Минеральные элементы

Калий — это серебристо-белый мягкий металл и принадлежит к семейству одновалентных щелочных металлов.
Вследствие чрезвычайно большой химической активности, в природе в свободном состоянии не встречается. Морская вода содержит в среднем 0,06% хлористого калия. Калий вступает в реакции с большим числом неметаллов. Как правило, эти реакции сопровождаются значительным выделением тепла. 
Калий содержится во всех растениях, особенно много калия в плодах.
В пищевой промышленности калий применятеся в качестве разрыхлителя теста при производстве хлебобулочных изделий и пряников. Нитрат калия KNO3 (калийная селитра) служит сырьевым компонентом при производстве минеральных удобрений и стекла, выходит в состав черного пороха (75% нитрата калия, 15% древесного угля, 10% серы). 
Хлорид калия КСl используется для получения друх солей калия, применяется в качестве лекарственного средства в медицине и ветеринарии. Бромид калия KBr входит в состав успокоительных средств, используется для получения бромида серебра и в качестве реагента в фотографии, как компонент проявителя. Йодит калия KI применяется для йодирования соли, при производстве препаратов йода для лечения заболевания щитовидной железы, с его помощью получают йодид серебра. 
В медицине применяют несколько солей калия в качестве мочегонных (способствует выведению жидкости из организма) и слабительных средств (азотно-натриевая соль, винно-калиевая, уксусно-калиевая соль); широко используется йодистый, бромистый, марганцевокислый калий, апарагинат, оротат, хлорид калия и другие соединения.

В организм соединения калия поступают с пищей. 
Взрослый человек потребляет 2200-3000 мг калия. Содержания калия в пище содержится от 1800 до 5600 мг. 
В организме взрослого человека содержится 160-180 г калия (около 0,23% от общей массы тела). Биоусвояемость калия организмом составляет 90-95%. Соли калия легко всасываются и быстро выводятся из организма с мочой, потом и через желудочно-кишечный тракт.

Калий является основным внутриклеточным катионом. Его концентрация в клетках на порядок выше, чем вне ее. Высокая концентрация калия поддерживается активностью Na/K-АТФафазным насосом. Так как этот фермент стимулируется инсулином, перепады плазматической концентрации инсулина могут влиять на внуклитечный захват калия и, таким образом, на концентрацию плазматического калия. Относительно малые изменения концентрация внеклеточного калия существенного влияют на отношение венклеточного к внутриклеточному калию, и таким образом на нервную передачу, мышечного сокращение и сосудистый тонсу.  Его главной функцией является формирование трансмембранного потенциала и распространение потенциала по клеточной мембране путем обмена с ионами натрия по градиенту концентрации. В виде катиона калий участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организмами). Хлориды калия и натрия, будучи сильными электролитами, участвуют в генерации и проведении электрических импульсов в нервной и мышечной ткани. Таким образом калий участвует в поддержании электрической активности мозга, функционировании нервной ткани, сокращении скелетных и сердечных мышц. Калий регулирует активность таких важнейших ферментов как К+-АТФ-аза, ацетилкиназа, пируватфосфокиназа.
​
В непроцессированных продуктах калий в освновном находитcя в связи с бикарбонатными предшественниками, такими, как цитрат, и менее распространенный фосфат. В процессированной пище, в который калий добавляется и пищевых добавках, форма калия в виде хлорида. У здоровых людей, приблизительно 85% пищевого калия всасывается. Большая его часть (77-90%) выводится с мочой, оставшаяся - с калом. Так как большая часть калия фильтриуется в гломерулярном аппарате почек и реабсорбируется (70-80%) в проксимальных трубочках, только малое количество отфильтрованного калия достикает дистального отдела трубочек. Большая часть калия в моче обусловлена результатом секреции его в кортикальную собирательную трубочку, и эта секреция регулируется множеством фактором, включая гормон альдострерон. Повышение плазматической концентрации стимулирует кору надпочечников высвобождать альдостерон, который, в свою очередь, повышает секрецию калию в кортикальной собирательной трубочке.
​
Терапевтическое значение калия связано с его раздражающим действием на слизистые оболочки и повышением тонуса гладких мышц (кишечник, матка), в силу чего его соединения используются в качестве слабительных средств. Калий вызывает расширение сосудов внутренних органов и сужение периферических сосудов, что способствует усилению мочеотделения. Повышенное количество калия в мышечных волокнах приводит к увеличению силы мышечных сокращений.  Калий замедляет ритм сердечных сокращений, и, действуя аналогично блуждающему нерву, участвует в регулировании деятельности сердца. Он активирует ряд ферментов и участвует в важнейших обменных реакциях.
​
Ниже приведены основные функции калия в организме:

• поддержание постоянства состава клеточной и межклеточной жидкости;
• поддержание кислотно-щелочного равновесия;
• обеспечение межклеточных контактов;
• обеспечение биоэлектрической активности клеток;
• поддержание нервно-мышечной возбудимости и проводимости;
• участие в нервной регуляции сердечных сокращений;
• поддержание водно-солевого баланса, осмотического давления;
• роль катализатора при обмене углеводов и белков;
• поддержание нормального уровня кровяного давления;
• участие в обеспечении выделительной функции почек.

Диета, богатая калием из фруктов и овощей положительно влияет на кислотно-щелочной метаболизм, потому что эти продукты также богаты предшественниками бикарбонатов. Работая, как буфер, бикарбонат-несущие органические анионы обнаруживаемые во фруктах и овощах нейтрализуют некарботаные кислоты, высвобаждаемые из мяса и других богатых белком продуктов. При наличии неадекватного (недостаточного) приема бикарбонатных предшественников, повышенное количество кислот в крови растворяет костный буфер. В результате, костная ткань становится деминерализованной и кальций высвобождается. Выделение кальция с мочой увеличивается. Это состояние называется "низкоуровневый метаболический ацидоз". Повышенное вымывание костной ткани и кальций-содержащий камни в почках - побочные клинические последствия диеты, содержащие повышенное количество кислот. Диета, богатая калием, в которых предшественники бикарбонатов могут предотвращать образование камней в почках и потерю костной ткани. В процессированных продуктах, в который калий добаваляется и пищевых добавках с калием, конъюгированный анион обычно хлор, которые не может работать как буфер.

Тяжелый дефицит калия, наиболее частый побочный эффект мочегонных средств, и характеризуется сывороточной концентрацией калия менее 3,5 ммоль/л. При дефиците калия нарушается нормальный ритм сердечных сокращений, мышечная слабость, поверхностное дыхание, утомление. Дефицит калия способствует развитию эрозивных процессов слизистых оболочек. Беспокоит сухость кожи, тусклость и слабость волос, плохое заживление кожных повреждений.
Повышенная опасность дифицитных состояний провоцируется такими состояниями:

• Диарея и/или рвота
• Синдром раздраженного кишечника или гастроэнтерит
• Хронические заболевания почек
• Интенсивная диета при похудании
• Метаболический ацидоз или защелачивание среды
• Диуретики (тиазиды, фуросемид)
• Недостаток магния

Последствия дифицитных состояний:

• Усталость, вялость
• Мышечная слабость
• Замедление опорожнения желудка
• Запор
• Снижение артериального давления
• Сердечная аритмия

Умеренный дифицит калия, который наблюдается при недостаточном поступлении калия с пищей, и при которым не наблюдается гипокалиемия, характеризуется повышенным артериальным давлением, повышенной чувствительностью к соли, повышенным риском камней в почках и вымявания костной ткани. Неадекватный пирем пищевого калия также повышает риск инсульта и вероятно других сердечно-сосудистых состояний. 

Из-за своего воздействия на кислотно-основной баланс, увеличенное потребление пищевого калия может оказывать положительные эффекты на предотвращение и профилактику образования камней в почках. В одном большом исследовании наблюдалась прогрессивная обратная связь между количеством приема калия и случаев камней в почках. Средний прием калия в количестве 4.7 г/д (119 ммоль/день) - риск развития камней был на 35% ниже, в сравнении с теми, кто принимал 2.0 г/д (52 ммоль/день). В другом исследовании, прием калия в дозировке 3.6х4.7 г/д (92-120 ммоль/день) в форме цитрата также снижал риск развития камней в почках. 
Эпидемиологические исследования постоянно демонстрируют, что повышенный прием калия ассоциирован с большой плотностью костной ткани. В исследованиях, пищевая добавка калия бикарбоната снижало резорбцию костной ткани, и демонстрировало меньшее количество экскреции почками кальция, а биохимическими показателями - большую костную формацию и меньшую костную резорбцию. Однако, ни одно клиническое исследование не продемнострировало, что повышенный прием калия или диета, богатая калием оказывает влияние на плотность костной ткани или клинические эффекты, связанные с остеопорозом.

