Калий и человек

Калий и человек

В среднем организме человека содержится 140 мг калия.

Внутри клеток находится в тридцать раз больше калия, чем в межклеточных жидкостях. Это создает трансмембранный электрический градиент, который поддерживается за счет регулирования соотношения натрия и калия в крови. Это градиент обеспечивает тонус клеток, передачу нервных сигналов, сокращение мышц и работу почек.

Независимо от потребления почки выводят с мочой 195 мг калия в день. Учитывая другие обязательные потери этого элемента, получается, что человек для поддержания калиевого баланса должен съедать не менее 400–800 мг калия в день.

Понос, рвота, нарушения работы почек и прием некоторых препаратов могут нарушать калиевый баланс и приводить как к недостатку, так и к избытку калия в организме.

Недостаток калия можно восполнять не только орехами, сырыми овощами и прочими продуктами, богатыми калием, но и пищевыми добавками, витаминами и минеральными препаратами. В США запрещены таблетки, которые содержат более 99 мг калия. Причина в том, что при большем содержании этого элемента могут возникать поражения тонкого кишечника.

В разных заменителях соли доза калия может сильно меняться: от 440 до 2800 мг в чайной ложке.

Человек, съедающий в день 4 г калия, имеет на треть меньший риск получить камни в почках, нежели человек, съедающий 2,4 г.

Организм расстаться со съеденным калием все-таки не спешит — вдруг надо пополнить запасы в клетках? Поэтому не весь калий сразу отправляется в мочу — большую его часть, до 80%, почки возвращают в кровь. А тот, что не вернулся, надо отправить на выделение, и тут начинается партия натрия.

Ключевым элементом при этом оказался специальный белок, так называемый Na+–Cl− котранспортер (NCC). Как видно из его названия, он работает вовсе не с калием, а с натрием, а задача этого белка — возвращение натрия из почек в кровь. Когда белок активируется, он отправляет натрий в кровь, а когда дезактивируется, то открывает ворота на пути натрия в мочу.

Этот белок известен давно, и сведения о его роли помогают создавать, например, мочегонные препараты. Однако почти полвека биохимики не догадывались, что с этим белком активно работает калий.

В 2009 году Волкер Валлон и его коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Диего (American Journal Physiology. Renal Physiology, 297, 3) установили, что включением / отключением NCC заведует отнюдь не натрий, а калий: малое содержание калия в плазме крови его активирует, а большое — дезактивирует. Выходит, что, когда калия мало, организм, вопреки логике, перестает выводить в мочу прежде всего натрий! Сделано так потому, что калий попадает в мочу из соответствующих клеток почек в обмен на всасывание ионов своего брата. Чтобы заблокировать действие этого механизма, и нужно снизить содержание натрия в моче: не станет там натрия, и калий туда не попадет. Это разумно — зачем выводить калий, когда его и так мало?

Однако соучастие в этой операции натрия портит все дело: получается, что натрий возвращается в кровь независимо от своей концентрации, но в зависимости от содержания калия. Значит, при недостатке калия концентрация натрия в крови будет неизбежно повышаться, сколько бы натрия не было в еде. А у организма не так уж много способов бороться с таким ростом, и главный из них — добавлять воду в кровь: тогда концентрация натрия снизится, ведь подавляющая его часть находится именно в крови. Увеличение объема жидкости в замкнутой системе неизбежно ведет к росту давления. Если же калия много, белок NCC дезактивируется, натрий идет в мочу, увлекая за собой как калий, так и излишнюю воду. Объем жидкости в организме уменьшается, и давление падает.

Причина этих сложных взаимоотношений двух элементов, видимо, в том, что организму надо поддерживать постоянный уровень калия в крови, но он не может это делать за счет манипуляции с объемом жидкости, как получается с натрием. Ведь в крови находится ничтожная доля всего калия организма.

Когда наши предки жили в тропическом лесу и питались фруктами да зелеными побегами, калия в пище было заведомо больше, чем натрия. В таких условиях натрий надо было экономить, и изложенный механизм прекрасно работал: выводить или сохранять оба щелочных элемента в организме можно было, ориентируясь на концентрацию одного из них, более распространенного. При современной диете с превышением натрия над калием этот механизм выглядит анахронизмом, поэтому и работает со сбоями.

Однако исправить его невозможно. Значит, надо это принять и соответствующим образом изменять привычки человека, чтобы довести соотношение калия с натрием в пище до 1:1, а то и больше. ВОЗ считает, что, если соблюдать ее рекомендации и есть 3,5 грамма калия и 2,5 грамма натрия в день, — так оно и получится.