Калий значение для организма: роль и значение элемента в организме человека, суточная норма в граммах – Калий — биологическая роль

Понижение кровяного давления

В человеческом организме существует механизм, известный как натриево-калиевый обмен. Он необходим для обмена веществ в клетках, баланса жидкостей и правильной работы сердца. Современный рацион питания чаще всего практически лишен калия и имеет в себе высокое количество натрия. Такой дисбаланс приводит к повышению кровяного давления.

Поддержка здоровья костей

Исследования показали, что калий, в изобилии содержащийся во фруктах и овощах, играет важную роль в улучшении здоровья костей. Было обнаружено, что калий уменьшает резорбцию кости – процесс, при котором кость разрушается. Следовательно, достаточное количество калия приводит к увеличению прочности костей.

Предотвращение мышечных судорог

Как было отмечено, калий необходим для работы мышц и регуляции жидкости в организме. Без достаточного количества калия в мышцах может случиться спазм. Кроме этого, регулярное употребление продуктов, богатых калием может помочь при менструальных болях.

Мало того, что употребление вкусных фруктов, овощей и бобовых, богатых калием, помогает предотвратить мышечные спазмы, оно также уменьшает мышечную слабость и усталость. Это обеспечивает большее количество энергии, чтобы двигаться в течение дня и максимально активно использовать свое время. Для спортсменов с более строгим спортивным графиком получение максимального количества калия из пищи поможет общей производительности. Это означает, что продукты, богатые калием, должны присутствовать в каждом приеме пищи и закусках, а также в концентрированных и восстановительных коктейлях.

Помощь в борьбе с целлюлитом

Мы часто ассоциируем наличие целлюлита с высоким потреблением жиров и низкой физической активностью. Однако, одним из основных факторов, помимо генетики, является также накопление жидкости в организме. Это происходит при повышенном потреблении соли и недостаточным потреблением калия. Попробуйте ввести в свой рацион на регулярной основе больше продуктов, богатых калием, и вы увидите, как уменьшится количество целлюлита и улучшится общее состояние здоровья.

Поддержка здорового веса

Одним из наиболее важных преимуществ достаточного употребления калия, среди прочих, является его влияние на уровень здоровой массы тела. Такой эффект наблюдается потому, что калий помогает восстановиться ослабленным и усталым мышцам, улучшает здоровье сердца, помогает работе нервной системы и поддерживает баланс жидкостей в теле. Кроме этого, продукты, богатые калием, как правило, питательны и низкокалорийные – «вредной» пище в желудке просто не останется места.

Метаболизм калия

Калий является основным внутриклеточным катионом в организме. Хотя минерал обнаружен как во внутриклеточной, так и во внеклеточной жидкости, он более концентрирован внутри клеток. Даже небольшие изменения концентрации внеклеточного калия могут сильно повлиять на соотношение внеклеточного и внутриклеточного калия. Это, в свою очередь, влияет на нервную передачу, сокращение мышц и тонус сосудов.

В необработанных пищевых продуктах калий встречается главным образом в связи с предшественниками, такими как цитрат и, в меньшей степени, фосфат. Когда калий добавляется в пищу во время обработки или в витамины, он находится в форме хлорида калия.

Здоровый организм поглощает около 85 процентов потребляемого им пищевого калия. Высокая внутриклеточная концентрация калия поддерживается натрий-калий-АТФазным обменом. Поскольку его стимулирует инсулин, изменения концентрации инсулина в плазме могут влиять на внеклеточную концентрацию калия и, следовательно, концентрацию калия в плазме.

Около 77-90 процентов калия выводится с мочой. Это связано с тем, что в устойчивом состоянии корреляция между потреблением калия с пищей и содержанием калия в моче является достаточно высокой. Остальное выделяется в основном через кишечник, и гораздо меньшее количество выводится с потом^[4].

Взаимодействие с другими микроэлементами:

• Хлорид натрия: калиq смягчает прессорный эффект хлорида натрия. Пищевой калий увеличивает выведение хлорида натрия с мочой.
• Натрий: калий и натрий тесно связаны между собой, и при неправильном соотношении двух элементов возможно повышение риска возникновения камней в почках и гипертонии^[4].
• Кальций: калий улучшает реабсорбцию кальция, а также позитивно влияет на минеральную плотность костей.
• Магний: магний необходим для оптимального метаболизма калия в клетках, а правильное соотношение мания, кальция и калия может уменьшить риск возникновения инсульта^[5].

Полезные сочетания продуктов с калием

Йогурт + банан: сочетание продуктов, содержащих калий, с протеинами помогает росту мышечной ткани и восстановлению аминокислот, которые теряются во время физической активности. Такое блюдо можно употреблять как на завтрак, так и в качестве снека после тренировки^[8].

Морковь + тахини: морковь считается необыкновенно полезной – в ней содержатся здоровые углеводы, клетчатка, витамины А, В, К и калий. Тахини (паста из кунжута) также включает в себя большое количество витаминов и минералов, а также белки. Клетчатка, содержащаяся в тахини помогает снизить количество потребляемых калорий, а также имеет противовоспалительный эффект и поддерживает здоровье кишечника.

Оливки + помидоры: оливки выступают в качестве отличного источника клетчатки, которая поддерживает функционирование желудочно-кишечного тракта и стимулирует работу кишечника. В помидорах, в свою очередь, содержится уникальный антиоксидант ликопен, а также витамин А, железо и калий^[7].

Правила готовки продуктов с калием

При пищевой обработке продуктов, содержащих калий, теряется достаточно большое его количество. Это связано с высокой растворимостью солей калия в воде. К примеру, вареный шпинат, с которого с помощью дуршлага убрали излишнюю жидкость, содержит на 17% процентов меньше калия, чем в сыром его варианте. А разница в количестве калия между сырой и вареной кудрявой капустой составляет практически 50%^[1].

Применение в официальной медицине

Как показывают медицинские исследования, высокий уровень потребления калия имеет защитный эффект против ряда патологий, затрагивающих кардиоваскулярную систему, почки и скелет.

Кроме этого, существует все больше доказательств в пользу того, что увеличение количества калия в рационе положительно влияет на работу мышц, общее их состояние и на частоту падений^[10].

Остеопороз

Положительная динамика в росте минеральной плотности костей была отмечена у женщин в возрасте пре-, пост- и менопаузы, а также пожилых мужчин, которые потребляли от 3000 до 3400 мг калия в день.

Продукты, богатые калием (фрукты и овощи), обычно также содержат множество предшественников гидрокарбонатов. Эти буферные кислоты находятся в организме, чтобы стабилизировать уровень кислотности. Западный рацион на сегодняшний день имеет тенденцию быть более кислым (рыба, мясо и сыры) и менее щелочным (фрукты и овощи). Чтобы стабилизировать рН организма, щелочные соли кальция в костях освобождаются для нейтрализации употребляемых кислот. Потребление большего количества фруктов и овощей с калием снижает общее содержание кислоты в рационе и может помочь поддерживать здоровый уровень кальция в костях.

Инсульт

Врачи связывают снижение частоты инсультов с более высоким потреблением калия, на что указывают несколько крупномасштабных эпидемиологических исследований.

В целом, данные свидетельствуют о том, что небольшое увеличение потребления продуктов, богатых калием, может значительно снизить риск инсульта. Это особенно актуально для людей с высоким кровяным давлением и/или относительно низким потреблением калия.

Заменители соли

Многие заменители соли содержат хлорид калия в качестве замены некоторого или всего количества хлорида натрия в соли. Содержание калия в этих продуктах колеблется в широких пределах — от 440 до 2800 мг калия на чайную ложку. Люди, страдающие заболеваниями почек или применяющие определенные лекарства, должны проконсультироваться со своим лечащим врачом, прежде чем принимать заменители соли из-за риска гиперкалиемии, вызванного высоким уровнем калия в этих продуктах^[9].

