит кальция и способствует его лучшему усвоению организмом. Помогает постоянно поддерживать уровень кальция в норме.
Об элементе КАЛЬЦИЙ
Отзывы
Всем хорошо известно, что кальций крайне необходим для здоровья костей и зубов. Это наиболее известная роль этого макроэлемента, но, на самом деле, кальций выполняет и многое другое в организме человека.
Регулирующая роль ионов кальция в мышечном сокращении. Электромеханическое сопряжение.
Для обеспечения молекулярного механизма взаимодействия актиновых и миозиновых нитей необходимы как макроэрги, так и ионы кальция. Именно Са 2+ является важнейшим компонентом электромеханического сопряжения.
Сигналом к сокращению скелетной мышцы являются нервные импульсы, поступающие из спинного или головного мозга к нервно-мышечному соединению. Далее следует синаптическая передача с участием ацетилхолина. Потенциалы действия, образовавшиеся на сарколемме распространяются по всей плазматической мембране мышечного волокна. Деполяризация распространяется и на мембраны саркоплазматического ретикулума СПС и открывает в ней потенциалзависимые кальциевые каналы. Через открывшиеся каналы Са 2+ пассивно (в сторону более низкого электрохимического потенциала) устремляется из цистерн СПС в саркоплазму и достигает миофибрилл. Около них создается достаточная для замыкания миозиновых мостиков концентрация ионов кальция. Дальше возникает сокращение (рисунок 5).
 |
Саркоплазматическая сеть расположена поблизости от миофибрилл, причем в электромеханическом сопряжении важнейшую роль играют ее цистерны, примыкающие к Z-дискам (рисунок 6). Здесь же находятся впячивания сарколеммы внутрь волокна, имеющему форму трубочек (Т). Они образуются за счет того, что сарколемма во многих местах «ныряет» вглубь и заканчивается в саркоплазме слепыми концами наподобие пальцев вывернутой перчатки. В зоне Z-диска каждая трубочка (Т) вместе с двумя соседними цистернами СПС образует так называемую Т-систему. Цистернами окружают каждую миофибриллу. Т-система с миофибриллой служат основным звеном в электромеханическом сопряжении.
При получении сигнала к сокращению скелетной мышцы (нервные импульсы → синаптическая передача → потенциалы действия) начинается деполяризация мембран уже саркоплзматического ретикулума. Ионы кальция из саркоплазматического ретикулума начинают выходить в саркоплазму (по механизмам пассивного транспорта по электрохимическому градиенту через кальциевые каналы, рисунок 6, В). Когда возле миофибрилл концентрация кальция достигает максимума, создаются все условия для мышечного сокращения (ионы кальция действуют на тропонин → тропонин снимает тропомиозионовую блокаду → миозин взаимодействует с актином → гидролиз АТФ → гребковые движения актиновых и миозиновых нитей).
Роль макроэлементов в биологии и медицине
Физиологическая роль кальция
Кальций – один из биогенных элементов, необходимых для нормального протекания жизненных процессов. Он присутствует во всех тканях и жидкостях животных и растений. Лишь редкие организмы могут развиваться в среде, лишённой Са. У некоторых организмов содержание Са достигает 38% : у человека – 1,4 – 2 %. Клетки растительных и животных организмов нуждаются в строго определённых соотношениях ионов Са, Na и К во внеклеточных средах. Растения получают Са из почвы. По их отношению к Са растения делят на кальцефилов и кальцефобов. Животные получают Са с пищей и водой. Са необходим для образования ряда клеточных структур, поддержания нормальной проницаемости наружных клеточных мембран, для оплодотворения яйцеклеток рыб и других животных, активизации ряда ферментов. Ионы Са передают возбуждение на мышечное волокно, вызывая его сокращение, увеличивают силу сердечных сокращений, повышают фагоцитарную функцию лейкоцитов, активируют систему защитных белков крови, участвуют в её свёртывании.
