Зачем нужен организму калий?

Радиоактивный калий

Известны 8 искусственных радиоактивных изотопов К.: 37K (T_1/2 1,23 сек.), 38K(Т1/2 7,7 мин.), 38mK(T_1/2 0,95 сек.), 42K (T_1/2 12,36 часа), 43K (T_1/2 22,4 часа), 44K (T_1/2 22 мин.), 45K (1/2 16,3 мин.), 47K (T_1/2 17,5 сек.). Кроме того, существует естественный радиоактивный нуклид 40K(T_1/2 1,26*109 лет), составляющий 0,012% от общего количества К., встречающегося в природе. 40K обусловливает ок. 90% естественной радиоактивности организма млекопитающих. Этот радионуклид обладает сложным спектром излучения, большую часть к-рого составляет бета-излучение. В качестве радиоактивной метки в мед. и биологических исследованиях используется 42K, обладающий бета- и гамма-излучением с энергией 3,22 и 1,52 МэВ соответственно.

42К получают в ядерном реакторе при облучении нейтронами стабильного К. Изотопом 42K пользовались при изучении распределения и обмена К. в организме животных и в растениях. 42К применяют также для диагностики опухолей головного мозга и молочной железы, для метки эритроцитов, при изучении проницаемости клеточных мембран; совместно с 24Na нуклид 42K используют для одновременного количественного определения обмениваемого К и Na в организме.

Ввиду сравнительно короткого периода полураспада 42K не представляет большой опасности, хотя наличие гамма-излучения довольно большой энергии требует принятия определенных мер физ. защиты на рабочем месте и при хранении значительных количеств этого изотопа (см. Радиологическое защитно-технологическое оборудование). 42K относится к группе элементов, обладающих средней токсичностью.

Среднегодовая допустимая концентрация 42K в воздухе рабочих помещений 1,1*10-10 кюри/л.

Минимально значимая активность на рабочем месте, не требующая регистрации или получения разрешения органов Государственного сан. надзора, 10 мккюри.

Биологическая роль

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 в организме человека

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.

Рекомендуемая суточная доля калия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграммов, для взрослых — от 1800 до 5000 миллиграммов. Потребность в калии зависит от массы 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 бобы (в первую очередь белая фасоль), шпинат и капуста кормовая, финики, картофель, батат, сушёные абрикосы, дыня, киви, авокадо, помело, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

Практически все сорта рыбы содержат более 200 мг калия в 100 г. Количество калия в разных видах рыбы различается. Овощи, грибы и травы также содержат много калия, однако в консервированных продуктах его уровень может быть гораздо меньше. Много калия содержится в шоколаде.

Всасывание происходит в тонком кишечнике. Усвоение калия облегчает витамин B6, затрудняет — алкоголь.

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

При избытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

K и растения

Калий участвует во многих физиологических процессах в растении: рост и размножение, транспорт веществ, передача сигналов и импульсов, поддержание тургора. Поэтому при возникновении дефицита калия в организме растения нарушаются процессы жизнедеятельности, снижается продуктивность культур и ухудшается качество урожая.

Соя 8%

Соя

• Дефицит калия в растении сои приводит к пожелтению листьев, при этом центр и основание листа остаются зелеными
• При долгосрочном дефиците калия листья сои приобретают форму рыбьего скелета и если недостаток калия не будет восполнен, то листья растения отмирают

Рис 13%

Рис

• Недостаток калия в рисовой культуре приводит к формированию низкорослых растений с недоразвитым зерном, с темно-зелеными листьями и короткими тонкими стеблями, ржаво-коричневыми пятнами на концах листьев, которые в дальнейшем распространяются на весь лист, а также начинается сильная гниль корней
• В условиях повышенных температур и низкой влажности недостаток калия приводит к преждевременной гибели взрослых листьев

