Роль для организма

У здоровых людей с нормальной функцией почек высокое потребление калия с пищей не представляет опасности для здоровья, поскольку почки выводят излишки с мочой. Хотя некоторые случаи указывают на то, что очень большие дозы калиевых добавок могут вызывать смертельные сердечные аномалии, однако этих случаев недостаточно, чтобы установить верхние границы.

Тем не менее у людей с нарушенной экскрецией калия с мочой из-за хронического заболевания почек или использования определенных лекарств, таких как ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) или калийсберегающих диуретиков, это может вызвать гиперкалиемию (избыток калия в организме). Гиперкалиемия также может возникать у людей с диабетом 1 типа, застойной сердечной недостаточностью, недостаточностью надпочечников или заболеваниями печени.

Хотя гиперкалиемия может протекать бессимптомно, тяжелые случаи могут вызывать мышечную слабость, паралич, учащенное сердцебиение, парестезии (ощущение жжения или покалывания в конечностях) и нарушения ритма сердца, которые могут представлять угрозу для жизни.

Калий-содержащие добавки могут вызывать незначительные желудочно-кишечные побочные эффекты. Прием высоких доз калиевых добавок (например, до 15 600 мг в течение 5 дней) у здоровых людей может повышать уровень калия в плазме, но он не превышает нормальный. Однако очень большое количество калиевых добавок или заменителей соли, содержащих калий, может превышать способность почек выделять калий, вызывая острую гиперкалиемию даже у здоровых людей.

Использование калиевых солей в некоторых препаратах было ассоциировано с поражением тонкой кишки, вызывая обструкцию, кровоизлияние и перфорацию. По этой причине организации здравоохранению требуют, чтобы некоторые пероральные препараты, содержащие более 99 мг калия, были помечены предупреждением.

Где используется калий

Некоторые виды лекарств могут сильно влиять на уровень калия в организме, и это может быть опасно. Несколько примеров приведены ниже. Люди, принимающие эти и другие лекарства, должны обсудить свое потребление калия и состояние с врачом.

  • Ингибиторы АПФ и блокаторы ангиотензиновых рецепторов (БРА)
  • Препараты от высокого давления: ингибиторы АПФ и БРА (Валсартан, Каптоприл, Эналаприл, Лозартан и другие), также используются для лечения сердечной недостаточности, медленного прогрессирования заболевания почек у пациентов с хроническим заболеванием почек и диабетом 2 типа, а также для снижения заболеваемости и смертности после инфаркта миокарда. Эти препараты снижают выделение калия с мочой, что может привести к гиперкалиемии. Эксперты рекомендуют проводить мониторинг состояния калия у людей, принимающих ингибиторы АПФ или БРА, особенно если у них есть другие факторы риска гиперкалиемии, такие как нарушение функции почек.

  • Калийсберегающие диуретики
  • Калийсберегающие диуретики, такие как спиронолактон (Верошпирон) и другие, снижают экскрецию калия с мочой и могут вызывать гиперкалиемию. Эксперты рекомендуют следить за уровнем калия у людей, принимающих эти препараты, особенно если у них нарушена функция почек или присутствуют другие факторы риска гиперкалиемии.

  • Петлевые и тиазидные диуретики
  • Лечение с помощью петлевых диуретиков, таких как фуросемид (Лазикс), тиазидных диуретиков, таких как гидрохлортиазид и других, увеличивает экскрецию калия с мочой и может привести к гипокалиемии. Эксперты рекомендуют следить за уровнем калия у людей, принимающих эти препараты, и начинать прием калия, если это оправдано.

В организме калий участвует во многих процессах и выполняет ряд функций, в числе которых:

  • Поддержание оптимального внутриклеточного давления за счет натриево-калиевый баланса, который обеспечивается этим элементом вместе с натрием.
  • Благодаря первому пункту, а также участию калия в образовании «топлива» из глюкозы обеспечивается правильное сокращение волокон мышц, включая сердечные.
  • Поддерживает жидкостный состав внутри клеток.
  • Поддерживает кислотно-щелочной баланс в жидких средах человеческого организма (входит в их состав).
  • Является катализатором в ряде органических реакций, включая те, которые способствует выносливости и насыщают мозг кислородом.
  • Участвует в нормальной функциональности почек, позволяет предотвратить отечность, зашлакованность.
  • Проводимость импульсов и нервная возбудимость также обеспечиваются калием.