Кальций в больших количествах содержится во многих пищевых продуктах и ежедневно поступает в организм с пищей. Значительное количество кальция присутствует в молочных продуктах (сливки, молоко, сыр, творог), меньшее — в огородной зелени (петрушка, шпинат), овощах (бобы, фасоль), орехах и рыбе. Суточная потребность организма в кальции (800-1500 мг) обычно покрывается за счет пищи. Биоусвояемость кальция составляет 25-40%.
У животных, обладающих скелетом, до 97 – 99 % всего Са используется в качестве строительного материала: у беспозвоночных в основном в виде СаСО3 (раковина моллюсков, кораллы), у позвоночных – в виде фосфатов. Многие беспозвоночные запасают Са перед линькой для построения нового скелета или для обеспечения жизненных функций в неблагоприятных условиях.
Кальций является важной составляющей частью организма человека; его общее содержание составляет порядка 1,4% (1000 г на 70 кг массы тела). В организме кальций распределен неравномерно: около 99% его количества приходится на костную ткань и лишь 1% содержится в других тканях (1 г в плазме крови, 6-8 г в мягких тканях). В цельной крови концентрация кальция достигает 2,25-2,5 ммоль/л (90-100 мг/л), из них 40-45% связаны с белками плазмы, 8-10% находятся в комплексе с ионами, например, цитратом, 45-50% диссоциированы в виде свободных ионов. При ацидозе ионизация увеличивается (сахарный диабет, онкологические заболевания), при алкалозах – понижается (гипервентиляция легких), т.е. кальций находится в неактивной форме.
Кальций обеспечивает опорную функцию костей. В то же время костная ткань выполняет функцию «депо» кальция в организме. Выводится кальций из организма через кишечник и почки. Главная функция кальция состоит в организации жестких конструкций (СаСО3, Са3(РО4)2) и в обеспечении функционирования вторичных месенджеров в клетке, включая мышечные сокращения. Кальций в составе Са3(РО4)2*Са(ОН)2 находится в костной ткани, обеспечивает прочность ногтей и зубов. Катионы Са2+, входящие в состав плазмы крови и тканевых жидкостей, участвуют в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма), а также в регуляции сердечных сокращений и свертываемости крови.
Кальций входит в состав многих биомолекул, связываясь через атом кислорода с анионами фосфорной, угольной и карбоновой кислот. Кальций очень активен: доминирующее положение этого элемента в конкуренции с другими металлами и соединениями за активные участки белков определяется химическими особенностями иона кальция — наличием двух валентностей и сравнительно небольшим атомным радиусом. Поэтому кальций может успешно конкурировать с радионуклидами и тяжелыми металлами на всех этапах метаболизма.
Метаболизм кальция находится под влиянием околощитовидных желез, кальцитонина (гормон щитовидной железы), кальциферолов (витамин D).
Кальций обладает высокой биологической активностью, выполняет в организме многообразные функции, среди которых:
Американскими исследователями выявлена еще одна очень важная роль кальция в организме. Обычно при гипертонии пациенту рекомендуется снизить прием натриевой соли, являющейся одним из факторов риска повышения артериального давления. Оказалось, что более эффективным является не снижение потребления натрия, а увеличение вдвое приема кальция при гипертонии. Исследование, в котором участвовало 5000 больных, подтвердило способность кальция нормализовать давление. Уже через полтора месяца у 85% гипертоников кровяное давление нормализовалось только путем удвоения принимаемого кальция.
Основными регуляторами, поддерживающими постоянный уровень кальция и фосфора в крови, является кальцитонин и паратгормон.
Кальцитонин – гормон С-клеток щитовидной железы, обладающий гипокальциемическим действием; паратгормон– гормон паращитовидных желез, характеризующийся гиперкальциемическим эффектом.