Пшеница 6%

Пшеница

• При нехватке калия в растении пшеницы снижается уровень основных ростовых гормонов в клетках
• Как и в других зерновых культурах, недостаток калия в пшенице часто приводит к ослаблению стебля, что может привести к полеганию посевов и потере урожая

Кукуруза 14%

Кукуруза

• При недостатке калия в почве замедляется рост кукурузы, стебли и корни растения слабеют, становятся непрочными, в результате кукуруза приобретает склонность к полеганию
• Листья растений кукурузы, подверженных дефициту калия, обесцвечиваются и отмирают
• Недостаточное обеспечение кукурузы калием приводит к формированию низкокачественного зерна
• Потребность кукурузы в азоте тесно связана с уровнем калия в почве

Хлопок 2%

Масличная пальма

• Продолжительное калийное голодание приводит к резкому снижению урожая и ухудшению здоровья растения
• При возникновение дефицита калия листья масличной пальмы покроется светло-зелеными пятнами, которые вскоре приобретают желто-оранжевую окраску. Позже листья полностью высыхают

Фрукты и овощи 22%

Фрукты и овощи

• Бедное снабжение калием приводит к укорачиванию периода хранения фруктов и овощей
• При дефиците калия плоды цитрусовых имеют толстую кожуру, снижается уровень накопленных витаминов и сахаров, плоды не сочные
• Листья большинства овощей становятся сухими и отпадают

Прочие 23%

Прочие

• Дефицит калия в хлопке отражается на листьях растения: на них формируется желтые точки, центр листовой пластинки отмирает, а по краям образуется коричневые пятна, верхушки и края загибаются вниз; в конечном итоге листья становятся красновато-коричневыми и сухими, а затем опадают при этом хлопковые шарики неправильно развиваются и имеют плохое качество
• Один из наиболее очевидных признаков нехватки калия в растениях картофеля – замедление роста, отсутствие цветения и голубовато-зеленая окраска листьев. При обострении калийного голодания растения укорачиваются, листья поникают и становятся желтыми, и в итоге покрываются некротическими пятнами. Ситуацию можно улучшить внесением калийных удобрений. Чипсы, изготовленные из картофеля, выращенного с обильным применением калийных удобрений, имеют золотистый оттенок
• При возникновении дефицита калия стебли растений подсолнечника становятся хрупкими и тонкими. Недостаточное питание калием способствует формированию зерна с небольшим содержанием масла; снижается урожай подсолнечника, а также изменяется уровень содержания насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. На бедных калием почвах рост растений затруднен. Молодые листья развиваются в плотных розетках и в конечном итоге развиваются в коричневые омертвевшие «лоскутки»

Применение калийных удобрений на различных почвах

В районах эффективного действия калийных удобрений они обеспечивают на каждый килограмм внесенного калия удобрений прибавку урожая: зерна 2-3 кг, картофеля 2033, сахарной свеклы 35-40, льноволокна 1-1,5, сена сеяных трав 20-33 и сена луговых трав 8-18 кг.

Эффективность калийных удобрений зависит от почвенно-климатических условий и биологических особенностей возделываемых культур.

Что касается почвенных факторов, то здесь основным является обеспеченность почв доступным для растений калием (сумма водорастворимого и обменного калия).

Применение калийных удобрений наиболее эффективно на песчаных, супесчаных, дерново-подзолистых, торфяно-болотных и пойменных почвах, а также на красноземах. Положительное действие на урожай растений оказывают калийные удобрения и в зоне достаточного увлажнения на суглинистых дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах (в случаях низкой и средней обеспеченности их калием).

На типичных, обыкновенных, южных черноземах, каштановых почвах и сероземах действие калийных удобрений в большинстве случаев слабое или совсем не проявляется. Применение калийных удобрений оправдано в этих условиях только под калиелюбивые культуры — сахарную свеклу, подсолнечник, овощные, а также на каштановых почвах и сероземах при орошении.

