Natrium adalah kation monovalen (ion bermuatan positif) dengan simbol kimia Na +, yang merupakan unsur keenam yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Ia berada dalam kumpulan utama 1 dalam jadual berkala dan oleh itu tergolong dalam kumpulan logam alkali. Elemen natrium pertama kali diperoleh dari natrium hidroksida (NaOH) oleh elektrolisis garam bersatu pada tahun 1808 oleh ahli kimia Inggeris Sir Humphry Davy. Sekitar tahun 1930, St. John mengenali keperluan (daya hidup) natrium untuk pertumbuhan normal, sementara Clark menggambarkan kepentingan mineral dalam mengekalkan tekanan osmotik (tekanan yang mendorong aliran zarah terlarut melalui membran semimermeabel sebagai sebahagian daripada osmosis) cecair badan. Pada tahun 1966, terdapat penemuan sodium-kalium trifosfat triphosphatase (Na + / K + -ATPase; enzim yang menjadi pemangkin pengangkutan ion Na + keluar dari sel dan ion kalium (K +) ke dalam sel di bawah pembelahan ATP) dalam membran sel oleh Woodbury. Enam tahun kemudian, Coleman et al mendalilkan peningkatan sodium serum kepekatan sebagai penyebab tekanan darah tinggi (tekanan darah tinggi). Natrium wujud di alam terutamanya dalam bentuk terikat. Sahabatnya yang paling penting adalah klorida (Cl-) - natrium klorida (NaCl) atau garam meja - yang mempengaruhi air seimbang dan juga jumlah cecair ekstraselular (di luar sel) (ECM; badan ekstraselular besar-besaran). Sebarang perubahan dalam kadar natrium badan menyebabkan perubahan ekstraselular yang sepadan jumlah. Oleh itu, kelebihan natrium dikaitkan dengan peningkatan ekstraselular yang disebabkan oleh osmotik jumlah (hipervolemia) -3 g natrium (7.6 g NaCl) dapat mengikat 1 liter air-yang mungkin disertai dengan edema (pengekalan air dalam tisu) dan peningkatan berat badan. Kekurangan natrium, sebaliknya, menyebabkan pengurangan jumlah ekstraselular (hipovolemia) akibat peningkatan air kehilangan, yang boleh mengakibatkan ekssikosis (dehidrasi kerana pengurangan air badan) dan penurunan berat badan. Elektrolit bermuatan positif kalium (K +) adalah antagonis natrium yang paling penting, termasuk dalam peraturan darah tekanan. Sementara natrium menimbulkan hipertensi (darah tekanan) meningkat, kalium menyebabkan penurunan dalam tekanan darah. Oleh itu, nisbah natrium / kalium di diet dianggap sangat penting. Kajian Jepun menunjukkan bahawa pada orang yang makan a diet sangat kaya dengan garam (garam meja), nisbah natrium-kalium juga meningkat darah tekanan. Sumber natrium yang paling penting bagi manusia adalah garam meja - 1 g NaCl mengandungi 0.4 g natrium, atau 1 g natrium terdapat dalam 2.54 g NaCl. Kira-kira 95% pengambilan natrium berasal dari natrium klorida. Garam biasa digunakan sebagai perasa dan sebagai pengawet. Atas sebab ini, makanan yang diproses dan disediakan secara industri, seperti produk daging dan sosej, ikan dalam tin, keju keras, roti dan makanan yang dipanggang, sayur-sayuran dalam tin dan sos siap pakai, mempunyai kandungan natrium yang tinggi (> 400 mg / 100 g), dengan produk sosej sepanjang hayat, ham salai, keju jenis tertentu dan makanan yang diawetkan dalam air garam, seperti herring dan timun, tinggi natriumnya (> 1,000 mg / 100 g). Sebaliknya, makanan tumbuhan yang belum diproses atau semula jadi, seperti bijirin, kentang, kacang, buah-buahan, dan