Роль калия в живом организме: Роль ионов калия для организма

Калий биологическая функция — Справочник химика 21

    Для нормального роста и вьшолнения биологических функций человеку и животным кроме витаминов необходим также целый ряд неорганических элементов. Эти элементы можно разделить на два класса макроэлементы и микроэлементы. Макроэлементы, к которым относятся кальций, магний, натрий, калий, фосфор, сера и хлор, требуются организму в относительно больших количествах (порядка нескольких граммов в сутки). Часто они выполняют более чем одну функцию. Например, кальций служит структурным компонентом неорганического вещества костей гидроксиапатита, состав которого можно приблизительно описать формулой [Саз (РО гЗз. Вместе [c.294]
    Макроэлементами в живом веществе являются кислород, водород, углерод, азот, кальций, сера, фосфор, калий, магний, железо, кремний, натрий, хлор и алюминий. Их роль в живых организмах различна. Первые десять элементов (их названия выделены в перечне полужирным шрифтом) жизненно необходимы для животных и для растений. Натрий и хлор, безусловно, нужны всем животным и полезны для некоторых видов растений. Биологические функции кремния и алюминия изучены недостаточно. Все макроэлементы живого вещества располагаются в верхней части периодической системы. Большинство из них входит в состав второго и третьего периодов. [c.142]

    Натрий и калий в живой клетке. Несмотря на большое сходство химических свойств натрия и калия, их биологические функции различны. В плазме клеток велико содержание катионов К+, но относительно мало катионов Ма+, и наоборот, во внеклеточном растворе много Ма+, но мало К+. Концентрация калия внутри клетки превышает концентрацию вне клеток в 10 раз и более. Катион калия связан с внутриклеточной активностью, а катион натрия участвует в процессах на внешней поверхности клетки и эти два катиона не могут заменить друг друга. Катион К+ является важным активатором более чем 60 ферментов внутри клетки. Катион Ма+ не действует на К+-зависимые ферменты. Катион Na+ также активирует несколько ферментов, а К+ не способен их активировать.

 [c.277]

    Утверждение, что калий-натриевый градиент играет роль буфера протонного потенциала, позволяет понять не только биологическую функцию этого градиента, но и причину, которая в течение многих лет препятствовала выяснению его значения для жизнедеятельности клетки. Мысль о буферной роли калий-натриевого градиента не могла родиться, прежде чем был открыт протонный потенциал и было доказано, что он служит конвертируемой формой энергии. Все эти годы проблема калия и натрия просто ждала своего часа. 

[c.173]

    В животных организмах калий необходим для нормальной ра боты мышечных клеток и нервной системы. Нормальный ритм ра боты организма, в частности ритм сокращения сердца, поддержи вается при определенном соотношении концентраций ионов калия и натрия. Оценивая роль ионов калия и натрия в развивающихся системах — клетках и организмах, — приходится констатировать, что не химическое сходство, казалось бы такое очевидное, а довольно тонкие различия между ионами стали основой для того распределения биохимических функций, которое необходимо для действия биологических систем связи и регулирования.

 [c.153]

    Различная адсорбируемость солей калия и натрия почвенным комплексом привела к разделению ионов ионы натрия оказались в водах морей и океанов, а ионы калия закрепились в почве и, естественно, вошли как важнейший компонент в метаболические процессы растений. Различная способность ионов калия и натрия проходить через биологические мембраны обусловила и специфические функции этих ионов в передаче нервного импульса.  [c.153]

    Аккумулятивная функция Сущность этой функции заключается в накоплении в форме ГВ важнейших элементов питания живых организмов, органических соединений, несущих энергетические запасы или непосредственно необходимых и усваиваемых микроорганизмами или растениями, а также элементов, не участвующих в биологических процессах Такое накопление происходит не только в почвах, но также в природных водах, донных отложениях, где ГВ служат источниками энергии и питания для биоты Именно в форме ГВ в почвах накапливается до 90% всего азота, половина и более фосфора, серы [451] В этой же форме аккумулируются и сохраняются длительное время калий, кальций, магний, железо и практически все необходимые микроорганизмам микроэлементы В составе ГВ идентифицируются такие элементы, как Н , РЬ, N1, 2п, Си и Аи, которые они очень эффективно сорбируют 

[c. 350]

    В природе с белками связано относительно небольшое число металлов. Если рассматривать также ферменты, активируемые металлами, то к этому списку элементов следует добавить лишь натрий, калий и магний. Биологическая роль иона металла в белке характеризуется высокой специфичностью. И тем не менее в зависимости от типа белка один и тот же ион металла осуществляет различные функции разнообразие выполняемых функций является, очевидно, следствием ограничений, накладываемых белковым окружением. В связи с этим биологическая специфичность функций металла имеет, по-видимому,- стереохимическую природу. Основная тема обзора — значение структурных и стереохимических данных и сведений о строении координационных центров металл —лиганд для выяснения функциональной роли металлов в ферментативных процессах — не требует, таким образом, дополнительного обоснования. 

[c.16]

    Липиды играют важную биологическую роль они являются источником энергии для животного организма, при окислении в организме 1 г жира выделяется 9,3 кал.

Они хорошие растворители биологически активных веществ (например, витаминов), необходимы для осуществления нормальных функций животного организма. Жировая ткань образует мягкую изолирующую прослойку, защищая внутренние органы и все тело от толчков, ударов и переохлаждения. [c.267]

    Важное биологическое значение имеют и некоторые щелочные и щелочноземельные элементы. По сравнению с переходными элементами они связываются менее прочно, и поэтому более легко и свободно перемещаются. Функция натрия и калия в клеточных мембранах связана с нервными импульсами. Магний и кальций участвуют в процессе превращения химической энергии в работу мышц. Определенную функцию в биохимических процессах выполняют и некоторые неметаллы [51]. 

[c.601]

    Остальные из названных выше элементов металлы. Каковы же их функции Какая роль, например, магния, для чего нужны организму калий и натрий, каковы функции ионов кобальта, сделавшие его необходимым для нормальной работы организма Не всегда удается дать исчерпывающие ответы на подобные вопросы. В дальнейшем мы изложим те сведения о роли ионов металлов в ферментных системах, которые могут считаться надежно установленными. Природа экономно использует металлы — их содержание в организмах невелико и ион каждого вида выполняет различные функции. Чаще всего они связаны с усилением действия биологических катализаторов или образованием специфических активных групп катализаторов — металлосодержащих ферментов. Известно, что металлы, как правило, входят в состав организмов в виде комплексных соединений. Так, железо с азотсодержащими веществами образует сложный комплекс — гем. Гем вступает во взаимодействие с белками, и в зависимости от того, с каким белком он соединился, получающееся вещество приобретает различные свойства. В одном случае получается превосходный переносчик кислорода — гемоглобин, в другом — фермент, разлагающий перекись водорода,— каталаза, в третьем — фермент пероксидаза и т. д. 

[c.10]

    Ионы кальция, магния, калия и натрия регулируют многие биологические процессы они влияют на функции ферментов и играют роль в передаче нервного возбуждения. Между ними наблюдается антагонизм эффект избыточного количества калия подавляется увеличением концентрации натрия. [c.19]

    Растворимые соединения бария токсичны. Это объясняется тем, что вследствие близости ионных радиусов Ва + и катион бария может замещать катион калия в биологически активных соединениях, не выполняя его функцию. 

[c.307]

    Спинномозговая жидкость. Функции механическая защита мозга, удаление продуктов метаболизма из мозга, транспорт биологически активных веществ. Общий объем СМЖ — 150 мл, плотность — 1,006—1,008, pH — 7,31, содержание белков — 200—400 мг/л, глюкозы — 2,5-4,44 ммоль/л, натрия — 138-150, калия — 2,7—3,9 ммоль/л. Равновесие между глюкозой крови и глюкозой СМЖ устанавливается за 4 ч. При спинномозговой пункции требуется одновременная оценка уровня глюкозы в крови и СМЖ. Белки проникают в СМЖ из плазмы крови путем пиноцитоза через эндотелий капилляров.  [c.457]

    В лейкопластах образуются крахмал и некоторые другие вещества клетки. В хромопластах, окрашенных в желтый, красный или оранжевый цвет, накапливаются биологически важные вещества— каротиноиды. Хлоропласты являются органами первичного синтеза углеводов — фотосинтеза. Они устроены очень сложно. Это округлые или овальные тельца, ярко-зеленого цвета, размером в несколько микрометров. Внутри них находятся очень мелкие зерна— граны, окрашенные в ярко-зеленый цвет. Хлоропласты состоят из хлорофилла, белков, липидов, каротиноидов и некоторого количества РНК- Из элементов, кроме магния, входящего в молекулу хлорофилла, в них обнаружены калий, кальций, марганец и др. Главная функция хлоропластов — биосинтез глюкозы, который идет при использовании солнечной энергии. [c.26]

    В зависимости от химического состава ПАВ мицеллы могут быть неионными, катионными, анионными или амфотерными. Физические свойства ряда детергентов приведены в табл. 1. Наиболее широко применяемые неионные детергенты содержат полиоксиэти-леновую или полиоксипропиленовую цепь, связанную, как правило, со спиртами или фенолами имеющими длинную углеводородную цепь. К неионным ПАВ относятся также эфиры сахаров, жирные алканоламины, жирные окиси аминов. Все эти вещества довольно трудно получить в виде индивидуальных химических соединений, однако отсутствие ионов в мицеллах, которые они образуют, делает их особенно полезными в качестве детергентов и эмульгаторов и позволяет упростить теоретическое рассмотрение структуры таких мицелл. ККМ неионных ПАВ обычно в 100 раз меньше, чем ККМ ионогенных детергентов, содержащих сравнимые по величине гидрофобные группы. Поэтому масса мицелл неионных детергентов существенно больше, чем масса мицелл ионогенных ПАВ. Анионные детергенты обычно содержат длинную углеводородную цепь и карбоксилатную, сульфатную или сульфонатную группу. В качестве противоионов выступают натрий, калий, литий или водород. Длинноцепочечные четвертичные амины или пиридипы с бромид-, хлорид- или иодид-ионом в качестве противоиона образуют группу катионных ПАВ. Степень нейтрализации заряда противоионами в слое Штерна у катионных мицелл несколько меньше (это связано с некоторым экранированием заряда четвертичной аммониевой группы), поэтому их структура более компактна по сравнению с анионными мицеллами. Катионные мицеллы обладают несколько большей солюбилизующей способностью в отношении неполярных субстратов, чем анионные мицеллы, образованные ПАВ того же молекулярного веса. Амфотерные мицеллы образованы цвиттер-ионными молекулами, у которых тип диссоциации определяется pH раствора [45, 46]. Природные фосфатиды и липиды, такие, как лецитин и соли желчных кислот, также образуют мицеллы и определяют многие важные биологические функции in vivo и in vitro [20, 47—51]. [c.228]

    Хорошо известно, что ионы кальция поступают в цитоплазму в ответ на нервную стимуляцию и что именно они вызывают различные ответные реакции в организме, такие, например, как мышечное сокращение. Весьма вероятно, что в результате присоединения ионов Са- к специфическим центрам связывания (как это имеет место, например, в каль-ций-связывающем белке карпа) в молекуле происходят конформационные изменения, инициирующие биологические ответные реакции. Кальций-связывающий белок содержит интересную систему внутренних полярных групп, связанных между собой специфическим образом с помощью водородных связей (рис. 4-5, ). Присоединение ионов кальция может вызывать перестройку этих внутренних связей (гл. 2, разд. Б.7) и изменять тем самым характер взаимодействия этого белка (функция которого точно не известна) с другим белком (ср., например, с действием тропонина С, разд. Е.1). В других кальций-связывающих центрах в белках содержатся остатки у-карбоксиглутаминовой кислоты, способной образовывать хелатные комплексы (дополнение 10-Г). [c.270]

    Каждая клетка состоит из огромного числа атомов и молекул. Попробуем разобраться, насколько они универсальны и какие функции выполняют в клетках Оказалось, что из периодической системы элементов всего лишь шесть биоэлементов используются для построения подавляющего числа биологически значимых молекул углерод С, ьшслород О, водород Н, сера 8, азот N и фосфор Р. Еще 16 микроэлементов присутствуют в клетках в различных количествах и соотношениях. К ним относятся железо Ре, медь Си, цинк Zn, марганец Мп, кобальт Со, иод I, молибден Мо, ванадий V, никель N1, хром Сг, фтор Р, селен 8е, кремний 81, олово 8п, бор В, мышьяк Аз и пять ионов натрий Na , калий К , магний Mg , кальций Са » , хлор С1 . Каков бы ни был принцип отбора атомов для процессов жизнедеятельности, он не связан с их распространенностью в природе. Например, из галогенов только хлор и иод выбраны природой, хотя фтор и бром обладают не меньшей доступностью. По-видимому, в основу отбора положен принцип пригодности и целесообразности. Например, шесть основных биоэлементов имеют набор свойств, достаточный для построения почти всех необходимых для клетки молекул. [c.6]

    Биология и медицина. Начало биологическим применениям стеклянных электродов с металлической функцией ( катион-чувствительных ) положили работы Эйзенмана с сотрудниками (1957 г.). Результаты работы, проведенной под руководством Эйзенмана, дали возможность биологам получать данные об активности ионов калия и натрия непосредственно с места их действия (in situ) в биологических процессах. В этих работах подчеркивается и другая сторона вопроса для ряда биологических явлений (возникновение биопотенциалов, клеточная проницаемость и связанные с ней процессы нервного возбуждения, кажущаяся специфичность многих клеток и тканей по отношению к ионам К ) физико-химические закономерности оказываются во многом сходными с теми, которые имеют важное значение в функционировании стеклянных и мембранных электродов. Это повышает интерес и значимость самой ионообменной теории стеклянного электрода. [c.331]