На солонцах, обычно богатых калием, калийные удобрения не применяют, так как они усиливают солонцеватость этих почв и не дают ожидаемого эффекта.

Калийные удобрения, как правило, оказывают положительное влияние на урожай растений при содержании в почве подвижного калия на уровне 1-3-го классов. При более высокой обеспеченности почв калием эффективность калийных удобрений снижается и определяется в основном составом культур севооборота, уровнем применяемых доз азотных и фосфорных удобрений и других агротехнических мероприятий.

Основные принципы оптимизации применения калийных удобрений следующие.

1. Применение калийных удобрений с учетом обеспеченности почв калием, гранулометрического состава почв, биологических особенностей сельскохозяйственных растений и форм калийных удобрений.
2. Повышение общего уровня культуры земледелия, окультуренности почв, соблюдение сбалансированного питания растений калием и другими питательными элементами (в первую очередь азотом и фосфором).

Эффективность калийных удобрений (как и фосфорных, и азотных) на слабокислых и нейтральных почвах заметно возрастает по сравнению с сильнокислыми почвами.

Поэтому известкование кислых почв — один из обязательных приемов повышения эффективности калийных удобрений. Однако из-за антагонизма ионов калия и кальция на произвесткованных почвах возникает потребность в повышении доз калийных удобрений.

Применение навоза, который сам является хорошим источником калия для растений, как правило, снижает действие минеральных калийных удобрений.

Наибольшая эффективность калийных удобрений достигается при оптимальном соотношении их с азотными и фосфорными. Одностороннее применение калийных удобрений возможно на осушенных торфяниках и торфяно-болотных почвах, обеспеченных другими элементами питания.

В ассортименте калийных удобрений преобладают хлорсодержащие формы. На почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава такие удобрения в полной дозе (за исключением небольшой дозы в рядки под некоторые культуры) целесообразно вносить осенью. При этом удобрения размещают в более влажном слое почвы, где развивается основная масса корней, и они лучше усваиваются растениями, а хлор вымывается осенне-весенними осадками из пахотного слоя и не оказывает отрицательного действия на хлорофобные культуры. Только на легких, а также на торфяно-болотных и пойменных почвах калийные удобрения следует вносить весной. Под пропашные и овощные культуры в таких случаях часть общей дозы калия целесообразно давать в подкормку.

В севообороте калийные удобрения в первую очередь вносят под калиелюбивые культуры, которые дают при этом более заметные прибавки урожая.

Лен и конопля потребляют сравнительно немного калия, но их слабая корневая система не может в обычных условиях обеспечить эти растения достаточным количеством калия. Поэтому под эти культуры следует вносить повышенные дозы калийных удобрений.

Под хлорофобные культуры целесообразно применять удобрения с минимальным содержанием хлора. Опыты с картофелем показали, что применение хлорсодержащих калийных удобрений снижает количество крахмала на 7-15% по сравнению с удобрениями, не содержащими хлор.

Методы диагностики ОПН

Острая почечная дисфункция диагностируется без труда благодаря ярким симптомам олигоанурической стадии. Грамотный врач определяет ее уже при первичном осмотре пациента, а дополнительные исследования назначаются для уточнения тяжести нарушений здоровья.

При первичной диагностике врач обращает внимание на такие признаки:

• состояние водного баланса по степени упругости и гидратации кожного покрова и слизистых оболочек;
• наличие геморрагических или других высыпаний на коже;
• состояние нервной системы по степени сохранности рефлексов, уровню сознания, внешнему виду глазного дна;
• работу сердечно-сосудистой системы по данным измерения АД, подсчета пульса, перкуссии и аускультации сердца;
• состояние органов брюшной полости, в том числе возможность острой хирургической или акушерско-гинекологической (у женщин) патологии.

