НАТРИЙ

НАТРИЙ (Natrium, Na) — химический элемент I группы периодической системы Д. И. Менделеева, относится к подгруппе щелочных металлов, один из основных катионов животных организмов, необходимый для осуществления важнейших жизненных функций. Роль Натрия в организме многообразна. Hатрий — основной катион, участвующий в поддержании кислотно-щелочного равновесия (см.) и осмотического давления внеклеточных, а также внутриклеточных жидкостей (см. Осмотическое давление). От выведения или удержания Натрия в организме зависит регуляция объема внеклеточной жидкости и плазмы крови, т. к. одна молекула Н. осмотически связывает 400 молекул воды. Натрий играет важнейшую роль в ионном балансе внутренней среды живого организма. Задерживая воду в тканях, он обусловливает способность биологически важных коллоидов тканей к набуханию (см.). Вместе с калием (см.) Н. участвует в возникновении нервного импульса (см.), играя основную роль в механизме кратковременной памяти, имеющей, по-видимому, ионную природу. Натрий влияет на состояние мышечной и сердечно-сосудистой систем. Считают, что он опосредует развитие гипертонической болезни за счет как увеличения объема внеклеточной жидкости, так и повышения тонуса артериол, капилляров и прекапилляров (микроциркуляторного русла). Заболеваемость гипертонической болезнью в местностях с высоким содержанием NaCl в почве и воде, а также среди лиц, потребляющих много поваренной соли, повышается в несколько раз (см. Гипертоническая болезнь). В этих случаях причиной гипертензии является увеличение трансмембранного градиента ионов Na+ при повышении содержания Н. в плазме крови, а также образование стойких нейтральных биополимеров, в основном — гликозаминогликанов, связывающих Н. и фиксирующих компенсаторное сужение сосудистого просвета. Обмен Н.— важное звено водно-солевого обмена (см.).

В медицинской практике в качестве лекарственного средства применяют хлорид натрия. С целью придания препаратам барбитуратов, сульфаниламидов, антибиотиков и т. п. хорошей растворимости в воде их выпускают в виде натриевых солей. Радиоизотопы 24Na и 22Na используют в медицине для радио диагностических исследований (см. Радиоизотопная диагностика). В основном эти изотопы применяют для определения периферийного и тканевого кровотока, проницаемости кровеносных сосудов, «натриевого пространства», обменоспособного Н., а также при изучении обмена Н. при отеках разного происхождения, гипертонической болезни, поражениях почек, сердечно-сосудистой системы и при других заболеваниях, сопровождающихся нарушением водно-электролитного обмена.

Н. применяют для получения тетраэтилсвинца, перекиси натрия, в производстве синтетического каучука, для получения красителей, в металлургии — для восстановления тугоплавких металлов.

Впервые Н. получен в 1807 г. англ. ученым Дэви (Н. Davy). Порядковый номер Н. И, атомный вес (масса) 22,9898. Н. представляет собой серебристо-белый металл (на свежем срезе), относительная плотность 0,968 г/см3 (19,7е), t°пл 97,83°, t°кип 882,9°. Имеет один валентный электрон, его валентность +1; химически Н. высокоактивен: на воздухе окисляется, бурно реагирует с водой и к-тами, поэтому хранят Н. в плотно закрытых сосудах или под слоем керосина, с углеводородами к-рого Н. не реагирует. Гидроокись Н.— едкий натр (см.) получают в промышленных масштабах электролизом хлористого натрия в водном р-ре. Н. имеет один стабильный изотоп с массовым числом 23 (23Na) и шесть радиоактивных изотопов (с массовыми числами 20, 21, 22, 24. 25 и 26), один из к-рых имеет также изомер 24MNa. Четыре из этих изотопов и изомер 24MNa отличаются весьма малыми периодами полураспада — от долей секунды до десятков секунд, радиоизотоп 24Na имеет период полураспада 15 часов и радиоизотоп 22Na — 2,6 года. При исследованиях препарат, обычно представляющий собой изотонический р-р хлорида натрия, с радиоактивной концентрацией ок., 5 мккюри/мл и pH 5,0—7,0, вводят внутривенно или внутрь в количестве но активности от нескольких микрокюри до 50 мккюри. Чаще в этих целях применяют 24Na, чем 22Na.