Камни в почках

Существует повышенный риск почечных камней среди людей с высоким уровнем кальция в моче. Он также может быть связан с недостатком калия. Экскреция кальция с мочой может быть уменьшена за счет увеличения потребления кальция или за счет добавления бикарбоната калия^[2].

В пищевых добавках калий часто присутствует в виде хлорида калия, однако также используются и многие другие формы — включая цитрат калия, фосфат, аспартат, бикарбонат и глюконат. На этикетке биологически активной добавки обычно указывается количество элементарного калия в продукте, а не масса всего калийсодержащего соединения. Некоторые пищевые добавки содержат йодид калия в микрограммовых количествах, но этот ингредиент служит формой минерального йода, а не калия.

Не все поливитаминные/минеральные добавки содержат калий, но те, в которых он есть, обычно включают в себя около 80 мг калия. Также доступны добавки, содержащие только калий, и большинство из них содержат до 99 мг минерала.

Многие производители и распространители пищевых добавок ограничивают количество калия в своих продуктах только до 99 мг (что составляет всего около 3% от рекомендованной нормы). Считается, что некоторые пероральные лекарственные препараты, которые содержат хлорид калия, небезопасны, поскольку они связаны с поражением тонкой кишки.

Калий при беременности

Калий играет важную роль в поддержании баланса жидкостей и электролитов в клетках организма. Кроме этого, он отвечает за отправление нервных импульсов, помогая сокращению мышц. Объем крови при беременности увеличивается до 50%, поэтому тело нуждается в большем количестве электролитов (натрий, калий и хлорид во взаимодействии) для поддержания правильного химического баланса в жидкостях. Если у беременной женщины наблюдаются судороги мышц ног, одной из причин может быть недостаток калия. При беременности, гипокалиемия может наблюдаться в первую очередь в связи с тем фактом, что женщина теряет много жидкости во время утренней тошноты в первые месяцы. Гиперкалиемия также является очень опасной при беременности, так она может привести к достаточно серьезным проблемам сердца. К счастью, на практике она встречается не так часто и связана в основном с почечной недостаточностью, употреблением алкоголя или наркотиков, экстремальным обезвоживанием и диабетом 1-го типа^[11,12].

Применение в народной медицине

В народных рецептах калий играет важную роль при лечении болезней сердца, желудочно-кишечного тракта, остеопороза, нервной системы и почек.

Известным средством против многих болезней является раствор марганцовокислого калия (так называемая «марганцовка»). Его, например, народные лекари предлагают принимать при дизентерии – внутрь и в виде клизмы. Следует отметить, что данный раствор нужно применять с большой осторожностью, так как неверно подобранная доза или плохо размешанный раствор может привести к серьезным химическим ожогам^[13].

Народные рецепты упоминают прием продуктов, богатых калием, при сердечных проблемах и нарушениях водного обмена. Одним из таких продуктов, к примеру, выступают пророщенные зерна. В них содержатся соли калия, а также множество других полезных микроэлементов^[14].

Для здоровья почек народная медицина, среди прочего, советует употреблять виноград, богатый глюкозой и солями калия. Он также является хорошим средством при заболеваниях сердца, бронхов, печени, при подагре, нервном истощении и анемии^[15].

Калий в последних научных исследованиях

• Травы, в том числе кинза, имеют долгую историю использования в качестве противосудорожных средств в народной медицине. До сих пор многие из основных механизмов работы трав оставались неизвестными. В недавнем исследовании ученые обнаружили новое молекулярное действие, которое позволяет кинзе эффективно задерживать определенные судорожные приступы, типичные для эпилепсии и других заболеваний. «Мы обнаружили, что кинза, которая используется как нетрадиционное противосудорожное лекарство, активирует класс калиевых каналов в мозге, которые снижают судорожную активность», — заявил Джефф Эбботт, доктор философии, профессор физиологии и биофизики в Медицинской школе Университета Калифорнии — Ирвин. «В частности, мы обнаружили, что один компонент кинзы, называемый додеканаль, связывается с определенной частью калиевых каналов, чтобы открыть их, снижая возбудимость клеток. Это конкретное открытие важно, поскольку оно может привести к более эффективному использованию кинзы в качестве противосудорожного средства, или модификации додеканаля для разработки более безопасных и более эффективных противосудорожных препаратов».
  «Помимо противосудорожных свойств, кинза также имеет потенциал противоракового, противовоспалительного, противогрибкового, антибактериального, кардиозащитного, и обезболивающего эффектов», — добавили ученые ^[16].
• Не так давно было опубликовано новое исследование о причинах смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Ученые пришли к выводу, что недостаточное употребление овощей и фруктов приводит к невероятному количеству смертей каждый год – речь идет о миллионах людей. Было установлено, что примерно в 1 из 7 случаев смерть от заболеваний сердца и сосудов могла быть предотвращена своевременным введением в рацион достаточного количества фруктов, а в 1 из 12-ти – употреблением овощей. В свежих фруктах и овощах, как известно, содержится кладезь полезных веществ – клетчатка, калий, магний, антиоксиданты, фенолы. Все эти микроэлементы помогают поддерживать нормальный уровень кровяного давления и снижают уровень холестерина. Кроме этого, они поддерживают баланс бактерий в пищеварительном тракте. Люди, употребляющие большое количество свежих овощей и фруктов также реже страдают от ожирения или избыточного веса, и калий играет в этом одну из самых важных ролей. Учеными было установлено, что во избежание риска сердечно-сосудистых заболеваний, оптимальное количество фруктов, которые должны употребляться в день, составляет 300 грамм – а это примерно два небольших яблока. Что касается овощей, их в ежедневном рационе должно быть 400 грамм. Причем, наилучшим способом приготовления будет употребление в сыром виде. К примеру, для выполнения нормы, достаточно будет съесть одну сырую морковь среднего размера, и один помидор^[17].
• Исследователям удалось определить причину недавно обнаруженного серьезного заболевания, которое вызывает у детей эпилептические припадки, потерю магния в моче и снижение интеллекта. Используя генетический анализ, исследователи обнаружили, что болезнь вызвана недавно возникшей мутацией в одной из четырех форм натриево-калиевого обмена, известного как натрий-калиевая аденозинтрифосфатаза. Новые знания о заболевании, вероятно, будут означать, что врачи в будущем будут более осведомлены о том, что дефицит магния в сочетании с эпилепсией может быть вызван генетическими дефектами натриево-калиевого метаболизма^[18].

Для похудения

Традиционно калий не воспринимается как помощник в потере веса. Однако, с изучением его механизмов действия и функций, это мнение начинает постепенно меняться. Калий помогает в похудении с посредством трех основных механизмов:

1. 1 Калий помогает улучшить метаболизм и количество энергии: он дает нашему организму компоненты, необходимые для обеспечения энергии во время физической активности и помогает ему использовать питательные вещества, повышающие метаболизм – железо, магний и кальций.
2. 2 Калий помогает набрать мышечную массу: в сочетании с магнием, он помогает в сокращении и росте мышц. А чем сильнее мышцы, тем больше калорий они сжигают.
3. 3 Калий предотвращает излишнее удержание жидкостей в организме: вместе с натрием, калий помогает поддерживать обмен жидкостей в теле, избыток которых также прибавляет количество килограммов на весах^[20].

Использование в косметологии

Калий часто можно увидеть в составе разнообразных косметических средств. Существует множество форм, в которых он употребляется – калий аспартат, калий бикарбонат, калий бромат, калий касторат, калий хлорид, калий гидроксид, калий силикат, калий стерат и т.д. Данные соединения используются чаще всего в уходовой косметике, средствах для гигиены рта и средствах для волос. В зависимости от конкретного соединения, может выступать в роли кондиционера, регулятора кислотности, антисептика, стабилизатора, эмульгатора и загустителя. Калий лактат имеет увлажняющее действие благодаря своей способности связывать молекулы воды и продуктов распада аминокислоты под названием серин. Многие соединения калия в больших дозах могут вызвать раздражение и ожоги, а также быть канцерогенными ^[19].