Недостаточность почечной функции подтверждают данными лабораторной диагностики. Основной метод — биохимический анализ крови с определением показателей общего белка, креатинина, мочевины, калия, натрия, кальция, фосфора. Для подбора правильного лечения может потребоваться расширенное обследование:

• общий анализ мочи (при наличии мочевыделения);
• биохимический анализ мочи;
• общий анализ крови;
• показатели свертывающей системы крови;
• иммунологические тесты на уровень комплемента, ревматоидного фактора, антинуклеарных антител — если почечная недостаточность предположительно вызвана нефрологическим заболеванием;
• УЗИ почек, мочеточников и мочевого пузыря;
• КТ забрюшинного пространства и органов малого таза.

Для упрощения диагностики организация KDIGO в 2012 году предложила использовать 3 основных симптома:

• увеличение уровня креатинина в сыворотке крови на о,3 мг/до и более за 48 часов;
• повышение креатинина в крови более чем в 1,5 раза от исходного уровня за последние 7 дней;
• показатель диуреза менее 0,5 мл/кг/час в течении 6 и более часов.

Как восполнить дефицит калия?

Калий — это макроэлемент, который не вырабатывается организмом, а поступает с пищей

Поэтому особенно важно следить за тем, чтобы рацион был разнообразным и содержал продукты, багатые калием

Кроме того, очень важно следить за количеством магния в организме, так как дефицит этого элемента может стать причиной снижения калия. Также необходимо снизить количество соленых блюд и употребление соли в целом, так как избыток натрия нарушает водно-солевой баланс в организме и зачастую приводит к дефициту калия

Также необходимо снизить количество соленых блюд и употребление соли в целом, так как избыток натрия нарушает водно-солевой баланс в организме и зачастую приводит к дефициту калия.

Сколько калия необходимо организму в сутки

Надолго калий в организме не задерживается. После переработки необходимый элемент выводится вместе с мочой. Восполнять дефицит минерала нужно каждый день.

Суточная норма элемента зависит от возраста и комплекции человека. В среднем взрослым необходимо 4700 мг, детям – 400-3500 мг. Увеличивается суточная норма элемента для:

• людей, которые принимают нестероидные противовоспалительные препараты или диуретики;
• больных диабетом I типа;
• афроамериканцев;
• спортсменов;
• людям, которые придерживаются несбалансированной диеты с преобладанием белковой пищи.

Меньше калия в рационе используют при заболеваниях почек, сердечной недостаточности и во время беременности. При употреблении некоторых препаратов – триамтерена, спиронолактона и подобных – норму необходимого элемента следует регулировать под наблюдением врача. Перечисленные средства искусственно повышают концентрацию элемента в организме.

Признаки дефицита калия в организме

Распознать дефицит калия можно по нарушениям в работе сердечно-сосудистой, нервной и иммунной систем. Человека с дефицитом необходимого элемента отличают:

• беспричинная аритмия;
• непроходящее чувство жажды;
• частые смены настроения, вялость, усталость;
• судороги в мышцах, преимущественно икроножных;
• тремор рук;
• проблемы с координацией;
• одышка;
• шелушение кожи и ломкость волос;
• замедленный пульс;
• изменение частоты и объемов мочеиспускания в большую сторону;
• частые аллергические реакции;
• проблемы с пищеварением – расстройства стула, отрыжка, тошнота, боли в животе.

Однако дефицит калия в употребляемых продуктах к подобным состояниям приводит редко. Чтобы определить дефицит калия, нужно провести анализ крови. Чаще видимые проблемы возникают из-за продолжительного приема мочегонных средств, сильной рвоты или диареи (в том числе на фоне булимии и анорексии). Дефицит необходимого микроэлемента наблюдается при алкоголизме, проблемах с почками и сердечной недостаточности.

Как проявляется избыток микроэлемента

Как и при дефиците, добиться избытка элемента в организме только пищевыми продуктами не получится. Чаще к нарушению баланса приводит прием минерала в форме добавки. Если употреблять много калия в течение длительного времени, можно заметить:

• нарушение сердечного ритма. В тяжелых случаях избыток вещества в организме приведет к остановке сердца;
• онемение в ладонях и ступнях;
• мышечную слабость. В тяжелых случаях избытка минерала человек временно утрачивает способность передвигаться;
• гипервозбужденность;
• учащенное мочеиспускание и усилившееся потоотделение;
• колики в желудке.