Натрий-24 обычно производят облучением природного Н. тепловыми нейтронами по реакции 23Na(n, 7) 24Na в ядерном реакторе (см. Реакторы ядерные), а при необходимости получения его без носителя — облучением быстрыми нейтронами магния по реакции 24Mg (n, p) 24Na или алюминия по реакции 27А1 (n, a) 24Na либо — дейтронами на циклотроне (см. Ускорители заряженных частиц) по реакциям 26Mg (d, а) или 27А1 (d, ра). Натрий-24 распадается с испусканием спектра 15-излучения, состоящего из двух компонентов, основной из к-рых имеет максимальную энергию Eg = 1,390 Мэв (100%) и слабой составляющей с Ер =4,17 Мэв (0,003%). Распад сопровождается v-излучением относительно высокой энергии с Ег = 1,369 (100%); 2,754 (100%); 3,85 (0,09%) и 4,23 Мэв (0,0015%).

Натрий-22 получают на циклотроне, облучая магний протонами, либо (более эффективно) — дейтронами, гл. обр. по реакции 24Mg (d, a) 22Na. Натрий-22 распадается с испусканием позитронов с максимальной энергией Е<з+ 0,542 (90,6%) и 1,82 Мэе (0,05%) и частично — электронным захватом (9,4%), превращаясь в стабильный неон — 22Na. Распад сопровождается гамма-излучением с Еу = 1,277 (100%) и Ет = 0,511 Мэв (181%).

Изотопы H. относят к радиоизотопам средней радиотоксичности.

Минимально значимая активность на рабочем месте, не требующая регистрации или получения разрешения органов Государственного сан. надзора, до 10 мккюри. Для измерения активности препаратов, содержащих 22Na и 24Na, и создаваемой ими дозы излучений обычно используют ионизационные камеры.

Среднее содержание Н. в литосфере составляет 2,5%, в почве — ок. 0,63%, в воде морей и океанов — в среднем 1,035%, в живом веществе _ в среднем 0,02%. Особенно много Н. (до 15-25 мг/г сухого веса) содержат наземные растения-натрофилы, а также нек-рые морские водоросли. Содержание Н. в организме различных животных обычно не превышает 0,2%, а в теле человека — составляет 0,1—0,15%.

В природе Н. встречается гл. обр. в виде солей: хлористого натрия (NaCl, поваренная соль), углекислого натрия (Na2CO3, сода), сернокислого натрия (Na2SO4-10H2O, глауберова соль), нитрата натрия (NaN03, натриевая селитра) и др. В теле человека и животных Н. обнаружен во всех тканях, гл. обр. в ионизированной форме (катион Na+). H. является основным катионом внеклеточных жидкостей: содержание Н. во внеклеточных жидкостях в 6—12 раз превышает его содержание в клетках. Во внеклеточных жидкостях находится ок. 50% Н., ок. 40% — в костях и хрящах и менее 10% — внутри клеток. Концентрация Н. в эритроцитах составляет ок. 8—13 мэкв/л (ммоль/л) в костях— 0,6%, мышцах — 0,6—1,5%. Считают, что в условном внутрисосудистом пространстве организма человека содержится 143 мэкв/л Н., в интерстициальном пространстве — 147 мэкв/л, во внутриклеточном пространстве — 35 мэкв/л. В таблице приведена концентрация ионов Na+ в нек-рых биол, жидкостях организма человека.

Суточное потребление Н. человеком, как правило, значительно превышает физиол, потребность Pi составляет в среднем 3—6 г в день. Практически в таком же количестве Н. выводится из организма. При недостаточном поступлении Н. с пищей (менее 0,5 г в день) развиваются явления гипонатриемии (см.). Гипернатриемия — повышение концентрации Н. в плазме крови выше 152 мэкв/л — возникает: при повышении количества вводимого Н. с пищей; при парентеральном введении больших количеств изотонического или гипертонического р-ров хлорида натрия, при резком ограничении введения жидкости (см. Обезвоживание организма), при нарушении выделения Н. почками— олигурия (см.) или анурия (см.) любого происхождения, гиперфункция коры надпочечников — синдром Конна (см. Альдостерома), синдром Иценко — Кушинга (см. Кушинга синдром), длительный прием больших доз АКТГ, кортикостероидов; при поражениях головного мозга (травмы, опухоли головного мозга и задней доли гипофиза, энцефалиты); при значительных потерях гипотонической жидкости с потом, мочой или при неукротимой рвоте; при респираторном ацидозе (см. Ацидоз). Всасывание полученного с пищей Н. начинается в желудке и происходит в основном в тонкой кишке. Большая часть Н. в организме находится в динамическом состоянии, обмениваясь между разными частями клетки, между клеткой и внеклеточной жидкостью и смешиваясь с Н., получаемым с пищей. По системе воротной вены всосавшийся Н. поступает в печень, оттуда в небольших количествах в кровь и распределяется по всему внеклеточному пространству. В клетках существует механизм, обеспечивающий выведение ионов Na+ и поглощение ионов К+ — так наз. натриевый насос, или Na+К+ -активируемая аденозинтрифосфатаза; КФ 3.6.1.3 (см. Транспорт ионов, Аденозинтрифосфатазы). Работа этого насоса приводит к появлению на мембране клетки градиента концентраций ионов и как следствие — к возникновению электрического потенциала.