Мы собрали самые важные моменты о калии в этой иллюстрации и будем благодарны, если вы поделитесь картинкой в социальной сети или блоге, с ссылкой на эту страницу:

Калий — Википедия

Калий
← Аргон | Кальций →
Серебристо-белый мягкий металл
Элементарный калий
Название, символ, номер	Калий / Kalium (K), 19
Атомная масса (молярная масса)	39,0983(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ar] 4s1
Радиус атома	235 пм
Ковалентный радиус	203 пм
Радиус иона	133 пм
Электроотрицательность	0,82 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−2,92 В
Степени окисления	0; +1
Энергия ионизации (первый электрон)	418,5 (4,34) кДж/моль (эВ)
Плотность (при н. у.)	0,856 г/см³
Температура плавления	336,8 К; +63,65 °C
Температура кипения	1047 К; 773,85 °C
Уд. теплота плавления	2,33 кДж/моль
Уд. теплота испарения	76,9 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	29,6[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	45,3 см³/моль
Структура решётки	кубическая объёмно-центрированная
Параметры решётки	5,332 Å
Температура Дебая	100 K
Теплопроводность	(300 K) 79,0 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-09-7

Ка́лий — элемент первой группы (по старой классификации — главной подгруппы первой группы), четвёртого периода системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 19. Обозначается символом K (лат. Kalium). Простое вещество калий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах.

Очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь.

Во многих свойствах калий очень близок натрию, но с точки зрения биологической функции и использования клетками живых организмов они антагонистичны.

Соединения калия используются с древнейших времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щёлок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия K₂CO₃, содержал сульфат калия K₂SO₄, соду и хлорид калия KCl.

19 ноября 1807 года в Бейкеровской лекции английский химик Дэви сообщил о выделении калия электролизом расплава едкого кали (KOH)^[3](в рукописи лекции Дэви указал, что он открыл калий 6 октября 1807 года^[4]). Дэви назвал его «потасий» (лат. potasium^[3]:32; это название (правда, в некоторых языках с двумя буквами s) до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском и польском языках. При электролизе влажного едкого кали KOH на ртутном катоде он получил амальгаму калия, а после отгонки ртути — чистый металл. Дэви определил его плотность, изучил химические свойства, в том числе разложение воды и поглощение водорода.

В 1808 году французские химики Гей-Люссак и Л. Тенар выделили калий химическим путём — прокаливанием KOH с углём.

В 1809 году немецкий физик Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

Ввиду высокой химической активности калий в свободном состоянии в природе не встречается. Породообразующий элемент, входит в состав слюд, полевых шпатов и т. д. Также калий входит в состав минералов сильвина KCl, сильвинита KCl·NaCl, карналлита KCl·MgCl₂·6H₂O, каинита KCl·MgSO₄·6H₂O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K₂CO₃ (поташ). Калий входит в состав всех клеток (см. ниже раздел Биологическая роль). Кларк калия в земной коре составляет 2,4 % (5-й по распространённости металл, 7-й по содержанию в коре элемент). Средняя концентрация в морской воде — 380 мг/л^[5].

Месторождения[править | править код]

Крупнейшие месторождения калия находятся на территории Канады (производитель PotashCorp), России (ПАО «Уралкалий», г. Березники, г. Соликамск, Пермский край, Верхнекамское месторождение калийных руд^[6]), Белоруссии (ПО «Беларуськалий», г. Солигорск, Старобинское месторождение калийных руд^[7]).

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расплавленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:

K++e−→K{\displaystyle {\mathsf {K^{+}+e^{-}\rightarrow K}}}

2Cl−→Cl2{\displaystyle {\mathsf {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}}}}

При электролизе гидроксида калия на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:

4OH−→2h3O+O2{\displaystyle {\mathsf {4OH^{-}\rightarrow 2H_{2}O+O_{2}}}}

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

Важное промышленное значение имеют и методы термохимического восстановления:

Na+KOH→N2380−450oCNaOH+K{\displaystyle {\mathsf {Na+KOH{\xrightarrow[{N_{2}}]{380-450^{o}C}}NaOH+K}}}

и восстановление из расплава хлорида калия карбидом кальция, алюминием или кремнием^[8][9].

Калий — серебристый металл с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки, калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет^[10].

Калий образует кристаллы кубической сингонии, пространственная группа I m3m, параметры ячейки a = 0,5247 нм, Z = 2.

Элементарный калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, является сильным восстановителем. На воздухе свежий срез быстро тускнеет из-за образования плёнок соединений (оксиды и карбонат). При длительном контакте с атмосферой способен полностью разрушиться. С водой реагирует со взрывом. Хранить его необходимо под слоем бензина, керосина или силикона, дабы исключить контакт воздуха и воды с его поверхностью. С Na, Tl, Sn, Pb, Bi калий образует интерметаллиды.

Взаимодействие с простыми веществами[править | править код]

Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом (в отличие от лития и натрия). При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида (200—350 °C):

2K+h3⟶2KH{\displaystyle {\mathsf {2K+H_{2}\longrightarrow 2KH}}}

с халькогенами (100—200 °C, E = S, Se, Te):

2K+E⟶K2E{\displaystyle {\mathsf {2K+E\longrightarrow K_{2}E}}}

При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO₂ (с примесью K₂O₂):

K+O2⟶KO2{\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}}

В реакции с фосфором в инертной атмосфере образуется фосфид калия зелёного цвета (200 °C):

3K+P⟶K3P{\displaystyle {\mathsf {3K+P\longrightarrow K_{3}P}}}

Взаимодействие со сложными веществами[править | править код]

Калий при комнатной температуре (+20 °C) активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора аммиаката калия.

2K+2h3O⟶2KOH+h3↑{\displaystyle {\mathsf {2K+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}\uparrow }}}

2K+2HCl⟶2KCl+h3↑{\displaystyle {\mathsf {2K+2HCl\longrightarrow 2KCl+H_{2}\uparrow }}}

K+6Nh4⟶[K(Nh4)6]{\displaystyle {\mathsf {K+6NH_{3}\longrightarrow [K(NH_{3})_{6}]}}}^{[источник?]}

Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

8K+6h3SO4⟶4K2SO4+SO2↑+S↓+6h3O{\displaystyle {\mathsf {8K+6H_{2}SO_{4}\longrightarrow 4K_{2}SO_{4}+SO_{2}\uparrow +S\downarrow +6H_{2}O}}}

21K+26HNO3⟶21KNO3+NO↑+N2O↑+N2↑+13h3O{\displaystyle {\mathsf {21K+26HNO_{3}\longrightarrow 21KNO_{3}+NO\uparrow +N_{2}O\uparrow +N_{2}\uparrow +13H_{2}O}}}

При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

2K+2KOH⟶2K2O+h3↑(450∘C){\displaystyle {\mathsf {2K+2KOH\longrightarrow 2K_{2}O+H_{2}\uparrow (450^{\circ }C)}}}

При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с образованием амида (+65…+105 °C):

2K+2Nh4⟶2KNh3+h3{\displaystyle {\mathsf {2K+2NH_{3}\longrightarrow 2KNH_{2}+H_{2}}}}

Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов:

2K+2C2H5OH⟶2C2H5OK+h3↑{\displaystyle {\mathsf {2K+2C_{2}H_{5}OH\longrightarrow 2C_{2}H_{5}OK+H_{2}\uparrow }}}

Алкоголяты щелочных металлов (в данном случае — этилат калия) широко используются в органическом синтезе.

