Нарушения калий-магниевого гомеостаза в клинической практике: коррекция сбалансированным раствором калия и магния аспарагината

Биологическая роль калия

Калий вместе с другими важнейшими электролитами обеспечивает необходимое осмотическое давление в биологических жидкостях организма и в клетках, является компонентом буферных систем, поддерживает электрический потенциал на мембранах клеток всех тканей.

Главная биологическая функция калия — формирование совместно с другими электролитами (натрий, хлор) разницы потенциалов на мембранах клеток и передача ее изменения по клеточной мембране, за счет обмена с ионами натрия, что особенно важно для нервных и мышечных клеток. Это обуславливает постоянное присутствие в клетках натрия, хлора и калия. В организме эти элементы содержатся в определенном соотношении, обеспечивая гомеостаз (постоянство внутренней среды). Нарушение равновесия между калием и натрием ведет к патологии водного обмена, обезвоживанию, мышечной слабости.

КАЛЬЦИЙ

Именно свободный кальций является регулятором разнообразных внутриклеточных процессов. Он играет роль в передаче внутриклеточных сигналов, свертывании крови, работе нервной и мышечной ткани, функционировании ферментов и гормонов.

Скелет — динамическое депо кальция, где образуются новые кальциевые кристаллы, а старые разрушаются. Скорость этого разрушения и построения, названная скоростью оборота, значительно варьирует в зависимости от возраста. У детей первого года жизни она более 100%, после года — более 10%, у взрослых — от 2 до 20% в год. Хотя пик костной массы может быть не достигнут в 25 лет, считается, что до 25 лет кальций накапливается в организме — это фаза роста костной массы, которая начинается с внутриутробного развития. В 25–35 лет кальций находится в равновесии, то есть примерно 0,4 г ежедневно поступает в организм и столько же его покидает. Пик плотности и общей массы костной ткани соответствует примерно 30 годам. После 35 лет расход кальция превышает его поступление извне с пищей. С 40 лет — фаза преобладания резорбции (рассасывания) костной ткани над обновлением. В этот период масса и прочность костей снижаются примерно на 3% в год. С 45 лет, вследствие изменения гормонального фона (чаще у женщин, но у мужчин тоже существует возрастной остеопороз), кальций интенсивно вымывается из костей и развивается остеопороз. При этом общая масса костей значительно уменьшается, нарушается их структура, уменьшается механическая прочность и возникают переломы. У женщин чаще, чем у мужчин, у белых чаще, чем у черных, чаще у людей маленького роста, чем у высоких. Таким образом, риск остеопороза максимален у маленьких белых женщин. Склонность к остеопорозу передается и по наследству.

Суточная потребность

Взрослые: 800–1100 мг.

Женщины: 25–50 лет — 1000 мг, женщины в постменопаузе — 1500 мг, женщины в постменопаузе, получающие эстрогены, — 1000 мг.

Мужчины 25–65 лет: 1000 мг.

Мужчины и женщины старше 65 лет: 1500 мг. (Дозы до 2500 мг считаются безопасными.)

Беременные и кормящие грудью женщины — 1200–1500 мг; по другим источникам–в2 раза больше суточной нормы взрослого.

Люди, прикованные к постели, — 1500 мг.

Новорожденные — 400 мг.

Дети: от 6 месяцев до года — 600 мг, 1–10 лет — 800–1200 мг, старше 11 лет и молодые люди до 24 лет — 1200–1500 мг.

Побочные эффекты возникают при суточных дозах кальция более 1г у детей грудного возраста, более 4г — у старших детей.

Потребность в кальции повышена в следующих случаях:

• у женщин с большим риском остеопороза (семейные случаи);
• при повышенной физической и эмоциональной нагрузке;
• у людей, прикованных к постели.

Значение в организме:

• является основным структурным элементом костной ткани;
• влияет на проницаемость клеточных мембран;
• участвует в передаче нервного импульса;
• осуществляет мышечное сокращение;
• играет роль во всех стадиях свертывания крови;
• участвует в работе ферментных систем.

Связи с другими микроэлементами

Кальций на 30% снижает риск реализации токсического действия тяжелых металлов. Кальций вместе магнием способствует оздоровлению сердечно-сосудистой системы. Магний обеспечивает его усвоение и нормальное отложение. Алюминий и магний, содержащиеся в антацидах (маалокс, альмагель, фосфалюгель), способствуют выведению кальция из организма.

