Биологическая роль натрия. Применение в медицине

Крымский государственный медицинский университет им. С. И. Георгиевского

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Биологическая роль натрия. Применение в медицине.»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка 1 курса

1 медицинского факультета

Группы 118-Л

Абхаирова Эльмаз

 

Проверила:

преподаватель химии 
Загорулько Галина Валентиновна

 

 

г. Симферополь – 2014 

Натрий - химический элемент I группы периодической системы с атомным номером 11, обозначается символом Na (лат. Natrium), мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. В природе, в силу своей большой химической активности, встречается только в виде химических соединений. Он является основным внеклеточным ионом. Натрий относится к макроэлементами играет в организме человека важную биологическую роль.

Биологическая роль натрия.

В организм человека натрий поступает ежедневно в виде NaCl в достаточно больших количествах: 12-15г (4-6г «чистого» натрия), который содержится во многих пищевых продуктах: колбаса, сало, икра, соленая рыба, сыр, маслины, кукурузные хлопья.

Ионы натрия быстро  и полностью всасываются на всех участках желудочно-кишечного тракта и в местах парентеральных инъекций. Ионы также легко проникают через кожу и легочный эпителий.  Натрий в виде катиона Na+  участвует  в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях). Натрий распространяется по всему организму: крови, мышцам, костям, внутренним органам, коже. Около 40% натрия находится в костной ткани (принимает участие в минеральном обмене),  в основном, во внеклеточной жидкости. Общая массовая доля натрия в организме человека 0,25 %, а суточное потребление 4-7г.

Выводится натрий из организма, в основном, с мочой (95%), калом, потом. Максимальная экскреция натрия с мочой отмечается с 9-12 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 (именно поэтому в жаркую погоду необходимо принимать подсоленную воду), 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 количества натрия в коже уменьшается, а выделение его из организма усиливается.

В организме натрий выполняет «внеклеточные» функции, среди которых:

• поддержание осмотического давления и pН среды
• вместе с калием формирует электрический потенциал мембран клеток, за счет которого передается сигнал в нервных клетках, мышечных клетках и пр.
• солюбилизация (самопроизвольное проникновение низкомолекулярного вещества, слабо растворимого в данной среде) органических кислот
• внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромышечной возбудимости и работы натрий-калиевого насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток.
• участвует в переносе оксида углерода в крови
• усиливает выделение почками различных продуктов метаболизма
• участвует в гидратации белков и растворении органических кислот
• участвует в образовании желудочного сока
• активирует ферменты слюны и поджелудочного сока
• регулирует водный обмен – натрий задерживает воду в организме и предотвращает его обезвоживание.
• регулирует артериальное давление – натрий играет важную роль в поддержании тонуса сосудов и уровня артериального давления. Употребление натрия в пределах нормы регулирует в организме объем циркулирующей крови и нормализует артериальное давление. А его избыточный прием повышает осмотическое давление крови и внеклеточной жидкости, увеличивает дегидратацию клеток и их сморщивание. Это способствует задержке воды в организме и развитию гипертонии, так как натрий потенцирует действие адреналина на гладкую мускулатуру артериол и способствует их сужению.
• поддерживает буферную систему крови – натрий – главный катион внеклеточной жидкости, регулирует pH крови (концентрацию водородных ионов крови).
• улучшает нервную и мышечную деятельность – натрий совместно с калием и хлором создает электролитическую среду, в которой функционируют мышечные клетки и нервные окончания. Благодаря им возможна передача в организме слабых электрических токов, при этом возникают нервные импульсы, сокращаются мышцы.
• укрепляет сердечно-сосудистую систему – натрий поддерживает тонус гладкой мускулатуры стенок кровеносных сосудов, играет важную роль в процессе возбуждения и сокращения сердца.
• стимулирует пищеварение – натрий играет важную роль в пищеварительном процессе: регулирует секрецию соляной кислоты в желудке, принимает участие в активации пищеварительных ферментов, обеспечивает своевременную доставку клеткам основного источника энергии – глюкозы.

Натрий-калиевый насос

В клетках животных наиболее важным механизмом активного транспорта является так называемый натриево-калиевый насос, связанный с разницей в градиенте концентрации ионов К+ и Na+ вне и внутри клетки.

Среди примеров активного транспорта против градиента концентрации лучше всего изучен натрий-калиевый насос. Во время его работы происходит перенос трех положительных ионов Na+ из клетки на каждые два положительных иона К в клетку. Эта работа сопровождается накоплением на мембране разности электрических потенциалов. При этом расщепляется АТФ, давая энергию. В течение многих лет молекулярная основа натрий-калиевого насоса оставалась неясной. В настоящее время установлено, что эта "машина" представляет собой не что иное, как фермент, расщепляющий АТФ,- натрий-калий-зависимую АТФ-азу . Этот фермент обычно расположен в мембранах и активируется при повышении концентрации ионов натрия внутри клетки или ионов калия в наружной среде. Большинство исследователей склоняется к мысли, что насос действует по принципу открывающихся и закрывающихся каналов. Предполагается, что натриевые и калиевые каналы соседствуют друг с другом. Связывание молекул "канального" белка с ионом натрия приводит к нарушению системы водородных связей, в результате чего меняется его форма. Обычная а- спираль, в которой на каждый виток приходится 3,6 аминокислотного остатка, переходит в более рыхную бета-спираль (4,4 аминокислотного остатка). В результате образуется внутренняя полость, достаточная для прохождения иона Na+, но слишком узкая для иона калия. После прохождения Na+ пи-спираль переходит в туго свернутую так называемую спираль З10 (это означает, что 3 аминокислотных остатка приходится на виток и водородная связь у каждого десятого атома). При этом натриевый канал закрывается, а стенки соседнего калиевого канала раздвигаются, образуя полость, достаточно широкую для прохождения иона калия. Натрий-калиевый насос работает по принципу перистальтического насоса (вспомните передвижение пищевого комка по кишечнику), работа которого основана на переменном сжатии и расширении эластичных труб.