Соединения с кислородом[править | править код]

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

2K+O2⟶K2O2{\displaystyle {\mathsf {2K+O_{2}\longrightarrow K_{2}O_{2}}}}

K+O2⟶KO2{\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}}

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

4K+O2⟶2K2O{\displaystyle {\mathsf {4K+O_{2}\longrightarrow 2K_{2}O}}}

KO2+3K⟶2K2O{\displaystyle {\mathsf {KO_{2}+3K\longrightarrow 2K_{2}O}}}

Оксиды калия обладают ярко выраженными осно́вными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

K2O2+2h3O⟶2KOH+h3O2{\displaystyle {\mathsf {K_{2}O_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}O_{2}}}}

4KO2+2h3O⟶4KOH+3O2↑{\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 4KOH+3O_{2}\uparrow }}}

4KO2+2CO2⟶2K2CO3+

Калий в организме человека, его роль :: SYL.ru

Калий – это один из важнейших химических элементов, который необходим для полноценной работы человеческого организма. Так, без калия невозможно нормальное функционирование сердечно-сосудистой, нервной, костно-мышечной и выделительной систем. Давайте рассмотрим, для чего еще необходим калий в организме человека, чем опасна его нехватка и, наоборот, избыточная концентрация?

Значение калия

Наверное, каждый знает о том, насколько важен для человеческого организма кальций. Этот элемент отвечает за состояние зубов, костей, ногтей, без него все твердые ткани ослабнут и будут не в состоянии полноценно функционировать. Аналогичная роль отводится и калию, только он отвечает за состояние мягких тканей.

Этот минерал регулирует водный баланс и сердечный ритм, наряду с натрием и хлором, принимает участие в энергетическом балансе, способствует выделению солей натрия. Кроме того, калий в организме человека благоприятно воздействует на работу головного мозга, способствуя улучшению процессов снабжения его кислородом.

Оптимальная концентрация калия повышает выносливость организма. Нарушение баланса этого элемента, прежде всего, негативно сказывается на функционировании мышц и работе нервной системы.

Огромное значение калия в организме человека подтверждается и тем, что этот минерал принимает участие в работе почек, предотвращает возникновение таких неблагоприятных явлений, как зашлакованность организма и возникновение отеков. Калий при употреблении в пищу продуктов питания с повышенной концентрацией солей не допускает выведения с мочой кальция, тем самым защищая от истончения костей.

Калий в лечении заболеваний

Огромна роль калия в организме человека в лечении и профилактике различных недугов. В их числе гепатит, сахарный диабет, катаракта, остеопороз, атеросклероз, гипертония, воспалительные болезни кишечника, обезвоживание организма. Доказан тот факт, что оптимальное содержание калия в организме человека в значительной мере снижает вероятность развития аритмии.

Калий в спорте

Каждому человеку необходимо постоянно поддерживать оптимальное количество калия в организме, а для спортсменов этот макроэлемент важен вдвойне. Это связано с тем, что вместе с потоотделением, которое так часто наблюдается у данной категории людей, калий выводится из организма.

Кроме того, этот макроэлемент способствует быстрому восстановлению сил после физической активности, а потому калий является составным компонентом спортивных напитков. Ведущие специалисты в области спортивного питания советуют по максиму насытить этим элементом прием пищи, который последует после тренировок.

Калий для мышечных и нервных клеток

Калию отводится огромная роль в сокращении мышц, а также в полноценной передаче нервных импульсов. Частота и степень сокращения мышц, а также возбудимость нервов напрямую зависят от наличия в человеческом организме этого минерала.

Подавляющее большинство нервных и мышечных клеток имеет специальные каналы, с помощью которых калий может свободно попадать в клетки и выходить из них. В нормальном состоянии этот минерал движется свободно, однако случается и так, что движение блокируется, и тогда состояние нервной и мышечной систем значительно ухудшается. Кроме того, благодаря калию организм делает запасы гликогена (углеводов), который подобно топливу необходим для мышц. Вот насколько важен калий в организме человека.

Норма потребления

Рекомендуемая суточная норма употребления калия не имеет единого показателя, так как она напрямую зависит от образа жизни человека и его возрастных особенностей. Так, для того чтобы отыскать оптимальное дневное количество калия для ребенка, необходимо точно знать его вес, так как на 1 кг массы тела приходится порядка 15–30 мг этого минерала (чем старше ребенок, тем, соответственно, большее количество калия требуется его организму).

Что касается взрослых людей, то здесь установлено минимальное количество элемента, которое должно поступать в организм каждые сутки – 1 грамм. Оптимальная суточная доза для взрослых составляет 2 грамма, в то время как людям, чей образ жизни отличается повышенной активностью, требуется от 2,5 до 3 грамм этого минерала. Для спортсменов, которые набирают мышечную массу, рекомендуется значительно увеличить поступление калия по сравнению с оптимальными показателями. Так, для этой категории людей в сутки необходимо 4-5 грамм данного макроэлемента. Всего же в организме взрослого человека приблизительно содержится от 180 до 240 грамм калия.

Недостаток калия

В случае когда показатель концентрации калия в плазме крови составляет менее 3,6 ммоль/л, диагностируется гипокалиемия – состояние, при котором организм испытывает потребность в этом макроэлементе, так как получает его в недостаточном количестве.

О том, что имеет место нехватка в организме человека калия, можно предположить по таким ее характерным признакам, как: сонливость, тремор конечностей, быстрая утомляемость и раздражительность, нарушение координации движений и сердечного ритма, мышечная слабость, болевые ощущения и судороги.

Недостаток калия в организме человека может возникнуть в силу различных причин. Прежде всего, подобное состояние наблюдается при малом употреблении в пищу продуктов, богатых калием, или при преобладании в меню продуктов, содержащих натрий. Также спровоцировать гипокалиемию способна чрезмерная физическая активность, сопровождающаяся обильным потоотделением, перенесенный стресс, сбои в функционировании выделительной системы, прием гормональных, слабительных или мочегонных препаратов, следствием которого явилась значительная утрата организмом жидкости.

Особенности лечения гипокалиемии

Если уровень содержащегося в плазме крови калия находится на отметке не менее 3 ммоль/л, то, как правило, для того чтобы повысить концентрацию этого макроэлемента, достаточно употреблять богатые им продукты питания. В том случае, если показатель содержания калия в крови ниже, нежели 3 ммоль/л, то рекомендуется принимать внутрь хлорид калия. В отдельных случаях врач прописывает калийсберегающие диуретики.

В экстренных случаях, когда уровень калия в крови не достигает отметки в 2 ммоль/л, может быть показано внутривенное капельное введение специальной жидкости, в состав которой входит 2%-ный раствор хлорида калия (100 мл), 40%-ный раствор глюкозы (200 мл), а также 20 единиц инсулина.

Переизбыток калия

В случае когда калий в организме человека содержится в избыточном количестве, имеет место гиперкалиемия. Подобное состояние может быть обусловлено целым рядом различных причин, в числе которых:

• Прием на протяжении длительного времени продуктов питания, насыщенных калием (например, похудение на картофельной диете).
• Сбои в физиологическом обмене калия в организме.
• Почечная недостаточность.
• Инсулиндефицитные состояния.
• Прием лекарственных средств, насыщенных калием, при отсутствии назначений врача.

Как же можно распознать, что имеет место подобного рода избыток? Калий в организме человека, если он содержится в повышенной концентрации, вызывает возникновение аритмии, кишечной колики, потливости, учащенного мочеиспускания, повышенной возбудимости и паралича мышц.

Важно учитывать, что людям, страдающим заболеваниями почек, следует в значительной мере ограничить потребление продуктов питания и прием лекарственных препаратов, богатых калием. Это объясняется тем, что калий выводится из организма именно через почки, а при наличии сбоев в работе этого органа этот макроэлемент станет постоянно накапливаться.

Особенности лечения гиперкалиемии

В случае когда калий в организме человека содержится в концентрации, значительно превышающей оптимальные показатели, лечение необходимо начинать незамедлительно – не позднее чем спустя один час после постановки диагноза гиперкалиемия. Самолечение недопустимо, так как назначить препарат и оптимальную его дозировку способен только опытный специалист.

