Іони калію беруть участь в підтримці кислотно - лужної рівноваги, водно - сольового балансу, нормального рівня кров'яного тиску, електричної активності мозку, функціонуванні нервової тканини, скорочення скелетних і серцевих м'язів. Калій викликає розширення судин внутрішніх органів і звуження периферичних судин, що сприяє посиленню сечовиділення. Калій уповільнює ритм серцевих скорочень і бере участь в регулюванні діяльності серця.
Іони калію - біологічні антагоністи іонів натрію. Основними харчовими джерелами калію є картопля, молочні продукти, м'ясо, курага, родзинки, чорний чай. Потреба в калії становить 5 г / добу. Калій депонується в організмі щодня в кількості 3-4 г, період напіввиведення становить 58 діб.
У медицині застосовують кілька солей калію в якості сечогінних і проносних засобів (ацетат калію, тартрат калію), широко використовується йодистий, бромистий, марганцевокислого калію, аспарагинат, оротат, хлорид калію та інші сполуки.
Натрій є основним позаклітинним іоном. Натрій забезпечує сталість осмотичного тиску біорідин (осмотичного гомеостазу), в складі буферних систем регулює рН внутрішнього середовища організму в межах фізіологічних норм. Іони натрію впливають на діяльність центральної нервової системи, беруть участь у передачі нервових імпульсів через мембрани нервових клітин. Іони натрію підтримують нормальну збудливість м'язових волокон за рахунок активації Na-K-АТФ-ази. Хлорид натрію (NaCI) служить основним джерелом вироблення соляної кислоти (НСl - шлунковий сік). Надлишок іонів натрію призводить до затримки рідини в організмі, що викликає набряки, сприяє підвищенню тиску. Катіони Na + і K + в живих системах є антагоністами. Іони К + і Na + забезпечують роботу калій -натріевого насоса.
Для поповнення добової потреби в натрії (1 г) достатньо 200 г хліба. Практика прісаліванія їжі, вживання чіпсів, солоних горішків і ін. Продуктів призводить до надмірного споживання натрію (4-10 г).
У медицині NaCI застосовують у вигляді ізотонічного 0,9% розчину при зневодненні організму і як дезінтоксикаційну засіб, а також для промивання ран, очей, слизової оболонки носа, для підняття тиску крові, у вигляді гіпертонічного 3 -5% розчину в хірургії для очищення ран. Гіпертонічний 10% розчин застосовують внутрішньовенно при легеневих, шлункових, кишкових кровотечах, а також для посилення діурезу (осмотичнийдіурез) і як полоскання при захворюваннях горла. Тіосульфат натрію використовується в медицині для детоксикації, гідрокарбонат (харчова сода) служить компонентом штучних мінеральних вод і лимонадів і входить до складу препаратів, які використовуються для нейтралізації підвищеної кислотності шлункового соку.
Літій відноситься до ультромікроелементам. Іони літію легко проникають через біологічні мембрани, найбільше літію виявлено в лімфовузлах, легенів, в меншій мірі в печінці, цільної крові, м'язах, мозку, кістках, надниркових. Літій сприяє вивільненню магнію з клітинних депо і гальмує передачу нервового імпульсу, знижуючи збудливість нервової системи.
Літій володіє психотропними властивостями. Його застосовують при депресії, агресивності, наркоманії. Літій здатний попереджати атеросклероз, хвороби серця, а також діабет, гіпертонію. З їжею і водою в організм надходить приблизно 100 мкг літію в добу. Харчовими джерелами літію є картопля і помідори. Медичне застосування з'єднань літію обмежена. Солі літію (карбонат літію) використовуються при лікуванні маніакально - депресивних психозів.