Высокий уровень приема калия ассоциирован со сниженным артериальным давлением. Повышенный прием калия демонстрирует блокирование подъема артериального давления в ответ на излишний прием соли. Термин "кровяное давление, чувствительное к соли" относится к тем личностям, у которых отмечается снижение давления, при уменьшении количество употребляемой соли.
Другие исследования показывают, что калий больше снижает кровяное давление в контексте более высого приема соли, и меньше оказывает эффект на снижение давление, когда соли употребляется не много. И наоборот, снижение артериального давление от уменьшения количества употребляемой соли больше, когда употребление калия низкое. Эти данные согласуются с дополнительными эффектами пониженного приема соли и увеличенного употребления калия на артериальное давление.​

Польза калия на артериальное давление должна снижать случаи кардиоваскулярных заболеваний, обусловленных гипертонией. Калий имеет также защитные эффекты, которые не зависят от снижения давления. Эта возможность была показана в экспериментах на животных моделях, которым добавлялся калия хлорид и калия цитрат, и это значительно снижало случаи смерти от инсульта. Интересно, что эти снижения наблюдались при постоянном артериальном давлении. Эти данные показывают, что калий имеет, как давление зависимые, так и не зависимые кардиопротективные свойства.
Во многих, но не во всех, эпидемиологических исследованиях отмечалась обратная связаь между пищевым приемом кали и коронарной болезнью сердца. В 12-летнем исследовании 859 мужчин и женщин в Rancho Bernardo Study, отмечалось значительная обратная связь между  приемом калия и последующим риском смерти обусловленном инсультом. Подобное 8-летние исследование  43738 американцев Health Professionals Follow-Up Study, где отмечался существенный обратный эффект базовым приемом калия и инсультом, после оценки сердечно-сосудистых факторов риска, включая артериальное давление и прием калорий. В нем средний прием калия 4.3 г/д (110 ммоль/день) был ассоциирован с 41% снижением риска инсульта, в сравнении с приемом 2.4 г/д (61 ммоль/день). 
​

В основной популяции с нормальной функцией почек, высокий прием калия  из продуктов не приносит рисков, потому что калий быстро выводится с мочой. В противоположность этого, калий из пищевых добавок может вызывать острую интоксикацию у здоровых лиц. Тем, у кого нарушена мочевыделительная функция - прием калия менее 4,7 г/день (120 ммоль/день) допустим из-за побочных кардиологических эффектов (аритмии) из-за гиперкалиемии. Лекарственные препараты, которые обычно задерживают выведение калия - ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента, блокаторы аниготенизнового рецептора и калий-сберегающие диуретики. Распространенные заболевания, ассоциированные с нарушением выведения калия - диабет, хроническая почечная недостаточность на конечных стадиях, тяжелая сердечная недостаточность и надпочечниковая недостаточность. Пожилые лица находятся в повышенном риске гиперкарлиемии, так как и у них часто имеется одно или более из этих состояний или они принимают одно или несколько медицинских препаратов, задерживающих выведение калия.

Больше всего калия поступает в организм с растительными продукутами, мясом, морской рыбой. В растительных продуктах, в отличие от животных, калия во много раз больше, чем натрия. Так, в каротфеле отношение натрия к калию составляет 1:20, в яблоках 1:10, а в говядине - 1:5. Поэтому "калиевые" диеты при гипертонической болезни, недостаточности кровообращения и некоторых болезнях почек с отеками включают в основном растительные продкуты, в частности, блюда из овсяной крупы, сухофруктов, печеный картофель. 
Потребность в калии увеличивается при применении мочегонных препаратов и гормонов коры надпочечников, частых рвотах и поносах, обильном потоотделении. Количество калия уменьшаюют в диетах при недостаточной функции надпочечников (болезнь Аддисона).

Гиперкалиемия может стать причиной сердечной аритмии, слабости и усталости, тошноты и снижения артериального давления. Дневная доза калия более 8 г может вызвать гиперкалиемию у здорового взрослого. Для людей с заболеваниями почек и сердца токсичны более низкие дозы.