При сильно выраженных изменениях, видимых на кардиограмме, показан прием глюконата кальция. Если имеет место ацидоз или почечная недостаточность, то будет эффективен гидрокарбонат натрия. Кроме того, больному может быть прописан препарат «Буметанид» или лекарственное средство «Фуросемид», которые содержат в своем составе альдостерон, а также медикамент «Декстроза», соединенный с препаратами инсулина, вводимый через капельницу.

Повышенный калий в организме человека, лечение которого должно быть начато максимально оперативно, может самым негативным образом сказаться на работе организма. Так, если своевременно не предпринять необходимые меры, направленные на снижение уровня калия в организме, то велика вероятность развития сахарного диабета. Если концентрация калия в крови превышает 6 ммоль/л, то это чревато летальным исходом.

Калий в продуктах питания

Самыми богатыми калием продуктами питания считаются курага, кофе и зеленый чай. Также значительная концентрация этого макроэлемента содержится в молоке и сыре, картофеле, орехах, шпинате. Что касается фруктов, то здесь стоит отметить авокадо, персики и бананы. Среди овощей по содержанию калия лидирует брюссельская капуста, помидоры и свекла. Полезно также обогатить свой рацион овсяной и гречневой крупой.

Стоит обратить внимание на то, что не рекомендуется продукты, содержащие калий, замачивать или готовить их в очень большом количестве воды, поскольку в таком случае большая часть этого макроэлемента куда-то улетучивается. Вообще-то, что можно употребить в пищу сырым, не стоит подвергать термической обработке.

Калий в витаминах

Существуют специальные биологически активные добавки, в состав которых входит большое количество калия. Так, к их числу можно отнести средство «Глюконат калия», медикамент «Калий оротат», а также препарат «Био-калий». Стоит подчеркнуть, что принимать эти БАДы необходимо исключительно по рекомендации врача, а не по собственной инициативе. Как правило, прием таких препаратов показан при диагнозе гипокалиемия и в целях профилактики сердечно-сосудистых заболеваний (в данном случае назначают медикамент «Панангин» или средство «Кудесан», например).

Таким образом, роль калия в организме человека просто огромна. Поэтому очень важно обеспечить организм достаточным количеством этого макроэлемента, для чего в подавляющем большинстве случаев достаточно просто правильно и сбалансированно питаться.

его роль, норма калия в крови, продукты богатые калием

Роль калия и его основные функции

Статья | 

16-06-2018, 18:54

 | 

Натрий-калиевый насосОсновная физиологическая функция натрия в организме человека – регуляция объема внеклеточной жидкости, таким образом определяя объем крови и кровяное давление. Эта функция непосредственно связана с метаболизмом натрия и жидкости. Кроме этого, натрий участвует в процессе образования костной ткани, проведении нервных импульсов и др.

В медицине, в случае возникновения разного рода нарушений электролитного баланса, с целью выяснения причин этого состояния, проводят анализы на определение концентрации натрия, а также мониторинг баланса жидкости (ее поступления и выведения).

Основная роль калия в организме (совместно с натрием) – поддержание функционирования клеточных стенок. Еще одна крайне важная обязанность элемента – сохранение концентрации основного питательного вещества для сердца (магния) и его физиологических функций.

Калий нормализует сердечный ритм, сохраняет кислотно-щелочной баланс крови, является противосклеротическим средством: предотвращает накопление солей натрия в клетках и сосудах.

Калий способствует снабжению мозга кислородом, повышая умственную активность, принимает участие в передаче нервных импульсов, снижает кровяное давление, очищает организм от токсинов и шлаков, помогает при лечении аллергических заболеваний.

Калий поддерживает энергетический уровень организма, повышает выносливость и физическую силу.

Калий способствует выделению с мочой из организма натрия и жидкости, регулирует внутриклеточное осмотическое давление, играет важную роль в проведении и передаче нервных импульсов. Он участвует в образовании ацетилхолина, синтезе белков буферных систем организма, обмене углеводов, повышает тонус поперечнополосатой и гладкой мускулатуры, влияет на активность ряда ферментов, оказывает щелочное действие на организм.

Соли калия необходимы для нормального функционирования всех наших мягких тканей: сосудов, капилляров, мышц, а особенно мышцы сердечной, клеток мозга, печени, почек, желез внутренней секреции и других органов. Калий входит в состав внутриклеточных жидкостей (50% всех солей в организме – соли калия). Соли калия способствуют выведению из организма лишней воды, помогают ликвидировать отеки, задержку выделения мочи, необходимы для лечения водянки.

Калий – противосклеротическое средство, т.к. мешает солям натрия накапливаться в сосудах
и клетках. Предотвращает утомление, а также снижает риск развития синдрома хронической усталости. Сторонникам низкокалорийных диет, любителям напряженных физических упражнений и пожилым людям особенно важно поддерживать оптимальный уровень калия в организме.

Потребность организма в калии зависит от веса тела, физической активности, физиологического состояния, климата и места проживания. Рвота, продолжительные поносы, обильное потение, использование мочегонных повышают потребность организма в калии.

Дефицит калия в организме может возникать при передозировке мочегонных препаратов и гликокортикоидных гормонов, частой рвоте, поносе, обильном потоотделении гиперфункции коры надпочечников. Гипокалиемия ведет к мышечной слабости, апатии, сонливости, атонии кишок, тошноте, рвоте, отекам, олигурии (увеличени, а также расширению границ сердца, появлению аритмий, артериальной гипотензии, изменениям на ЭКГ.

Гиперкалиемия может возникать при остром гломерулонефрите, гипофункции коры надпочечников, при лечении спиронолактоном и др. Она проявляется физическим и умственным возбуждением, парестезиями конечностей, бледностью кожи, уменьшением гидрофильности тканей, увеличением диуреза и повышенным выведением натрия с мочой, изменениями на ЭКГ.

Самыми богатыми источниками калия являются: сухофрукты, свежие фрукты и овощи, ягоды, проросшее зерно, бобовые и недробленое зерно, орехи, картофель, шпинат, все виды капусты, свекла, виноград, хлеб, цитрусовые (помело), листья мяты, семечки подсолнуха, бананы. Калия также достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

Усвоение калия облегчает витамин В6, затрудняет — алкоголь.

Следует употреблять в пищу продукты, богатые калием, на протяжении всего дня. Апельсины, бананы и печеный картофель издавна являются общепризнанными источниками калия. Поэтому регулярно включайте их в свой ежедневный рацион.

В сезон созревания бахчевых включайте дыни и арбузы в свое меню. Они являются ещё одним источником калия. Используйте на все сто процентов сезон созревания этих плодов и ешьте их как можно больше. Для разнообразия вкусовых ощущений можно изготавливать из них сок.

В течении года, а особенно в зимний период, обязательно включайте в свой рацион сухофрукты, бананы и апельсины. Будучи отличными источниками калия, они помогут решить проблему его нехватки, когда нет возможности кушать свежие овощи и фрукты.

Плоды авокадо содержат очень много калия и служат превосходным дополнением к различным салатам. Кроме того, авокадо содержит высококачественный белок и весьма важные для организма жирные кислоты.

Употребляя только что приготовленные соки из свежих овощей, вы снабдите свой организм существенным количеством калия. К примеру, один стакан свежеприготовленного морковного сока содержит приблизительно 800 мг этого макроэлемента.

Супы, приготовленные из бобовых – еще один способ внести в свой рацион калий.

Для того чтобы сохранить в продуктах питания максимальное количество калия, рекомендуется готовить их на пару либо отваривать в минимальном объеме воды. Ни в коем случае не употребляйте калий в виде каких-либо химических соединений или лекарственных форм: это приведет к раздражению пищеварительного тракта, а при больших дозах это даже может стать опасным для жизни.