Деятельность паращитовидных желез и С-клеток щитовидной железы обеспечивает постоянный кальциевый гомеостаз. Так, понижение уровня кальция в крови любого происхождения (гиповитаминоз Д, нарушение всасывания кальция в кишечнике, повышенная экскреция кальция) стимулирует деятельность паращитовидных желез. Выделяющийся паратгормон разрушает белковую костную матрицу, выводит кальций в кровоток (гиперкальциемия), тормозит обратную реабсорбцию фосфора в канальцах почек (гипофосфатемия, гиперфосфатурия).
Повышение уровня кальция в крови любого происхождения (внутривенное введение 10 % раствора СаСl2) стимулирует деятельность С-клеток щитовидной железы. Секретирующийся кальцитонин выводит кальций из кровотока через почки, тормозит его выведение из костей, снижая уровень кальция в крови (гипокальциемия, гиперфосфатемия).
Нарушение регуляции фосфорно-кальциевого обмена приводит к гипокальциемии– понижению содержания кальция в крови, которая наблюдается при:
Недостаток кальция особенно болезненно сказывается на организме женщин в виде постменструального синдрома. Удвоение приема кальция в 85% случаев приводит к устранению эмоциональных и физических симптомов этого нарушения.
Дефицит кальция является причиной почти 150 заболеваний. Это и парез лицевого нерва (искривление одной стороны лица), и остеопороз, и артрит, и многое другое. И что кажется удивительным, это то, что даже камни в почках порой являются реакцией организма на дефицит кальция, а не его избыток. Появление камней в почках сочетается с заметным уменьшением уровня кальция в костях и развитием остеопороза. Увеличение потребления кальция способствует выведению камней.
Гиперкальциемия – повышение содержания кальция в сыворотке крови при:
Длительная гиперкальциемия может привести к снижению нервно-мышечной возбудимости, появлению парезов, параличей, приводит к образованию трудно растворимого кальция, который задерживается в тканях (почки).
Схема обмена кальция в организме человека
Физиологическая роль фосфора
Фосфор в больших количествах присутствует во многих пищевых продуктах (молоко, мясо, рыба, хлеб, овощи, яйца). Большая часть потребляемого с пищей фосфора всасывается в проксимальном отделе тонкого кишечника. Всасывание, распределение и выведение фосфора в организме в значительной мере связано с кальциевым обменом.
Содержание фосфора в теле взрослого человека около 1 % (примерно 700 г на 70 кг массы тела). Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,3 г.
В организме основное количество фосфора содержится в костях (около 85%), много фосфора в мышцах и нервной ткани. Вместе с кальцием, фтором и хлором фосфор формирует зубную эмаль. В организме человека около 14% фосфора содержат внутриклеточные компартменты мягких тканей и только 1% находится в внеклеточной жидкости. Из организма фосфор выводится с мочой и калом. Значение фосфора для организма человека огромно. Фосфор находится в биосредах в виде фосфат-иона, который входит в состав неорганических компонентов и органических биомолекул. Фосфор присутствует во всех тканях, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфолипидов. Соединения фосфора АДФ и АТФ являются универсальным источником энергии для всех живых клеток. Значительная часть энергии, образующаяся при распаде углеводов и других соединений, аккумулируется в богатых энергией органических соединениях фосфорной кислоты. Растворимые соли фосфорной кислоты формируют фосфатную буферную систему, ответственную за постоянство кислотно-щелочного равновесия внутриклеточной жидкости. Трудно растворимые (кальциевые) соли фосфорной кислоты составляют минеральную основу костной и зубной ткани. Фосфор играет важную роль в деятельности головного мозга, сердца, мышечной ткани.
Основная функция фосфора в виде фосфат-иона (РО4)3¯ состоит в образовании информационных (нуклеиновые кислоты), структурных (фосфолипиды и фосфаты кальция) и энергонесущих (АТФ и КФ) молекул.
Эффективность действия фосфора в организме во многом зависит от его сбалансированности с кальцием и витамином Д. Оптимальным считается соотношение кальция и фосфора 2:1. Активность фосфора снижается под действием железа, алюминия и магния.