Кальцій розподіляється в організмі нерівномірно: близько 99% припадає на кісткову тканину і лише 1% міститься в інших тканинах. Однак цей 1% кальцію грає виключно важливу метаболічну регуляторну функцію. Внутрішньоклітинна концентрація кальцію в 10 4 разів нижче його в позаклітинній рідині і плазмі крові. Це пов'язано з тим, що саме кальцій є ключовим внутрішньоклітинним регулятором метаболізму. Іон Са 2+ функціонує як найважливіший внутрішньоклітинний сигнальний фактор (вторинний посередник), який контролює разом з органічними сполуками (зокрема, ц-АМФ) процеси внутрішньоклітинної сигналізації та управління функціями клітини. Кальцій важливий також для реалізації міжклітинних контактів, функціонування клітинних мембран, передачі нервового імпульсу і м'язового скорочення, регуляції серцевого ритму. Кальцій. проявляють виражену протизапальну і антиалергенне дію, підвищує збудливість ЦНС, впливає на функції ендокринних залоз, посилює дію вазопресину, що регулює тонус судин. Підтримка фізіологічно низькій концентрації кальцію всередині клітини (10 -7 ммоль / л) визначається нормальним функціонуванням кальцієвих каналів і іонних насосів (Са ++ -АТФази) клітинних мембран. Відомо, що блокатори кальцієвих каналів та інші антагоністи кальцію (магній, калій) перешкоджають надлишковому надходженню кальцію всередину клітин і підвищенню його внутрішньоклітинної концентрації. При збільшенні концентрації кальцію в плазмі крові його кількість всередині клітини може знижуватися, що пов'язано з з активацією позаклітинним кальцієм калієвих каналів (кальційзалежних). Це призводить до гіперполяризації клітинної мембрани, обумовленої надходженням в клітини калію і як результат до блокади кальцієвих каналів. Зниження внутрішньоклітинного кальцію в клітинах стінок судин обумовлює зниження судинного тонусу. Кальцій - компонент каскадного механізму згортання крові (активує перетворення протромбіну в тромбін, фібриногену в фібрин, прискорює агрегацію тромбоцитів). Зменшення концентрації кальцію в тромбоцитах перешкоджає тромбоутворення.
У кісткової тканини кальцій знаходиться у вигляді мінералу гідроксиапатиту Са10 (РО4) 6 (ОН) 2. забезпечує міцність нігтів і зубів. Кісткова тканина виконує функцію «депо» кальцію в організмі. Під дією кислот, що виробляються бактеріями, може відбуватися розчинення гідроксиапатиту, що призводить до карієсу.
Добова потреба в іонах кальцію 0,8 - 1,5 г, у вагітних 3 - 4 м Значна кількість кальцію присутній в молочних продуктах, менше в городньої зелені, овочах, горіхах і рибі. Низькому засвоєнню і втрати кальцію сприяє надмірне надходження фосфатів з їжею, прийом високих доз вітаміну А, протисудомних і стероїдних препаратів.
В медицині використовують багато сполук кальцію (хлорид, глюконат, оксид, цитрат, аспартат, доломіт, гліцерофосфат, комбінація солей кальцію з вітаміном Д, карбонат). Кальцій входить до складу вітаміну В15.
Магній за змістом його в організмі займає 4 місце після К +. Na +. Са ++. його кількість досягає 140 г магнію (0,2% від маси тіла). Головне депо магнію знаходиться в кістках (60%), з цієї кількості (20-30)% може бути при необхідності мобілізовано для підтримки магнієвого гомеостазу організму.
Магній є найважливішим внутрішньоклітинним елементом. Він бере участь в обмінних процесах спільно з калієм, натрієм, кальцієм. Магній є кофактором багатьох сотень ферментативних реакцій. Магній бере участь в метаболізмі вуглеводів, вищих жирних кислот, амінокислот, впливає на найважливіші стадії біосинтезу білка, біосинтезу нуклеотидів і нуклеїнових кислот.