В организме калий участвует во многих процессах и выполняет ряд функций, в числе которых:

• Поддержание оптимального внутриклеточного давления за счет натриево-калиевый баланса, который обеспечивается этим элементом вместе с натрием.
• Благодаря первому пункту, а также участию калия в образовании «топлива» из глюкозы обеспечивается правильное сокращение волокон мышц, включая сердечные.
• Поддерживает жидкостный состав внутри клеток.
• Поддерживает кислотно-щелочной баланс в жидких средах человеческого организма (входит в их состав).
• Является катализатором в ряде органических реакций, включая те, которые способствует выносливости и насыщают мозг кислородом.
• Участвует в нормальной функциональности почек, позволяет предотвратить отечность, зашлакованность.
• Проводимость импульсов и нервная возбудимость также обеспечиваются калием.

Калий — важнейший биогенный элемент, особенно в растительном мире. При недостатке калия в почве растения развиваются очень плохо, уменьшается урожай, поэтому около 90 % добываемых солей калия используют в качестве удобрений.

Калий содержится большей частью в клетках, до 40 раз больше чем в межклеточном пространстве. В процессе функционирования клеток избыточный калий покидает цитоплазму, поэтому для сохранения концентрации он должен нагнетаться обратно при помощи натрий-калиевого насоса. Калий и натрий между собой функционально связаны и выполняют следующие функции:

• Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений
• Поддержание осмотической концентрации крови
• Поддержание кислотно-щелочного баланса
• Нормализация водного баланса
• Обеспечение мембранного транспорта
• Активация многих энзимов
• Нормализация ритма сердца

Рекомендуемая суточная доля калия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграмм, для взрослых от 1800 до 5000 миллиграмм. Необходимость в калии зависит от общего веса тела, физической активности, физиологического состояния, и климата места проживания. Рвота, продолжительные поносы, обильное потение, использование мочегонных повышают потребность организма в калии.

Основными пищевыми источниками являются сушёные абрикосы, дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

Всасывание происходит в тонком кишечнике. Усвоение калия облегчает витамин В6, затрудняет — алкоголь.

При недостатке калия развивается гипокалиемия. Возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии.

При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язватонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

История и происхождение названия

Калий (точнее, его соединения) использовался с давних времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щелок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K2SO4, соду и хлорид калия KCl.

В 1807 г. английский химик Дэвиэлектролизом твёрдого едкого кали (KOH) выделил калий и назвал его «потассий» (лат. potassium; это название до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском языках). В 1809 году Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб.

Когда норма потребления калия в сутки превышена: причины, симптомы и последствия

Верхний допустимый уровень потребления Калия не установлен.

Гиперкалиемия является следствием нарушения калиевого обмена, а также необоснованного приема калийсодержащих препаратов без показаний. Также она возникает вследствие нарушения работы надпочечников или нефрита. Об этом состоянии сигнализируют такие проявления:

• повышенное нервное возбуждение, тревожность;
• потливость;
• бледность кожи;
• кишечные колики;
• учащенное сердцебиение;
• неприятные ощущения в руках и ногах;
• постоянная жажда.

Присутствие в природе

В свободном состоянии не встречается. Калий входит в состав сильвинита KCl•NaCl, карналлита KCl•MgCl2•6h3O, каинита KCl•MgSO4•6h3O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K2CO3 (поташ). Калий входит в состав почти всех растений.

Калийсодержащие продукты

Полный список продуктов вы можете посмотреть в приложении “Мой здоровый рацион”

Список продуктов, содержащих этот элемент, возглавляет зеленый чай, какао и курага. В них на 100 граммов продукта содержится 2,5 и по 1,7 граммов калия соответственно. Далее идут сыры и молоко. Также этот элемент содержится в грибах, сухофруктах, шпинате, орехах, картофеле, бананах, авокадо, персиках, помидорах, свекле, брюссельской капусте, кольраби, овсянке, гречке.

Важно знать, что большое количество калия остается в воде, поэтому продукты не рекомендуется замачивать и готовить по возможности на пару. Кроме этого, многие продукты можно употреблять в сыром виде.

Получение

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650°C), то чаще проводят электролиз расправленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:K e- → K2Cl- — 2e- → Cl2

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:4OH- — 4e- → 2h3O O2

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов)

Дефицит калия: симптомы, причины

В организме человека масса жидкости занимает примерно 60%, то есть, человек, весом 70 кг, содержит примерно 40 литров жидкости, из которой около 25 л содержится в клетках (внутриклеточная жидкость – КЖ) и 14 л находится за вне клеток (внеклеточная жидкость – ВнеКЖ). Из общего количества внеклеточной жидкости примерно 3,5 л занимает плазма крови (кровяная жидкость, находящаяся внутри сосудистой системы) и около 10,5 литров – интерстициальная жидкость (ИСЖ), заполняющая пространство в тканях между клетками (см рис 1)

Рисунок 1. Распределение жидкости в организме взрослого человека, вес которого 70 кг

Общее количество жидкости в организме и сохранение постоянного уровня ее распределение между компартментами помогают обеспечить полноценное функционирование всех органов и систем, что, несомненно, является залогом крепкого здоровья. Обмен воды между внутриклеточной жидкостью и внеклеточной жидкостью происходит через мембраны клеток.

Осмолярность растворов жидкости с обеих сторон мембраны непосредственно влияют на этот обмен. При условии осмотического равновесия жидкость не будет перемещаться, то есть, ее объемы в компартментах не будут изменяться. У здорового человека осмолярность внутриклеточной жидкости и плазмы крови (внеклеточной жидкости) поддерживается на уровне примерно 80-295 мОсмоль/кг.

Осмолярность – сумма концентрации всех кинетических частиц в 1 литре раствора, то есть, зависит от общей концентрации растворенных ионов. В организме человека осмолярность определяют именно электролиты, поскольку в жидких средах (внутри- и внеклеточная жидкости) ионы находятся в относительно высоких концентрациях по сравнению с другими растворенными компонентами. На рисунке 2 продемонстрировано распределение электролитов между внутриклеточной и внеклеточной жидкостями.

Рисунок 2. Концентрация растворенных компонентов во вннутриклеточной и внеклеточной жидкостях

Важно отметить, что для одновалентных ионов (калий, натрий) мэкв/л = ммоль/л, а для двухвалентных, чтобы почить количество ммоль/л, мэкв следует разделить на 2.

В левой части рисунка (ВнеКЖ) показан состав плазмы крови, который очень схож по составу с интерстициальной жидкостью (кроме низкой концентрации белка и высокой концентрации хлоридов)

Можно сделать вывод, что концентрация натрия в плазме крови является определяющим показателем объема внеклеточной жидкости и, как следствие, объема крови.

Во внеклеточной жидкости много натрия и мало калия. Напротив, в клетках содержится мало натрия – основным внутриклеточным катионом является калий. Такая разница в концентрациях электролитов во внеклеточной и внутриклеточной жидкостях поддерживается путем механизма активного транспорта ионов при участии натриево-калиевого насоса (помпы) (см рис. 3).

Рисунок 3. Поддержание концентрации натрия и калия в КЖ и ВнеКЖ

Натрий-калиевый насос, локализованный на клеточных мембранах, представляет собой энергонезависимую систему, которая есть у клеток всех типов. Благодаря этой системе из клеток выводятся ионы натрия в обмен на ионы калия. Без подобной транспортной системы ионы калия и натрия пребывали в состоянии пассивного диффундирования сквозь клеточную мембрану, что в результате привело бы к ионному равновесию между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями.

Высокая осмолярность внеклеточной жидкости обеспечивается благодаря активному транспорту ионов натрия из клетки, что обеспечивает их высокое содержание во внеклеточной жидкости. Учитывая тот факт, что осмолярность влияет на распределение жидкости между ВнеКЖ и КЖ, следовательно, объем внеклеточной жидкости непосредственно зависит от концентрации натрия.

Поступление жидкости в организм человека должно быть адекватно ее выведению, в противном случае может возникнуть гипергидратация или дегидратация. Чтобы произошла экскреция (выведение) токсических веществ (ядовитых веществ, образующихся в организме в процессе метаболизма (обмена веществ)), почки должны ежедневно выделять минимум 500 мл мочи.