sayur-sayuran, kecuali beberapa sayur-sayuran akar dan berdaun, rendah natrium (<20 mg / 100 g), walaupun terdapat perbezaan wilayah yang cukup besar - kedekatan dengan laut, persenyawaan [1-5, 10, 12, 14, 18, 19, 22, 26, 27]. Menurut banyak masyarakat profesional dan WHO (Dunia Pemeriksaan Organisasi), pengambilan garam harian harus dihadkan kepada ≤ 6 g - cadangan: 3.8 hingga g 6 g NaCl / hari (1.5 hingga ≤ 2.4 g sodium / hari). LOAEL (Tahap Kesan buruk yang paling rendah diperhatikan) untuk natrium diet ialah 2.3 g natrium / hari (5.8 g NaCl / hari) menurut FNB (Lembaga Makanan dan Pemakanan). Peningkatan dalam tekanan darah telah diperhatikan sebagai kesan buruk. Kerana penggunaan makanan industri yang tinggi, seperti daging dan keju yang disembuhkan, pengambilan natrium setiap hari klorida di negara perindustrian Barat jauh melebihi jumlah harian yang disyorkan-terutama pada lelaki-dan rata-rata antara 12-15 g NaCl / hari (4.7-5.9 g natrium / hari) dengan nisbah natrium-kalium diet 3: 1. Sangat rendah- natrium diet dicirikan oleh pengambilan harian tidak lebih daripada 0.4 g natrium (1 g NaCl).
Penyerapan
Natrium dapat diserap (diserap) di usus kecil dan besar oleh mekanisme aktif dan pasif. Pengambilan mineral secara aktif ke sel-sel mukosa (sel-sel mukosa) usus berlaku melalui pelbagai pengangkutan transmembran protein (pembawa) bersama-sama dengan makronutrien, seperti glukosa, galactose, dan asid amino, atau ion, seperti hidrogen (H +) dan ion klorida (Cl-). Contoh sistem pengangkutan berpasangan nutrien adalah natrium /glukosa cotransporter-1 (SGLT-1), yang mengangkut glukosa dan galactose, masing-masing, dan ion Na + ke dalam sel melalui symport (pengangkutan yang diperbetulkan) di bahagian atas usus kecil. Pembawa yang digabungkan dengan ion termasuk antiporter Na + / H +, yang mengangkut Na + dengan pertukaran ion H + di usus kecil dan besar, dan penyokong Na + / Cl, yang memindahkan Na + bersama Clions ke dalam enterosit dan kolonosit (sel dari usus kecil dan besar epitelium, masing-masing) di usus kecil dan besar. Daya penggerak sistem pembawa ini adalah elektrokimia, kecerunan natrium sel ke dalam, yang diaktifkan oleh Na + / K + -ATPase, yang terletak di basolateral (menghadap darah kapal) membran sel dan diaktifkan oleh penggunaan ATP (trifosfat trifosfat, nukleotida pembekal tenaga sejagat) memangkinkan pengangkutan ion Na + dari sel usus ke dalam aliran darah dan ion K + ke dalam sel usus. Natrium cepat diserap dan hampir sepenuhnya (≥ 95%) kerana kelarutannya yang baik. Kadar penyerapan sebahagian besarnya bergantung kepada jumlah yang dibekalkan secara lisan.
Pembahagian dalam badan
Jumlah natrium badan pada manusia yang sihat adalah sekitar 100 g atau 60 mmol (1.38 g) / kg berat badan. Dari jumlah ini, kira-kira 70%, sepadan dengan kira-kira 40 mmol / kg berat badan, dapat ditukarkan dengan cepat, sementara sekitar 30% disimpan dalam bentuk terikat sebagai simpanan tulang. 95-97% natrium badan terletak di ruang ekstraselular (di luar sel) - serum natrium kepekatan 135-145 mmol / l. Selebihnya 3-5% terdapat secara intraselular (di dalam sel) - 10 mmol / l. Natrium adalah kation cecair ekstraselular yang paling ketara baik secara kuantitatif maupun kualitatif [1, 3-5, 6, 9, 11-13, 18, 22].
