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

«От настоящей любви не бывает больно»: певица Асия и ее возлюбленный Олег Мартышкин — о чувствах и отношениях «От настоящей любви не бывает больно»: певица Асия и ее возлюбленный Олег Мартышкин — о чувствах и отношениях

Что такое любовь? И как сохранять ее несмотря ни на что?

Psychologies
Стивен Кинг попросил подписчиков вспомнить романы, рассказанные от лица людей с особенностями развития Стивен Кинг попросил подписчиков вспомнить романы, рассказанные от лица людей с особенностями развития

Стивен Кинг работает над новым произведением и попросил читателей помочь

Esquire
Антикиллеры Антикиллеры

Всем разновидностям ядовитых фосфорорганических веществ противостоят антидоты

Популярная механика
Тест телевизора Sony KD-75XG8505: хорошее решение для домашнего кинотеатра Тест телевизора Sony KD-75XG8505: хорошее решение для домашнего кинотеатра

Телевизор Sony KD-75XG8505 обладает хорошим оснащением

CHIP
Суд признал полковника Захарченко виновным в получении взятки в $800 тысяч Суд признал полковника Захарченко виновным в получении взятки в $800 тысяч

Захарченко, по версии следствия, получил взятку и скидки в ресторане La Maree

Forbes
Кроссовки дня: посвященные ядовитым змеям «асиксы» от команды журнала Sneaker Freaker Кроссовки дня: посвященные ядовитым змеям «асиксы» от команды журнала Sneaker Freaker

Кроссовки в честь австралийской тигровой змеи

Esquire
50 важных идей, чтобы наслаждаться жизнью 50 важных идей, чтобы наслаждаться жизнью

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

Psychologies
5 ошибок во время собеседования по Скайпу, которые необходимо избегать 5 ошибок во время собеседования по Скайпу, которые необходимо избегать

Никто не любит видеособеседования, но иногда другого выхода нет

Playboy
Как победить страх провала в жизни и в бизнесе: советы «морского котика» Как победить страх провала в жизни и в бизнесе: советы «морского котика»

Отрывок из книги бывшего спецназовца и основателя медиахолдинга Hurricane Group

Forbes
Юлия Пересильд: «Это были лучшие съемки в моей жизни» Юлия Пересильд: «Это были лучшие съемки в моей жизни»

Актриса Юлия Пересильд рассказала о драме Sheena667 и о самом важном в профессии

Grazia
Обзор универсальной гладильной системы Tefal IXEO: один за всех Обзор универсальной гладильной системы Tefal IXEO: один за всех

Это не утюг и не отпариватель, а устройство 2 в 1. Что особенного в Tefal IXEO

CHIP
Миллионеры на поле. Самые высокооплачиваемые футболисты мира-2019 Миллионеры на поле. Самые высокооплачиваемые футболисты мира-2019

Первое место в списке футболистов с самым высоким доходом заняли Месси и Роналду

Forbes
Большое летнее путешествие Большое летнее путешествие

Мы нашли на карте мира места, в которых связаны путешествия и йога

Yoga Journal
Интервью с Франческо Рагацци (Moncler, Palm Angels): «Я смотрю на американскую культуру своими итальянскими глазами» Интервью с Франческо Рагацци (Moncler, Palm Angels): «Я смотрю на американскую культуру своими итальянскими глазами»

Франческо Рагацции — о работе в эпоху, когда культуры смешиваются друг с другом

Esquire
Ланцет — электрическая ракета: оружие, которое изменит войну Ланцет — электрическая ракета: оружие, которое изменит войну

Семейство барражирующих боеприпасов «Ланцет»

Популярная механика
Инвестор из НБА: баскетболист, который собрал недвижимости на $125 млн Инвестор из НБА: баскетболист, который собрал недвижимости на $125 млн

Баскетболист Луол Денг — звезда нового поколения

Forbes
Ваш ребенок — интроверт: семь признаков Ваш ребенок — интроверт: семь признаков

У детей-интровертов есть масса преимуществ

Psychologies
В унисон с «Артеком» В унисон с «Артеком»

30 и 31 мая в «Артеке» прошел 12-й Международный конкурс «Детская новая волна»

OK!
20 фактов о детском здоровье (Летняя версия) 20 фактов о детском здоровье (Летняя версия)

Эксперт-педиатр развеяла множество живучих мифов о детском здоровье

Добрые советы
«Каждый шаг мы вынуждены обсуждать с юристами». Глава Wintershall Dea – о ставке на газ, ценах на нефть и санкциях «Каждый шаг мы вынуждены обсуждать с юристами». Глава Wintershall Dea – о ставке на газ, ценах на нефть и санкциях

Интервью с главой Wintershall Dea — европейского нефтегазового гиганта

Forbes
«Нужно работать по 15-18 часов»: как изменилась жизнь таксистов с появлением агрегаторов «Нужно работать по 15-18 часов»: как изменилась жизнь таксистов с появлением агрегаторов

Депутаты хотят запретить таксистам работать больше восьми часов в день

Forbes
Ученые исследовали древний артефакт из обсидиана Ученые исследовали древний артефакт из обсидиана

Международная группа ученых исследовала древнее обсидиановое зеркало

Популярная механика
Архитектура, поглощённая инженерами Архитектура, поглощённая инженерами

В высотке комфортно в любую жару без всяких кондиционеров

Наука и жизнь
Аналоговый: тест Porsche Macan S Аналоговый: тест Porsche Macan S

Что чувствует покупатель Porsche Macan S, когда впервые садится за руль

Популярная механика
Шутки кончились Шутки кончились

Solano на российском рынке обосновался давно

АвтоМир
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
Расписание площадок Расписание площадок

Публикуем тайминг активностей на фестивале Esquire Weekend

Esquire
Приплыли. 8 исторических причалов московского центра Приплыли. 8 исторических причалов московского центра

О прошлом и настоящем речных трамвайчиков в Москве

СНОБ
Все, что ты хотел знать о радиации (но боялся спросить у того говорящего гриба с пятью руками) Все, что ты хотел знать о радиации (но боялся спросить у того говорящего гриба с пятью руками)

Сколько микрозивертов поместится в твоей печени и прочие факты о радиации

Maxim
Домашний мальчик Домашний мальчик

Дерек Бласберг пишет в новой квартире новую главу своей жизни

Tatler
Открыть в приложении