Отметим, что ежедневно в организме человека в процессе метаболизма (как результат побочного продукта обмена веществ) синтезируется примерно 400 мл воды. Таким образом, чтобы поддерживать минимальный уровень водного баланса, в организм должно поступить минимум 1100 мл воды в сутки. В действительности суточный объем поступающей жидкости часто превышает указанный минимальный уровень, при этом почки, в процессе регуляции водного баланса, отлично справляются с выведением лишней жидкости.

У большинства людей средний объем суточной мочи составляет примерно 1200-1500 мл. При необходимости почки могут образовывать значительно большее количество мочи.

Осмолярность плазмы крови связана с поступлением жидкости в организм и процессом образования и выведения мочи. Например, в случае, если потеря жидкости адекватно не восполняется, объем внеклеточной жидкости снижается, а осмолярность повышается, что приводит к увеличению поступающей жидкости из клеток организма во внеклеточную жидкость, тем самым восстанавливая ее осмолярность и объем до необходимого уровня.

На рисунке 4 схематически представлен физиологический ответ на дефицит жидкости в организме.

Физиологическая реакция организма при дефиците жидкости

Рисунок 4. Поддержание нормального водного баланса в организме регулируется гипоталамо-гипофизарной системой, чувством жажды, адекватного синтеза антидиуретического гормона и полноценного функционирования почек

При дефиците жидкости в организме, высокоосмолярная плазма крови протекает через гипоталамус, в котором осморецепторы (специальные клетки) анализируют состояние плазмы и дают сигнал к запуску механизма снижения осмолярности путем стимуляции секреции в гипофизе антидиуретического гормона (АДГ) и возникновения чувства жажды.

При жажде человек старается компенсировать недостаток жидкости из вне, потребляя напитки или воду. Антидиуретический гормон оказывает влияние на функцию почек, тем самым препятствуя выведению жидкости из организма. АДГ способствует повышению реабсорбции (обратного всасывания) жидкости из собирательных трубочек и дистальных канальцев почек, в результате чего продуцируется относительно небольшое количество мочи более высокой концентрации.

При поступлении в организм большого количества жидкости, осмолярность внеклеточной жидкости снижается. При этом не происходит стимуляция осморецепторов в гипоталамусе – у человека не возникает чувство жажды и не повышается уровень антидиуретического гормона. С целью предотвращения чрезмерной водной нагрузки, в почках образуется большое количество разбавленной мочи.

Отметим, что ежедневно в желудочно-кишечный тракт поступает примерно 8000 мл (8 литров) жидкости в виде желудочного, кишечного и панкреатических соков, желчи, а также слюны. В нормальном состоянии примерно 99% этой жидкости реабсорбируется и только 100 мл выходит из организма с фекальными массами. Тем не менее нарушение функции сохранения воды, которая содержится в этих секретах, может привести к водному дисбалансу, что вызовет серьезные нарушения состояния всего организма.

Еще раз обратим внимание на факторы, влияющие на нормальную регуляцию водного баланса в организме человека:

• Чувство жажды (для проявления жажды человек должен находиться в сознании)
• Полноценное функционирование гипофиза и гипоталамуса
• Полноценное функционирование почек
• Полноценное функционирование желудочно-кишечного тракта

Для нормального функционирования и здоровья организма поддержка натриевого баланса имеет такое же значение, как и поддержка водного баланса. В нормальном состоянии организм взрослого человека содержит примерно 3000 ммоль натрия. Большая часть натрия содержится во внеклеточной жидкости: плазме крови и интерстициальной жидкости (концентрация натрия в них около 140 ммоль/л).

Ежедневно потери натрия составляют минимум 10 ммоль/л. Чтобы поддерживать в организме нормальный баланс, эти потери должны компенсироваться (восполняться). С питанием люди получают значительно больше натрия, чем необходимо организму для компенсации (с продуктами питания, как правило в виде соленых приправ, человек ежедневно получает в среднем 100-200 ммоль натрия).

Процесс экскреции (выведения) натрия через почки зависит непосредственно от СКФ (скорости клубочковой фильтрации). Высокая скорость клубочковой фильтрации повышает количество выведения натрия в организме, а низкая скорость СКФ – задерживает его. Примерно 95-99% натрия, проходящего процесс фильтрации в почечных клубочках, активно реабсорбируется по мере прохождения мочи через проксимальные извитые канальцы.

К моменту попадания ультрафильтрата в дистальный извитые канальцы, количество натрия, уже отфильтрованного в почечных клубочках, составляет 1-5%. Будет ли оставшийся натрий выведен с мочой или реабсорбируется в кровь, зависит непосредственно от концентрации в крови гормона надпочечников – альдостерона.

Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия в обмен на ионы водорода или калия, тем самым оказывая влияние на клетки дистальных канальцев почек. То есть, при условии высокого содержания альдостерона в крови, большая часть остатков натрия реабсорбируется; при низкой концентрации – натрий выводится с мочой в больших количествах.

Ренин-ангиотензивная система

Химические свойства

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, легко отдаёт электроны.

Является сильным восстановителем. Он настолько активно соединяется с кислородом, что образуется не оксид, а супероксид калия KO2 (или K2O4). При нагревании в атмосфере водорода образуется гидрид калия KH. Хорошо взаимодействует со всеми неметаллами, образуя галогениды, сульфиды, нитриды, фосфиды и т. д.

Калий хранят под слоем керосина.

Оксиды и пероксиды

2K 2O₂ → K₂O₄

K₂O₄ 6K → 4K₂O

2K₂O₄ 2CO₂ → 2K₂CO₃ 3O₂

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется один объём O2), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется три объёма O2) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na2O2:K2O4 = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO2 выделяется четыре объёма O2).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Гидроксиды

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого калия при 20 °C в 100 г. воды составляет 112 г.

Причины, симптомы и последствия недостатка минерала

• нарушения в сердечном ритме;
• раздражительность;
• тремор рук, ног;
• нарушения координации;
• мышечная слабость, частые судороги, болевые ощущения;
• постоянная сонливость;
• быстрая утомляемость.

В числе причин, которые могли спровоцировать дефицит калия в организме, физические перегрузки с обильным выделением пота, а также:

• в организм с пищей этот элемент поступает в недостаточном количестве или в рационе преобладают продукты с высоким содержанием натрия;
• стрессовое состояние;
• применение мочегонных, гормональных или слабительных лекарственных средств, вследствие чего происходит чрезмерная потеря жидкости.

• нарушение калиевого обмена;
• инсулин-дефицитные состояния;
• почечная недостаточность;
• прием препаратов на протяжении длительного времени при отсутствии необходимости в их приеме.

Избыток этого химического элемента в организме сопровождается характерными симптомами, в числе которых:

• частое мочеиспускание;
• колики;
• аритмия;
• повышенная возбудимость;
• потливость;
• паралич мышц.

Следует отметить, что несвоевременное решение этой проблемы в будущем может привести к сахарному диабету, поэтому крайне важно вовремя снизить уровень калия до нормы и поддерживать его правильный баланс.

Применение мочегонных и слабительных препаратов также приводят к потере значительного количества ценных макро- и микроэлементов вместе с жидкостью, покидающей организм.

Также человеку помешает восполнить суточную потребность калия регулярное употребление алкогольных напитков, переизбыток кофе и крепкого чая.

Немаловажную роль играет и психологическое благополучие — частые стрессы мешают нормальному усвоению минерала.

Применение

• Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например в атомных силовых ус

Калий (K) в организме человека, (функции, источники, нормы)

Микроэлементы,  минералы и витамины играют огромную роль в нормальном функционировании человеческого организма. Дефицит или наоборот их избыток, сразу сказывается на общем состоянии и могут даже привести к появлению тяжёлых заболеваний.
Одним из важнейших элементов является калий. В человеческом организме он присутствует в виде солей. Он отвечает за регулирование водного баланса в организме и другие процессы. Важно помнить, что это вещество работает в паре с натрием.

