Минеральные элементы

Натрий — блестящий, серебристый мягкий металл, быстро тускнеющий на воздухе. В природе, в силу своей большой химической активности, встречается только в виде химических соединений.

Гидроксид натрия NaOH применяется для получения различных натриевых солей: нитратов, нитритов, сульфидов, фосфатов, гидрохлоритов, силикатов, фторидов и др, а также при производстве целлюлозы, мыла, моющих средств, искусственных волокн, краситилей, фенолов; входит в состав электролитных растворов. NaCO₃ (кальцинированная сода) используется для производтсва стекла, мыла, моющих средств, эмалей и др. Сульфат натрия Na₂SO₄ (кальцинированный сульфат) используется для производства стелка, вискозного волокна, фармацевтических препаратов. Пероксид натрия Na₂O₂ применяют для отбеливания тканей, регенерации кислорода в кислородных изолирующих приборах. Тиосульфит натрия Na₂S₂O₃*5H₂O используется в медицине для детоксикации, входит в состав фотографических закрепителей. Гидрокарбонат натрия NaHCO₃ (пищевая сода) служит компонентом искусственных минеральных вод и лимонадов, входит в состав отдельных лекарственных препаратов, которые служат для нейтрализации повышенной кислотных желудочного сока, а также в хлебной промышленности и при производстве моющих средств и огнетушителей. Изотоп ²⁴Na применяется в медицинских иследованиях при определении скорости кровотока и проницаемости сосудов. 

В медицине хлористый натрий применяют в виде изотонического 0,9% раствора при обезвоживании организма и как дезинтоксикационное средство, а также для промывания ран, глаз, слизистой оболочки носа; для поднятия осмотического давления крови, в виде гипертонического 3-5% раствора в хирургии — для очищения ран и при чрезмерно развившихся грануляциях, перед операциями по пересадке кожи. Гипертонический 10% раствор применяют внутривенно при легочных, желудочных, кишечных кровотечениях, а также для усиления диуреза (осмотрический диурез), для полоскания при заболеваниях горла. В послеоперационном периоде 2-5% раствор назначают в микроклизмах при атонии кишечника, а также для промывания желудка при отравлении нитратом серебра

В организм человека натрий поступает ежедневно в виде NaCl в достаточно больших количествах: 12-15 г (или 4-6 г «чистого» натрия). NaCl содержится во многих пищевых продуктах: колбаса, сало, соленая рыба, икра, сыр, соленья, маслины, кетчуп, кукурузные хлопья.
Ионы натрия быстро и полностью всасываются во всех участках желудочно-кишечного тракта и в местах парентеральных инъекций. Ионы натрия легко проникают через кожу и легочный эпителий. Катионы натрия участвуют в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма). Натрий распределяется по всему организму: крови, мышцам, костям, внутренним органам и коже. Около 40% натрия находится в костной ткани, в основном во внеклеточной жидкости. Содержание натрия в теле взрослого человека составляет 0,08% (55-60 г на 70 кг массы тела), суточное употребление около 4-7 г.
Выводится натрий из организма в основном с мочой (95%), калом и потом. Максимальная экскреция натрия с мочой отмечается с 9 до 12 часов дня, тогда, как минимальная — в ночные часы.
Натрий играет весьма важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются следующие признаки: жажда, сухость слизистых оболочек, отечность кожи. Натрий участвует в активации ферментов.  Натрий оказывает и значительное влияние на белковый обмен. Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы. При гипофункции щитовидной железы происходит задержка натрия в тканях. При гиперфункции количество натрия в коже уменьшается, а выделение его из организма усиливается. Обмен натрия регулируется в основном альдостероном.

В организме человека натрий выполняет «внеклеточные» функции, среди которых:

• поддержание осмотического давления и рН среды;
• формирование потенциала действия путем обмена с ионами калия;
• транспорт углекислого газа;
• гидратация белков;
• солюбилизация (растворение) органических кислот.

Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромышечной возбудимости и работы Na/K-насосов, обеспечивающих регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, различных неорганических и органических анионов через мембраны клеток. Периоуд полувыведния из организма 11 суток. Нетоксичен для человека.

