Funkcije

Funkcije natrija su:

  • održavanje membranskog potencijala
  • održavanje osmotskog tlaka

Održavanje membranskog potencijala

Natrij sudjeluje u održavanju membranskog potencijala, tj. razlike u električnom potencijalu između izvanstaničnog i unutarstaničnog prostora. Kalij je glavni pozitivno nabijeni ion (kation) unutar stanica, dok je natrij glavni pozitivno nabijeni ion (kation) izvan stanica. Točnije, koncentracije kalija unutar stanice su 30 puta veće nego koncentracije izvan stanice, dok su koncentracije natrija 10 puta manje unutar stanice nego izvan nje. Također, membrana u stanju mirovanju je 50 do 100 puta propusnija za kalijeve ione nego što je za natrijeve ione. Upravo razlike u koncentracijama između kalija i natrija uzduž stanične mebrane stvaraju elektrokemijski  gradijent koji se naziva membranskim potencijalom. Stanični se membranski potencijal održava ionskim pumpama koje se nalaze u samoj staničnoj membrani, od kojih je najznačajnija natrij-kalij pumpa. Natrij-kalij pumpa, tj. Na,K-ATPaza je enzim koji koristi ATP (energiju) da bi prenijela natrij izvan stanice u zamjenu za kalij, koji ulazi u stanicu. Točnije, navedeni enzim prenosi 3 iona natrija izvan stanice, a 2 iona kalija unutar stanice, uz pomoć hidrolize ATP-a. Procjenjuje se da se u stanju mirovanja 20 do 40 % energije troši upravo na rad ove pumpe. Stroga kontrola membranskog potencijala je važna za provođenje živčanih impulsa, kontrakciju mišića i funkciju srca (Vidjeti „Kalij – Funkcije“).[1-8]

Održavanje osmotskog tlaka

Osmotski tlak rezultat je sklonosti čistog otapala da prolazi kroz polupropusnu membranu u otopinu koja sadrži otopljenu tvar, a za koju je membrana nepropusna. Osmoza je difuzija vode, tj. prolazak vode kroz polupropusnu membranu iz područja veće koncentracije vode u područje manje koncentracije vode. U navedenom slučaju voda će prolaziti prema području gdje je veća koncentracija otopljenih tvari, jer je u navedenom području koncentracija vode manja. Otopine koje imaju isti osmotski tlak nazivaju se izotoničnim otopinama, a one koje imaju veći osmotski tlak hipertoničnima, a manji hipotoničnima. Natrij i kalij su glavni topljivi ioni u našem organizmu te su stoga i regulatori osmotskog tlaka, a time i staničnog volumena. Stanice se moraju održavati u savršenoj osmotskoj ravnoteži. Naime, stanica koja se nalazi u hipertoničnoj otopini će se smanjiti, a ona koja se nalazi u hipotoničnoj će bubriti. Natrij-kalij pumpa pomaže u održavanju pravilne ravnoteže iona izvan i unutar stanice, a poremećaji natrij-kalij pumpe mogu rezultirati bubrenjem stanica. Naime, ako stanice počinje bubriti, automatski se aktivira natrij-kalij pumpa koja regulira koncentraciju iona i time može spriječiti smrt stanice. Brojni fiziološki mehanizmi koji reguliraju volumen krvi i krvni tlak djeluju na način da podešavaju sadržaj natrija u organizmu. U cirkulatornom sustavu, receptori tlaka, tj. baroreceptori registriraju promjene u krvnom tlaku i šalju odgovarajuće (pobuđujuće ili inhibirajuće) signale živčanom sustavu i/ili endokrinim žlijezdama. Tada živčani sustav i/ili endokrine žlijezde utječu na bubrege u smislu regulacije natrija u istim. Također, osmoreceptori u hipotalamusu su odgovorni za ravnotežu natrija i vode u našem organizmu. Točnije, registriraju promjene u osmotskom tlaku te uzrokuju povećanje ili smanjenje lučenja vazopresina iz hipofize, čime se osmotski tlak normalizira. Gubitak vode u našem organizmu rezultira povećanjem razina natrija, čime se razvija hipernatremija (Vidjeti „Toksičnost“), dok višak vode rezultira manjkom natrija u krvi, čime se razvija hiponatremja (Vidjeti „Nedostatak u organizmu“). Bubrezi, u slučaju hipernatremije, otpuštaju višak natrija, dok u slučaju hiponatremije, otpuštaju više vode, a navedeni proces se naziva osmoregulacija.[1-8]

Ostale uloge

Kosti sadrže određene količine natrija, no točna uloga natrija u kostima još nije poznata. Također, natrij je potreban za apsorpciju i reapsorpciju klora (klorida) te apsorpciju vode, aminokiselina, glukoze i nekih vitamina. Prijenosni proteini zaduženi za apsorpciju navedenih hranjivih tvari vežu i natrij te kotransportom prenose i hranjivu tvar i natrij. Natrij se tada Na,K-ATPazom prenosi izvan stanice, gdje može poslužiti za ponovni prijenos druge hranjive tvari unutar enterocita. Pokazalo se da natrijevi ioni sudjeluju i u poticanju aktivnosti trombina, proteina važnog u procesu zgrušavanja krvi.[1-12]

"Literatura"

1. Berdanier, C.D. (1998) Advanced Nutrition: Micronutrients, CRC Press, Boca Raton.

2. Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes, Food and Nutrition Board, Institute of Medicine (2004) Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate, National Academy Press, Washington.

3. Brody, T. (1999) Nutritional Biochemistry, Academic Press, San Diego.

4. Medić-Šarić, M., Buhač, I., Bradamante, V. (2000) Vitamini i Minerali: Istine i Predrasude, Hoffman LaRoche, Zagreb.

5. Sanders, T., Emery, P. (2003) Molecular basis of human nutrition, Taylor and Francis, London.

6. McGuire, M., Beerman, K.A. (2011) Nutritional Sciences: From fundamentals to foods, Wadsworth Cengage Learning, Belmont.

7. LeFever Kee, J., Paulanka, B.J. Polek, C. (2010) Handbook of fluid, electrolyte and acid-base imbalances, Cengage Learning, New York.

8. Caballero, B. (2003) Encyclopedia of food sciences and nutrition, Academic Press, London.

9. Said, H.M., Mohammed, Z.M. (2006) Intestinal absorption of water-soluble vitamins: an update. Curr. Opin. Gastroenterol. 22, 140-146.

10. Halsted, C.H. (2003) Absorption of water-soluble vitamins. Curr. Opin. Gastroenterol. 19, 113-117.

11. Wells, C.M., Di Cera, E. (1992) Thrombin is a Na(+)-activated enzyme. Biochemistry. 31, 11721-11730.

12. Heaney, R.P. (2006) Role of Dietary Sodium in Osteoporosis. J. Am. Coll. Nutr. 25, 271S-276S.