Калий невозможно встретить в природе в чистом виде, он может существовать только в соединении с другими элементами таблицы Менделеева. Фактически это щелочной металл, у которого серебристый оттенок. Впервые его выделить удалось Гемфри Дэви в 1807 году, в процессе проведения опытов над жидким калием.

Роль калия для организма

Калий играет огромную роль в поддержании силы в мышцах. Он участвует в метаболизме на клеточном уровне и приводит в норму работу сердца и сосудистой системы. Положительно сказывается на работе миокарда. При этом он поддерживает на необходимом уровне магний в организме, который играет не последнюю роль в работе сердца.

Без этого вещества сосуды начинают постепенно сужаться и как следствие, начинаются проблемы с давлением, оно повышается. Недостаток этого вещества часто приводит к хронической усталости и даже к истощению. Вместе с натрием, калий отвечает за водный баланс и кислотно-щелочную среду в организме. Он способствует выведению лишней жидкости из организма, чем избавляет человека от отечности и облегчает процесс выведения мочи.

Калий поддерживает функционирование мягких тканей, почек и печени. Вещество обладает антисклеротическими свойствами и не даёт возможности накопиться лишним солям натрия в сосудах и клетках. Он нормализует кислородный обмен и тем самым стимулирует работу головного мозга.

Калий содержится в зубах, костях и ногтях, поэтому крайне важно поддерживать его количество на должном уровне. Помимо этого, этот элемент таблицы Менделеева участвует в процессе насыщения кислородом клеток и способствует очистке организма.

В человеческом организме около 200 г. калия. Это примерно равняется 0,25% от всей массы человека. Пищеварительный тракт прекрасно усваивает это вещество, причем примерно на 90-95%. Оно хорошо выводится организмом через пот, мочу и с калом. Вещество не накапливается в организме, поэтому потребность у организма в его поступлении ежедневная.

Калий присутствует во многих препаратах, в особенности в тех, которые используются в терапии сахарного диабета, гипертонии, гепатита, остеопороза и используемых в процессе лечения болезней ЖКТ.

Дефицит калия. Симптомы и причины

Недостаток калия в организме характеризуется следующими симптомами:

• сбивчивый сердечный ритм;
• постоянное чувство жажды;
• снижение защитных сил организма и как следствие постоянные простудные заболевания;
• нервозность;
• проблемы с координацией;
• тремор конечностей;
• шелушение кожного покрова;
• слабость в мышцах, вплоть до судорог;
• боли в мышечной ткани;
• ломкость волос;
• проблемы с ЖКТ и как следствие развитие гастрита или язвы;
• постоянное ощущение усталости;
• сонливость.

Однако только по симптомам определить наличие дефицита нельзя, так как симптоматика характерна и для других состояний. Для подтверждения необходимо делать анализ крови на наличие микроэлементов.

Также следует знать, что во время бега в жаркую погоду, калий вместе с потом активно выводится из организма. Поэтому в таких ситуациях рекомендуется пить изотоники. Но помимо активного потоотделения, привести к активному выведению калия из организма могут следующие факторы:

• употребление продуктов с большим содержанием натрия, но с малым содержанием калия;
• стрессы и депрессивное состояние;
• ряд медикаментов, в частности, мочегонные и гормональные.

И конечно, частые походы в фастфуд и потребление продуктов с большим содержанием соли – это провоцирующие факторы развития, которые неминуемо ведут к появлению дефицита вещества.

Избыток калия. Симптомы и причины

Избыток вещества в организме не так часто встречается и обычно это происходит на фоне:

• проблем с калиевым обменом;
• дефицит инсулина в организме;
• почечная недостаточность;
• приём ряда препаратов.

О наличии гиперкалимии говорят следующие симптомы:

• колики в желудке;
• частое посещение туалета;
• сильное потоотделение;
• аритмия;
• гипервозбужденность.

При длительном дефиците калия в организме есть риск развития сахарного диабета. Интересный факт, что 14 г калия являются недопустимой дозой, так как, скорее всего, приведет к летальному исходу.

Калий для спортсменов

Прежде всего, в спортивном питании роль калия заключается в том, что он ускоряет синтез белков и регулирует электролитный баланс. Также он участвует в углеводном обмене и гидратации. Вещество помогает поддержать сердце и сосудистую систему, помогает клеткам образовывать энергию и ускоряет процесс восстановления мышц. Избавляет от сильного напряжения печень. Калий также:

• принимает участие в выработке коллагена;
• поддерживает иммунитет;
• принимает непосредственное участие в обменных процессах с участием глюкозы;
• ускоряет процесс заживления ран;
• стимулирует процесс усвоения витаминов.

Главное помнить, что в спортивном питании, калий лучше всего сочетать с витаминами группы В.

Какая норма калия в крови женщины, мужчины, ребёнка

К нормальным показателям калия в крови ребенка относят – 3,4-4,7 ммоль/л. При этом у ребенка до 1 года, нормальными показателями буду считаться 4,1-5,3 ммоль/л. Уже с первого года, количество вещества начинается снижаться и до 14 лет этот показатель должен быть в рамках от 3,4 до 4,7 ммоль/л.

У взрослого этот показатель должен быть выше от 3,5 до 5,5 ммоль/л. Если показано превышение этих показателей, это значит, в организме происходит процесс повреждения клеток, присутствует обезвоживание и возможно даже почечная недостаточность.

Калийсодержащие продукты

В лидерах по содержанию калия находится зелёный чай, курага и какао. В них от 1,7 до 2,5 г вещества на 100 г продукта. Также калий присутствует в следующих продуктах:

• молоко;
• твёрдый сыр;
• сухофрукты;
• говядина;
• свекла;
• авокадо;
• орехи;
• грибы;
• рыба;
• гречневая крупа;
• картофель.

На самом деле, этот перечень можно продолжать до бесконечности. Следует помнить, что в процессе подготовки продуктов к потреблению, большое количество вещества остаётся в воде, поэтому не рекомендуется предварительно вымачивать их. Лучше всего готовить блюда на пару или употреблять в сыром виде, если это возможно.

Сбалансированное питание, которое поможет поддержать нормальный уровень калия в организме, должен содержать продукты с содержанием натрия.

Есть даже рецепт, который позволит буквально за пару дней поднять уровень калия в организме. Для этого следует употреблять пшенную кашу 2-3 дня подряд, а между приемами пищи пить теплую воду с медом и яблочным уксусом. На стакан воды потребуется 1 чайная ложка уксуса и столько же меда. Пить смесь необходимо маленькими глотками.

Что выводит калий из организма

Основными врагами калия являются сладости, алкоголь и фастфуд. Излишнее увлечение кофе также способствует выведению вещества из организма. Так называемая любовь к мочегонным и слабительным средствам, в постоянной погоне за стройной фигурой, делает непоправимые вещи. Именно эти средства способствуют быстрому выведению калия. Любые воспалительные процессы в почках отрицательно сказываются на балансе вещества в организме, точнее, эти проблемы становятся причиной быстрого выведения калия.

Снижение количества калия в организме может быть спровоцировано длительным голоданием или избыточной выработкой гормонов корой надпочечников.

Взаимодействие калия с другими веществами

У калия, как говорится, есть два напарника: натрий и магний. Они работают в тесной взаимосвязи. Если калия много в организме, то начинается активное выведение натрия. А если в организме дефицит магния, то калий перестает свободно усваиваться организмом.

В свою очередь, калий является своеобразным антагонистом натрия и если солей последнего вещества много в организме, то первый элемент помогает их быстрее вывести.

Калий – это уникальное вещество, которое используется даже в сельском хозяйстве, причем в качестве удобрения. Та же марганцовка, не что иное, как калий.

Читайте также: