Натрий окружает нас повсюду

Наука и жизньНаука

Вездесущий натрий

Кандидат химических наук Максим Абаев

0:00 /
962.47
Кристаллы обычной соли, или хлорида натрия. Фото: Edal Anton Lefterov/Wikimedia Сommons/CC BY-SA 3.0.

Крупинки натрий-хлора в солонке, бензоат в газировке и лаурилсульфат в шампуне — натрий окружает нас если не повсюду, то, по крайней мере, на кухне и в ванной. Он есть и внутри нашего организма, для которого поддержание баланса натрия и калия жизненно необходимо. Но это всё натрий, входящий в состав химических соединений, а совсем не тот кусок мягкого легкоплавкого металла, с помощью которого некоторые горе-экспериментаторы устраивают опасные фейерверки. Такое применение натрия, конечно, далеко не единственное: расплавленный металл используется как теплоноситель для охлаждения атомных реакторов, а это уже, согласитесь, совсем не игрушки.

Начнём с натрия, баланс которого так тщательно контролируют наши клетки, и на это у них есть веские причины: нарушение натрий-калиевого баланса в организме крайне опасно для здоровья.

О том, что в живых организмах не последнюю роль играют электрические явления, учёные серьёзно задумались после знаменитых экспериментов Луиджи Гальвани с лягушками, которые он проводил в конце XVIII века. Мышцы препарированных им земноводных сокращались, когда экспериментатор включал их в электрическую цепь. А поскольку металлические провода в лягушачьих мышцах, очевидно, отсутствовали, то и электрические процессы в них должны чем-то отличаться от забега электронов по проводникам (см. «Наука и жизнь» № 4, 2017 г., с. 86). Шаг за шагом к началу ХХ века исследователи выяснили, что главную «электрическую» функцию в клетке выполняет её оболочка — мембрана, а электрические явления в организме имеют химическую природу, связанную с движением ионов сквозь неё.

Памятник Луиджи Гальвани в Болонье, Италия. Фото: Michele Ursino/Flickr.com/СС BY-SA 2.0.

Ионы могут проникать сквозь мембрану только по специально предназначенным для этого проходам — ионным каналам. Конечно, можно представить, что каналы — это своего рода трубы, по которым внутрь или наружу клетки двигаются ионы. Но тогда непонятно, как клетка может поддерживать внутри себя высокую концентрацию ионов калия и низкую концентрацию ионов натрия — тот самый жизненно необходимый натрий-калиевый баланс. Ведь если внутрь клетки по каналу может пройти большой ион калия, то логично предположить, что вслед за ним с лёгкостью пройдёт маленький ион натрия, и не будет тогда никакого баланса. Но клетки умеют как-то отличать калий от натрия — явно не по размеру. Проблема настолько волновала учёный мир, что за открытие структуры ионных каналов в 2003 году была присуждена Нобелевская премия.

Оказалось, что на внутренних стенках канала в строго определённых местах находятся атомы кислорода, имитирующие молекулы воды вокруг иона. В результате ион, попадая внутрь такого канала, чувствует себя «как дома», точнее, как в растворе. Дело в том, что в растворе у разных ионов образуется разная оболочка из молекул воды, и даже у таких похожих ионов, как натрий и калий, их водяная «шуба» чуть-чуть, да отличается. Поэтому натрий, попав внутрь канала, предназначенного для калия, чувствует себя в нём неуютно и возвращается туда, откуда приплыл. Подобный принцип реализован в особом виде ионных каналов — натрий-калиевых насосах. Это встроенные в мембрану специальные белки, которые поочерёдно выпускают из клетки ионы натрия, а внутрь пропускают ионы калия.

Структура альфа-гемолизина — токсичного белка, выделяемого золотистым стафилококком. Встраиваясь в мембрану, этот белок создаёт канал, по которому ионы натрия и калия начинают бесконтрольно перемещаться, нарушая нормальную работу клетки.

От натрия внутри нас перейдём к натрию, который мы едим. Разумеется, никто не готовит себе десерты из мелко нарезанных ломтиков металлического натрия — в организм он поступает в виде соединений с другими элементами и веществами. Например, в виде обычной поваренной соли, которая есть не что иное, как хлорид натрия. Кстати говоря, такой соли нашему организму нужно не больше пяти граммов в сутки, а всё, что выше, идёт во вред, приводя к проблемам с давлением.

Другое вещество — бензоат натрия — часто можно встретить в составе пищевых продуктов с пометкой на упаковке «консервант». Оно относительно безвредно для человека, но весьма эффективно подавляет рост микроорганизмов, благодаря чему пища может храниться дольше. У бензоата натрия есть ещё одна особенность: разные люди по-разному воспринимают вкус этого вещества. Для кого-то оно сладкое, кому-то кажется солёным, а кто-то чувствует горечь, причём зависит это от генов конкретного человека. Говорят, один химик часто предлагал своим гостям стакан воды, куда предварительно добавлял чуть-чуть бензоата натрия, и просил определить, какого она вкуса. В большинстве случаев споры об «истинном» вкусе воды надолго занимали гостей. Эксперимент вполне в стиле самого известного научного «тролля», физика-экспериментатора и писателя Роберта Вуда. Шутки шутками, но сейчас тестовые полоски с бензоатом натрия используют для определения генетических различий между людьми.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как избежать цифровой усталости и выгорания после работы: 5 способов Как избежать цифровой усталости и выгорания после работы: 5 способов

Снизить негативное воздействие экранов компьютеров, телефонов не так уж и сложно

РБК
Сергей Семак сделал жене предложение на борту самолета в Милан Сергей Семак сделал жене предложение на борту самолета в Милан