Использование в медицине

Кальций обладает антиатеросклеротическим действием, снижает депрессию и беспокойство. Богатая кальцием и магнием пища уменьшает риск образования камней в почках.

Способствуют дефициту кальция в организме

• низкое (менее 8 мг/л) содержание его в природной воде. Хлорированные воды вызывают дополнительный дефицит кальция;
• стрессы;
• многие лекарственные средства (гормональные, слабительные, антациды, мочегонные, адсорбенты, противосудорожные, тетрациклин). Кальций может образовывать такие соединения с тетрациклинами, которые не всасываются в кишечнике. При длительном применении тетрациклина они вымываются из организма, и возникает потребность в пополнении извне;
• потребление большого количества животных белков. Увеличение суточного количества животных белков на 50% вызывает увеличение выведения кальция из организма также на 50%;
• потребление большого количества сахара (при растворении в желудке мешает всасыванию кальция, нарушает фосфатно-кальциевый обмен);
• потребление большого количества соли (она способствуетвыведению кальция из организма);
• установлено, что при варке и жарении продуктов органический кальций в них переходит в неорганический, который практически не усваивается;
• другие продукты с кислой реакцией (животные жиры, изделия из муки высшего сорта, щавелевая кислота, шпинат, ревень) приводят к нарушению кальциевого обмена.

Следствия дефицита

Начальные признаки: напряженность, раздражительность, плохие волосы, ногти, зубы. Дефицит кальция у детей может проявляться в желании есть грязь и краски. Недостаток кальция сказывается и на мышцах, способствуя их спазму и ощущению затекания, вплоть до судорожных приступов (тетания). Характерны тремор рук (судорожная готовность), ночные мышечные судороги; утренние судороги по типу гипокалиемических. Сюда относятся и спазмы кишечника, которые называют спастическим колитом или спастическим запором.

Предменеструальный синдром и спастические боли в животе у женщин во время месячных обусловлены дефицитом кальция. В дальнейшем развивается остеопороз. Кальций присутствует в крови всегда, и если он не поступает с пищевыми добавками и едой, то вымывается из костей. Это проявляется болями в костях, в мышцах. Увеличивается риск переломов при самых незначительных нагрузках, самый опасный и наиболее частый из них — перелом шейки бедра.

Дефицит кальция способствует развитию атеросклероза, артрозов, остеохондрозов, гипертонии. Дефицит кальция и магния ухудшает течение аллергическихзаболеваний.

Источники

Важнейший источник кальция — молочные продукты и сыры. Кальций содержат: алоэ вера, виноград белый, вяз ржавый, жеруха, мокричник, перец чили, петрушка, огуречная трава, окопник, хлорелла, шлемник, шиповник, чеснок.

Пищевые источники калия

Калий в основном содержится в растительных продуктах, однако некоторые виды животных продуктов могут быть источником калия. Наиболее богаты калием такие продукты, как: петрушка, курага, сухое молоко, шоколад, различные орехи (особенно миндаль и фисташки), картофель, бананы, авокадо, соя, отруби. Также калий присутствует в значительном количестве в большинстве фруктов, овощей, мясе и рыбе.

Необходимо помнить, что в организме существует определенный баланс между калием и натрием. Если он был нарушен (чаще всего наблюдается дефицит калия), то прием продуктов — источников калия приводит к увеличению выведения натрия, и наоборот.

При потреблении в основном продуктов животного происхождения человек сразу получает калий и натрий уже в сбалансированном соотношении.

КРЕМНИЙ

Наиболее часто встречающийся на Земле элемент. Элемент жизни — без него не могут жить ни человек, ни растение, ни животное. Есть мнение, что долголетие жителей Кавказа связано с высоким содержанием кремния в потребляемой воде. «Элемент красоты», поскольку влияет на состояние кожи, волос и ногтей.

В организме содержится в количестве 1–1,5 г. Присутствует во всех тканях и органах, наибольшее количество кремния содержится в лимфоузлах, соединительной ткани аорты, трахеи, сухожилиях, костях, коже и эпидермальных образованиях.