    Если смешать соответствующие фосфолипиды и белки и нанести эту смесь на поверхность воды, то спонтанно образуются мембраноподобные структуры, сходные по толщине с биологическими мембранами. Исследование таких искусственных мембран, приготовленных из белков и липидов природных мембран, дает нам возможность лучше понять структуру и функцию биологических мембран. Искусственные мембраны обнаруживают разную проницаемость для разных ионов в зависимости от природы белков и липидов, входящих в их состав. Чрезвычайно-интересные эффекты можно наблюдать при добавлении к искусственным мембранам некоторых антибиотиков. Валиномицин, например, благодаря своей структуре (т. е. определенным размерам и заряду молекулы) оказывается способным притягивать и удерживать ионы калия, но не притягивает ионов натрия (рис. 2.5). Если добавить валиномицин к искусственной мембране, отделяющей растворы с ионами К+ и Ка+ от чистой воды.  [c.28]

    Этот последний член семейства ГР—ПРЛ— ХС не выполняет у человека строго определенной функции. При биологических испытаниях он проявляет лактогенную и лютеотропную активность, а его метаболические эффекты качественно сходны с действием гормона роста, включая торможение поглощения глюкозы, стимуляцию высвобождения свободных жирных кислот и глицерола, усиление задержки азота и кальция (несмотря на повыщение выделения кальция с мочой), а также снижение мочевой экскреции фосфора и калия. ХС может поддерживать рост развивающегося плода, однако и в тех случаях, когда ни у плода, ни в плаценте нет генов группы ГР—ХС (кроме генов ГР-Ы и ХС-Ь), внутриутробное развитие плода и рост младенца в неонатальном периоде протекают нормально. Поскольку [c.177]

    Структурная и молекуля1рная организация биологических мембран. Эта проблема — одна из актуальнейших в современной биологии. Ее решение позволит не только адекватно представить структурную и функциональную организацию клетки, но и активно воздействовать на нее. Мембраны образуют большие площади и играют универсальную регуляторную роль. Функции биологических мембран многообразны активный транспорт веществ, общая н избирательная диффузия небольших молекул и рюнов, регулирование транспорта ионов и продуктов метаболизма внутри клеток, преобразование световой энергии в химическую энергию АТФ и энергии биологического окисления в химическую энергию макроэргических фосфорных связей. Мембраны поддерживают неравномерное распределение ионов (например, калия, натрия, хлора) между протопластом и окружающей средой и обусловливают появление разности биоэлектрических потенциалов. [c.65]

---

Макроэлементы | справочник Пестициды.ru

Макроэлементы принимают непосредственное участие в построении органических и неорганических соединений растения, составляя основную массу его сухого вещества. Большей частью они представлены в клетках ионами.

Макроэлементы и их соединения являются действующими веществами различных минеральных удобрений. В зависимости от вида и формы, они применяются в качестве основного, припосевного удобрения и подкормки. К макроэлементам относятся: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера и некоторые другие, однако основными элементами питания растений являются азот, фосфор и калий.

В теле взрослого человека содержится порядка 4 граммов железа, 100 г натрия, 140 г калия, 700 г фосфора и 1 кг кальция. Несмотря на такие разные цифры, вывод очевиден: вещества, объединенные под названием «макроэлементы», жизненно необходимы нам для существования.^[8] Большую потребность в них испытывают и другие организмы: прокариоты, растения, животные.

Сторонники эволюционного учения утверждают, что необходимость в макроэлементах определяется условиями, в которых зародилась жизнь на Земле. Когда суша состояла из твердых пород, атмосфера была насыщенна углекислотой, азотом, метаном и водяными парами, а вместо дождя на землю выпадали растворы кислот, именно макроэлементы были единственной матрицей, на основе которых могли появиться первые органические вещества и примитивные формы жизни. Поэтому даже сейчас, миллиарды лет спустя, все живое на нашей планете продолжает испытывать необходимость в обновлении внутренних ресурсов магния, серы, азота и других важных элементов, образующих физическую структуру биологических объектов.

Физические и химические свойства

Макроэлементы различны как по химическим, так и по физическим свойствам. Среди них выделяются металлы (калий, кальций, магний и прочие) и неметаллы (фосфор, сера, азот и прочие).

Некоторые физические и химические свойства макроэлементов, согласно данным:[2]
Макроэлемент	Атомный номер	Атомная масса	Группа	Cвойства	Т. кип, °C	Т. плавл, °C	Физическое состояние при нормальны условиях
Азот (N)	7	14,0	V	неметалл	195,8	210,00	бесцветный газ
Фосфор (P) (белый фосфор)	15	30,97	V	неметалл	44,1	257	твердое вещество
Калий (K)	19	39,1	I	металл	771	63,5	металл серебристо-белого цвета
Кальций (Ca)	20	40,8	II	металл	1495	842	твердый белый металл
Магний (Mg)	12	24,31	II	металл	1095	650	металл серебристо-белого цвета
Сера (S)	16	3,07	VI	неметалл	444, 6	112,8	хрупкие кристаллы желтого цвета
Железо (Fe)	26	55,85	VIII	металл	1539	2870	металл серебристого цвета

Содержание макроэлементов в природе

Макроэлементы содержатся в природе повсеместно: в почве, горных породах, растениях, живых организмах. Некоторые из них, такие, как азот, кислород и углерод, являются составными элементами земной атмосферы.

Симптомы недостатка некоторых  элементов питания  у сельскохозяйственных культур, согласно данным:[6]
Элемент	Общие симптомы	Чувствительные культуры
Азот	Изменение зеленой окраски листьев на бледно-зеленую, желтоватую и бурую, Уменьшается размер листьев, Листья узкие и расположены под острым углом к стеблю, Число плодов (семян, зерен) резко уменьшается	Картофель, Капуста белокочанная и цветная, Томаты, Репчатый лук, Огурцы, Свекла, Земляника, Черная смородина, Яблоня
Фосфор	Скручивание краев листовой пластинки, Образование фиолетовой окраски	Картофель, Капуста, Томаты, Свекла, Лук, Земляника, Малина, Красная смородина, Яблоня
Калий	Краевой ожог листьев, Вялость листьев, Свисание листьев, Полегание растений, Нарушение цветения, Нарушение плодоношения	Картофель, Томаты, Свекла, Морковь, Лук, Огурцы, Земляника, Малина, Черная смородина, Яблоня
Кальций	Побеление верхушечной почки, Побеление молодых листьев, Кончики листьев загнуты вниз, Края листьев закручиваются вверх	Картофель, Томаты, Капуста белокочанная и цветная, Яблоня
Магний	Хлороз листьев	Картофель, Капуста белокочанная и цветная, Томаты, Огурцы, Лук, Свекла, Малина, Черная смородина, Вишня, Яблоня
Сера	Изменение интенсивности зеленой окраски листьев, Стебли – деревянистые, Замедление роста, Низкое содержание белков	Томаты, Огурцы, Подсолнечник, Бобовые, Горчица, Капуста
Железо	Окраска листьев меняется до белой, Хлороз листьев	Плодовые, Люпин, Картофель, Кукуруза, Капуста, Томаты

• Азот в связанном состоянии присутствует в водах рек, океанов, литосфере, атмосфере. Большая часть азота в атмосфере содержится в свободном состоянии. Без азота невозможно формирование белковых молекул.^[2]
• Фосфор легко окисляется и в этой связи в чистом виде в природе не обнаруживается. Однако в соединениях встречается практически повсеместно. Является важной составляющей белков растительного и животного происхождения.^[2]
• Калий присутствует в почве в виде солей. В растениях откладывается в основном в стеблях.^[2]
• Магний распространен повсеместно. В массивных горных породах содержится в виде алюминатов. В почве есть сульфаты, карбонаты и хлориды, но преобладают силикаты. В виде иона содержится в морской воде.^[1]
• Кальций – один из самых распространенных в природе элементов. Его отложения можно встретить в виде мела, известняка, мрамора. В растительных организмах обнаруживается в виде фосфатов, сульфатов, карбонатов.^[4]
• Сера в природе очень широко распространена: как в свободном состоянии, так и в виде различных соединений. Обнаруживается и в горных породах, и в живых организмах.^[1]
• Железо – один из самых распространенных металлов на Земле, однако в свободном состоянии встречается только в метеоритах. В минералах земного происхождения железо присутствует в сульфидах, оксидах, силикатах и многих других соединениях.^[2]

Роль в растении

Биохимические функции

Высокий урожай любой сельскохозяйственной культуры возможен только при условии полноценного и достаточного питания. Кроме света, тепла и воды, растениям необходимы питательные вещества. В состав растительных организмов входит более 70 химических элементов, из них 16 абсолютно необходимых – это органогены (углерод, водород, азот, кислород), зольные микроэлементы (фосфор, калий, кальций, магний, сера), а также железо и марганец.

Каждый элемент выполняет в растениях свои функции, и заменить один элемент другим совершенно невозможно.

в растения в основном поступают кислород, углерод и водород. На их долю приходится 93,5 % сухой массы, в том числе, на углерод – 45 %, на кислород – 42 %, на водород – 6,5 %.^[7]

• Углерод поглощается из воздуха листьями растений и немного корнями из почвы в виде двуокиси углерода (CO₂). Является основой состава всех органических соединений: жиров, белков, углеводов и прочих.
• Водород потребляется в составе воды, крайне необходим для синтеза органических веществ.
• Кислород поглощается листьями из воздуха, корнями из почвы, а также выделяется из состава других соединений. Необходим как для дыхания, так и для синтеза органических соединений.^[7]

для растений элементами являются азот, фосфор и калий:

• Азот – важнейший элемент для развития растений, а именно, для образования белковых веществ. Его содержание в белках варьирует от 15 до 19 %. Он входит в состав хлорофилла, а значит, участвует в фотосинтезе. Азот обнаруживается в ферментах – катализаторах различных процессов в организмах. ^[7]
• Фосфор присутствует в составе ядер клеток, ферментов, фитина, витаминов и прочих не менее важных соединений. Участвует в процессах преобразования углеводов и азотосодержащих веществ. В растениях он содержится как в органической, так и в минеральной форме. Минеральные соединения – соли ортофосфорной кислоты – применяются при синтезе углеводов. Растения используют и органические фосфорные соединения (гексофосфаты, фосфатиды, нуклеопротеиды, сахарофосфаты, фитин).^[7]
• Калий играет важную роль в белковом и углеводном обмене, усиливает эффект от использования азота из аммиачных форм. Питание калием – мощный фактор развития отдельных органов растений. Этот элемент благоприятствует накоплению сахара в клеточном соке, что повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам в зимний период, способствует развитию сосудистых пучков и утолщает клетки.^[7]

не менее важны для успешной жизнедеятельности растений. Их баланс влияет на множество важнейших процессов растения:

• Сера входит в состав аминокислот – цистеина и метионина, играет важную роль как в белковом обмене, так и в окислительно-восстановительных процессах. Положительно влияет на образование хлорофилла, способствует образованию клубеньков на корневой части бобовых растений, а также клубеньковых бактерий, усваивающих азот из атмосферы.^[7]
• Кальций – участник углеводного и белкового обмена, оказывает положительное влияние на рост корней. Остро необходим для нормального питания растений. Известкование кислых почв кальцием обеспечивает повышение плодородия почвы.^[7]
• Магний участвует в фотосинтезе, его содержание в хлорофилле достигает 10 % от его общего содержания в зеленых частях растений. Потребность в магнии у растений неодинакова.^[7]
• Железо в состав хлорофилла не входит, однако участвует в окислительно-восстановительных процессах, крайне важных для образования хлорофилла. Играет большую роль в дыхании, поскольку является составной частью дыхательных ферментов. Оно необходимо как зеленым растениям, так и бесхлорофильным организмам.^[7]

Недостаток (дефицит) макроэлементов в растениях

О дефиците того или иного макроэлемента в почве, а следовательно, и в растении отчетливо свидетельствуют внешние признаки. Чувствительность каждого вида растений к недостатку макроэлементов строго индивидуальна, однако имеются и некоторые схожие признаки. Например, при недостатке азота, фосфора, калия и магния страдают старые листья нижних ярусов, при нехватке кальция, серы и железа – молодые органы, свежие листья и точка роста.

Особенно отчетливо недостаток питания проявляется у высокоурожайных культур.

Избыток макроэлементов в растениях

На состояние растений влияет не только недостаток, но и избыток макроэлементов. Он проявляется, прежде всего, в старых органах, и задерживает рост растений. Часто признаки недостатка и избытка одних и тех же элементов бывают несколько схожи. ^[6]

Симптомы избытка макроэлементов в растениях, согласно данным:[6]
Элемент	Симптомы
Азот	Подавляется рост растений в молодом возрасте Во взрослом – бурное развитие вегетативной массы Снижается урожайность, вкусовые качества и лежкость плодов и овощей Затягивается рост и созревание Снижается устойчивость к грибным заболеваниям Повышается концентрация нитратов Хлороз развивается на краях листьев и распространяется между жилками Коричневый некроз Концы листьев свертываются Листья опадают
Фосфор	Листья желтеют На концах и краях более старые листья становятся желтоватыми или коричневыми Появляются яркие некротические пятна Раннее опадение листьев
Калий	Неравномерность созревания Полегание Снижение сопротивляемости грибковым заболеваниям Снижение устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям Ткань не некротическая Слабый рост Удлинение междоузлий На листьях пятна Листья вянут и опадают
Кальций	Межжилковый хлороз с беловатыми некротическими пятнами Пятна окрашены либо имеют наполненные водой концентрические кольца Рост листовых розеток Отмирание побегов Опадание листьев
Магний	Листья темнеют Листья немного уменьшаются Сморщивание молодых листьев Концы листьев втянуты и отмирают
Сера	Снижается урожай Общее огрубение растений
Железо	Ткань не некротическая Хлороз развивается  между жилками молодых листьев Жилки зеленые, позднее весь лист – желтый и беловатый

Содержание макроэлементов в различных соединениях

Азотные удобрения

Рекомендуются к применению на достаточно увлажненных дерново-подзолистых, серых лесных почвах, а также на выщелоченных черноземах. Они способны обеспечить до половины от общей прибавки урожая, получаемой от полной минеральной подкормки (NPK).