Сергей Семак решил во второй раз жениться на своей супруге Анне

Cosmopolitan
Антикиллеры Антикиллеры

Всем разновидностям ядовитых фосфорорганических веществ противостоят антидоты

Популярная механика
Везде успела Везде успела

Телеведущая Регина Тодоренко – о том, почему не нужно быть идеальными родителями

Домашний Очаг
Сети знаний Сети знаний

Онлайн-образование — быстро развивающийся бизнес

Forbes
Что Fondation Louis Vuitton покажут в Пушкинском музее и как это связано с Сергеем Щукиным Что Fondation Louis Vuitton покажут в Пушкинском музее и как это связано с Сергеем Щукиным

Смотрим Баския, Уорхола, Каттелана и других в Москве

Vogue
Полет нормальный Полет нормальный

Долой страхи, которые мешают нам путешествовать и наслаждаться отпуском

Лиза
Кошмар для Кремля. Чего ждут в Вашингтоне от встречи Зеленского и Трампа Кошмар для Кремля. Чего ждут в Вашингтоне от встречи Зеленского и Трампа

Владимир Зеленский получил приглашение президента США посетить Вашингтон

Forbes
Как искусственный интеллект и виртуальная реальность меняют кино Как искусственный интеллект и виртуальная реальность меняют кино

Роботы уже пишут сценарии, подбирают актеров и предсказывают успех в прокате

Vogue
Можно ли добиться успеха в жизни, если вас не любили в детстве Можно ли добиться успеха в жизни, если вас не любили в детстве

В силах каждого «недолюбленного» взрослого изменить свое отношение к себе

Forbes
«Развода я боялась больше всего на свете» «Развода я боялась больше всего на свете»

У многих развод ассоциируется с подавленностью, одиночеством, болью

Psychologies
Гроб, кладбище, сотни миллиардов рублей. Как чиновники, силовики и бандиты делят похоронный рынок — и при чем тут Тесак. Расследование Ивана Голунова Гроб, кладбище, сотни миллиардов рублей. Как чиновники, силовики и бандиты делят похоронный рынок — и при чем тут Тесак. Расследование Ивана Голунова

Какие финансовые схемы стоят за похоронным бизнесом

Psychologies
Aston Martin Vantage Aston Martin Vantage

В Гейдоне покончили с унынием и монотонностью

Quattroruote
Сбербанк назвал сроки возобновления работы крупнейшего независимого НПЗ Сбербанк назвал сроки возобновления работы крупнейшего независимого НПЗ

Поддержка Антипинского НПЗ сейчас обходится Сбербанку в $10 млн в месяц

Forbes
12 фаз профессионального выгорания 12 фаз профессионального выгорания

Как распознать симптомы профессионального выгорания?

Psychologies
Заказуха, рейдерство, наркотики: чем прославилось московское УВД из «дела Голунова» Заказуха, рейдерство, наркотики: чем прославилось московское УВД из «дела Голунова»

Резонансное дело против журналиста Ивана Голунова завели в УВД по ЗАО

Forbes
Само несовершенство. Почему женщины не любят себя Само несовершенство. Почему женщины не любят себя

Как полюбить себя, если с самого детства от вас требовали быть идеалом

Forbes
Джо Диспенза: «Измените свой мозг — изменится и реальность!» Джо Диспенза: «Измените свой мозг — изменится и реальность!»

То, как вы думаете и что чувствуете, определяет вашу жизнь

Psychologies
Бриллиантовый чайный пакетик и доспехи для морской свинки. 10 самых абсурдно дорогих вещей в мире Бриллиантовый чайный пакетик и доспехи для морской свинки. 10 самых абсурдно дорогих вещей в мире

Подборка самых удивительных вещей из предметов роскоши

Forbes
В S&P усомнились в способности криптовалюты Facebook заменить деньги В S&P усомнились в способности криптовалюты Facebook заменить деньги

Libra не станет полноценной альтернативой фиатным деньгам

Forbes
Модные планы на выходные. 29–30 июня Модные планы на выходные. 29–30 июня

«Экология как новая политика», летняя еда и каннское кино

Vogue
Что познается в сравнении? Что познается в сравнении?

Сравнение – яд для самоуважения, но также может быть инструментом самопознания

Psychologies
Зачем люди «покоряют» Эверест и почему гибнут в очереди на восхождение Зачем люди «покоряют» Эверест и почему гибнут в очереди на восхождение

Что заставляет людей взбираться на тысячи метров вверх

Популярная механика
Приплыли. 8 исторических причалов московского центра Приплыли. 8 исторических причалов московского центра

О прошлом и настоящем речных трамвайчиков в Москве

СНОБ
У кошки блоги! У кошки блоги!

Эти звезды Интернета не умеют писать и фотографировать (у них лапки)

Добрые советы
Big Baby Tape Big Baby Tape

Big Baby Tape знает наизусть правила рэп-игры, но хочет ввести свои

Esquire
Боржоми, коровы и перевалы. Тест-драйв Jeep Wrangler в Грузии Боржоми, коровы и перевалы. Тест-драйв Jeep Wrangler в Грузии

Как ведет себя на сменяющихся пейзажах Грузии новый Jeep Wrangler

РБК
Взорвать мир Взорвать мир

Взрывным словом «тако» мексиканские шахтеры назвали любимое блюдо

Вокруг света
Сет Роген Сет Роген

Правила жизни актера и режисера Сета Рогена

Esquire
Путин внепланово приехал в Иркутскую область из-за паводков Путин внепланово приехал в Иркутскую область из-за паводков

Владимир Путин прибыл в Иркутскую область, где объявлен режим ЧП

Forbes
Открыть в приложении