Perkumuhan
Lebihan natrium dalam badan disingkirkan sebahagian besar oleh buah pinggang-100-150 mmol / 24 jam-dan hanya sedikit dengan tinja-5 mmol / 24 jam. Rata-rata 25 mmol sodium / l hilang dengan peluh. Berpeluh berat boleh disertai dengan kehilangan natrium lebih dari 0.5 g / l, walaupun jumlah natrium meningkat dengan peningkatan jumlah peluh, tetapi juga dapat berkurang dengan aklimatisasi (adaptasi). Di samping itu, natrium diekskresikan secara kecil-kecilan melalui cecair air mata, mukosa hidung, dan air liur. Di dalam buah pinggang, natrium disaring sepenuhnya glomerular dan 99% diserap semula dalam tubulus distal (tubulus ginjal). Jumlah natrium yang dikeluarkan di dalam air kencing bergantung pada jumlah yang dibekalkan seketika (dengan makanan). Dalam konteks ini, perkumuhan buah pinggang (perkumuhan melalui buah pinggang) dikenakan irama 24 jam. Pada pengambilan natrium harian sebanyak 120 mmol (~ 2.8 g), kira-kira 0.5% natrium yang ditapis glomerular diekskresikan dalam air kencing jika fungsi ginjal masih utuh. Penggandaan pengambilan natrium makanan (melalui makanan) juga menyebabkan penggandaan jumlah natrium yang dihilangkan melalui air kencing. Penyesuaian buah pinggang (buah pinggang) perkumuhan natrium untuk pengambilan natrium diet memakan masa sekitar 3-5 hari. Selama ini, mineral disimpan sementara (disimpan). Faktor berikut meningkatkan perkumuhan natrium buah pinggang dan mungkin berkaitan dengan kekurangan natrium:
- Gangguan endokrin, seperti penyakit Addison (kekurangan adrenokortikal primer) → penyerapan semula natrium buah pinggang terganggu oleh kekurangan hormon steroid aldosteron
- Penyakit ginjal yang berkaitan dengan penyerapan semula natrium yang terganggu.
- Polyuria (peningkatan pengeluaran air kencing yang tidak normal, misalnya, di kencing manis mellitus).
- Pengambilan yang tidak mencukupi diuretik (penyahhidratan) dadah).
Kerana berkesan peredaran enterohepatik (hati-terusan peredaran, natrium dirembeskan (dirembeskan) melalui bile sebahagian besarnya diserap semula dalam usus. Apabila penyerapan semula terganggu, misalnya, di cirit-birit (cirit-birit), kehilangan natrium yang ketara melalui najis mungkin berlaku, meningkatkan risiko kekurangan natrium.
Peraturan homeostasis natrium
Manakala natrium intraselular kepekatan dikendalikan oleh Na + / K + -ATPase, pengawalan kepekatan natrium ruang ekstraselular berlaku melalui renin-angiotensin-aldosteron sistem (RAAS) dan peptida natriuretik atrium (ANP). Kekurangan natrium mengakibatkan penurunan volume ekstraselular (hipovolemia) yang disebabkan secara osmotik-penurunan tekanan darah-yang dikendalikan oleh reseptor tekanan (tekanan) sistem tekanan tinggi dan reseptor isipadu sistem tekanan rendah, menyebabkan pelepasan protease tertentu yang disebut renin (enzim yang membelah ikatan peptida dengan pengumpulan air) dari alat juxtaglomerular buah pinggang. Renin membelah decapeptide (peptida terdiri daripada 10 asid aminodan prohormone (prekursor hormon) angiotensin I dari protein angiotensinogen di hati, yang kemudian ditukar menjadi angiotensin I oleh protease kedua, enzim penukaran angiotensin. Angiotensin Converting Enzyme (ACE), menghasilkan octapeptide (peptida terdiri daripada 8 asid amino) dan hormon angiotensin II. Angiotensin II mempunyai mekanisme tindakan yang berbeza:
- Vasokonstriksi umum (vasoconstriction) kecuali pada koronari kapal → peningkatan jumlah ekstraselular dan peningkatan tekanan darah.