Смертельной дозой элемента называют 14 г.

Польза калия и магния

Калий — активный компонент водно-солевого баланса. До 98% от общего его количества (а это 200-250 грамм во взрослом организме) сосредотачивается внутри клеток, чем обеспечивается стабильное осмотическое давление и баланс жидкости на клеточном уровне. Кроме того, калий обеспечивает регуляцию кислотно-щелочного равновесия, в чем задействованы и другие минералы. Особенно необходим калий для функционирования мягких тканей — внутренних органов, желез, сосудов, мышц (в том числе сердечной).

Магний в преобладающем своем количестве локализируется в тканях организма и лишь 2% магния сосредотачивается в биологических жидкостях. Магний регулирует состояние клеточной мембраны и трансмембранный перенос ионов кальция и натрия. Магний — активный участник реакций по образованию, накоплению, переносу и утилизации энергии, свободных радикалов и продуктов их окисления. Важнейшая роль магния состоит и в том, что это мощный антистрессовый фактор. Магний тормозит развитие процессов возбуждения в центральной нервной системе и снижает чувствительность организма к внешним воздействиям.

Что объединяет эти два микроэлемента? Почему о них обычно вспоминают в одной связке? Потому что, прежде всего, эти два микроэлемента объединены в своем позитивном жизнеобеспечивающем воздействии на сердечнососудистую систему.

Для понимания роли калия и магния в обмене веществ важно, знать, что антагонистом калия является натрий, а магний — кальций. Это означает, что при малейшем недостатке калия и натрия во всех внутренних процессах их замещают натрий и кальций соответственно

На клеточном уровне натрий приводит за собой еще и молекулы воды, это путь к отечности. Кальций же позволяет мышцам сокращаться, но не дает им расслабиться. В общей сложности нарушаются нормальные процессы в кардиомиоцитах (сердечных клетках).

Каково же позитивное влияние калия и магния?

• обеспечение сердечного импульса, что лежит в основе профилактики и устранения разных видов аритмий;
• нормализация сократительной функции миокарда, а это возможность предотвратить или восстановиться после сердечной недостаточности;
• обеспечение эластичности стенок кровеносных сосудов, что необходимая мера в профилактике и терапии ишемической болезни сердца и стенокардии;
• снижение вязкости крови и предупреждает образование тромбов, это неотъемлемый элемент лечения и профилактики инфаркта, ишемии, стенокардии, инсультов;
• снижение развития атеросклеротической бляшки, это превентивная и лечебная мера по отношению к атеросклерозу, артериальной гипертензии, стенокардии, инфарктам и инсультам;
• регуляция обменных процессов в сердечной мышце, нормализация метаболизма в миокарде и обеспечение его энергией.

При недостатке калия и магния имеют свойство развиваться такие негативные процессы:

• спазм сердечной мышцы, а вместе с тем боль и дискомфорт в области сердца — миокард сжимается, но не имеет возможности расслабиться;
• нарушение трофических процессов в миокарде — расслабление миокарда влечет за собой поступление крови и кислорода в диастолу, и если на первых порах организм использует некие резервные силы, то со временем нарушение трофики приводит к гипертензии, аритмии, сердечной недостаточности;
• нарушение сердечного ритма, поскольку блокируются проводящие пути сердца;
• болевой синдром — спутник любого спазма, а не только в сердце; так, спазм и боль в мышцах может быть легко устранима приемом препаратов калия и кальция;

Источники калия и магния

Примечательно, что дефицит калия и магния не сообщает о себе на первых порах. Коварство заболеваний, развивающихся вследствие недостатка калия и магния, заключается в том, что проявляются они не в одночасье, а постепенно. Объясняется это тем, что и у калия, и у магния, в организме находятся антагонисты. Это вещества, которые заменяют их, но со временем либо ресурс исчерпывается, либо альтернатива сама по себе губительна.