Однокомпонентные азотные удобрения делят на несколько групп:

1. Нитратные удобрения. Это соли азотной кислоты и селитры. Азот содержится в них в нитратной форме.
2. Аммонийные и аммиачные удобрения: выпускают твердые и жидкие. Содержат азот в аммонийной и, соответственно, аммиачной форме.
3. Аммонийно-нитратные удобрения. Это азот в аммонийной и нитратной форме. Пример – аммиачная селитра.
4. Амидные удобрения. Азот в амидной форме. К ним относятся мочевина и карбамид.
5. КАС. Это карбамид-амиачная селитра, водный раствор мочевины и аммиачной селитры.

Источник получения промышленных азотных удобрений – синтетический аммиак, образованный из молекулярного азота и воздуха.^[5]

Фосфорные удобрения

Рекомендуется к применению на почвах легкого гранулометрического состава, а также на всех прочих почвах с низким содержанием подвижного фосфора.

Фосфорные удобрения делят на несколько групп:

1. Содержащие фосфор в водорастворимой форме – суперфосфаты простой и двойной. Фосфор удобрений данной группы легко доступен растениям.
2. Содержащие фосфор, не растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах (в 2%-ной лимонной) и щелочном растворе цитрата аммония. К ним относятся томасшлак, преципитат, термофосфаты и другие. Фосфор доступен растениям.
3. Содержащие фосфор, не растворимый в воде и плохо растворимый в слабых кислотах. Полностью фосфор данных соединений может растворяться только в сильных кислотах. Это костяная и фосфоритная мука. Считаются наиболее труднодоступными источниками фосфора для растений.

Основные источники получения фосфорных удобрений – природные фосфорсодержащие руды (апатиты и фосфориты). Кроме того, для получения этого вида удобрений используют богатые фосфором отходы металлургической промышленности (мартеновские шлаки, томасшлак).^[5]

Калийные удобрения

Применение этого вида удобрений рекомендовано на почвах с легким гранулометрическим составом, а также на торфянистых почвах с низким содержанием калия. На прочих почвах с высоким валовым запасом калия потребность в данных удобрениях возникает только при возделывании калиелюбивых культур. К ним относятся корнеплоды, клубнеплоды, силосные, овощные культуры, подсолнечник и прочие. Характерно, что эффективность калийных удобрений тем сильнее, чем выше обеспеченность растений прочими основными элементами питания.

Калийные удобрения подразделяют на:

1. Местные калийсодержащие материалы. Это непромышленные калийсодержащие материалы: сырые калийные соли, кварц-глауконитовые пески, отходы алюминиевой и цементной продукции, растительная зола Однако использование этих источников неудобно. В районах с залежами калийсодержащих материалов их действие ослаблено, а дальняя транспортировка нерентабельна.
2. Промышленные калийные удобрения. Получают в результате обработки калийных солей промышленными способами. К ним относятся хлористый калий, хлоркалий-электролит, калимагнезия, калимаг и другие.

Источник производства калийных удобрений – природные месторождения калийных солей.^[5]

Магниевые удобрения

По составу подразделяют на:

1. Простые – содержат только один питательный элемент. Это магнезит и дунит.
2. Сложные – содержат два и более питательных элемента. К ним относятся азотно-магниевые (аммошенит или доломит-аммиачная селитра), фосфорно-магниевые (фосфат магниевый плавленый), калийно-магниевые (калимагнезия, полигалит карналлит), бормагниевые (борат магния), известково-магниевые (доломит), содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Источники производства магнийсодержащих удобрений – природные соединения. Некоторые используются непосредственно как источники магния, другие перерабатываются.^[4]

Симптомы недостатка и избытка фосфора

Симптомы недостатка и избытка фосфора

---

Симптомы недостатка и избытка фосфора у пшеницы:

1 – избыток; 2 – недостаток

Использованы изображения:^[11][12]

 

Серосодержащие удобрения

Элементарная сера применяется незначительно, поскольку доступной растениям она становится только после перевода в сульфатную форму с помощью микроорганизмов. Процесс это достаточно долговременный. Для обогащения почв серой в основном используют простой суперфосфат, фосфогипс, гипс. Последний обычно применяется для мелиорации солонцов.^[4]

Железосодержащие удобрения

Рекомендуются к употреблению на карбонатных почвах и на почвах с высоким содержанием усвояемых фосфатов.

Соединения железа в почву не вносят, поскольку железо способно очень быстро переходить в неусвояемые растениями формы. Исключение составляют хелаты – органические соединения железа. Для обогащения железом растения опрыскивают железным купоросом, слабыми растворами хлорного и лимоннокислого железа.^[4]

Известковые удобрения

Известкование почв – это один из методов химической мелиорации. Считается самым выгодным способом повышения урожайности на кислых почвах. Действующее вещество известковых удобрений – это кальций (Ca) в форме карбоната кальция (CaCO₃) или оксида кальция СаО.

Известковые удобрения делятся на:

1. Твердые известковые породы, которым необходимы размол и обжиг. Это известняки, известняки доломитизированные, доломиты.
2. Мягкие известковые породы, не требующие размола, – известковые туфы, озерная известь (гажа).
3. Отходы промышленности с высоким содержанием извести – сланцевая зола, дефекационная грязь (дефекат).^[4]

Навоз на соломенной подстилке –
органический источник макроэлементов

Навоз на соломенной подстилке –

органический источник макроэлементов

---

Использовано изображение:^[9]

Содержание макроэлементов в органических удобрениях

Органические удобрения содержат значительное количество макроэлементов и являются важным средством для воспроизводства плодородия почв и роста продуктивности земледелия. Содержание макроэлементов в органических удобрениях колеблется от долей процента до нескольких процентов и зависит от многих природных факторов.

включает в состав весь спектр необходимых для жизни растения микроэлементов: азота – 0,45 – 0, 83 %, фосфора – 0,19 – 0,28 %, калия 0,50 – 0,67%, кальция 0,18 – 0,40 %, магния 0,09 – 0,18 %, серы 0,06 – 0,15% от всего объема вещества, включая воду и органику. содержит несколько больше макроэлементов: азота – 0,5 – 0,86%, фосфора – 0,26 – 0,47 %, калия – 0,59 – 0,60%.

Торф, в зависимости от вида, содержит от 0,1 до 3,3% различных макроэлементов.

Птичий помет, особенно куриный, является важным источником макроэлементов. Их содержание в нем для различных элементов колеблется от 0,2 до 2,4 %.

, в зависимости от вида подстилки, содержит азота от 1,6 до 2,22%, фосфора от 1,4 – 2,0%, калия от 0,62 – 0,78 %. содержит в процентном соотношении несколько меньше макроэлементов. Однако это наиболее быстродействующее удобрение из числа органических. Содержание макроэлементов и других питательных веществ в ней различно. В среднем количество азота колеблется от 0,26-0,39 %, фосфора – 0,06 – 0, 12%, а калия – 0,36 – 0,58 %.

Содержание макроэлементов в  органических удобрениях, %, согласно данным:[4]
Вид удобрения	Макроэлементы
	Азот (общий) N	Фосфор, по P2O5	Калий, по K2O	Кальций, по CaO	Магний, по MgO	Сера, по SO3
Свежий навоз на соломенной подстилке
Крупного рогатого скота	0,45	0,28	0,50	0,40	0,11	0,06
Конский	0,58	0,28	0,63	0,21	0,14	0,07
Овечий	0,83	0,23	0,67	0,33	0,18	0,15
Свиной	0,45	0,19	0,60	0,18	0,09	0,08
Торф
Верховой	0,8 – 1,2	0,06 – 0,12	< 0.1	н.д.	н.д.	н.д.
Переходный	1,0 – 2,3	0,1 – 0,2	0,1	н.д.	н.д.	н.д.
Низинный	2,3 – 3,3	0,12 – 0,5	< 0.15	н.д.	н.д.	н.д.
Птичий помет
Куриный	1,6	1,5	0,8	2,4	0,7	0,4
Гусиный	0,7	0,9	0,6	1,1	0,2	0,3
Утиный	0,5	0,5	0,9	0,8	0,2	0,3
Навозная жижа
При молочно-товарных фермах	0,26	0,38	0,12	н.д.	н.д.	н.д.
При свиноводческих	0,31	0,36	0,06	н.д.	н.д.	н.д.
При конюшнях	0,39	0,58	0,08	н.д.	н.д.	н.д.

Способы и сроки внесения минеральных удобрений

Способы и сроки внесения минеральных удобрений зависят от физико-химических свойств различных видов удобрений, а также от почвенных условий и особенностей биологии выращиваемой культуры. Способы внесения удобрений различны:

Основное внесение
органических удобрений

Основное внесение

органических удобрений

---

Использовано изображение:^[10]

1. Допосевное или основное внесение. Включает в себя внесение наибольшей части (70 – 80 %) общей дозы минеральных удобрений. Удобрения заделывают под вспашку в глубокие увлажненные почвенные слои. Такое внесение призвано обеспечить растения питанием на протяжении практически всего периода вегетации.^[7]
2. Припосевное или припосадочное внесение. В данном случае удобрения вносят одновременно с посевом или посадкой. Глубина заделки – 2 – 3 см ниже уровня заделки семян или комбинированной сеялкой, в которой семена и удобрения смешаны. Удобрения вносятся рядковым или гнездовым способом. Эти способы рассчитаны на обеспечение растений питанием в самом начале их развития. Припосевное удобрение вносится в малых дозах и призвано обеспечивать растение питанием только первые 2 – 3 недели жизни.^[7]
3. Послепосевное внесение служит для корневой и внекорневой подкормки возделываемых культур в отдельные периоды их развития.^[7]

Аммиачная селитра, карбамид, жидкие азотные удобрения, сульфат аммония, калийные и другие удобрения, содержащие питательные вещества в формах, легко доступных растениям, в районах с достаточным увлажнением вносят под яровые культуры в полной норме. Обычно это мероприятие проводят весной при предпосевной обработке почвы.

под озимые зерновые культуры рекомендуется вносить в полной дозе осенью, под вспашку.

Азотные удобрения добавляются под озимые культуры. Первую половину вносят осенью при бороновании почвы, а вторую – ранней весной при подкормке озимых.

, содержащие питательные вещества в малорастворимой форме, рекомендуется вносить под вспашку для озимых культур и под зяблевую вспашку для яровых культур.

В лесостепных и степных районах с меньшим количеством осадков все минеральные удобрения, в частности, фосфорные и калийные, рекомендуется вносить осенью и под озимые, и под яровые культуры. В этом случае обеспечивается заделка удобрений в более глубокий почвенный слой, менее подверженный иссушению.

Минеральные удобрения вносят и в подкормку пропашных культур во время вегетации. Этот способ применяется в орошаемом земледелии, в частности, под хлопчатник.^[7]

Эффект от применения минеральных удобрений

Минеральные удобрения повышают урожай сельскохозяйственных культур. Установлено, что каждый четвертый житель Земли питается продуктами, полученными при применении удобрений.

За счет применения удобрений урожай на дерново-подзолистых почвах повышается на 55 %, на серых лесных – на 28 %, а на черноземах – на 25 %.

Значение минеральных удобрений состоит также в том, что при их применении не только повышается урожайность, но и улучшается качество возделываемых культур.

ведет к повышению белка в зерне от 1 до 3 %. увеличивают крахмалистость клубней картофеля, сахаристость корней корнеплодов, выход волокна у льна-долгунца.

Эффективность применения минеральных удобрений в Центральном районе России на дерново-подзолистых суглиныстых  почвах, согласно данным:[7]
Культура	Средняя норма удобрения кг/га			Средняя прибавка урожая ц/га
	N	P2O5	K2O
Озимая пшеница	60	60	40	10,2
Озимая рожь	60	60	40	8,2
Яровой ячмень	60	60	40	11,2
Овес	35	40	40	5,3
Картофель	90	60	60	54
Лен-долгунец	30	55	75	5,7
Капуста	90	80	150	215
Многолетние травы	70	55	55	14
Естественные сенокосы и пастбища	90	50	50	30

Огромное влияние оказывают минеральные удобрения и на плодородие почвы. Они улучшают агрохимические, физические и биологические свойства почв.

Известкование кислых почв устраняет вредное влияние кислотности, создает благоприятные условия для растений, повышает урожайность. Кроме того, известкование кислых почв снижает подвижность радиоактивных элементов, тяжелых металлов и пестицидов в почве, чем препятствует их поступлению в конечный растительный продукт.^[3]

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Власюк П.А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. Издательство «Наукова Думка», Киев, 1969

2.

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

3.

Калинский А.А., Вильдфлуш И.Р., Ионас В.А. и др. –  Агрохимия в вопросах и ответах – Мн.: Урожай,1991. – 240 с.: ил.

4.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., [16] л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

5.

Муравин Э.А. Агрохимия. – М. КолосС, 2003.– 384 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов средних учебных заведений).

6.

Петров Б.А., Селиверстов Н.Ф. Минеральное питание растений. Справочное пособие для студентов и огородников. Екатеринбург, 1998. 79 с.

7.

Соколовский А. А.; Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. М., «Химия», 1977. – 376 с.

8.

Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта +, 2000. – 640 с., ил.