Несмотря на то, что организм больше содержит кальция и калия, натрий является наиболее важным, так как диктует объем внеклеточной жидкости (экстрацеллюлярная жидкость ЭЦЖ) и его концентрация влияется на осмотическую концентрация как на ЭЦЖ, так и на внутриклечточную жидкость (интрацеллюлярная жидкость ИЦЖ). Отклонения концентрации натрия в ЭЦЖ вызывают движение жидкости в или из клеток, нарушая таким образом осмотическую концентрация ИЦК и вызывая отек или сморщивание клеток. Наиболее важно это для головного мозга, чьи клетки ограничены черепной коробкой.
Снижение калия в основм вызывается кишечными, почечными или эндокринными заболеваниями, а зарежка натрия вызывается заболеваниями почек; здоровые почки способны успешно выделять излишки натрия. Однако, хроническое употребление излишнего количества натрия хлорида вызывает увеличение ЭЦЖ, и предрасполагает или является провоцирующим фактором артериальной гипертензии. 
Человеческий пот всегда содержит натрий в концентарции  ниже, чем его уровень в плазме (а когда уровень секреции альдостерона поднимается, концентрация натрия падает очень низко).
Большинство натрия содержится в ЭЦЖ за счет  натриевой помпы, ферментативной систем, Na/K-АТФазы, которые используют значительное количество энерегии (АТФ) для поддержания низкой концетрации внутриклеточного натрия, и высокой концентрации внутриклеточного клация. Транспорт натрия играет главную роль в физиологии натрия по следующим причинам:

1. Он помогает поддерживать ионное состояние ИЦЖ и объем ЭЦЖ.
2. Это предотвращает отек клеток (выделяются издержки натрия, и всасывается K⁺).
3. Он поддерживает градиенты, которые различаются в различных тканях, позволяя транспортироваться другим катионом в обмен на анионы - которые часто транспортируются вместе с градиентами концентрации натрия, которые являются вторичными по отношению к среде с низким содержанием натрия, созданным насосом. 
4. Они обеспечивают мембранный вольтаж, от которого часто зависят возбудимость и секреторная активность.
5. Энергетические затраты насоса - существенная часть общей метаболической активности и вносят вклад в термогенез.
6. Транспорт натрия - не только ключевой фактор в задержке и потере натрия почками, кишечками, слюной и потовыми железами, но также влияет на выделение и задержку других растворенных веществ. Так задержка натрия, приводит к потере кальция, а потеря натрия - к потере калия и магния. 

Большинство внеклеточной жидкости - это интерстициальная жидкость (ИСЖ)  в тканевых пространствах, обеспечивая транспорт между капиллярами и клетками. Концентрация натрия в плазме слегка выше, чем в ИСЖ, потому что плазма содержит больше белков, в основном альбумин, который не проходит в ИСЖ через капиллярныме мембраны, и влияет на их отрицательный заряд, чтобы удерживаться более положительно заряженные ионы, в основном натрий.
​
Основные эффекты излишнего объема ЭЦЖ проявляются в увеличении ИСЖ, видимой клинически как отек (или асцит, когда жидкость накапливается в брюшной полости). Мягкий отек - обычно косметическая проблема, но легочной или церебральный отек или тяжелый асцит - это уже серьезные состояния. Отек является результатом излишнего потребления или накопления натрия (общее увеличения ЭЦЖ) или "утечки" из плазмы в ИСЖ. Такое нарушение ЭЦЖ происходит, если плазматический альбумин очень низкий (почечная недостаточность, печеночная недостаточность или серьезное нарушение питания), или с излишним капиллярным кровяным давлением (венозная блокада, неподвижность, сердечная недостаточность или дилатация артериол), повреждения капилляров или лимфатической блокадой. Накопление белка в ИСЖ влияет на осмотический градиент, который обычно захватывает воду в венозных капиллярах, где давление низкое.
​
Основной эффекты неадекватного объема ИСЖ - снижение объема плазмы, и таким образом нарушает сердечно-сосудистую функцию, а в крайних случаях вызывает циркулярный шок.  

У взролых, небеременных, нелактирующих здоровых лиц, выделение натрия соответствует его потреблению, и это часто используется для оценки последнего, однако этот метод не надежен, особенно когда его употребление низкое. Пищевая соль готова к всасыванию, обычно по выделению с мочой оценивают его обмен. Однако транспортные механизмы тонокого кишечника имеют похожие механизмы, что и проксимальная часть почечных трубочек (транспорт Na+, глюкозы и аминокислот), тогда как толстого кишечника, как у на дистального нефрона, отвечают на задерживающий натрий (и выделяющий калий) гормон коры наподчечников альдостерон. И, диарея - соответсвенно кишечный диурез; нарушение кишечной реабсорции натрия и воды, превышающей способности толстого кишечника.

Доказано, что при здоровых наподчечниках, потеря натрия с мочой и калом практически стремятся к нулю. Потеря с потом, также может быть очень низкой, однако, при очень сильном воздействии жаркого климата, объем пота может превысить способности альдостерона концентрировать натрий, и может происходить потеря натрия. Альдостерон влияет также на снижение содержания натрия в слюне (и повышает концентрацию ионов калия). Излишнее потребление натрия не влияет на концентрацию натрия в плазме, если пациент может пить - излишки натрия выводятся, в результате увеличения объема ЭЦЖ, которая стимулирует выделение натрия. 