Самым лучшим способом не допустить дефицита было бы активное потребление калия и магния естественным путем — с продуктами питания. Но, к сожалению, концентрация этих микроэлементов в обычных продуктах не настолько велика, чтобы покрыть суточную потребность человека. Этим частично и объясняются со временем развивающиеся заболевания сердца.

Итак, для профилактики дефицита калия и магния следите, чтобы в вашем ежедневном рационе находились следующие продукты:

• калий
  • картофель,
  • капуста,
  • морковь,
  • изюм,
  • курага,
  • чернослив,
  • инжир,
  • финики,
  • бананы,
  • орехи,
  • пшеничная крупа,
  • овсяная крупа,
  • гречневая крупа,
• магний
  • пшеничные отруби
  • морские водоросли
  • кунжут
  • миндаль
  • кедровые орехи
  • какао
  • пшеничные отруби
  • курага
  • креветки
  • соевые бобы

3.Симптомы и диагностика

Клиническая картина гиперкалиемия недостаточно специфична, поэтому предварительная, предположительная диагностика требует от врача большого опыта, внимания и настороженности в этом плане. Чаще всего тревогу вызывают изменения на ЭКГ в сочетании с жалобами пациента на тахикардию (ускоренное сердцебиение), общее недомогание и постоянную слабость. В более тяжелых случаях нарушения сердечной деятельности, обусловленные избытком калия, могут принимать форму аритмии, асистолии, желудочковой фибрилляции и, в конечном счете, остановки сердца.

Диагноз устанавливается путем сопоставления имеющихся клинических проявлений, электрокардиографической картины и результатов лабораторных анализов (определение концентрации калия в плазме крови). В зависимости от наиболее вероятных причин, назначается дополнительное профильное обследование – напр., нефрологическое или эндокринологическое.

Свойства калия

Калийные удобрения изготавливаются из природных солей калия: каинита, алунита, сильвинита, карналлита и др. Эти соли повышают иммунитет растений по отношению к засухе и агрессивному воздействию среды. Другие примеры положительного влияния на культуры:

• повышение морозостойкости;
• улучшение сахаристости и крахмалистости плодов;
• активизация фотосинтеза и образования ферментов;
• улучшение товарных характеристик и вкуса сельскохозяйственной продукции.

Основное преимущество калийных удобрений — легкая усвояемость. Недостатком считают малый срок хранения и склонность к отвердеванию в условиях высокой влажности

Используя минеральные подкормки, важно соблюдать рекомендованные нормы. Переизбыток калия вредит не только растениям, но и человеку (в плодах скапливаются нитраты)

Потребность в калии у клеток организма

Фармацевтические компании выпускают микроэлемент, как синтетически полученное химическое вещество калиевой соли в виде веществ хлорида и бикарбоната. Они часто дополнены различными пищевыми добавками – например, синтетическим подсластителем аспартам, цитратом.

• Выпускаются лекарственные препараты в форме таблеток, растворимых капсул, но с разовой дозой, равной около 99 мг.
• Более значительная величина при приеме может вызвать рвоту, головокружение, аллергические реакции.
• Но одновременно с этим, специалисты заявляют о пользе приготовления блюд с использованием соли, в состав которой входит пониженная доля натрия и увеличена часть кальция. Продукт содержит от 240 до 530 мг калия в четверти кофейной ложки.

Говоря о суточных нормах потребления калия, следует отметить, что минимальная норма употребления важного для организма вещества составляет 2400 мг для женщин, 3400 мг для мужчин. Если присутствует его недостаток, необходим прием активных добавок

В случае, когда потребность в калии не восполняется через рацион, врач может назначить лекарственную терапию.