Изображения (переработаны):

9.10.11.12. Свернуть Список всех источников

Заметки фитохимика. Радио-банан / Habr

Каждое чудо должно найти свое объяснение, иначе оно просто невыносимо…
К.Чапек

Я практически не касаюсь в своих статьях вещей, которые повсеместно описаны и легко доступны, к примеру макро- и микроэлементный состав фруктов/овощей. Но вот для банана решил сделать исключение. В банане много калия! Подними любого среди ночи и спроси, что полезное есть в банане — получишь ответ «калий для сердца» (утрирую, но не далеко от истины). А калий, он элемент непростой, «с ноткой радиоактивного…». В общем, чтобы узнать так ли велика радиоактивность от банана и так ли она страшна — идем под кат.
p.s. заметка «по просьбам…»

Калий относится к т.н. биогенным элементам, т.е. он постоянно присутствует в живом организме и играет важную биологическую роль. В теле человека содержится около 0,35% калия. 98% из этого количества приходится на клетки, а остальные 2% — это внеклеточная жидкость (в том числе и кровь). Градиент концентраций поддерживается т.н. «Na⁺/K⁺ насосом». Факт наличия электрохимического градиента калия между внутриклеточным и внеклеточным пространством важен для работы нервной функции (реполяризация клеточной мембраны, например). При гипокалиемии (недостатке калия) вследствие замедления реполяризации желудочков увеличивается риск нарушения сердечного ритма, который зачастую может привести к остановке сердца. В общем, ясно что очень организму нужен. Поступает он, в большинстве случаев (как и другие микроэлементы) с продуктами питания.

Важно! При необходимости уточнить какие-то данные по определенным микроэлементам/аминокислотам и т.п., я пользуюсь базой департамента США по сельскому хозяйству (United States Department of Agriculture Agricultural Research Service, оно же USDA) и вам настоятельно советую. Объективнее источника, на мой взгляд, не существует.

Так вот, по данных этой базы, в бананах примерно 358 мг калия на 100 г продукта, сравнимой «мощностью» из доступных тропических «гостей» обладает только киви со своими 522 мг калия. Все остальное достаточно редкие штуки (тамаринд — 628 мг, авокадо — 485 мг (не редкое, в суши часто встречается), дуриан — 436 мг, гуава — 417 мг, маракуйя — 348 мг). При этом сравните с родненькими «возле каждого выхода из метро» продуктами: укроп — 738 мг, шпинат — 558 мг, петрушка — 554 мг, кинза — 521 мг, даже щавель тот лесной и то 390 мг на 100 грамм продукта содержит. Есть и в овощах кой-чего: капуста брюссельская — 389 мг, тыква — 340 мг, смородина черная — 322 мг. Так что перед очередным «найти %nutrient% за 60 секунд на полке с субтропическими фруктами», гляньте по USDA базе, может все уже есть в морковке или кабачках…

В любом овоще/фрукте/зелени помимо калия, есть и его изотопы. Стабильными являются ³⁹K (93,08% от общей массы), ⁴⁰K (0,01% от общей массы, период полураспада 1,248*10⁹ лет), ⁴¹K (6,91% от общей массы). Все остальные живут от часов до наносекунд и распадаются:

Необычен наш микроэлемент (относительно других) тем, что имеет изотоп ⁴⁰K, который является редким примером изотопа, который подвергается обоим типам бета-распада. Приблизительно в 89,28% случаев он распадается на кальций-40 (⁴⁰Ca) с испусканием бета-частицы (β^—, электрон ) с максимальной энергией 1,31 МэВ и антинейтрино. Около 10,72% времени он распадается на аргон-40 (⁴⁰Ar) путем захвата электронов с испусканием гамма-излучения с энергией 1,460 МэВ и нейтрино. Радиоактивный распад этого конкретного изотопа объясняет большое содержание аргона (почти 1%) в земной атмосфере, а также высокое его содержание по сравнению с ³⁶Ar. Очень редко (в 0,001% случаев) он распадается до⁴⁰Ar, испуская позитрон (β⁺) и нейтрино. Про последнюю реакцию писалось в Хабра-статье . Дескать банан-источник антиматерии.

Благодаря озвученным фактам, именно ⁴⁰K является крупнейшим источником естественной радиоактивности животных, включая человека. В грамме природного калия происходит в среднем 32 распада калия-40 в секунду (32 беккереля, или 865 пикокюри или примерно одна триллионная часть кюри). Человеческое тело весом 70 кг содержит около 175 г калия, следовательно, каждую секунду происходит около 5400 распадов (≈ 5400 беккерель), притом непрерывно на протяжении всей человеческой жизни.

Беккерель (русское обозначение: Бк; международное: Bq) — единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в котором за 1 секунду происходит в среднем 1 радиоактивный распад. Единица названа в честь французского учёного Антуана Анри Беккереля, одного из первооткрывателей радиоактивности.

В принципе, ничего тут удивительного нет. В природе существуют и более радиоактивные продукты питания, притом радиоактивные не только из-за ⁴⁰K, но и, к примеру, радия (изотопы ²²⁶Ra, ²²⁸Ra). В качестве примера отлично подойдет бразильский орех, радиоактивность которого может достигать 12000 пикокюри на килограмм и выше (450 Бк/кг и выше).

На заметку: хуже всех в этом плане приходится курильщикам, так как табак содержит не только уже упомянутый радий ²²⁶Ra, но торий ²³⁴Th, полоний ²¹⁰Po и еще кучу всего.

Но почему-то товарищ Гэри Мэнсфилд из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, делая рассылку по ядерной безопасности RadSafe в 1995 году, написал именно про «банановую эквивалентную дозу» и началась новая эпоха. Эпоха радиоактивного банана (банановый эквивалент — штука гораздо более ядреная, чем банановый аргумент, описанный в статье).

Эквивалентная доза банана (BED) — это абсолютно неофициальная единица, которая характеризует воздействия ионизирующего излучения. Ее основное назначение — выступать в качестве доступного даже рядовому пользователя эталона, с которым можно легко сравнить дозы радиоактивности. Фактически это инструмент для описания бесконечно малых доз радиации (и бесконечно малых рисков для населения от них). Выдержка из Википедии (RU):

… Поскольку смерть или тяжелое заболевание, вызванное малой дозой облучения (ниже 0,5 Гр) крайне редки, выяснилось, что уверенно связать их с воздействием радиации на организм невозможно — потребуются наблюдения в течение длительного времени (более 12-ти лет) над огромной выборкой людей, подвергшихся облучению в такой дозе. Более того, было обнаружено положительное влияние малых доз радиации на живые организмы — гормезис. С малыми дозами радиации также связан феномен массового сознания, когда неопределенность в вопросе безопасности (или уверенность в том, что существующая опасность незначительна) трактуются как заведомое наличие опасности и формируется массовый страх перед малыми дозами радиации.

Пару слов про радиационный гормезис:

Термин радиационный гормезис был предложен в 1980 году Т. Д. Лакки и означает благоприятное воздействие малых доз облучения. Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка, активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс — воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляции иммунной системы. (1994 г. — доклад Международного комитета ООН по действию атомной радиации).

Будучи воспитанником кафедры химии высоких энергий, я к понятию гормезиса (~радиационного гормезиса) отношусь с уважением (уважение, в свое время, подкрепилось экспериментальной курсовой работой, выполненной в одной из больниц). ИМХО маленькое но постоянно, вреднее чем большое, но единоразово. Капля камень точит.

Чтобы получше ориентироваться, что малая доза, а что НЕ малая — можно использовать, помимо бананового эквивалента и наглядное пособие — сводную таблицу доз облучения (увеличить), созданную инженером и популяризатором науки Рэндаллом Патриком Монро (прим. мое — банановый эквивалент обведен красной рамкой).

Та же таблица, но переведенная на русский язык

Спасибо stalinets за подсказку

Ну а если таблица по каким-то параметрам не устраивает, возвращаемся к нашему банановому эквиваленту. 1 BED приблизительно равен дозе радиоактивности, которую человек получает при употреблении в пищу одного среднего размера банана, весом около 150 г (5,3 унции) с активностью изотопов примерно 15 Бк. Рассчитывается это все умножая ожидаемую эквивалентную дозу которую может хватануть взрослый человек за 50 лет от чистого изотопа ⁴⁰K на активность изотопа и на массу калия в банане. Получаем:

1 BED ≈ 5,02 нЗв/Бк х 32 Бк/г х 0,537 г ≈ 86 нЗв = 0,086 мкЗв (µSv) = 8,6 микрорентген (μrem)

В основном принято округлять это значение до 0,1 мкЗв (10 микрорентген) для упрощения расчетов и простоты восприятия. В общем, если ежедневно съедать по одному среднему банану в течение года, суммарная эквивалентная доза будет ≈ 37 мкЗв ≈ 3,7 мбэр.

Кстати, ожидаемая эквивалентная доза (5,02 нЗв/Бк) взята из американских источников (EPA). А вот Международная комиссия по радиологической защите использует другое значение для этого коэффициента = 6,2 нЗв/Бк и тогда при пересчете циферка получится не такая красивая. Считать будет сложнее, представлять масштабы и т.п. Поэтому используют американские данные.

На заметку: т.е. теоретически, используя приведенную формулу может создать свой %ОВОЩ/ФРУКТ% эквивалент относительно ⁴⁰K. К примеру, средний вес товарного клубня сорта (мешок которого Лукашенко подарил Путину на Новый год) составляет 100 грамм. Идем смотреть базу департамента США по сельскому хозяйству на факт содержания калия в картофеле. Важно еще выбрать правильный вариант (с кожицей/без и т.п.). Ну пусть в среднем будет 430 мг калия. Считаем и получаем 6,9 микрорентген. Выводы делайте самостоятельно (или не делайте, а читайте дальше).

Почему единица является неофициальной (и даже шуточной)? А потому что «внешний» калий (а значит и его изотопы), поступивший в организм с пищей, в нем не накапливается (т.е. «банановая доза» не является кумулятивной). Виной тому гомеостаз человеческого организма.

Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος «одинаковый, подобный» + στάσις «стояние; неподвижность») — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

Т.е. любой избыток компонента, поступивщий с пищей, достаточно быстро компенсируется выводом такого же количества с выделениями организма. Фактически, дополнительное облучение, вызванное употреблением банана, длится всего несколько часов после приема, то есть до тех пор, пока почки не восстановят нормальное содержание калия в организме. Говорит нам об этом и документ, выпущенный Агентством по охране окружающей среды США. Процитирую:

Для радиоизотопов элементов, активно участвующих в гомеостазе человеческого тела поправочные коэффициенты для расчета риска вдыхания или проглатывания, приведенные в этом документе, не подходят для применения в некоторых случаях. Например, коэффициент риска проглатывания для ⁴⁰К не подходит для расчета при употреблении природных продуктов, содержащих повышенное содержание ⁴⁰К. Это связано с тем, что биокинетическая модель, используемая в этом документе, подразумевает относительно медленное удаление этого элемента (биологический период полураспада 30 дней), что имеет место при среднестатистических объемах поступления калия в организм. Резкое же повышение употребления калия с продуктами приводит к выведению из организма равной массы биогенного калия (в том числе и изотопа ⁴⁰К) за короткий период.

Плюс ко всему, если предполагаемое время нахождения некой массы, насыщенной изотопом, в организме уменьшается в N раз (из-за одновременного приема слабительного, к примеру), то и расчетная эквивалентная поглощенная доза уменьшается в N раз тоже.

Так что… Гораздо более вредным явлением, на мой взгляд, является случай, когда множество маленьких источников излучения объединяются (в хранилищах или на складах). Недаром ходят байки о ложных срабатываниях датчиков ионизирующей радиации на таможнях США, когда через пропускной пункт проезжали машины груженые бананами.

Не знаю, многие ли в курсе, но Канада, Беларусь и Россия — являются крупнейшими производителями калийных удобрений в мире (!). Чаще всего эти удобрения идут в виде хлорида калия КCl, калимагнезии K₂SO₄*MgSO₄ и редкой калийной селитры KNO₃. А тут уже масштабы далеко не банановые. К примеру, в 1 кг самого распространенного калийного удобрения KCl (хлорид калия) ~ 524 грамма калия, т.е. это почти 1000 BED (тысячу бананов). Естественно никто в здравом уме есть это удобрение не будет, да и не сможет, т.к. порядка 15 г внутрь запросто могут привести к прекращению сердечных сокращений. Но зато вот часто видел, особенно во время весенней посевной в Беларуси, мужиков, прилегших отдохнуть на мешки с удобрениями.

Грубо говоря — нашпигует электронами (распад с выделением гамма-кванта не берем в расчет) спину довольно быстро (про эффекты для организма, благодаря уточнению Javian, можно почитать здесь). Полиэтилен мешка не спасет. Ниже картинка для тех кто забыл уроки ГО (или у кого их попросту не было 🙁 )

Бета-частицы (электроны) более или менее могут поглощаться только несколькими миллиметрами алюминия. Обматывайтесь фольгой, перед тем как прилечь, что ли…

В завершение, как всегда, маленькая лабораторная работа на тему «изучаем дозиметр». На картинках сравнение бананов и некоторых солей, содержащих калий.

Излучение от свежей китайской щелочи

Вот такая банка с китайским КОН (гидроксид калия). Думаю средство для прочистки труб «Крот» шпигует электронами похоже (если там используется KOH, а не более дешевый NaOH)

Дает вот такой фон

А вот такие значения у китайского же KCl (хлорид калия)

Ну и разговор про соли был бы неполным, если не упомянуть КBr (тот самый, седативный, который якобы скармливают солдатикам в казармах для уменьшения либидо), советского еще производства

Разница, как говорится, видна невооруженным глазом. Так что…

Мораль заметки: радиоактивность банана=существующая тысячелетиями радиоактивность изотопа ⁴⁰К. Если вы прибыли из созвездия Сириуса (и это смогут подтвердить все догоны) с другим уровнем фоновой радиации — от бананов придется отказаться (и от беларуской картошечки, кстати, тоже), а всем остальным — «не думайте про это». Курение, кстати, вредит гораздо сильнее (по объективным причинам, вроде того, что гамма-излучение, возникающее при распаде изотопов имеющихся в табаке, проникает сильнее, чем какой-то там электрон из банана). Ну и… опасайтесь долгого нахождения около больших скоплений бананов/калийных солей и т.п. источников ⁴⁰K.