Когда объем ЭЦЖ низко падает, это стимулирует жажду и секруцию антидиуретического гормона (АДГ). До тех пор, пока объем ЭЦЖ не восстановится, жидкость задерживается, даже несмотря на влияние защитных концентрационых влияний натрия, и, в результате, концтерация натрия падает. И, таким образом, при снижении натрия, объем ЭЦЖ падает, что указывает на низки индекс содержания натрия. 

Снижение натрия, снижает объем плазмы и перфузию почек - стимулируют продукцию ренина (почками), который производит ангиотензин в циркуляцию. Этот гормон сужает сосуды (и таким образом защищает артериальное давление), стимулирует жажду (для восстановления объема ЭЦЖ), и, наконец, стимулирует задержку натрия напрямую (почками) и опосредованно (стимулирует выделение надпочечниками альдостерон); все это снижает концентрацию натрия в моче, кале, слюне и поте, но не в молоке. 
Стимуляция альдостерона вызывает напрямую гиперкалиемию (повышение калия в плазме) и его выделение.

Выделение излишков натрия включает не только подавление задерживающих его механизмов, но и активацию механизмов его выделения. Два гормона вовлечено в этот процесс: натрийуретический пептид (АNP), продуцируемый предсердиями, когда они перерастягиваются, и активные ингибиторы траспорта натрия (ASTI), которые, возможно, синтезируются в мозгу, и их также называют "эндогенные дигиталис-подобные ингибиторы" (EDLIs).
Другие гормоны (половые гормоны, паратгормон, кальцитоноин, тироксин, пролактин) - могут влиять на секрецию натрия, как на задержку и выделение, но не контролируют его. 

Достаточный прием натрия для людей остается спорным вопросом, но считается на уровне менее 1ммоль в сутки, когда в Западной культуре может достигать до 200-300 ммоль в сутки, из-за процессированный продуктов, которые широко распростренены. Это становится существенным тревожным предупреждением среди врачей и нутрициологов, так как это разначительно превосходит потребности человека. Кроме того, накапливаются данные, что человеческое артериальное давление и потребеление соли положительно коррелируют. Люди, также имеют очень  низкий уровень потребления калия, в в стравнении с другими млекопитающими; калий может снижать гипертензивный эффект натрия.
Так как естественные потери натрия низкие, а пищевое снижение натрия сложно провести, то дефицит натрия обычно происходит в результате почечных, надпочечниковых или кишечных заболеваний; заболевание почек может приводить, как к задержке, так и потере натрия. В целом, наиболее частая причина дифицита натрия - это острая диарея. К счастью, это решается пероральными глюкозо-солевыми растворами, которые обычно изотонические (то есть имеют то же осмотическую концентрацию, что  и ЭЦЖ, гипертонические растворы тянут воду в кишечник). Функция глюкозы в таких препаратах - ускорение захвата натрия; такие анионы, как цитрат, ацетат, пропионат, бикарбонат и аминокислоты (глицин и аланин), могут также ускарать захват натрия и таким образом воды. 

Когда соль всасывается в тонком кишечнике в ассоциации с другими молекулами, такими как глюкоза. Содержимое тонкого кишечника также содержит натрий, его концентрация близка к концентрации плазмы крови, но толстый кишечник имеет очень высоко эффективную активную транспортную систему для всасывания практически всего натрия и содержимого кишечника; только 1 ммоль натрия в норме выделяется с калом. При всасывании натрия вода задерживается почками и объем крови увеличивается до тех пор, пока гормоны (натрийуретический гормон) и ренинагиотенизиновая система отвечает. 
Степень, до которой растет артериальное давление в ответ на пищевой натрий зависит от степени взаимодействия генетических факторов и других влияющих факторов окружающей среды, включая прием калия, магния и кальция. Подавляющие эффекты этих минералов частично объясняют давление-снижающие эффекты диеты, богатые фруктами и овощами. Было показано, что прием жиров повышает давление в состоянии покоя, тогда как умереная нагрузка снижает артериальное давление. 
Отложение жиров ведет к изменениям гормональной секреци жировыми клетками, включая ангиотензионоген, предшественника ренин-ангиотензиногеновой оси, влияющей на экскрецию натрия почками. Адипонектин, секретируемый жировыми клетками делает клетки сосудов более чуствительными к формированию бляшек, гипертрофии медии и фиброзу. Индуцированная солью артериальная гипертензия также вовлекается в ось гормональных ответов включая мощный вазоконстриктор эндотелиин-1, и вазодилататор брадикинин - оказывают влияние на толщину артериальной стенки, гипертрофию желудочков и синтез эластина и коллагена в артериях. Это делает их постепенно толще и менее гибкими. 

