Biopierwiastki, czyli makro-, mikro- i ultraelementy.

Gospodarka wodno-elektrolitowa organizmu człowieka.

Biopierwiastki w profilaktyce i terapii schorzeń.

 

Potas – kalium, K i pompa sodowo-potasowa


 

Potas jest głównym kationowym składnikiem płynu wewnątrzkomórkowego. Wraz z postępem cywilizacji i chemizacji pożywienia obserwuje się zmniejszoną podaż potasu w codziennej diecie, przy równoczesnym nadmiarze chlorku sodu. Tymczasem niedobór potasu sprzyja powstawaniu udarów mózgu, nadciśnienia i niemiarowości serca.  

Zawartość potasu w organizmie człowieka o masie 70 kg wynosi 135 g (3400 mmol). 98% potasu znajduje się w płynie wewnątrzkomórkowym, tylko 2% w płynie pozakomórkowym. Potas określa stężenie anionów i osmolalność płynu wewnątrzkomórkowego. 75% potasu znajduje się w tkance  mięśniowej.  Stężenie potasu w płynie pozakomórkowym i wewnątrzkomórkowym jest starannie regulowane, bowiem takie różnice warunkują prawidłowe przewodnictwo nerwowo-mięśniowe (pobudliwość komórek). Jest to ważne dla prawidłowej czynności serca, mięsni gładkich przewodu pokarmowego czy mięsni szkieletowych.

Przeciętna dieta dostarcza człowiekowi w ciągu doby 60 mmol potasu, jednakże aż 55 mmol potasu zostaje wydalone z moczem. Ilość wydalanego potasu w moczu zależy od jego stężenia w płynach ustrojowych (w płynie pozakomórkowym). Z kałem i potem człowiek traci do 5 mmol potasu w ciągu doby. Nerki mają ograniczoną zdolność zatrzymywania potasu w ustroju, dlatego jego utrata może postępować pomimo niedoboru potasu w organizmie.

Średnie stężenie potasu w osoczu wynosi około 5 mmol/l (20 mg/dl) a w erytrocytach ok. 112 mmol (440 mg/dl). Różne rozmieszczenie potasu  poza komórką i wewnątrz komórki utrzymują błony komórkowe oraz pompy sodowo-potasowe. Pompa sodowo-potasowa zapewnia transport aktywny, do którego potrzebna jest energia zgromadzona w postaci ATP. Transport taki odbywa się wbrew gradientowi stężeń. Możliwe jest dzięki temu utworzenie różnicy potencjałów po obu stronach błony komórkowej. Pompa sodowo-potasowa jest aktywowana przez jony Mg2+. Składa się z 4 podjednostek glikoproteinowych 2 alfa i 2 beta. Pompa ma charakter enzymu – ATP-azy (adenozynotrójfosfatazy). Od strony wnętrza komórki pompa wiąże 3 jony sodu Na+, uzyskuje aktywność kinazy i przy udziale ATP (adenozynotrójfosforanu) przeprowadza fosforylację jednej ze swoich podjednostek, co zmienia konformację (ukształtowanie) pompy. Wskutek tego następuje zamknięcie kanału od strony wewnętrznej a otwarcie kanału od strony zewnętrznej. Sód zostaje wyrzucony poza komórkę. Równocześnie od strony zewnętrznej dochodzi do związania 2 jonów potasu K+, pompa uzyskuje aktywność fosfatazy i odczepia resztę fosforanową (uprzednio związaną podczas fosforylacji) od podjednostki alfa. Zmienia to konformację pompy i doprowadza do stanu wyjściowego. Dwa jony potasu zostają wprowadzone do wnętrza komórki.

W ten sposób powstaje różnica potencjałów. Dwa jony potasu zostają wprowadzone do wnętrza komórki, podczas gdy 3 jony sody zostają wydalone na zewnątrz, poza komórkę. Błona komórkowa po stronie wewnętrznej posiada ładunek bardziej ujemny. Różnica potencjałów wynosi –90 mV. Błona po stronie zewnętrznej posiada ładunek bardziej dodatni. Taki stan komórki zapewnia wrażliwość komórki na podniety, gotowość na pobudzenie nerwowe lub chemiczne.