Под спойлером замечания от Sumah по поводу бананового эквивалента

Лукавство бананового эквивалента

Лукавство бананового эквивалента

1. Калий-40 — это высокие энергии со всеми вытекающими. энергии излучения могут быть разными у разных изотопов. если вместо калия будет изотоп с низкими/средними энергиями, вред не обязательно будет таким же или меньше. На коротких расстояниях внутри организма ещё вопрос, что хуже/лучше высокие энергии или низкие.
2. Рассуждения о банановом эквиваленте касаются в основном внешнего облучения. Тайваньский пример — это внешнее облучение. Жители здания не вдыхали кобальт, не ели кобальт. Но даже при внешнем облучении нужно учитывать, что энергии бывают разные.
3. Рассуждения о банановом эквиваленте как об эквиваленте внутреннего облучения — это тоже очень странно. У разных изотопов разные периоды полувыведения из организма. В нашей среде есть изотопы, выведение из организма которых не доказано. А значит при любой концентрации этих изотопов в среде они накапливаются. Т.е. порога для не существует. Сколько организм натянет из среды этого %@#ма, столько и останется в могиле и/или частично вылетит в трубу крематория.
4. Никто не отменял разную радиотоксичность изотопов. СанПины никто не отменял.
5. Никто не отменял локальную концентрацию радиоактивных изотопов в организме по сравнению со средой обитания, которая может отличаться и в 10, и в 100 раз. Никто не отменял локальную концентрацию по организму, которая так же может отличаться на порядки.
6. Энергии калия-40 и энергии космического излучения (в самолёте) — это тоже как бы разные энергии.
7. Про примеры с дозиметром. Газоразрядные дозиметры завышают мощность дозы, находясь в поле высоких энергий. Мощность дозы не может быть мерилом безопасности.

Про видимость калия дозиметром в продуктах питания и прочих «чудесах», связанных с обнаружением радиоактивных изотопов в продуктах питания и в среде.

Если использовать сцинтилляционый детектор цезий йодный размером 5530 и свинцовую камеру с толщиной стенок 6мм (дно камеры 12мм), то результаты будут следующими при статистической погрешности 2% и одной сигме (доверителный интервал 68%):
— при естественном фоне около 10мкР/ч внутри пустой свинцовой камеры сцинтиллятор насчитает 0,070мкР/ч.
— если положить в камеру небольшой образец продукта, например, не самый жирный питьевой йогурт в зип-пакетик налить, то на поверхности пакетика дозиметр насчитает около 0,080мкР/ч или побольше.
Разница в показаниях будет обусловлена влиянием калия.
Ирония заключается в том, что в йогурте в этот момент вполне может быть цезий-137 на уровне единиц Беккерелей на литр, но он никак не проявится. Т.е. излучение от радиоактивного калия будет полностью маскировать излучение от радиоактивного цезия-137.
В магазинах Дикси продаётся йогурт клубничный в тетрапаке 0,5 литра с содержанием цезия-137 на уровне примерно 4Бк/литр. Йогурт производится в населённом пункте Стародуб Брянской области. Населенный пункт Стародуб находится на границе довольно существенного чернобыльского пятна в этом регионе. Ну, и Брянская зона отчуждения не очень далеко от Стародуба.
4Бк/л — это, конечно, ниже нормирования по цезию-137, но если вы сидите на субстрате из цезия-137 непрерывно, то рассуждения о полувыведении цезия-137 из организма становятся неуместными для объяснения безопасности такого потребления.
Кроме того, можно считать, что цезий-137 — это маркер радиоактивного загрязнения, о котором мы мало что знаем.
Полно примеров, когда на воздухе гамма-спектрометр не обнаруживает пик цезия-137, а обнаруживает какофонию в области низких энергий. При этом в образце поверхностного грунта или гриба/ягоды гамма-спектрометр из техногенных изотопов обнаруживает только следы цезия-137. Причём этого цезия может быть 50Бк/кг и больше

Как повысить уровень детектирования «в быту», если такое вообще возможно?

— можно каким-то образом увеличить удельный вес радиоактивного вещества: сублимировать образец продукта, к примеру.
— если есть сцинтиллятор, можно использовать свинцовую камеру или экран в виде толстого слоя воды или снега, экранирующих излучение от земли.
— если торцевой дозиметр, тогда свинцовую камеру.
— если газоразрядный дозиметр, то сублимация образца. экраны тоже можно использовать, но газоразрядник очень чувствителен к космическому излучению. оно будет периодически портить картинку чаще, чем необходимое время экспозиции. в принципе, если записывать график мощности дозы, можно попробовать просто вырезать точки, похожие на реакцию на космическое излучение, но это всё танцы с бубнами. но экран позволяет газоразрядником оценить обстановку быстро. падение мощности дозы над экраном всё равно будет. бетон, кстати, неплохо экранирует, если гравий внутри бетона не светится сильно.

Но из всего вышеперечисленного сцинтиллятор и свинцовая камера — самое эффективное и быстрое. чтобы добраться до результатов 0,070мкР/ч с погрешностью 2% нужно часа два экспозиции

Важно! Все обновления и промежуточные заметки из которых потом плавно формируются хабра-статьи теперь можно увидеть в моем телеграм-канале lab66. Подписывайтесь, чтобы не ожидать очередную статью, а сразу быть в курсе всех изысканий 🙂

Применение олигоэлементов в косметике — польза и значение, результаты использования

История открытия олигоэлементов

История открытия олигоэлементов стартует с 1922 года: базисную основу оценки микроэлементов, как важного фактора функционирования макроорганизма, дал академик В. И. Вернадский. Основатель и специалисты компании HORMETA начали разрабатывать свою продукцию спустя четверть века, став пионерами этой отрасли косметологии.

Что такое олигоэлементы?

Олигоэлементы представляют собой вещества, находящиеся в микроколичествах в живом организме. 
Они являются ингибиторами окислительных процессов, активизируют регенерацию и восстановление тканей. 

Олигоэлементы участвуют в синтезе многих клеточных структур, способствуют синтезу фибробластами волокон коллагена, эластина. Нейтрализуют процессы окисления, уменьшают количество свободных радикалов.
Олигоэлементы  — микроэлементы, обладающие важным каталитическим действием, применяются в ферментативных реакциях, чем обеспечивает нормальный обмен веществ в клетках. 

Микроэлементы используются в малых дозах. Отсюда и название: с греческого языка «олигос» переводится как «незначительный». 
Комплекс Олигокос-5 от ОРМЕТА включает в себя следующие элементы: медь, кремний, магний, цинк и марганец.

Олигоэлементы в косметологии

В косметологии их действие хорошо изучено: микроэлементы стимулируют образование структурного белка соединительной ткани коллагена, отвечающего за упругость кожи, предотвращают образование отёков, выполняют роль дезинфектантов. Каждый компонент этого комплекса играет важную роль

Комплекс олигоэлементов входит в состав антивозрастных средств. Они способствуют повышению упругости кожи, стимулируют процессы клеточного обновления. Благодаря олигоэлементам лицо приобретает здоровый цвет, уменьшается выраженность мелких морщин.

Медь (Cu) — блокировка свободных радикалов и веществ, разрушающих коллаген. 

Медь в первую очередь выполняет роль восстанавливающего, дезинфицирующего и ранозаживляющего средства. 
Её участие в процессах метаболизма выражается синтезом ряда активных ферментов, которые оказывают влияние на образование эластина. 
В составе ферментов медь осуществляет блокировку свободных радикалов и веществ, разрушающих коллаген. 

Биодоступный кремний (Si)  — активация синтеза коллагена

Кремний — очень древний и распространенный элемент неживой природы, которому мы, может быть, обязаны жизни на этой планете. На земле он занимает второе место по распространенности после кислорода:

Кремний – это один из компонентов, содержащихся в соединительной ткани человека. Его основными функциями являются восстановительные и регенерирующие действия, кроме этого кремний оказывает увлажняющий эффект. Рассматривая основные действия кремния более подробно, стоит отметить, что он способствует синтезу эластина и коллагена, а также известна его регенеративная функция, которая хорошо заметна в клетках эпидермиса и дермы.

Кремний в косметологии важен как элемент, поддерживающий функции соединительной ткани путём активации синтеза коллагена. Ввиду того, что его поступление обычным путём (с продуктами питания) затруднено, поскольку он находится в составе силикатов, активная транспортировка микроэлемента в биодоступном виде позволяет уменьшить морщины, разгладить кожу, сохранить целостность эпидермиса, плотность всех слоёв дермы.

Магний (Mg) — внутриклеточное образование АТФ

Магний – минерал, который находиться на главном месте в своем классе, когда дело доходит до обсуждения его разнообразных преимуществ в организме в целом и непосредственно для кожи лица. Magnifique – значит великолепный. От этого французского слова получил название элемент периодической таблицы – магний.

Магний является участником синтеза молекул энергетической «валюты» АТФ, обеспечивающих энергоснабжение клеток кожи: поступая внутридермально, он активизирует процессы метаболизма, обновляя клеточную структуру. При нехватке магния на лице появляются отёки, поскольку организм скапливает воду. Одновременно по причине дефицита энергии формируется неполноценный коллаген, который приводит к образованию стрий разной формы (атрофированных участков кожи в виде полос).

Цинк (Zn) — регенерация и заживление

Цинк реализует несколько задач: активизирует регенерацию кожи за счёт очистки её от жира и продуктов липидного обмена, приостанавливает действие свободных радикалов и предотвращает акне. Микроэлемент задействуют в качестве способа защиты от ультрафиолета, для отбеливания и дезинфекции кожи. Его противовоспалительное действие дополняет функцию меди.

Данный микроэлемент способствует заживлению тканей. Микроэлемент также увеличивает выработку коллагена в организме, а кому как не женщинам знать, что коллаген – белковая структура, которая отвечает не только за заживление, но и за упругость и молодость кожи.

Марганец (Mn) — активатор антиоксидантов

Марганец – один из важнейших микроэлементов для человеческого организма, поддерживающий обменные процессы и положительно влияющий на усвоение организмом других минералов, витаминов и активных веществ, в частности, витамина В1, витамина С, меди и других элементов.

Марганец является активатором антиоксидантов, куда входит супероксиддисмутаза, ликвидирующая свободные радикалы. При его помощи синтезируется глюкозамин, представляющий собой базисный строительный материал для соединительной ткани и коллагена. Элемент влияет на образование гликопротеинов (транспортных белков матрикса), отвечающих за соединение и перенос внутриклеточных компонентов в зоны роста и регенерации.

HORMETA — создатели олигокосметики с 1949 года.

Основу всех средств марки представляет уникальный комплекс специфических олигоэлементов ОЛИГОКОС – 5 (Mg, Mn, Zn, Si, Cu) в оптимальной концентрации. Этот комплекс стал предметом серьёзных научных исследований, продемонстрировавших его активные свойства

Кроме уникального комплекса олигоэлементов ОЛИГОКОС — 5, формулы марки содержат инновационные активные компоненты и растительные экстракты, сочетание которых помогает добиваться поистине фантастических результатов в решении проблемы старения кожи.

Лаборатории Ормета, основываясь на богатом минеральном и растительном разнообразии природной среды Швейцарии, являются членом ассоциации “Swisscos”, которая занимается защитой происхождения швейцарской косметики. Члены этой ассоциации обладают сертификатом, подтверждающим, что производство и упаковка продукции были произведены в Швейцарии.

Олигокосметика — мы знаем о ней все

Химические элементы в живых организмах — урок. Химия, 8–9 класс.

В организме человека содержатся атомы более чем \(70\) химических элементов.

 

Наибольшее значение имеют органогенные неметаллы углерод, водород, кислород и азот, которые входят в состав органических соединений.

 

Ионы натрия и калия очень важны для здоровья. Ион натрия — главный внеклеточный ион, а ион калия — внутриклеточный. Калий поддерживает работу сердечной мышцы.

 

Кальций входит в состав костной ткани. Ионы кальция необходимы для работы нервной системы, для работы сердца и свёртывания крови.

 

Магний является стимулятором обмена веществ, входит в состав печени, костей, нервной ткани, крови, мозга.

 

Железо входит в состав гемоглобина, который обеспечивает транспорт кислорода кровью.

 

Соединения фтора входят в состав костей и зубной эмали. Он является необходимым элементом обмена веществ в мышцах, железах, нервной ткани.

 

Хлор — один из химических элементов, без которых невозможно существование живых организмов. Хлорид натрия входит в состав плазмы крови. Он необходим для правильного обмена веществ, работы сердца и нервной системы. Соляная кислота содержится в желудочном соке и участвует в переваривании пищи.

 

Соединения брома участвуют в регуляции процессов возбуждения и торможения в нервной системе.

 

Иод входит в состав гормонов щитовидной железы, регулирующих процессы обмена веществ в организме.

 

Атомы серы содержатся в белках, многих витаминах и гормонах.

 

Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот и АТФ, содержится в костях, нервной ткани, крови.

Ученые из ИТЭБ РАН выяснили важную роль ионов калия при культивировании ранних эмбрионов млекопитающих

Для повышения продуктивности воспроизводства сельскохозяйственных животных, получения трансгенных и нокаутных лабораторных животных, а также с целью повышения эффективности вспомогательных репродуктивных методик все чаще используются такие технологии выполнения экспериментов, когда опыты проводятся «в пробирке» — вне живого организма, или «in vitro». Для успешного развития подобных технологий необходимо доскональное знание всех этапов развития эмбриональных клеток и особенностей их окружения. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино проводят исследования в области доимплантационного развития эмбрионов млекопитающих. Некоторые из результатов этой работы были опубликованы в последнем номере журнала Bulletin of Experimental Biology and Medicine.