Нормальний рівень магнію в організмі необхідний для забезпечення енергетики життєво важливих процесів, регуляції нервово - м'язової провідності, тонусу гладкої мускулатури (судин, кишечника, жовчного і сечового міхура і т. Д.). Магній стимулює утворення білків, знижує збудження в нервових клітинах. Магній бере участь в процесах генерації і використання енергії, оскільки акумулятором і і джерелом енергії будь-якої клітини є Макроергічні молекула аденозинтрифосфат (АТФ), яка функціонує у вигляді солі АТФ-Мg. Саме тому, чим вище метаболічна активність клітини, тим вище потреба в магнії. Магній і кальцій антагоністи, ці два елементи легко витісняють один одного зі з'єднань.
Магній надходить в організм з їжею і водою. Добова потреба в магнії (400-600 мг) дорівнює половині потреби в кальції, виконання цього співвідношення фізіологічно обгрунтовано. Особливо багата на магній рослинна їжа, що пов'язано з перебуванням магнію в структурі хлорофілу. В медицині препарати магнію застосовують для зниження нервової збудливості, в якості препаратів седативного, а також гіпотензивної дії, офіційних антиаритмічнихзасобів. При ішемічній хворобі серця магній використовують для розширення судин, поліпшення кисневого забезпечення міокарда, зняття кардоспазма. Карбонат магнію, оксид магнію застосовують при підвищеній кислотності шлункового соку. Сульфат магнію застосовують як проносний, жовчогінний і болезаспокійливий засіб при спазмах жовчного міхура. Розчин сірчанокислого магнію використовують також як протисудомний препарат, як антисептичну засіб при затримці сечовипускання, бронхіальній астмі, гіпертонічній хворобі.
Стронцій є токсичним ультромікроелементом. В організмі дорослої людини знаходиться близько 320 мг стронцію. Найбільша кількість його в кістках (99%), менше в лімфатичних вузлах, легенях, яєчниках, печінці та нирках. В організм надходить з рослинною їжею, також міститься в кістках і хрящах. При надмірному надходженні стронцію виникає «стронцієвий рахіт» або «уровская хвороба», підвищена ламкість кісток за рахунок заміщення іонів кальцію на стронцій в кістковій тканині. Це ендемічне захворювання, вперше виявлене у населення, що проживає біля річки Уров в Східному Сибіру. Утворений при ядерних вибухах радіоактивний ізотоп 90 Srвизивает променеву хворобу. Він вражає кісткову тканину і особливо кістковий мозок. Накопичення світовим співтовариством 90 Srв атмосфері і організмі людини сприяє розвитку лейкіміі і раку кісток.
Барій є токсичним ультрамікроелементи. Механізм токсичної дії солей барію полягає в тому, що іони барію, маючи однаковий радіус з іоном калію, конкурують з ним в біохімічних процесах. Концентрується барій переважно в сітківці ока. Іони барію можуть проникати і в кісткові тканини, викликаючи ендемічні захворювання (наприклад, хвороба па - пінг). У медицині для рентгенівської діагностики захворювань травного тракту застосовують сульфат барію. Він не піддається гідролізу, не розчиняється у соляній кислоті шлункового соку, внаслідок чого не проявляє токсичної дії при прийомі всередину, але здатний сильно поглинати рентгенівські промені.
Берилій відноситься до групи токсичних ультрамікроелементов. В організм надходить як з їжею, так і через легені. Загальна кількість в тілі дорослої людини коливається від 0,4 до 40 мкг. Берилій є постійною в крові, кісткової і м'язової тканини, легенів, печінки, лімфатичних вузлах, кістках, міокарді. Берилій бере участь в регуляції фосфорно - кальцієвого обміну, підтримці імунного статусу організму. Всі з'єднання берилію отруйні. Тканинами - мішенями для берилію є слизові оболонки людини, а також шкірні покриви. В результаті надлишкового надходження солей берилію в організм виникає захворювання «берилієвий рахіт». Берилій є антагоністом магнію, тому при отруєнні солями берилію вводять надлишок солей магнію.
d- елементи. Біологічна роль. Застосування в медицині