Обмен натрия регулируется альдостероном (гормон коры надпочечников группы минералокортикоидов). Он увеличивает реабсорбцию (обратное всасывание воды и растворенных веществ) натрия и хлора в канальцах почки, что ведет к повышению содержания поваренной соли в крови, лимфе  и тканевой жидкости. Одновременно он снижает реабсорбцию калия в канальцах почки, что усиливает потерю калия и уменьшает его содержание в организме.

Дефицит натрия.

Причины дефицита натрия

• недостаточное поступление с пищей (вегетарианская диета, голодание)
• болезни гипофиза, надпочечников
• усиленное выделение натрия вследствие болезней почек, повышенной потливости, поноса, рвоты
• длительный прием мочегонных препаратов, кортикостероидов, препаратов лития
• избыточное потребление калия или кальция
• нарушение обмена натрия

Последствия дефицита натрия

• расстройства центральной нервной системы
• судорожные сокращения скелетных мышц
• слабость, понос, кишечные колики
• расстройства кровообращения
• кожные сыпи, выпадение волос

Избыток натрия.

Причины избытка натрия

• избыточное потребление натрия (одна из наиболее важных проблем современного человека)
• нарушение обмена
• недостаточное содержание воды в организме

Последствия избытка натрия

• артериальная гипертензия и гипертоническая болезнь (основное следствие при избыточном потреблении натрия)
• различные отеки
• усиленное выведение калия
• повышенная утомляемость и возбудимость, неврозы
• дисфункция надпочечников
• нарушение выделительной функции почек, образование камней в почках
• жажда
• остеопороз

Применение в медицине

В медицине хлористый натрий применяют в виде изотонического 0,9% раствора при обезвоживании организма и как дезинтоксикационное средство, а также для промывания ран, глаз, слизистой оболочки носа, для поднятия осмотического давления крови, в виде гипертонического 3-5% раствора  в хирургии – для очищения ран и при чрезмерно развившихся грануляциях ( молодая, богатая новообразованными сосудами и клеточными элементами соединительная ткань, заполняющая заживляющие раны, когда её края еще неплотно прилегают друг к другу; является нормальным этапом процесса заживления ран), перед операциями пересадки кожи. Гипертонический 10% раствор применяют внутривенно при лёгочных, желудочных, кишечных кровотечениях, а также для усиления диуреза (осмотический диурез – выделение большого объема мочи в результате повышенной экскреции осмотически активных веществ) и в качестве полосканий при заболеваниях горла. В послеоперационном периоде 2-5% раствор назначают в микроклизмах при атонии кишечника, а также для промывания желудка при отравлении нитратом серебра.

В медицинской практике широкое применение находят следующие препараты. Изотонический раствор NаСl (0,9 %, 0,15 М) используют для растворения или разбавления инъекционных препаратов, а также как самый простой кровезаменитель при больших потерях воды организмом или при отравлениях.

Гипертонические растворы NаСl (3; 5 и 10 %), которые вследствие большого осмотического давления обезвоживают клетки и способствуют плазмолизу бактерий (антимикробное действие). Применяют наружно при лечении гнойных ран, воспалительных процессов в полости рта и в случаях обширных ожогов. Натрий гидрокарбонат, или питьевая сода, NаНСO3 в водном растворе в результате гидролиза по аниону проявляет слабощелочные свойства и антимикробное действие:

HCO3-+H2О=H2CO3+OH-

Данный препарат применяют для понижения кислотности желудочного сока, для нейтрализации кислот, попавших на кожу и слизистые, как отхаркивающее средство (в микстурах), для ингаляции, а также для полоскания полости рта и глаз при воспалении слизистых.  
Следует иметь в виду, что применение NaHCO3 для снижения кислотности в желудочно-кишечном тракте вызывает побочные эффекты. Выделяющийся при реакции оксид углерода(4) раздражает рецепторы слизистой оболочки и вызывает вторичное усиление секреции. Кроме того, он может способствовать перфорации стенки желудка при язвенной болезни.

 Натрий тетраборатдекагидрат Na2B4O7•10H2O (бура) применяют наружно как антисептическое средство для полосканий, спринцеваний и смазываний. Антисептическое действие буры связано с гидролизом этой соли в воде с образованием борной кислоты и щелочной реакцией среды: 
Na2B4O7+7H2О=4H3BO3+2NaOH

Натрий сульфатдекагидрат Na2SO4• 10Н2О (глауберова соль) применяют в качестве слабительного средства. Компоненты этой соли медленно всасываются в кишечнике, что приводит к повышению осмотического давления в кишечнике, всасыванию воды, усилению перистальтики и его опорожнению.

Также применяют борат тиосульфат Na2S2O3·5H2O (противовоспалительное, десенсибилизирующее и противотоксическое средство) и цитрат Na3C6H5O7·5½H2O (препарат из группы антикоагулянтов).

Искусственно полученные радиоактивные изотопы 22Na (период полураспада Т½ = 2,64 г.) и 24Na (Т½ = 15 ч) применяют для определения скорости кровотока в отдельных участках кровеносной системы при сердечно-сосудистых и легочных заболеваниях, облитерирующем эндартериите и других. Радиоактивные растворы солей Натрия (например,24NaCl) используют также для определения сосудистой проницаемости, изучения общего содержания обменного Натрия в организме, водно-солевого обмена, всасывания из кишечника, процессов нервной деятельности и в некоторых других экспериментальных исследованиях.