Работа пущинских биофизиков направлена на оптимизацию свойств среды, используемой для культивирования раннего эмбриона. Дело в том, что из-за несоответствия среды культивирования инкубационного раствора изолированного эмбриона его естественному, природному окружению, эмбриональная клетка подвергается стрессу. Трудно прогнозировать, каким образом отразится такой стресс на качестве потомства. Сравнительные эксперименты показали, что скорость деления эмбриональной клетки in vitro ниже, чем в естественных условиях — in vivo. По-видимому, из-за этого происходит снижение количества клеток эмбриона на стадии бластоцисты в культуре, что влияет на процент рождаемости у кроликов и мышей.

В своей работе ученые провели анализ элементного состава жидкости в просвете яйцевода и матки млекопитающих. Их исследования показали наличие высокого содержания ионов калия в среде, окружающей ранний эмбрион in vivo – в живом организме. Затем они рассмотрели результаты раннего эмбриогенеза млекопитающих in vitro на фоне высокого уровня калия и систематизировали этот материал в соответствии с условиями экспериментального моделирования предимплантационного развития. Руководитель этого проекта, заведующий Лабораторией функциональной гистохимии ИТЭБ РАН, доктор биологических наук, профессор Александр Григорьевич Погорелов рассказывает: «Мы провели измерение концентрации ионов калия с учётом репродуктивного статуса самки мыши и участка ее генитального тракта, а также сделали сравнительный анализ содержания этого катиона в ее половых путях, сыворотке крови и перитониальной жидкости. Сравнительная оценка качества развития эмбриона до стадии бластоцисты in vitro свидетельствует о более успешном развитии в среде, содержащей калий в концентрации близкой к величине, регистрируемой в жидкости просвета яйцевода. С возрастанием содержания калия количество бластоцист на момент окончания культивирования увеличивается на 10 %».

Однако превышение концентрации калия также не желательно. В таких условиях ученые наблюдали либо снижение количества имплантаций эмбрионов, либо их гибель еще до момента имплантации, в зависимости от того, какова была концентрация калия в среде культивирования.

Таким образом, ученые сделали вывод, что клетка раннего эмбриона млекопитающего представляет собой систему, которая очень сильно зависит от внешнего окружения. А это окружение далеко не всегда не всегда соответствует условиям функционирования обычной, соматической клетки. Возможно, это объясняет специфичную реакцию эмбриона в фазе доимплантационного развития на культивирование в средах, созданных с учетом опыта культивирования уже дифференцированных клеток.

Исследования пущинских ученых в области развития раннего эмбриона млекопитающих связаны не только с прикладными направлениями исследований, но и могут помочь сохранению редких и исчезающих, и даже уже исчезнувших видов млекопитающих.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 16-16-00020).

A. G. Pogorelov, A. A. Smirnov, and V. N. Pogorelova. High Potassium Concentration during Culturing of Early Mammalian Embryos: Normal or Extreme Situation? Bull Exp Biol Med. 2017 May;163(1):163-168
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28577101

Погорелов А.Г., Смирнов А.А., Погорелова В.Н. Высокий калий норма или экстремальная ситуация при культивировании ранних эмбрионов млекопитающих. Клеточные технологии.2017, 1, стр.: 55-60
https://elibrary.ru/item.asp?id=28825563

Контакты для журналистов:

Татьяна Перевязова, пресс-секретарь ИТЭБ РАН, 8-903-224-46-31, [email protected]

5 минут об электричестве в человеке

Всем привет, я Маша Осетрова, и сегодня я немного расскажу вам про электричество в теле человека.

Сюжет о Викторе Франкенштейне, создавшем монстра из неживой материи, идейно восходит к проведенным в XVIII веке опытам Луиджи Гальвани, который заставил мышцы лягушки сокращаться под действием электрического тока. Его эксперименты вдохновили многих исследователей на изучение функций электричества в теле живых существ. На сегодняшний день ученые сильно продвинулись в этой области: придумали обезболивающие, выяснили, что заставляет наше сердце биться, что происходит в голове у влюбленных и многое другое.

Между электричеством нашего организм, и электричеством, которое обеспечивает наши дома, есть два фундаментальных различия. Электричество из розетки представляет собой поток электронов. В отличие от этого практически все токи в живых существах являются потоками ионов — атомов, имеющих электрический заряд. Токи в нашем организме связаны с пятью типами частиц: четырьмя положительными ионами — натрия, калия, кальция и водорода — и одним отрицательным хлорид-аниона.

Второе важное различие связано с направлением движения частиц. Ток в электрической цепи течет вдоль проводника, в то время как распространению электрического импульса по нейрону способствует движение ионов в перпендикулярном направлении.

В книге «Искра жизни» Фрэнсис Эшкрофт собрала воедино имеющиеся на сегодняшний день знания об электрических токах в организме человека и процессах на клеточном и молекулярном уровне, управляющих передачей электрических импульсов.

В состоянии покоя на мембране всех клеток существует разность потенциалов в 70 мВ, которую также называют потенциалом покоя. Изменение этого потенциала возможно при проходе заряженных частиц через мембрану внутрь и наружу клетки через специальные шлюзы — ионные каналы.

Для управления ионными каналами соседей нервные клетки выпускают в синаптическую щель — место контакта нейронов — специальные вещества, нейромедиаторы. Они специфично взаимодействуют с ионными каналами в мембране целевой клетки, подходя к определенному типу каналов как ключ к замку. В результате взаимодействия канал открывается, пропуская через себя ионы внутрь или наружу клетки. Направление движения частиц при этом зависит от концентрации ионов и распределения зарядов.

В состоянии покоя потенциал-зависимые натриевые и калиевые каналы клеток нервной и мышечной ткани находятся в закрытом состоянии под действием потенциала покоя. Они открываются только тогда, когда потенциал смещается в положительную сторону: когда это происходит, генерируется нервный импульс.

Хотя потенциально нервные волокна могут проводить импульсы в любую сторону, обычно они передают их только в одном направлении. Двигательные нервы передают сигнал от головного и спинного мозга к мышцам для управления их сокращением, а чувствительные нервы передают информацию в обратном направлении — от органов чувств к головному мозгу.

Поддержание клеток в поляризованном состоянии жизненно важно для организма и крайне энергозатратно. Один лишь мозг использует около 10% вдыхаемого кислорода для поддержания работы натриевого насоса и подзарядки аккумуляторов нервных клеток.

Наибольшее значение для генерации нервного импульса имеют калиевые и натриевые каналы. Это подчеркивает тот факт, что яды пауков, моллюсков, актиний, лягушек, змей, скорпионов и множества других экзотических существ воздействуют именно на них и, таким образом, нарушают функционирование нервов и мышц. Многие токсины крайне специфичны и нацелены на какой-нибудь один вид ионных каналов.

Разные яды имеют разный механизм действия: некоторые из них закупоривают ионные поры, а некоторые выступают в роли «распора», фиксируя канал в открытом состоянии. Это приводит к тому, что результатом проникновения в организм одних токсинов является паралич, а других — чрезмерное возбуждение, вызывающее судороги.

К примеру, яд тетродотоксин, содержащийся во внутренностях иглобрюха, которого японцы называют «рыба фугу», обладает специфичностью к натриевым каналам. Прочно закупоривая ионные поры, он препятствует нормальной передаче нервных импульсов, вызывая паралич и зачастую приводя к летальному исходу. Тем не менее, гурманы со всего мира регулярно рискуют жизнью, чтобы отведать фугу: при правильном приготовлении она перестает быть ядовитой, и лишь слегка покалывает небо.

Еще один токсин, ради эффекта которого люди готовы рискнуть — ботокс, используемый в косметических целях для разглаживания морщин. Ботокс, он же ботулотоксин — яд бактерий вида Clostridium botulinum, — один из самых сильных известных природных ядов. Он препятствует сокращению мышц и постепенно приводит к смерти от удушья. В количестве, умещающемся на кончике иглы, он смертелен для взрослого человека, однако инъекции ботокса под кожу в ничтожных концентрациях способствуют избавлению от мимических морщин.

На этом все, читайте умные книги, не суйте пальцы в розетку и читайте портал «Чердак»! А в следующем выпуске я расскажу вам о том, как мы делаем ЭТО.

 Анастасия Тмур

Калий | Элементы | RSC Education

Калий является важным элементом почти для всех живых существ, и в нашем организме содержится около 120 г, которые содержатся в основном в красных кровяных тельцах, мышцах и головном мозге.

Один из его природных изотопов — калий-40. Это β-излучатель, преобразующий ядро ​​в аргон-40, что объясняет, почему 1% этого газа содержится в атмосфере Земли.

Калий в нашем организме

Ионы калия выполняют множество метаболических функций, наиболее важными из которых являются регулирование внутриклеточной жидкости, растворение белков, управление нервными импульсами и сокращение мышц.Движение натрия и калия через мембраны нервных клеток позволяет передавать нервные импульсы. Это боковое движение заряда проходит как волна вдоль волокна, как если бы это был электрический ток.

Клеточные мембраны имеют каналы, по которым ионы натрия и калия протекают избирательно и против градиента концентрации. Есть триллионы этих натрий-калиевых насосов, которые могут передавать 200 ионов натрия и калия в секунду в клетку и из клетки.Некоторые каналы пропускают только калий.

Токсины и питательные вещества

Токсин черной змеи мамба убивает свою жертву, блокируя калиевые каналы. Убийства и казни совершались путем введения в кровоток концентрированного раствора хлорида калия для создания осмотического давления, препятствующего перемещению калия через клеточную мембрану. Затронуты все функции организма, но не более резко, чем сердечная мышца, которая перестает биться.

Калия в пище нужно гораздо больше, чем натрия. Нам требуется регулярное потребление, потому что у нас нет механизма для хранения этого элемента. Продукты, богатые калием, включают изюм и миндаль, которые содержат 860 мг на 100 г, смородину (750), арахис (680) и бананы (350). Существуют важные пищевые добавки на основе калия, такие как тартрат калия-натрия (KNaC ₄ H ₄ O ₆ , он же E337), который является компонентом разрыхлителя и гидросульфита калия (KHSO ₃ , он же E228). который добавляют в вина, чтобы предотвратить рост дрожжевых грибков.

Соли калия в форме нитрата калия (он же селитра, KNO ₃ ), карбоната калия (он же поташ, K ₂ CO ₃ ) и сульфата алюминия калия (он же квасцы, KAl (SO ₄ ) ₂ ) известны веками. В 1600-х годах было известно, что калий — это способ улучшения почвы. Сегодня хлорид калия широко используется в качестве удобрения и называется его традиционным названием MoP, или хлорид калия.

Прошлое и настоящее

6 октября 1807 года Хэмфри Дэви (1778-1829) поместил немного влажного поташа на платиновый диск, подключенный к отрицательному полюсу своей батареи.Он поместил платиновую проволоку, подключенную к положительному полюсу, в контакт с калием и вскоре заметил образование металлических шариков на платиновом диске. Это был первый случай выделения металла с помощью электролиза. Он назвал новый металл калием и отметил, что при попадании в воду он образует шарики, которые скользят по поверхности, горят пламенем лавандового цвета.

Мировое производство калийных руд, таких как сильвит (KCl) и карналлит (KMgCl ₃ .6H ₂ O) составляет около 35 млн тонн. Великобритания добывает около 400 000 тонн KCl в год на руднике в Боулби в Йоркшире. Большинство из них превращается в удобрения, но некоторые из них используются для производства гидроксида калия (КОН) путем электролиза раствора KCl. Он используется для изготовления жидкого мыла и моющих средств или превращается в карбонат калия (K ₂ CO ₃ ) для производства стекла. Немного попадает в лекарства, капельницы и инъекции физраствора.

Из самого металлического калия производится около 200 тонн в год паров натрия вверх по колонне при 870 ° C, вниз по которой течет расплавленный хлорид калия.Они вступают в реакцию и выделяют пары калия, которые конденсируются в верхней части. Металлический калий производится для производства супероксида калия (KO ₂ ), который образуется при сгорании в кислородном газе. Он хранится в шахтах, подводных лодках и космических аппаратах для регенерации кислорода в воздухе, когда он истощается. Этот оксид реагирует с диоксидом углерода с образованием карбоната калия (K ₂ CO ₃ ) и при этом выделяет газообразный кислород.

Подшивка с фактами

Атомный номер 19; атомная масса 39.0983; температура плавления 64 ° C (сплав с цезием и натрием остается жидким до -78 ° C), температура кипения 774 ° C, плотность: 0,86 г / см ^-3 . Калий — мягкий серебристый щелочной металл с высокой реакционной способностью. Его предпочтительное состояние — ион K ⁺ . Сам металл растворяется в жидком аммиаке с образованием синего раствора, который является мощным восстановителем.

Исследователи показывают, где и как растения обнаруживают

изображение: Концентрация калия в клетках корня (цитозоле) сразу после начала дефицита калия (временной ряд, слева).Изображение в ложных цветах; красный (самая высокая концентрация) & gt; желтый & gt; зеленый & gt; синий (самая низкая концентрация). посмотреть еще

Кредит: WWU — AG Kudla

Калий — важное питательное вещество для всего живого. Он нужен растениям в больших количествах, особенно для роста и для того, чтобы лучше выдерживать стресс. По этой причине они поглощают большое количество калия из почвы. В сельском хозяйстве это приводит к недостатку доступного калия в почве, поэтому минерал является важным компонентом удобрений.Группа немецких и китайских исследователей впервые показала, где и как растения обнаруживают дефицит калия в своих корнях и какие сигнальные пути координируют адаптацию роста корней и абсорбцию калия, чтобы поддерживать снабжение растений калием.

Предпосылки: Поглощение и транспортировка калия на уровне отдельных клеток относительно хорошо изучены, и многие молекулярные структуры и механизмы, которые играют роль в этих процессах, известны.Кроме того, десятилетия назад исследователи продемонстрировали, что растения очень специфично приспосабливаются к дефициту калия. Однако остается одна загадка: как растения определяют наличие калия в почве и какие механизмы лежат в основе адаптационных реакций в организме растений. Новое исследование проливает свет на эти вопросы. Результаты опубликованы в журнале Developmental Cell

.