Недостаток фосфора это сразу же влияет на его уровень в крови (гипофосфатомия). Это явление наблюдается при:
Гипофосфатемия ведет к торможению образования макроэргических соединений (аденозинтрифосфат, креатинфосфат), нарушению образования РНК и ДНК, задержке минерализации костей, развитию рахита, остеомаляции, остеопороза.
При гипофункции паращитовидных желез и поражениях клубочков почек наблюдается увеличение уровня фосфора в крови. Увеличение содержания фосфора в пищевом рационе (введение в рацион главным образом продуктов из рыбы, зернистой икры) при одновременном снижении содержания кальция (употребление с пищей больших количеств хлебных изделий, содержащих фитиновую кислоту, которая образует с кальцием нерастворимые соединения, выводит кальций из организма) приводит к отложению кальция в почках, сосудах кишечника, коронарных сосудах. Данная патология может развиваться не только у взрослых, но и у детей.
Дефицит P: заторможенность, нарушение системы крови (гемолитическая анемия, тромбоцитопения и другие), мышечные нарушения вплоть до параличей, нарушения костной ткани и сердечной деятельности.
Избыток P: гипотония, снижение концентрации Ca в крови.
Физиологическая роль калия
В организм соединения калия поступают с пищей. Много калия содержится в молочных продуктах: мясе, какао, томатах, бобовых, картофеле, петрушке, абрикосах (кураге, урюке), изюме, черносливе, бананах, дыне и черном чае. Считается, что взрослый человек потребляет в день 2200-3000 мг калия. Содержание калия в пище жителей разных стран колеблется от 1800 до 5600 мг. В США рекомендуемая минимальная величина суточного потребления калия установлена в размере не менее 2000 мг для лиц 18-летнего возраста. Для людей старшего возраста к этой величине прибавляют количество лет отдельного индивидуума (напр., для людей в возрасте 50 лет этот показатель равен 2000 + 50 = 2050 мг).
Терапевтическое значение калия связано с его раздражающим действием на слизистые оболочки и повышением тонуса гладких мышц (кишечник, матка), в силу чего его соединения используются в качестве слабительных средств. Калий вызывает расширение сосудов внутренних органов и сужение периферических сосудов, что способствует усилению мочеотделения. Калий замедляет ритм сердечных сокращений и, действуя аналогично блуждающему нерву, участвует в регулировании деятельности сердца.
Ниже приведены основные функции калия в организме:
Функциональная активность калия снижается при потреблении алкоголя, кофе, сахара и мочегонных средств.
Патология обмена калия связана с положительным и отрицательным калиевым балансом. При отрицательном калиевом балансе может наблюдаться гипокалиемия.
Гипокалиемия – понижение концентрации калия в крови ниже 4 ммоль/л. гипокалиемию можно выявить лишь при истощении клеточного запаса калия, так как снижение уровня калия в плазме влечет за собой его переход из клеток. Развитию гипокалиемии способствуют:
Гипокалиемия проявляется нарушением проводимости по нервно-мышечному волокну, что приводит к атонии кишечника (ложный перитонит), понижению сосудистого тонуса, изменению ЭКГ (удлинение интервала Q-T, снижение вольтажа зубца Т), изменениям со стороны центральной нервной системы. Вследствие вызванного дефицитом калия повышенного выведения катионов водорода почками развивается алкалоз.
При экспериментальной гипокалиемии у крыс наблюдаются замедление роста, истончение шерсти, гипертрофия почек, некроз миокарда, у собак – восходящие параличи конечностей. У людей при дефиците К наблюдаются нарушения в нервной (депрессия), нервно-мышечной (дискординация движений, мышечная гипотония, гипорефлексия, разрушения мышц) и сердечно-сосудистой (артериальная гипотония, бракардия) системах; повышается токсичность сердечных гликозидов.
Гиперкалиемия (повышение концентрации калия в крови выше 5 ммоль/л) наблюдается при избыточном поступлении калия с пищей, ограниченном выведении его почками, вследствие усиленного тканевого распада, приводящего к освобождению калия из клеток, после быстрого переливания значительного объема крови(выход калия из эритроцитов может осуществляться путем диффузии, т.е. без их разрушения), при инсулярной недостаточности и гипофункции надпочечников.