Чем опасен дефицит калия — Видео

Дефицит этого химического элемента в организме имеет свое название – гипокалиемия. Если у человека появляются нижеперечисленные симптомы, следует немедленно обратиться к врачу. Итак, высока вероятность гипокалиемии, если наблюдаются:

  • нарушения в сердечном ритме;
  • раздражительность;
  • тремор рук, ног;
  • нарушения координации;
  • мышечная слабость, частые судороги, болевые ощущения;
  • постоянная сонливость;
  • быстрая утомляемость.

В числе причин, которые могли спровоцировать дефицит калия в организме, физические перегрузки с обильным выделением пота, а также:

  • в организм с пищей этот элемент поступает в недостаточном количестве или в рационе преобладают продукты с высоким содержанием натрия;
  • стрессовое состояние;
  • применение мочегонных, гормональных или слабительных лекарственных средств, вследствие чего происходит чрезмерная потеря жидкости.
Предлагаем ознакомиться  Фармазин инструкция по применению для животных

В медицине более известен как гиперкалиемия и может возникнуть по следующим причинам:

  • нарушение калиевого обмена;
  • инсулин-дефицитные состояния;
  • почечная недостаточность;
  • прием препаратов на протяжении длительного времени при отсутствии необходимости в их приеме.

Избыток этого химического элемента в организме сопровождается характерными симптомами, в числе которых:

  • частое мочеиспускание;
  • колики;
  • аритмия;
  • повышенная возбудимость;
  • потливость;
  • паралич мышц.

Следует отметить, что несвоевременное решение этой проблемы в будущем может привести к сахарному диабету, поэтому крайне важно вовремя снизить уровень калия до нормы и поддерживать его правильный баланс.

Недостаточное потребление калия может увеличить артериальное давление, риск возникновения камней в почках, метаболизм костной ткани, экскрецию кальция с мочой и солечувствительность (это означает, что изменения в потреблении натрия влияют на артериальное давление в большей степени, чем обычно).

Тяжелый дефицит калия может вызывать гипокалиемию (уровень калия в сыворотке менее 3,6 ммоль/л). Гипокалиемия поражает до 21% госпитализированных пациентов, как правило, из-за использования диуретиков и других лекарств, однако она редко встречается у здоровых людей с нормальной функцией почек.

Легкая гипокалиемия характеризуется запорами, усталостью, мышечной слабостью и недомоганием. Гипокалиемия от умеренной до тяжелой (уровень калия в сыворотке менее 2,5 ммоль/л) может вызвать полиурию (большой объем разбавленной мочи); энцефалопатию у пациентов с заболеванием почек; непереносимость глюкозы;

Гипокалиемия редко бывает связана только с низким потреблением калия с пищей, но она может быть следствием потери кальция при диарее. Это также может быть результатом рвоты, которая вызывает метаболический алкалоз, приводящий к потере калия в почках. Гипокалиемия также может быть вызвана синдромом возобновления кормления (метаболический ответ на первоначальное возобновление питания после периода голодания) из-за перемещения калия в клетки; злоупотреблением слабительным; использованием мочегонного; поеданием глины (разновидность извращенного аппетита); сильная потливость или диализ.

Истощение запасов магния может способствовать гипокалиемии, увеличивая потери калия в моче. Это может также увеличить риск сердечных аритмий, так как уменьшается внутриклеточная концентрация калия. Более 50% людей с клиническими проявлениями гипокалиемии могут иметь дефицит магния. У людей с гипомагниемией и гипокалиемией, оба диагноза должны лечиться одновременно.

Следующие группы людей чаще имеют проблемы с уровнем калия.

  • Люди с воспалением кишечника

    Калий секретируется (выделяется) в толстой кишке, и этот процесс, как правило, уравновешивается абсорбцией (обратным поглощением). Однако при воспалительных заболеваниях кишечника (включая болезнь Крона и язвенный колит) повышается секреция калия, что может привести к ухудшению его уровня. Воспалительные заболевания кишечника также характеризуются хронической диареей, которая может дополнительно увеличить выведение калия.