Наблюдения противоречат учебникам

Исследователи изучили кресс-салаты (Arabidopsis thaliana), которые были трансформированы недавно разработанным репортерным белком калия GEPII.Этот репортерный белок позволяет под микроскопом определять концентрацию и распределение ионов калия в клетках и тканях. Даже когда не было дефицита калия, исследовательская группа сделала очень удивительное открытие: концентрация этого питательного вещества в цитоплазме клеток увеличивалась с каждым клеточным слоем внутри корня, снаружи внутрь.

«Эти наблюдения были действительно удивительными, — говорит профессор Йорг Кудла из Института биологии растений и биотехнологии Мюнстерского университета (Германия).«Они противоречат учебникам, в которых говорится, что питательные вещества передаются равномерно, снаружи внутрь, к сосудистой ткани корня — не только от клетки к клетке, но и через межклеточные пространства».

«Калий чувствительная ниша» реагирует на дефицит калия

Группа исследователей впоследствии изучила, как корни реагируют на дефицит калия. При этом они впервые продемонстрировали, что если растения испытывают дефицит калия, концентрация калия снижается только в определенных клетках кончика корня.Эти «постмеристематические клетки» непосредственно над жизнеспособными стволовыми клетками в кончике корня очень быстро реагируют на дефицит калия; концентрация калия внутри клетки (в цитоплазме) снижается за секунды. Ранее не было известно, что определенная группа клеток, расположенных в центре кончика корня, реагирует на дефицит калия в окружающей среде. Исследователи назвали эту группу клеток «калий-чувствительной нишей».

«Эти наблюдения тоже были очень неожиданными, — говорит Кудла.«Если растения лишены калия, только клетки в чувствительной к нему нише показывают реакцию; концентрация калия в других клетках корня остается неизменной. Ранее предполагалось, что естественным образом клетки в самом внешнем слое клеток, эпидермисе, сначала отреагирует на снижение концентрации калия в почве ».

Визуализация пути калия

Одновременно со снижением концентрации калия в калий-чувствительной нише в этих клетках возникают кальциевые сигналы, которые распространяются в корне.Как передающее вещество кальций контролирует многие процессы в живых организмах — точно так же, как и здесь: кальциевые сигналы запускают сложный молекулярный сигнальный каскад. Эта цепочка сигналов, которую исследователи первыми определили в деталях, в конечном итоге вызывает не только повышенное образование белков транспорта калия, но также вызывает изменения в дифференцировке тканей корня. Это способствует более эффективному поглощению ионов калия и поддерживает его распределение в растении.«Впервые, — говорит Кудла, — с помощью методов визуализации мы визуализировали путь калия в живом организме».

Результаты дают фундаментальное представление о том, где растения обнаруживают наличие необходимого питательного вещества калия и как они к нему приспосабливаются. Понимание этих процессов могло бы в будущем помочь в разведении лучших растений для сельскохозяйственных целей и более индивидуальном использовании удобрений.

Методика

Чтобы визуализировать распределение калия в корнях растений, исследователи использовали специальные микроскопические методы (например, резонансный перенос энергии Фёрстера, FRET) в сочетании с белками-сенсорами для калия, кальция и перекиси водорода.Чтобы изучить молекулярные механизмы, исследователи создали и сравнили трансгенные растения арабидопсиса, которые из-за различных генетических мутаций проявляли симптомы дефицита калия. Они использовали множество генетических, молекулярно-биологических и биохимических методов для идентификации и характеристики белков и механизмов, участвующих в передаче сигналов калия и кальция.

###

---

---

Журнал

Клетка развития

Заявление об отказе от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

Калий | Коалиция по образованию в области полезных ископаемых

Вернуться к таблице Менделеева

Год открытия

1807

обнаружил

Сэр Хэмфри Дэви из Англии

Биологический рейтинг

Необходим для всей жизни.

Описание

Название «Калий» происходит от английского слова «potash», распространенного названия гидроксида калия.Калий — легкий, очень мягкий металл серебристо-белого цвета. Он даже более активно реагирует с водой, чем натрий. Он настолько реактивен с кислородом, что при контакте с воздухом тускнеет до сероватого цвета за секунды. Калий содержится в большом количестве радиоактивного изотопа K40. Следовательно, металлический калий почти всегда слабо радиоактивен. Металлический калий редко используется для чего-либо, потому что натрий будет делать то же самое, что и калий, а натрий намного дешевле. Несмотря на это, калий очень распространен, будучи седьмым по содержанию элементом в земной коре.Соединения калия используются в стекле, мыле, взрывчатых веществах, разрыхлителе, лосьонах для загара и особенно в удобрениях. Символ калия, K, происходит от его латинского названия kalium .

Биологические преимущества

Как и натрий, калий важен для всех живых существ по тем же причинам (то есть он используется для функционирования нервной системы, сердца и мозга). Ион калия широко используется в межклеточных жидкостях. Калий играет важную роль в росте растений.Встречающийся в природе радиоактивный изотоп калия, K40, считается основной причиной мутаций в эволюции жизни. Когда в диете человека не требуется солей натрия или они с низким содержанием натрия, их заменителем почти всегда является калиевая соль. Бананы — хороший естественный источник диетического калия.

Роль в жизненных процессах

Критично для жизненных процессов растений и животных.

Процентное содержание в человеческом теле: 0,2%

Источники

Большая часть калия добывается из залежей эвапоритовой соли, содержащей сильвин (хлорид калия).Его также получают из минералов алунита и карналлита. Полевой шпат ортоклаз — очень распространенный минерал, содержащий калий. Калий также можно получить электролизом поташа (КОН). Калий добывают в России, Канаде, Германии, Израиле, Франции и США.

Вернуться к таблице Менделеева

Недавно обнаруженная группа клеток в кончике корня реагирует на дефицит калия и управляет сигнальными путями, опосредующими адаптацию растений — ScienceDaily

Калий является важным питательным веществом для всего живого.Он нужен растениям в больших количествах, особенно для роста и для того, чтобы лучше выдерживать стресс. По этой причине они поглощают большое количество калия из почвы. В сельском хозяйстве это приводит к недостатку доступного калия в почве, поэтому минерал является важным компонентом удобрений. Группа немецких и китайских исследователей впервые показала, где и как растения обнаруживают дефицит калия в своих корнях и какие сигнальные пути координируют адаптацию роста корней и абсорбцию калия, чтобы поддерживать снабжение растений калием.

Предпосылки: Поглощение и транспортировка калия на уровне отдельных клеток относительно хорошо изучены, и многие молекулярные структуры и механизмы, которые играют роль в этих процессах, известны. Кроме того, десятилетия назад исследователи продемонстрировали, что растения очень специфично приспосабливаются к дефициту калия. Однако остается одна загадка: как растения определяют наличие калия в почве и какие механизмы лежат в основе адаптационных реакций в организме растений.Новое исследование проливает свет на эти вопросы. Результаты опубликованы в журнале Developmental Cell

.

Наблюдения противоречат учебникам

Исследователи изучили кресс-салаты (Arabidopsis thaliana), которые были трансформированы недавно разработанным репортерным белком калия GEPII. Этот репортерный белок позволяет под микроскопом определять концентрацию и распределение ионов калия в клетках и тканях. Даже когда не было дефицита калия, исследовательская группа сделала очень удивительное открытие: концентрация этого питательного вещества в цитоплазме клеток увеличивалась с каждым клеточным слоем внутри корня, снаружи внутрь.

«Эти наблюдения были действительно удивительными, — говорит профессор Йорг Кудла из Института биологии растений и биотехнологии Мюнстерского университета (Германия). «Они противоречат учебникам, в которых говорится, что питательные вещества передаются равномерно, снаружи внутрь, к сосудистой ткани корня — не только от клетки к клетке, но и через межклеточные пространства».

«Калий чувствительная ниша» реагирует на дефицит калия

Группа исследователей впоследствии изучила, как корни реагируют на дефицит калия.При этом они впервые продемонстрировали, что если растения испытывают дефицит калия, концентрация калия снижается только в определенных клетках кончика корня. Эти «постмеристематические клетки» непосредственно над жизнеспособными стволовыми клетками в кончике корня очень быстро реагируют на дефицит калия; концентрация калия внутри клетки (в цитоплазме) снижается за секунды. Ранее не было известно, что определенная группа клеток, расположенных в центре кончика корня, реагирует на дефицит калия в окружающей среде.Исследователи назвали эту группу клеток «калий-чувствительной нишей».

«Эти наблюдения тоже были очень неожиданными, — говорит Кудла. «Если растения лишены калия, только клетки в чувствительной к нему нише показывают реакцию; концентрация калия в других клетках корня остается неизменной. Ранее предполагалось, что естественным образом клетки в самом внешнем слое клеток, эпидермисе, сначала отреагирует на снижение концентрации калия в почве.«

Визуализация пути калия

Одновременно со снижением концентрации калия в калий-чувствительной нише в этих клетках возникают кальциевые сигналы, которые распространяются в корне. Как передающее вещество кальций контролирует многие процессы в живых организмах — точно так же, как и здесь: кальциевые сигналы запускают сложный молекулярный сигнальный каскад. Эта цепочка сигналов, которую исследователи первыми определили в деталях, в конечном итоге вызывает не только повышенное образование белков транспорта калия, но также вызывает изменения в дифференцировке тканей корня.Это способствует более эффективному поглощению ионов калия и поддерживает его распределение в растении. «Впервые, — говорит Кудла, — с помощью методов визуализации мы визуализировали путь калия в живом организме».

Результаты дают фундаментальное представление о том, где растения обнаруживают наличие необходимого питательного вещества калия и как они к нему приспосабливаются. Понимание этих процессов могло бы в будущем помочь в разведении лучших растений для сельскохозяйственных целей и более индивидуальном использовании удобрений.

Методика

Чтобы визуализировать распределение калия в корнях растений, исследователи использовали специальные микроскопические методы (например, резонансный перенос энергии Фёрстера, FRET) в сочетании с белками-сенсорами для калия, кальция и перекиси водорода. Чтобы изучить молекулярные механизмы, исследователи создали и сравнили трансгенные растения арабидопсиса, которые из-за различных генетических мутаций проявляли симптомы дефицита калия.Они использовали множество генетических, молекулярно-биологических и биохимических методов для идентификации и характеристики белков и механизмов, участвующих в передаче сигналов калия и кальция.

История Источник:

Материалы предоставлены Мюнстерским университетом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Биологическое значение натрия и калия

Натрий в биологии

Ион натрия (Na +) необходим для некоторых видов растений в небольшом количестве, но натрий в качестве питательного вещества, как правило, необходим животным в больших количествах, потому что он используется для генерации нервных импульсов и для поддержания баланса электролитов и жидкости.Ионы натрия необходимы животным для выполнения вышеупомянутых функций. Он также необходим для сердечной деятельности и некоторых метаболических функций. Если в организме слишком много или слишком мало натрия, это влияет на здоровье.

Распределение натрия по видам

Растения:

Натрий — это микроэлемент, который способствует метаболизму и синтезу хлорофилла в растениях. Он заменяет калий в нескольких ролях, таких как помощь в открытии и закрытии устьиц и поддержание тургорного давления.Концентрации в цитоплазме могут привести к ингибированию ферментов, что, в свою очередь, вызывает некроз и хлороз, так как избыток натрия в почве ограничивает поглощение воды из-за снижения водного потенциала, что может привести к увяданию. Растения разрабатывают эти механизмы для предотвращения таких проблем, как ограничение поглощения натрия корнями, хранящими его в клеточных вакуолях, и контроль их на больших расстояниях, ограничивая повреждение нового роста.

Животные:

Некоторым растениям нужен натрий в небольшом количестве, поэтому полностью растительная диета обычно приводит к низкому содержанию натрия в организме.Это требует некоторых трав для получения натрия из минеральных источников и солонцов. Лучший ответ — натрий для чисто соленого вкуса.

Люди:

Минимальная потребность в натрия составляет от 115 до 500 миллиграммов в день. Это зависит от потоотделения из-за физических нагрузок и от того, адаптирован ли человек к климату. Основным источником натрия в рационе является хлорид натрия. Допустимое количество натрия составляет 1,2 к 1.5 грамм в день.

Калий в биологии:

Калий является важным минеральным микроэлементом. Это главный внутриклеточный ион для всех типов клеток, при этом он играет важную роль в поддержании баланса жидкости и электролитов. Калий необходим всем живым существам для функционирования всех живых клеток. Он присутствует во всех тканях растений и животных. Он содержится в клетках растений и в смешанном рационе с особенно высокой концентрацией.Он наиболее концентрирован во фруктах. Растения обычно обладают высокой концентрацией калия. Это, в свою очередь, связано с относительно очень низким уровнем натрия в растениях. Поэтому вначале люди выделяли калий из золы растений. Производство тяжелых культур быстро истощает калийные почвы из-за высокой концентрации калия в растениях, а сельскохозяйственные удобрения потребляют 93% химического производства калия в современной мировой экономике.

Функции натрия и калия в живых организмах совершенно разные.Животные по-разному используют натрий и калий для создания электрического потенциала в клетках животных.

Функция в растении:

Калий обеспечивает ионную среду для метаболических процессов в цитозоле. Дефицит иона калия может нарушить способность растения поддерживать эти процессы. Он также участвует в других процессах, таких как синтез белка, фотосинтез и поддержание баланса катионов и анионов в цитозоле и вакуоли.

Функции у животных:

Калий является основным катионом внутри клеток животных.Мембранный потенциал можно описать как разницу между концентрациями этих заряженных частиц, которая приводит к разнице в электрическом потенциале как внутри, так и снаружи клеток. Переносчик ионов должен поддерживать баланс между калием и натрием в клеточной мембране. Клетки обладают способностью производить электрический разряд, который очень важен для функционирования организма.