Экспериментальная модель калиевой интоксикации вызывается удалением коры надпочечников. Параллельно увеличения концентрации калия растет величина рН, развивается ацидоз. Гиперкалиемия сопровождается брадикардией, мышечными парезами, возможна остановка сердца в диастоле. Так же наблюдаются параличи, парестезии, боли в икрах ног, диспепсические расстройства, нарушения функции почек.
Гиперкалиемия купируется введением изоосмотических растворов вместе с глюкозой и инсулином, что облегчает переход калия из внеклеточной жидкости в клетки.
Физиологическая роль натрия
В организм человека натрий поступает ежедневно в виде NaCl в достаточно больших количествах: 12-15 г (или 4-6 г «чистого» натрия). NaCl содержится во многих пищевых продуктах: колбаса, сало, соленая рыба, икра, сыр, соленья, маслины, кетчуп, кукурузные хлопья.
Ионы натрия быстро и полностью всасываются на всех участках желудочно-кишечного тракта и в местах парентеральных инъекций. Ионы натрия легко проникают также через кожу и легочный эпителий. Натрий в виде катиона Na+ участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма). Натрий распределяется по всему организму: крови, мышцам, костям, внутренним органам и коже. Около 40% натрия находится в костной ткани, в основном, во внеклеточной жидкости. Содержание натрия в теле взрослого человека составляет 0,08% (55-60 г на 70 кг массы тела), а суточное потребление около 4-7 г. Выводится натрий из организма, в основном, с мочой (95%), калом, потом. Максимальная экскреция натрия с мочой отмечается с 9 до 12 часов дня, тогда как минимальная — в ночные часы.
Натрий играет весьма важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются следующие признаки: жажда, сухость слизистых оболочек, отечность кожи. Натрий оказывает значительное влияние и на белковый обмен. Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы. При гипофункции щитовидной железы происходит задержка натрия в тканях. При гиперфункции количество натрия в коже уменьшается, а выделение его из организма усиливается. Обмен натрия регулируется в основном альдостероном.
В организме человека натрий выполняет «внеклеточные» функции, среди которых:
Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромышечной возбудимости и работы Na+-K+ насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток.
Увеличение или уменьшение приема натрия тут же отражается на патологии солевого обмена в виде положительного или отрицательного баланса.
При недостаточном поступлении натрия возникает гипонатриемия, при которой концентрация натрия в крови ниже 135 ммоль/л. Это же явление может возникать и при активном выведении натрия из организма.
Гипонатриемия может возникнуть при разведении внеклеточной жидкости введением гипоосмотических растворов (парентеральное введение изотонических растворов и избыточная секреция антидиуретического гормона не приводят к снижению абсолютного количества натрия). Гипонатриемия от разведения может возникнуть при гипоксии в условиях сахарного диабета. Развитие гипоксии может вызвать внутриклеточный ацидоз, сопровождающийся накоплением в клетке катионов водорода. Компенсаторно катионы водорода выходят во внеклеточное пространство в обмен на катионы натрия. Однако при наличии гипергликемии, гиперкетонемии внеклеточная жидкость не следует за идущим в клетки натрием, а, задерживаясь углеводами и кетоновыми телами, увеличивает степень гипонатриемии.
При сердечной недостаточности в обмен на катионы натрия из клеток во внеклеточное пространство поступает калий. Создается угроза возникновения гиперкалиемического ацидоза. Нарушается деятельность сердца, ослабляется пульс, падает артериальное давление вплоть до коллапса. Происходят изменения сократимости в скелетной и гладкой мускулатуре. Развивается мышечная адинамия, потеря аппетита, снижается всасывание из кишечника глюкозы.