Существует сильная географическая корреляция между раком желудка и смертностью от инсульта, обе которых связыаны с приемом соли. Имеется четыре этиологических фактора для желудочной аденокарциномы: инфекция Helicobacter pylori, излишнее потребление соли и низкий прием аскорбиновой кислоты, каротиноидов или в оболее общем контексте - овощей и фруктов. Натрия хлорид вызывает атрофический гастрити и усиливает мутагенные эффекты соленых продуктов.  Соль может играть роль в поздних шагах трансформации слизистой дисплазии в карциному. Соленые огурцы и рыба в японской культуре имеют тесную связь с развитием рака желудка. 

Давно известно, что прием соли является основным фактором потери кальция с мочой. Показано, что экскреция кальция с мочой увеличивается практически до 1 ммоль на 100 ммоль приема натрия. Эксперементально натрия хлорид увеличивает экскрецию кальция и индуцирует макеры костной резобции.

Проведено большое эпидемиологическое исследование, в котором было взаимосвязь между смертностью от бронхиальной асмты и региональным потреблением пищевой соли на человека. Низкосолевая диета показало поценциально положительные эффекты на пициентов с бранхиальной астмой. ​

Соль улучшает и изменяет муку, контролирует микробный рост и влияет на доступность микроэлементов и текстуру/консистенцию пищи. В производстве некоторых продуктов, например, солений, сыров и ферментированных колбас соль вызывает оттяжку воды и различных питательных веществ из ингрединетов и обеспечивает соответствующее окружение для роста резистентной к соли бактериальной флоры, требующейся для ферментации или производства солений. 
​
Соль также важна для формирования структуры сыра, ограничивая бактериальный рост и дегидрадируя сыры, таким образом помогая формировать корку. Большинство процессировных мясных продуктов, например, ветчина и бекон, содержат соль для вкуса и зранения. Соль также подавляет рост бактерий и помогает эмульстификации жира в колбасах.
Нитрат натрия как отвердитель, предотвращающий ботулизм, так же как вяленный вкус и красный цвет таким продуктам.  Фосфат натрия часто добавляется в домашнюю птицу и рыбные палочки, чтобы увеличить их способность удерживать воду и связать продукт. Соль также эффективна в связывании мясного продукта, изменяя структуры белков и растворяя некоторые протеины. Соленье рыбы имеет ароматизирующую и сохраняющую роль, раба может быть также обработа в рассоле перед копчением. 
В запекании соль улучшает аромат продуктов; она также контролирует скорость ферментации в дрожжевых продуктах и предотвращает развитие нежелательных "диких" видов дрожжей, которые могут приводит к неконтролируемой скорости ферментации и изменению продуктов. 
Соль также укрепляет клейковину хлебного теста, помогает таким образом подготовку теста и снижает скорость поглощения воды. Пирофосфаты натрия используется во многих промышленных разрыхлителях для специальных продуктов. Соление консервированных овощей используется в первую очередь для вкуса, но может также применяться дл отделения зрелого зеленого горошка или бобов, которые тонут, от молодых и свежих, которые всплывают.
Процессированные "снэки" часто очень соленые, как маркетинговая черта, также как процессированные хлопья и другие солесодержащие ингредиенты, добавляются в процессированные продукты. ​

Повсеместное использование соли позволила применять ее в качестве средства борьбы с широко распространенным дефицитом йода, путем обогащения им соли, а фторид также был добавлен в качестве профилактической меры против кариеса зубов. 

Различные методы оценки источников пищевой доли были выделены:
1) натуральные продукты;
2) соль, добавляемая в продукты во время промышленной готовки (процессинга);
3) соль во время доставки пищи (кейтеринга);
4) другие соль-содержащие источники;
5) приозвольное применение соли во время готовки и за столом;
6) соль в питьевой воде.
Натрия много в продуктах, к которым добавлен натрия хлорид. Богаты натрием минеральная вода типа боржоми, ессентуки (№4 и №17) и др. Мало натрия в овощах и фруктах, некоторых молочных продуктах и крупах. 

К сожалению, излишнее применение соленой пищи приводит к серии физиологических ответов, включая изменение кровяного объема, гормональных и клеточных изменений, которые ведут, в соединении с другими пищевыми и окружающими факторами, к спектру заболеваний, включая артериальная гипертензия, которая повышает риски инсультов, коронарной болезни сердца и сердечной недостаточности. Излишнее употребление соли способствует развитию остеопороза, раку желудка и бронхиальной реактивности.