Преимущества калия при проблемах со здоровьем:

Преимущества калия для здоровья человека очень широки, но они сильно недооцениваются.Тем не менее, сейчас самое время признать преимущества калия для здоровья человека. Мы указываем преимущества в некоторых категориях:

1. Беречь от ударов —

В наши дни инсульты очень распространены. Ежегодно около 1 25 000 человек теряют свою драгоценную жизнь из-за этих инсультов. Инсульты возникают в организме, если отсутствует приток крови к мозгу. Чтобы избежать этой болезни, люди должны ежедневно соблюдать диету, богатую калием.Исследование показывает, что люди, которые придерживаются диеты, богатой калием, имеют на 24% меньший риск развития инсульта, чем люди, которые придерживаются минимально богатой калием диеты. Эти диеты напрямую связаны, чтобы свести к минимуму риск любых проблем с сердцем.

2. Беречь от камней в почках —

Согласно общему сценарию, проблема камней в почках является частым заболеванием во всем мире. В общих чертах мы можем определить проблему камней в почках как совокупность материалов, которые могут образовываться в концентрированной моче.Типичный минерал, содержащийся в почечном камне, — это кальций. Различные исследования утверждают, что уровень кальция в моче можно снизить с помощью цитрата калия. Сорта фруктов и овощей содержат достаточное количество калия. Теперь вы можете добавить эти овощи и фрукты в свой рацион, чтобы бороться с проблемой камней в почках. Четырехлетнее исследование показало, что люди, которые ежедневно соблюдают богатую калием диету, имеют на 51% меньше шансов получить эту почечнокаменную болезнь. С другой стороны, двенадцатилетнее исследование утверждает, что люди, которые ежедневно придерживаются богатой калием диеты, имеют на 35% меньше шансов заболеть почечнокаменной болезнью.

3. Берегитесь от проблем с артериальным давлением —

Артериальное давление — это болезнь, которая напрямую влияет на сердце и мозг. Кровяное давление приводит к смертельной проблеме сердечного приступа и кровоизлияния в мозг. Удаляя из организма избыток натрия, диета, богатая калием, может снизить кровяное давление. Повышенный уровень натрия в организме может легко поднять кровяное давление, особенно в случае, если у человека уже есть проблема с высоким кровяным давлением.Сводный результат 33 исследований показывает, что диета, богатая калием, благоприятно влияет на систолическое и диастолическое артериальное давление. В ходе эксперимента некоторые люди потребляли повышенный уровень калия. В результате их предыдущее кровяное давление снизилось на 3,49 мм рт. Ст., А их последнее кровяное давление снизилось на 1,96 мм рт.

4. Продолжайте снижать задержку воды —

Когда в теле начинают накапливаться излишки жидкости, человек сталкивается с проблемой удержания воды.Фактически, проблема удержания воды была решена с помощью калия. Функция калия заключается в увеличении мочеиспускания и снижении уровня натрия.

5. Беречь от остеопороза —

При остеопорозе бывают пористые и полые кости. Кальций, один из важнейших минералов для здоровья костей, при этом заболевании практически отсутствует. Диета, богатая калием, повышает уровень кальция, который снижается при мочеиспускании. В группе из 62 наиболее здоровых женщин в возрасте от «45 до 55» наблюдается наибольшая общая костная масса только из-за диеты, богатой калием.С другой стороны, исследование 994 здоровых женщин в пременопаузе показало, что эти женщины придерживались богатой калием диеты и имели большую костную массу в бедрах и пояснице.

Недостатки меньшего и высокого количества калия —

Данные одной анонимной страны показывают, что только менее 2% людей соответствуют предписанным рекомендациям по калию. Однако меньшее количество калия в организме не повредит, поскольку он не вызывает такой дефицит.Несмотря на это, когда человеческий организм внезапно начинает терять большое количество калия, эта ситуация начинает вызывать серьезные дефициты в организме. Когда человеческий организм не может выводить минералы через мочеиспускание, возникает избыток калия в крови.

Наконец, мы можем сказать, что калий должен быть неотъемлемой частью нашего ежедневного рациона.

Какая функция калия (K) в растениях? — Greenway Biotech, Inc.

Калий — важнейший макроэлемент для общего выживания живых существ.Это богатый минеральными макроэлементами, присутствующими как в тканях растений, так и в тканях животных. Это необходимо для правильной работы всех живых клеток.

Калия относительно много в земной коре и составляет до 2,1% по весу. Калий добывают в виде поташа (KOH), сильвита (KCl), карналлита и лангбейнита. Его не найти в свободной природе.

Почему калий важен для растений?

Калий — незаменимый компонент для правильного развития растений.

Он важен в фотосинтезе, в регуляции реакции растений на свет через открытие и закрытие устьиц.

Калий также важен в биохимических реакциях растений.

По сути, калий (K) отвечает за многие другие жизненно важные процессы, такие как транспортировка воды и питательных веществ, синтез белка и крахмала.

Как растения усваивают калий?

Биодоступность и поглощение калия растениями из почвы зависит от ряда различных факторов.

Скорость дыхания растений в значительной степени является определяющим фактором для правильного поглощения и транспорта калия растениями. Его поглощение зависит от достаточного количества энергии (АТФ).

Калий играет жизненно важную роль в перемещении основных питательных веществ, воды и других веществ от корней через стебель к листьям.

Он также доступен через удобрения в форме K2O. Ткани растений анализируют форму этих удобрений и превращают их в более биодоступную форму.

Поглощается в виде ионов — K +.

Какова функция калия в растениях?

Калий (K) играет важную роль в физиологических процессах растений. Поэтому он требуется в больших количествах для правильного роста и размножения растений.

Считается жизненно важным после азота в том, что касается питательных веществ, необходимых растениям. Его также называют «качественным питательным веществом» из-за того, что он способствует ряду биологических и химических процессов в растениях.

Вот почему калий важен для растений:

• Калий регулирует открытие и закрытие устьиц, таким образом регулируя поглощение СО2, тем самым усиливая фотосинтез.

• Он запускает активацию важных биохимических ферментов для образования аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ обеспечивает энергией другие химические и физиологические процессы, такие как выведение отходов растениями.

• Он играет роль в осморегуляции воды и других солей в тканях и клетках растений.

• Калий также способствует синтезу белка и крахмала в растениях.

• Активирует ферменты, отвечающие за определенные функции.

Что такое дефицит калия в растениях?

Вне зависимости от его поступления из почвы, дефицит калия может возникать, начиная с нижних листьев и переходя к другим жизненно важным частям растений.

Дефицит может вызывать аномалии растений, влияющие на воспроизводство и рост.Степень тяжести зависит от типа растения и почвы.

Некоторые симптомы дефицита калия могут включать:

• Хлороз: Может вызывать пожелтение листьев, края листьев могут опадать, а также приводить к осыпанию и опаданию листьев.

• Задержка роста: Калий, являющийся важным катализатором роста, его недостаток или недостаток может привести к замедлению роста или плохому развитию корней и стеблей.

• Плохая устойчивость к экологическим изменениям: Снижение доступности калия напрямую приведет к меньшей циркуляции жидкости и перемещению питательных веществ в растениях.Это напрямую сделает растения восприимчивыми к перепадам температуры.

Какое значение имеет калий в сельском хозяйстве?

Калий важен для сельского хозяйства и почвенного садоводства. Он используется в составе искусственных удобрений.

Калийные удобрения повышают урожайность сельскохозяйственных культур, повышают урожайность зерна, богатого крахмалом, и повышают содержание белка в растениях.

Кроме того, калийные удобрения могут помочь повысить иммунитет растений к погодным изменениям, болезням и нематодам.

Калий в основном используется в гидропонике для улучшения роста корней и повышения устойчивости к засухе. Это также увеличивает образование целлюлозы и, таким образом, уменьшает полегание.

цех калийных удобрений

Чтобы получать обильные урожаи в любое время года, не забывайте добавлять в почву удобрения, богатые калием.

Вы можете купить наш ассортимент калийных удобрений ниже.

Похожие сообщения:

Высокий уровень калия (гиперкалиемия) — причины, профилактика и лечение

Что такое повышенный уровень калия или гиперкалиемия?

Калий нужен каждому, чтобы выжить.Калий — это минерал и электролит. Это помогает вашим мышцам работать, в том числе мышцам, которые контролируют ваше сердцебиение и дыхание. Калий поступает из пищи, которую вы едите.

Ваш организм использует необходимый ему калий. Дополнительный калий, который не нужен вашему организму, выводится из крови почками. Когда у вас заболевание почек, ваши почки не могут правильно вывести лишний калий, и слишком много калия может оставаться в вашей крови.

Когда у вас слишком много калия в крови, это называется повышенным содержанием калия или гиперкалиемией.Избыток калия в крови может быть опасен. Высокий уровень калия может даже вызвать сердечный приступ или смерть! К сожалению, многие люди не ощущают симптомов повышенного содержания калия, пока не станет слишком поздно и состояние их сердца не ухудшится.

Часто задаваемые вопросы о гиперкалиемии

Что вызывает высокий уровень калия?

Наиболее частой причиной повышенного содержания калия является заболевание почек.

Другие причины высокого уровня калия включают:

• Обезвоживание
• Некоторые лекарства
• Сахарный диабет неконтролируемый
• Травмы, вызывающие сильное кровотечение
• Некоторые редкие болезни

Если у вас заболевание почек, вы подвержены риску повышенного содержания калия, потому что почки не могут удалить лишний калий из крови.Вместо того, чтобы покидать ваше тело с мочой, лишний калий в крови проходит через почки и обратно в кровоток. Со временем в крови может накапливаться все больше и больше калия.

Каковы симптомы повышенного содержания калия?

Многие люди не ощущают симптомов повышенного содержания калия. Избыток калия в крови может быть опасен. Это может даже вызвать сердечный приступ.

Если вы чувствуете симптомы, вот некоторые из наиболее распространенных:

• Чувство усталости или слабости
• Болезнь желудка (тошнота)
• Мышечные боли или судороги
• Проблемы с дыханием, необычное сердцебиение, боли в груди

Если у вас проблемы с дыханием или вы думаете, что у вас проблемы с сердцем, позвоните в службу экстренной помощи 911.

Каковы осложнения при повышенном содержании калия?

Избыток калия в крови может быть опасен. Калий влияет на работу сердечных мышц. Когда у вас слишком много калия, ваше сердце может биться нерегулярно, что в худшем случае может вызвать сердечный приступ.

Если вы подозреваете, что у вас сердечный приступ, позвоните в службу экстренной помощи.

Некоторые из наиболее распространенных признаков сердечного приступа:

• Чувство давления, боли или сдавливания в груди или руках
• Боль или тошнота в желудке
• Одышка
• Холодный пот
• Внезапное головокружение

Какие тесты на высокое содержание калия?

Единственный способ узнать наверняка, здоров ли ваш уровень калия, — это сдать анализ крови.Тест измеряет количество калия в крови.

Анализ крови похож на многие другие анализы крови, с которыми вы, возможно, знакомы. В вену на руке вводится небольшая игла, и кровь отбирается в трубку. Кровь отправляется в лабораторию на анализ.

Калий в результатах анализов может называться как-то иначе. Если вы не видите «калий», поищите либо:

.

Уровень калия выше 5,2 миллимоля на литр (ммоль / л) обычно считается высоким, но ваш врач или лаборатория могут использовать несколько другие цифры.Поговорите со своим врачом о том, что означают результаты ваших анализов.

Поскольку очень высокий уровень калия (выше 6,0 ммоль / л) может быть опасным, ваш врач или медсестра могут сначала связаться с вами, если ваши результаты будут необычно высокими. В этом случае они могут попросить вас обратиться в отделение неотложной помощи или в больницу.

Какие методы лечения повышенного содержания калия?

Есть два способа снизить уровень калия — с помощью диеты и / или лекарств.

Калиевые связующие

Лекарства с высоким содержанием калия называются связывающими калий.Связывающее вещество калия удерживает калий в организме и предотвращает попадание его части в кровоток. Это помогает предотвратить накопление калия в крови. Лекарство представляет собой порошок, который можно принять, смешав с водой и выпив. Поговорите со своим врачом о том, может ли вам подойти средство, связывающее калий.

Следуйте этим советам, чтобы поддерживать необходимый уровень калия:

• Избегайте заменителей соли, потому что они обычно содержат много калия.
• Не забывайте о напитках. Многие фруктовые соки, такие как апельсиновый и томатный, содержат много калия. Калий также можно найти в других напитках, включая кокосовую воду.
• Обратите внимание на размеры порций. Используйте мерные чашки и мерные ложки, чтобы точно знать, сколько порций вы едите или пьете. Помните, что если вы съедите две порции пищи с калием, вы потребляете в два раза больше калия!

Чтобы контролировать потребление калия, вам необходимо знать, сколько калия содержится в вашей еде и напитках.

• Упакованные продукты должны иметь этикетку с указанием пищевой ценности, но калий не всегда указывается на этикетке. Если вы не видите калий на этикетке с питанием, проверьте список ингредиентов на упаковке. Если указано слово калий или аббревиатура для калия (K, KCl или K +), значит, в пище есть калий.
• Начиная с июля 2020 года, содержание калия будет указываться на этикетках пищевых продуктов. Вы можете прочитать больше об этих изменениях здесь.
• Свежие фрукты, овощи, мясо и некоторые молочные продукты не имеют маркировки пищевой ценности.Спросите у диетолога список продуктов с высоким содержанием калия и вариантов с низким содержанием калия.

Планируйте заранее, если вы знаете, что будете есть пищу с высоким содержанием калия. Например, если вы собираетесь обедать и знаете, что в вашей пище будет больше калия, или если вы знаете, что будет сложно измерить, сколько калия в вашей еде, планируйте на завтрак блюда с низким содержанием калия.