  • Люди, принимающие определенные препараты, включая диуретики и слабительные

    Некоторые диуретики (например, тиазидные диуретики), которые обычно используются для лечения высокого кровяного давления, увеличивают экскрецию калия с мочой и могут вызывать гипокалиемию. Однако калийсберегающие диуретики не увеличивают экскрецию калия и могут фактически вызвать гиперкалиемию. Большие дозы слабительного и повторное использование клизм также могут вызывать гипокалиемию, поскольку они увеличивают потери калия с калом.

  • Люди с извращенным аппетитом

    Извращенный аппетит – это постоянное употребление не питательных веществ, таких как глина. При потреблении глина связывает калий в желудочно-кишечном тракте, что может увеличить его выведение и привести к гипокалиемии. Если удается побороть это состояние в совокупности с приемом добавок, можно восстановить уровень кальция и устранить симптомы его дефицита.

Калий — получение калия

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расправленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:K  e− → K2Cl− − 2e− → Cl2

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:4OH− − 4e− → 2H2O  O2

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

Химические свойства калия

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Предлагаем ознакомиться  Как укоренить лист суккулента

Калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, легко отдаёт электроны.

Является сильным восстановителем. Он настолько активно соединяется с кислородом, что образуется не оксид, а супероксид калия KO2 (или K2O4). При нагревании в атмосфере водорода образуется гидрид калия KH. Хорошо взаимодействует со всеми неметаллами, образуя галогениды, сульфиды, нитриды, фосфиды и т. д.

Калий хранят под слоем керосина.

Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется один объём O2), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется три объёма O2) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

В случае эквимолярной смеси (Na2O2:K2O4 = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO2 выделяется четыре объёма O2).

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Гидроксиды калия

Где используется калий

Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого калия при 20 °C в 100 г воды составляет 112 г.

Калий для спортсменов

Организм спортсмена по причине интенсивных тренировок и больших энергетических потерь особенно остро нуждается в содержании калия в достаточном количестве. Этот элемент участвует в работе нервно-мышечной системы, а при интенсивных нагрузках калий выводится из организма вместе с потом. Калий помогает восстановить силы после тренингов, поэтому он обязательно содержится в напитках для спортсменов, которые необходимо употреблять после занятий. По мнению специалистов, пища, которая приминается после тренировок, должна быть максимально насыщена калием.

Какое количество калия необходимо потреблять ежедневно?

Ежедневная норма потребления элемента напрямую зависит от возрастной категории человека. Детям рекомендуется принимать 15–30 мг на каждый килограмм веса, взрослым – один грамм (минимальная суточная норма). При поступлении калия ниже указанной нормы на протяжении долгого времени начинает развиваться гипокалиемии в тяжелой форме.

Оптимальной дозой этого элемента считается два грамма в сутки для взрослых, а для спортсменов и активных людей норма увеличивается до 3 граммов. Однако на время тренировок для набора мышечной массы лучше увеличить суточную норму калия до 4-5 граммов.

Применение калия

  • Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например, в атомных силовых установках на быстрых нейтронах. Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием. Сплав состава натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 % обладает рекордно низкой температурой плавления −78 °C.
  • Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений.
  • Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока.

Важные соединения

Фиолетовый цвет пламени ионов калия в пламени горелки

  • Бромид калия — применяется в медицине и как успокаивающее средство для нервной системы.
  • Гидроксид калия (едкое кали) — применяется в щелочных аккумуляторах и при сушке газов.
  • Карбонат калия (поташ) — используется как удобрение, при варке стекла.
  • Хлорид калия (сильвин, «калийная соль») — используется как удобрение.
  • Нитрат калия (калийная селитра) — удобрение, компонент чёрного пороха.
  • Перхлорат и хлорат калия (бертолетова соль) используются в производстве спичек, ракетных порохов, осветительных зарядов, взрывчатых веществ, в гальванотехнике.
  • Дихромат калия (хромпик) — сильный окислитель, используется для приготовления «хромовой смеси» для мытья химической посуды и при обработке кожи (дубление). Также используется для очистки ацетилена на ацетиленовых заводах от аммиака, сероводорода и фосфина.
  • Перманганат калия — сильный окислитель, используется как антисептическое средство в медицине и для лабораторного получения кислорода.
  • Тартрат натрия-калия (сегнетова соль) в качестве пьезоэлектрика.
  • Дигидрофосфат и дидейтерофосфат калия в виде монокристаллов в лазерной технике.
  • Пероксид калия и супероксид калия используются для регенерации воздуха на подводных лодках и в изолирующих противогазах (поглощает углекислый газ с выделением кислорода).
  • Фтороборат калия — важный флюс для пайки сталей и цветных металлов.
  • Цианид калия применяется в гальванотехнике (серебрение, золочение), при добыче золота и при нитроцементации стали.
  • Калий совместно с перекисью калия применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (калиевый цикл «Газ де Франс», Франция).
Предлагаем ознакомиться  Как и когда высаживать бархатцы в открытый грунт из семян

Калий — важнейший биогенный элемент, особенно в растительном мире. При недостатке калия в почве растения развиваются очень плохо, уменьшается урожай, поэтому около 90 % добываемых солей калия используют в качестве удобрений.

Калий в организме человека

Калий содержится большей частью в клетках, до 40 раз больше чем в межклеточном пространстве. В процессе функционирования клеток избыточный калий покидает цитоплазму, поэтому для сохранения концентрации он должен нагнетаться обратно при помощи натрий-калиевого насоса.

Калий и натрий между собой функционально связаны и выполняют следующие функции:

  • Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений.
  • Поддержание осмотической концентрации крови.
  • Поддержание кислотно-щелочного баланса.
  • Нормализация водного баланса.
  • Обеспечение мембранного транспорта.
  • Активация различных ферментов.
  • Нормализация ритма сердца.

Рекомендуемая суточная доля калия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграмм, для взрослых от 1800 до 5000 миллиграмм. Потребность в калии зависит от общего веса тела, физической активности, физиологического состояния, и климата места проживания. Рвота, продолжительные поносы, обильное потение, использование мочегонных повышают потребность организма в калии.

Основными пищевыми источниками являются сушёные абрикосы, дыня, бобы, киви, картофель, авокадо, бананы, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах.

Всасывание происходит в тонком кишечнике. Усвоение калия облегчает витамин В6, затрудняет — алкоголь.

При недостатке калия развивается гипокалиемия. Возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии.

При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, для которой основным симптомом является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия может вызвать остановку сердца.

Изотопы

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: 39K (изотопная распространённость 93,258 %) и 41K (6,730 %). Третий изотоп 40K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251×109 лет. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра 40K, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов.

40K считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Соединения калияЩелочные металлыНатрий, по химическим свойствам очень схожий с калием

Калийсодержащие продукты

Список продуктов, содержащих этот элемент, возглавляет зеленый чай, какао и курага. В них на 100 граммов продукта содержится 2,5 и по 1,7 граммов калия соответственно. Далее идут сыры и молоко. Также этот элемент содержится в грибах, сухофруктах, шпинате, орехах, картофеле, бананах, авокадо, персиках, помидорах, свекле, брюссельской капусте, кольраби, овсянке, гречке.

Важно знать, что большое количество калия остается в воде, поэтому продукты не рекомендуется замачивать и готовить по возможности на пару. Кроме этого, многие продукты можно употреблять в сыром виде.

Витамины

Баланс калия в организме можно без труда поддержать, включив в рацион достаточное количество продуктов, содержащих этот элемент. По этой причине калийсодержащие БАДы назначаются только в случаях, когда поставлен диагноз гипокалиемия.

Есть препараты, которые назначаются в рамках профилактики сердечных-сосудистых заболеваний. Принимать средство, которое содержит магний и калий, следует только по назначению врача.

Витаминные комплексы также содержат калий – около 2% от нормы в сутки. В специальных качественных комплексах для спортсменов всегда содержится этот элемент вместе с магнием и пироксидином. При этом лучше выбирать продукты от мировых производителей. Также восстановить калиевый баланс можно с помощью спортивных напитков, которые принимают по окончании тренировки.

Калий — инфографика

На самом деле, если серьезно подойти к вопросу питания и обеспечить поступление в организм суточной нормы этого элемента, не нужны какие-то дополнительные препараты, разве что общеукрепляющие витамины. А при появлении симптомов, указывающих на дисбаланс калия, в первую очередь необходимо обратиться в медицинское учреждение, где врач назначит лечение.