Равновесие Н. в организме, в частности постоянство содержания Н. в плазме крови, регулируется в первую очередь почками (см.). Основное количество Н. выводится из организма с мочой (см.), нек-рое количество — с потом (см.) и немного (менее 10 мэкв/24 часа) — с калом (см.). Усиленное выведение Н. с мочой в норме наблюдается при его избыточном потреблении и в постменструальном периоде, уменьшенное выведение Н.— при малом его потреблении и в предменструальном периоде. С мочой Н. выводится в виде солей фосфорной, серной и органических (молочной, мочевой) к-т. Натриевая соль мочевой к-ты малорастворима и может откладываться в тканях, напр, при подагре (см.). В норме с мочой выделяется ок. 95% Н., поступившего с пищей. Количество выводимого с мочой Н. определяется его реабсорбцией в различных отделах почечных канальцев. Система транспорта Н. в почках связана с трансмембранным переносом большого количества органических и неорганических веществ. Транспорт Н. против градиента концентрации в процессе его реабсорбции из первичной мочи (ультрафильтрата), позволяющий выделять мочу с максимально возможной концентрацией Н., осуществляется как при участии натриевого насоса, так и посредством пассивного переноса ионов Na+ по градиенту электрохим. потенциала, создаваемому активным транспортом бикарбонат-иона (HCO3-). По-видимому, в клетках почек имеется несколько форм натриевого насоса, в т. ч. Na+, К+ -обменный насос и электрогенный насос, часть Н. всасывается вместе с анионами Cl- и HCO3-. Регуляция выделения воды и Н. почками осуществляется ц. н. с., получающей информацию от специфических натриорецепто-ров, реагирующих на изменение содержания Н. в жидкостях тела, а также волюморецепторов (см. Рецепторы) и осморецепторов (см.). Натриевый баланс организма подвержен также гормональному влиянию ренин-ангиотензинной системы (см. Ангиотензин) и альдостерона (см.), основная физиол, задача к-рых заключается в поддержании водно-солевого гомеостаза и обмена Н. на оптимальном уровне как ключевого звена этого процесса гл. обр. за счет обеспечения эффективной избирательной реабсорбции Н. в почках. Важное значение в регуляции нат-рийуреза придают простагландинам (см.), а также антидиуретическому гормону (см. Вазопрессин). Нервная и гуморальная регуляция натрийуре-за тесно связаны: изменение характера нервных влияний на почку и ответ на раздражение соответствующих рецепторов сопровождаются изменением скорости секреции гормонов, регулирующих реабсорбцию Н. Считают, что клеточные механизмы регуляции реабсорбции Н. основаны по крайней мере на двух типах влияний: активации гормонами или нейромедиаторами аденилатциклазы (КФ 4.6.1.1) с последующим повышением концентрации циклических нуклеотидов в клетках и на более медленно протекающем механизме, связанном с изменением скорости синтеза белков, участвующих в транспорте ионов. В конечном счете оба типа воздействий способствуют изменению мембранной проницаемости в отношении ионов Na+, а также изменению объема клеточного транспортного фонда Н. и интенсивности работы ионных насосов. Определение Н. имеет большое значение при регидратационной терапии при токсикозах, при сердечной и почечной недостаточности, кортикостероидной терапии и т. д. Определение содержания Н. в плазме (сыворотке) крови в клинике используется для установления изменений осмотического давления внеклеточных жидкостей вместо более трудоемких исследований (осмограмм и ионограмм). Изменения концентрации ионов Na+ в плазме крови тесно связаны с изменениями содержания воды во внеклеточных жидкостях. Для изучения содержания Н. в клетках и биол, жидкостях наиболее часто используют химические (колориметрические и титриметрические) и пламеннофотометрический методы, а также определение Н. при помощи Na-селективного стеклянного электрода (см. Ионоселективные электроды), напр, для определения Н. в сыворотке крови и других биол, жидкостях при условии, что концентрация ионов Na+ значительно превышает концентрацию ионов К+. Содержание Н. определяют также методом прямой потенциометрии, седиментационным методом и т. д. Наиболее чувствительный и быстрый метод определения Н.— это метод пламенной фотометрии (см.). Содержащие Н. р-ры или биол, жидкости в распыленном состоянии под давлением вводят в газовую смесь высокой температуры. В этих условиях многие элементы, в т. ч. и Н., дают характерные полосы поглощения, или спектры испускания. Концентрация Н. пропорциональна интенсивности соответствующего участка спектра испускания пламени, что регистрируется прибором. Определение содержания Н. в биол, жидкостях методом пламенной фотометрии в нашей стране признано унифицированным. Существует ряд модификаций метода, касающихся в основном состава стандартных р-ров; часто используется определение Н. в плазме (сыворотке) крови по Габсу и определение Н. и калия в моче по Бреннеру.