Дефицит натрия в крови через хеморецепторы, находящиеся в гипоталамусе и почках, стимулирует биосинтез и секрецию альдостерона, что компенсаторно начинает задерживать натрий в организме. При дефиците Na отмечаются: слабость, аппатия, головные боли, расстройства сознания, тошнота, рвота, гипотония, мышечные подергивания.
При избытке Na: возбуждение, гипертермия, жажда, возможны судороги, нарушения сознания.
Физиологическая роль магния
Магний поступает в организм с пищей (в частности с поваренной солью) и водой. Как правило, норма поступления обычно составляет 200-400 мг в течение суток. Особенно богата магнием растительная пища. Лучшими источниками магния для человека являются лимоны, грейпфруты, орехи, яблоки, темно-зеленые овощи. Хорошей магниевой добавкой при его дефиците является доломит.
Часть ионизированного магния отщепляется от магнезиальных солей пищи еще в желудке и всасывается в кровь. Основная часть трудно растворимых солей магния переходит в кишечник и всасывается только после их соединения с жирными кислотами. В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 40-45% поступившего магния. В крови человека около 50% магния находится в связанном состоянии, а остальная часть в ионизированном. Концентрация магния в крови у человека составляет 2,3-4,0 мг%. Комплексные соединения магния поступают в печень, где используются для синтеза биологически активных соединений. В организме взрослого человека содержится около 140 г магния (0,2% от массы тела), причем 2/3 от этого количества приходится на костную ткань. Главное «депо» магния находится в костях и мышцах. Выводится магний из организма в основном с| мочой (50-120 мг) и с потом (5-15 мг).
Магний является важнейшим внутриклеточным элементом. Магний участвует в обменных процессах, тесно взаимодействуя с калием, натрием, кальцием; является активатором для множества ферментативных реакций. Нормальный уровень магния в организме необходим для обеспечения «энергетики» жизненно важных процессов, регуляции нервно-мышечной проводимости, тонуса гладкой мускулатуры (сосудов, кишечника, желчного и мочевого пузыря и т. д.). Магний стимулирует образование белков, регулирует хранение и высвобождение АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках. Магний известен как противострессовый биоэлемент, способный создавать положительный психологический настрой.
Магний укрепляет иммунную систему, обладает антиаритмическим действием, способствует восстановлению сил после физических нагрузок. Он входит в состав большинства ферментов, участвует в синтезе ДНК и РНК, улучшает обмен веществ в сосудистой стенке. Магний помогает усвоению кальция, фосфора, калия, витаминов группы В, С, Е, функционированию нервов и мышц, превращению сахара крови в энергию.
Ближайшим соседом магния в группе периодической системы является кальций, с которым магний вступает в обменные реакции. Эти два элемента легко вытесняют друг друга из соединений. Дефицит магния в диете, богатой кальцием, обусловливает задержку кальция во всех тканях, что ведет к их обызвествлению.
Магний выполняет в организме следующие функции:
Снижается усвоение магния при потреблении алкоголя и мочегонных средств.
Недостаточность магния в организме может быть обусловлена выраженной диареей, парентеральным введением жидкостей, не содержащих катионы магния. Когда концентрация магния в сыворотке снижается до 1 ммоль/л, возникает синдром, напоминающий белую горячку. У больного наблюдается полукоматозное состояние. Появляются мышечная дрожь, спазмы мышц в области запястья и стопы. Введение магния вызывает быстрое улучшение состояния.
Всасывание магния в кишечнике задерживается при избыточном поступлении в желудочно-кишечный тракт жирных кислот, солей фитиновой кислоты, содержащейся в злачных растениях, фосфатов, при недостаточности витамина Д и т.д. Существует врожденная недостаточность всасывания магния из кишечника.
Дефицит Mg: снижение концентрации Ca и отложение Ca в тканях, тремор, мышечная слабость, сердечные спазмы, нервозность, трофические язвы, камни в почках.
Избыток Mg: седативный эффект, может быть угнетение дыхательного центра.
Права на статью принадлежат ООО «Электронная Медицина».