Суточная потребность

Для взрослых 20–30 мг.

Беременной женщине, кормящей матери и растущему ребенку до 11 лет требуется в 5 раз больше кремния, чем взрослому человеку.

Значение в организме

В первую очередь необходим для формирования основного вещества кости и хряща, хотя принимает и непосредственное участие в процессе минерализации костной ткани. Очень подвижный элемент: при переломах костей концентрация кремния в пораженных местах увеличивается в 50 раз. Активно участвует в работе свертывающей системы крови. Необходим для построения эпителиальных и нервных клеток. Участвует в созревании волокнистых тканей организма (коллаген) и их соединении, придавая им прочность и упругость. Улучшает костную ткань. Это имеет значение для профилактики атеросклероза: кремний защищает интиму аорты от инфильтрации липидами за счет уменьшения проницаемости соединительной ткани. В моче образует защитные коллоиды, препятствующие кристаллизации некоторых минеральных компонентов и тем самым затрудняющие образование мочевых камней.

Связь с другими микроэлементами

Кремний необходим для усвоения йода, фтора, железа, кобольта, золота, цинка, кальция, магния, калия, натрия и других элементов. Кремниевая кислота способствует выведению свинца из организма.

Следствия дефицита

Начальные признаки: выпадение волос, ломкость ногтей, которые утрачивают нормальную флуоресценцию в ультрафиолетовом свете, плохое состояние кожи, склонность к кровоподтекам при легких ушибах, разрушение зубной эмали и появление перхоти. В дальнейшем происходит полная утрата основным веществом кости своей структуры. Происходят патологические изменения хрящевой ткани, обусловленные нарушением синтеза гликозаминогликанов (основного вещества хряща и соединительно-тканных волокон).

У детей

Развивается рахит, даже в случае избытка в организме витамина Д, так как действие кремния на процессы остеогенеза осуществляется независимо от витамина Д и направлено в первую очередь на синтез коллагенов в основном веществе, когда витамин Д не оказывает влияния.

У пожилых людей

В пожилом возрасте этот микроэлемент хуже усваивается и больше выводится из организма. С возрастом концентрация кремния в соединительной ткани снижается, что способствует развитию атеросклероза и повышенной ломкости костей.

Дефицит калия

Основные причины

• недостаточное поступление в результате нерационального питания
• нарушения обмена
• нарушения выделительных систем (почки, кишечник, кожа)
• чрезмерное выведение калия из организма под действием лекарств (прежде всего мочегонных и слабительных средств, а также гормональных препаратов)
• продолжительная рвота, диарея
• чрезмерные эмоциональные и нервные нагрузки
• избыточное поступление в организм натрия

Последствия

• общая слабость, быстрое утомление
• мышечные судороги (часто возникают судороги ног по ночам)
• депрессия, снижение работоспособности
• снижение иммунитета и адаптационных возможностей организма к воздействию внешних факторов
• нарушения сердечнососудистой системы (нарушение ритма сердечных сокращений, сердечная недостаточность, обменные и функциональные нарушения в миокарде)
• ломкость волос, сухость кожи
• диспептические явления (тошнота, рвота, запор)
• нарушение функции почек
• невынашиваемость беременности

Физические свойства

Калий образует кристаллы кубической сингонии, пространственная группа I m

3
m
, параметры ячейки
a
= 0,5247 нм,
Z
= 2.

Избыток калия

Основные причины

• избыточное потребление с пищевыми продуктами (длительный прием препаратов калия, потребление соответствующих минеральных вод и др.)
• нарушение обмена
• быстрый и значительный выход калия из клеток (при гемолизе, цитолизе, синдроме раздавливания тканей)
• нарушение функции почек (почечная недостаточность)

Последствия

• повышенная возбудимость нервной системы, раздражительность, беспокойство
• потливость
• слабость
• нейроциркуляторная дистония
• нарушения сердечнососудистой системы (аритмии, ослабление сократительной способности мышцы сердца)
• паралич скелетной мускулатуры
• кишечные колики
• частое мочеиспускание
• манифестация сахарного диабета

История и происхождение названия

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)(в рукописи лекции Дэви указал, что он открыл калий 6 октября 1807 года). Дэви назвал его «потасий»

(лат. potasium; 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.