Хим. методы определения Н. сводятся в основном к осаждению тройной соли ацетата натрий-марганец-у ранила, натрий-магний-уранила или (наиболее часто) натрий-цинк-уранила. Количество осажденного уксуснокислого соединения определяют гравиметрически, титриметрически или колориметрически. Получил распространение микроколори-метрический метод определения Н. в плазме (сыворотке) крови и моче по Олбенису — Лейну, по к-рому Н. осаждают в виде ацетата натрий-цинк-уранила:

[NaZn(U02)3(CH3C00)9 • 6Н2O],

осадок растворяют в воде и окрашенный в желтый цвет р-р колориметрируют. На этом принципе основаны также титриметрические методы определения Н. Йодометрический метод определенияН. после его осаждения в виде пиросурьмянокислой соли почти совсем исчез из практики хим. и биохим, лабораторий.

Профессиональные вредности

Работающие в производстве металлического Н. нередко жалуются на тошноту, изжогу, боли в эпигастральной области; у них отмечаются расстройство функций- нервной и пищеварительной систем, раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

При соприкосновении с влажной кожей или одеждой металлический Н. может воспламениться и причинить ожоги (см.).

Индивидуальная защита : спецодежда с покрытием из спецволокна или нейлона, защитные мази.

Меры предупреждения: устранение контакта металлического Н. с влагой (хранение его под слоем керосина).

Неотложные мероприятия: при попадании на кожу Н. или его гидроокиси следует обмывать пораженный участок большим количеством воды в течение не менее чем 10 мин.; при попадании в глаза — промывать их водой в течение 30 мин., затем закапать 2% р-р новокаина или 0,5% р-р дикаина.

Препараты натрия

В качестве препарата Н. в мед. практике используют только натрия хлорид, фармакол. свойства к-рого определяются преимущественно биол, активностью ионов Na+. Другие соли Н. (как органические, так и неорганические) не рассматриваются как его препараты, специфичность действия их на организм зависит от биол, свойств анионов, к ним относятся: натрия нитрит (см.), натрия салицилат (см.), натрия сульфат (см.), натрия тиосульфат (см.), натрия бромид (см. Бромиды), натрия йодид (см. Йод, препараты); натрия гидрокарбонат, обладающий щелочными свойствами, относится к антацидным средствам (см.) и отхаркивающим средствам (см.), а также к лекарственным средствам, применяемым для регуляции кислотно-щелочного равновесия (см. Ацидоз) и т. д. Для улучшения растворимости в воде отдельные препараты (напр., барбитураты, сульфаниламиды, антибиотики и др.) выпускают в виде натриевых солей; основные фармакол, свойства этих лекарственных средств при этом не изменяются.

Натрия хлорид (Natrii chloridum; син.: натрий хлористый, Natrium chloratum; ГФХ); NaCl. Белые кубические кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, соленого вкуса. Растворим в воде (1 : 3), мало растворим в спирте. Р-ры стерилизуют при 120° в течение 15—20 мин. или текучим паром при 100° в течение 30 мин.

Ионы Na+ так же, как и ионы Cl-, мало активны, поэтому фармакол, свойства натрия хлорида сводятся гл. обр. к осмотическому действию его р-ров. Осмотическое действие натрия хлорида неспецпфично, т. к. аналогичное действие оказывают и другие осмотически активные вещества, напр, глюкоза (см.) и мочевина (см.).