Przy pobudzeniu następuje proces depolaryzacji błony, podczas której zachodzi gwałtowne wnikanie jonów sodu do wnętrza komórki i wędrówka jonów potasu na zewnątrz, poza komórkę. Zachodzi wówczas odwrócenie biegunowości i występuje potencjał czynnościowy. Gwałtowny ruch jonów w obu kierunkach wyzwala ładunek elektryczny (prąd), który wystarcza do powstania fali depolaryzacji, która przesuwa się wzdłuż błony komórki. W ten sposób powstaje impuls. Potencjał czynnościowy wynosi ok. +50 mV. Stan taki trwa krótko, wkrótce dochodzi do uruchomienia pomp jonowych, które przywracają poprzedni (spoczynkowy) potencjał - wypompowując sód na zewnątrz i pobierając potas z powrotem do wnętrza. Przywrócenie różnicy potencjałów nosi nazwę repolaryzacji. Fala depolaryzacji podczas pobudzenia wędruje wzdłuż błony do następnej komórki, z którą się błona komórki uprzednio pobudzonej styka. W ten sposób jest przewodzony impuls w tkance nerwowej, w której neurony są ze sobą połączone. Ponadto z komórek nerwowych podnieta może być również przeniesiona na inne komórki, np. mięśniowe, czy gruczołowe.

Niedobór jonów potasowych w surowicy krwi nosi nazwę hipokalemii (hipokalemia, hipokaliemia). Przyczyny hipokalemii są różne:

-         utrata potasu przez przewód pokarmowy (wymioty, biegunka, przetoki zewnętrzne, nadużywanie leków przeczyszczających);

-         utrata potasu przez nerki (kwasica cewkowa, nadmiar aldosteronu – hiperaldosteronizm, zespół Cushinga, podawanie preparatów litu, zażywanie środków moczopędnych, nadużywanie preparatów z lukrecji, niedobór 11- i 17-hydroksylazy);

-         niedostateczna podaż potasu z pokarmem;

-         alkoholizm

-         niekontrolowane stosowanie insuliny.

 

Objawy hipokalemii: osłabienie mięśniowe, depresja, brak łaknienia, utrata perystaltyki jelit, zaparcia, porażenna niedrożność jelit, nudności, wymioty, porażenie mięśni oddechowych, niewydolność oddechowa, niewydolność wydzielnicza nerek, niemiarowość akcji serca (tachyarytmia).

            Nadmiar jonów potasu w surowicy krwi powoduje hiperkalemię. Przyczyny hiperkalemii:

-         nadmierna podaż potasu z pożywieniem;

-         zmniejszenie wydalania potasu przez nerki (niewydolność nerek, choroba Addisona, niedobór reniny, niedobór aldosteronu – hipoaldosteronizm, niedokrwistość sierpowata, zespół Ardnolda-Healy’ego (zaburzenia czynności cewki dalszej);

-         nadmierne uwalnianie potasu z tkanek (rozpad tkanek, hipertonia płynu pozakomórkowego (nadmiar sodu, glukozy, podanie nadmiaru mannitolu);

-         przedawkowanie glikozydów nasercowych;

-         kwasica;

-         niedobór insuliny;

-         hemoliza.

 

Preparaty potasu znalazły zastosowanie w profilaktyce nadciśnienia. Zalecane są dla osób narażonych na duży wysiłek fizyczny, w tym sportowców, którzy tracą znaczne ilości potasu z potem. Trening 4 godzinny przyczynia się do wydalenia z potem nawet 800 mg potasu.

            Dobrym źródłem potasu są pomidory, ziemniaki, banany, pomarańcze, papryka, musztarda, gorczyca, śliwki suszone, rosół, sardynki w oliwie i podroby.

 

Patrz także sód i chlor

 

Strona główna - Home

---

Pracownia Biochemii i Biologii Medycznej

---

Witaminy - vitaminum

 

Dokument chroniony prawami autorskimi

Krosno 2004