- Penurunan kadar penapisan glomerular (GFR) melalui vasokonstriksi → penurunan natrium ginjal dan perkumuhan air.
- Pembebasan kortikoid mineral aldosteron dalam korteks adrenal → aldosteron mendorong peningkatan penggabungan saluran natrium (ENaC, Bahasa Inggeris: Saluran Natrium Epitelium (Na)) dan saluran kalium (ROMK, engl.: Saluran Kalium Renal Outer Medularry (K)) dan pengangkut natrium-kalium (Na + / K + -ATPase) ke dalam apikal (menghadap lumen) dan basolateral (menghadap saluran darah) membran sel tubulus distal (tubulus ginjal) dan mengumpulkan tubulus buah pinggang, masing-masing, yang berkaitan dengan peningkatan penyerapan natrium dan retensi osmotik (retensi ) air serta peningkatan perkumuhan kalium
- Rembesan hormon antidiuretik (ADH) dari neurohypophysis (lobus posterior kelenjar pituitari) → ADH merangsang penyerapan semula air di tubulus distal dan mengumpul tiub buah pinggang dan mengurangkan perkumuhan air
- Peningkatan sensasi dahaga dan selera garam → pengambilan cecair dan garam meningkat
Semua kesan hormon ini disebabkan oleh jumlah kekurangan sodium membawa peningkatan kandungan natrium dan air dalam badan dengan peningkatan jumlah ekstraselular dan peningkatan tekanan darah. Mekanisme maklum balas negatif menghalang pengaktifan RAAS yang berlebihan dengan menghalang pembebasan renin melalui tekanan darah yang lebih tinggi, aldosteron dan angiotensin II. Sekiranya peningkatan pengambilan garam dan peningkatan jumlah darah yang disebabkan secara osmotik (hipervolemia) - peningkatan tekanan darah - sintesis dan rembesan peptida natriuretik atrium (ANP) dari atrium jantung, terutamanya dari Atrium kanan, berlaku, dikawal oleh reseptor tekanan atrium. ANP mencapai buah pinggang, di mana ia menghalang rembesan renin dari alat juxtaglomerular dan dengan itu pengaktifan RAAS. Ini mengakibatkan peningkatan natrium ginjal dan perkumuhan air, menormalkan isipadu ekstraselular dan tekanan darah. Sekiranya terdapat penyakit endokrin, homeostasis natrium mungkin terganggu. Sebagai contoh, Penyakit Cushing (peningkatan rangsangan korteks adrenal sebagai akibat dari ACTH (hormon adrenokortikotropik) -menghasilkan tumor di kelenjar pituitari, yang menyebabkan peningkatan pembebasan aldosteron) atau Penyakit Addison (kekurangan adrenokortikal utama yang menyebabkan kekurangan aldosteron) dikaitkan dengan peningkatan atau penurunan retensi natrium dan akhirnya dengan kelebihan (→ peningkatan tekanan darah, dll.) atau kekurangan natrium. atau kekurangan natrium (→ menurunkan tekanan darah, "kelaparan garam," dan lain-lain). Kepekatan natrium serum bukanlah ukuran yang sesuai untuk menentukan status natrium tubuh manusia. Ini hanya mencerminkan stok air percuma. Hyponatremia (tahap natrium serum rendah) tidak semestinya menunjukkan kekurangan natrium, tetapi hanya osmoregulasi yang terganggu (peraturan tekanan osmotik cecair badan) atau peningkatan jumlah ekstraselular (hipervolemia). Perkumuhan natrium dalam air kencing 24 jam dianggap sebagai penanda pengambilan atau stok natrium terbaik dalam tubuh manusia.