В зависимости от величины концентрации р-ры натрия хлорида делят на гипотонические, изотонические и гипертонические.

Изотонические (0,9%) р-ры натрия хлорида используют для купирования явлений гипонатриемии и гипохлоремии, возникающих при потере организмом натрия и хлоридов (напр., при профузных поносах, неукротимой рвоте и т. д.), явлений гиповолемии (при кровопотере, шоке), а также в качестве детоксицирующих средств и для приготовления р-ров различных лекарственных средств.

Для коррекции нарушений водно-электролитного баланса и в целях детоксикационной терапии натрия хлорид применяют также в составе комбинированных солевых р-ров «Ацесоль», «Дисоль», «Трисоль» и «Хлосоль» (см. Кровезамещающие жидкости).

Гипертонические р-ры натрия хлорида (3, 5, 10% р-ры) при приеме внутрь несколько стимулируют секреторную деятельность желез желудка и вызывают повышение аппетита, а в больших количествах — оказывают слабительное и рвотное действие. При местном применении эти р-ры оказывают раздражающее и противомикробное действие. Гипертонические р-ры натрия хлорида используют местно для лечения гнойных ран, вводят в вену при желудочных, кишечных и легочных кровотечениях, а также для усиления диуреза, назначают в виде клизм для вызывания дефекации.

Гипотонический (0,6%) р-р натрия хлорида используют гл. обр. для приготовления р-ров местных анестетиков (в целях уменьшения всасывания последних в кровь).

Взаимодействуя с ионами серебра, натрия хлорид образует нерастворимый хлорид серебра. В связи с этим 2—5% р-ры натрия хлорида применяют для промывания желудка в качестве антидота при отравлениях соединениями серебра (см.).

Для профилактики развития дефицита ионов натрия (напр., у работников горячих цехов) назначают питье 0,2% р-ра натрия хлорида.

Натрия хлорид мало токсичен. Его токсические дозы (при приеме внутрь) составляют ок. 5 г/кг. При введении в вену гипертонических р-ров токсическое действие проявляется повышением температуры тела и АД, возбуждением ц. н. с., к-рое при тяжелых отравлениях сменяется угнетением ц. н. с.

Формы выпуска: порошок и таблетки по 0,9 г (для приготовления изотонических р-ров); 0,9% р-р для инъекций в ампулах по 1, 5, 10 и 20 мл и во флаконах по 200 и 400 мл; 10% р-р для инъекций в герметически укупоренных флаконах по 200 и 400 мл. Порошок и таблетки хранят в хорошо укупоренной таре, р-ры в ампулах и флаконах — при комнатной температуре.



Библиография: Биохимические методы исследования в клинике, под ред. А. А. Покровского, с. 18 и др., М., 1969; Боголюбов В. М. Патогенез и клиника водноэлектролитных расстройств, с. 77, Д., 1968; Кравчинский Б. Д. Физиология водно-солевого обмена жидкостей тела, с. 94, JI., 1963; КрохалевА. А. Водный и электролитный обмен, с. 95, М., 1972; Машковский М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, с. 78, М., 1977; Многотомное руководство по патологической физиологии, под ред. H. Н. Сироти-нина, т. 2, с. 398, М., 1966; H а т о- чин Ю. В. Ионорегулирующая функция почки, с. 53, Л., 1976, библиогр.; Нормы радиационной безопасности (НРБ—76), М., 1978; С и т т и г М. Натрий, его производство, свойства и применение, пер. с англ., М., 1961; Справочник по функциональной диагностике, под ред. И. А. Кассирского, с. 557, М., 1970; Уильямс Д. Металлы жизни, пер. с англ., с. 22, М., 1975; Янушкеви- ч у с 3. И. и Кемпинскас В. В. Натрий, гипертония и диуретики, Тер. арх., т. 48, № 9, с. 133, 1976, библиогр.; Central nervous control of Na+ balance, ed. by W. Kaufmann a. D. K. Krause, Stuttgart, 1976; Lederer С. M. a. o. Table of isotopes, N. Y., 1967; Mineral metabolism, ed. by С. X. L. Comer a. F. Bronner, v. IA, IB, IIB, N. Y.—L., 1960— 1962; The pharmacological basis of therapeutics, ed. by L. S. Goodman a. A. Gilman, p. 753, N.Y. a.o., 1975; Pitts R. F. Physiology of the kidney and body fluids, Chicago, 1974.




Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: