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

О корт, ты — мир О корт, ты — мир

Андрей Рублев добавил теннису эмоций

Men Today
Багратионы Багратионы

Грузинский род Багратионов считается одним из древнейших по меркам всей Европы

Дилетант
Антикиллеры Антикиллеры

Всем разновидностям ядовитых фосфорорганических веществ противостоят антидоты

Популярная механика
Что такое иммерсивные туры и почему это не туризм Что такое иммерсивные туры и почему это не туризм

Тревел-журналист Тимур Юсупов отправился на три дня в Армению

РБК
Не поступил? Живем дальше Не поступил? Живем дальше

Случилось страшное: ребенок не поступил в ВУЗ

Домашний Очаг
50 важных идей, чтобы наслаждаться жизнью 50 важных идей, чтобы наслаждаться жизнью

Список утверждений, которые помогут по-новому взглянуть на жизненные ценности

Psychologies
Роковая Барышня Роковая Барышня

Для Таисии Вилковой роль в фильме «Выше неба», возможно, последняя такого рода

OK!
Бизнесмен, которых хотел скупить всех. Чем известен новый владелец Sotheby's Бизнесмен, которых хотел скупить всех. Чем известен новый владелец Sotheby's

Французский телеком-магнат Патрик Драи сам купил Sotheby's

Forbes
Татьяна Буланова: Придуманная быль Татьяна Буланова: Придуманная быль

Блондинка-тихоня из девяностых на экране

Караван историй
Ай да Щукин‑сын Ай да Щукин‑сын

В ГМИИ имени Пушкина открыты сразу две обязательные к посещению выставки

GQ
Аттилио Марро, Bvlgari — о московской резиденции и люксе Аттилио Марро, Bvlgari — о московской резиденции и люксе

О новом пространстве на Большой Никитской, а также о роскоши и игре на гитаре

РБК
Несвободный художник. Чем живет и как выживает культура в Северной Корее Несвободный художник. Чем живет и как выживает культура в Северной Корее

Что на самом деле происходит в одной из самых закрытых и тоталитарных стран мира

Forbes
Самые лучшие скейтеры современности — от Найджи Хьюстона до Криса Джослина Самые лучшие скейтеры современности — от Найджи Хьюстона до Криса Джослина

Пора уже, наконец, познакомить тебя с самыми выдающимися доскерами планеты

Playboy
«Не о чем говорить»: каковы итоги первых за год переговоров Путина и Трампа «Не о чем говорить»: каковы итоги первых за год переговоров Путина и Трампа

На саммите G20 в Осаке состоялись переговоры Владимира Путина и Дональда Трампа

Forbes
Новый чёрный Новый чёрный

Дизайнер Грег Натале вывел свойственный ему высокий стиль на новый уровень

Robb Report
Россия и Саудовская Аравия договорились продлить сделку ОПЕК+ Россия и Саудовская Аравия договорились продлить сделку ОПЕК+

Россия и Саудовская Аравия договорились продлить сделку ОПЕК+

Forbes
Какие бывают женщины: типы, черты и характеры (спойлер: целых 18 типажей) Какие бывают женщины: типы, черты и характеры (спойлер: целых 18 типажей)

Главное прекратить думать, что есть типажи плохие, а есть хорошие

Playboy
Рассекая волны: «Курск» – клюквенный, но трогательный фильм про катастрофу Рассекая волны: «Курск» – клюквенный, но трогательный фильм про катастрофу

Фильм показали прошлой осенью на фестивале в Торонто

GQ
История №1 на НТВ и ложная информация у «России 24». Как ТВ осветило дело Ивана Голунова История №1 на НТВ и ложная информация у «России 24». Как ТВ осветило дело Ивана Голунова

История с задержанием журналиста издания «Медуза» Иваном Голуновым

Forbes
Предприниматель Дарья Лисиченко — о Konkovo market, аренде и брендах Предприниматель Дарья Лисиченко — о Konkovo market, аренде и брендах

О большой переделке ТК «Коньково» в Konkovo market

РБК
Всем шампанского Всем шампанского

Флора Фишбах выросла в Шампани, чтобы нравиться всему миру

Vogue
«Русские родители напоминают снегоуборочные машины». Эстер Войджицки о том, как вырастить девочек из списка Forbes «Русские родители напоминают снегоуборочные машины». Эстер Войджицки о том, как вырастить девочек из списка Forbes

Автор бестселлера «Как воспитать успешного человека» Эстер Войджицки

Forbes
Нужен результат? Подружитесь с головой Нужен результат? Подружитесь с головой

Почему нам не всегда удается достичь поставленной цели?

Psychologies
Родное плечо Родное плечо

Александр Колобов провел свою сеть «Шоколадница» через все кризисы

Forbes
Как профессия муравьёв влияет на их обучаемость Как профессия муравьёв влияет на их обучаемость

Эксперимент учёных выявил связь между профессиями муравьёв и их обучаемостью

Популярная механика
Суд отправил топ-менеджера «Рольфа» под домашний арест Суд отправил топ-менеджера «Рольфа» под домашний арест

Басманный суд отправил топ-менеджера «Рольфа» Анатолия Кайро под домашний арест

Forbes
Укрощение светских львиц: как 20-летние «инстаграмщицы» вытесняют «тяжелый люкс» и зарабатывают миллионы Укрощение светских львиц: как 20-летние «инстаграмщицы» вытесняют «тяжелый люкс» и зарабатывают миллионы

Как и сколько зарабатывают излюбленные мишени критики «тяжелого люкса»

Forbes
Можно ли мужчинам носить шорты в офис? Отвечают эксперты и известные женщины Можно ли мужчинам носить шорты в офис? Отвечают эксперты и известные женщины

Затрагиваем жаркую (во всех смыслах) тему и разбиваем стереотипы

Playboy
Искусство на миллион. Как утроить свои активы, инвестируя в искусство Искусство на миллион. Как утроить свои активы, инвестируя в искусство

Филип Хоффман рассказал Forbes Life о том, как и какое искусство нужно покупать

Forbes
Компании Алекперова и Абрамовича оказались среди самых привлекательных для акционеров Компании Алекперова и Абрамовича оказались среди самых привлекательных для акционеров

Сразу семь российских компаний оказались в числе мировых лидеров

Forbes
Открыть в приложении