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

Поводырь Поводырь

Любителям фантастики

Наука и жизнь
Artnet: самая дорогая картина мира находится на яхте наследного принца Саудовской Аравии Artnet: самая дорогая картина мира находится на яхте наследного принца Саудовской Аравии

Картина Леонардо да Винчи «Спаситель мира»

Forbes
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
Что делать с легкими влюбленностями, когда ты в отношениях? Что делать с легкими влюбленностями, когда ты в отношениях?

Никто из нас не застрахован от случайных влюбленностей

Playboy
8 алкогольных коктейлей с самыми смешными названиями (посмеяться и напиться) 8 алкогольных коктейлей с самыми смешными названиями (посмеяться и напиться)

Одно дело от алкоголя начать смеяться, другое — уже от одного названия

Playboy
Автоподставы вернулись: 3 популярные схемы мошенников Автоподставы вернулись: 3 популярные схемы мошенников

Злоумышленники научились ловить подходящие моменты

РБК
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
«Тормозят всех подряд». Водители жалуются на частые проверки ГИБДД «Тормозят всех подряд». Водители жалуются на частые проверки ГИБДД

Может ли инспектор ГИБДД останавливать машину для проверки документов

РБК
РБК узнал детали новой пенсионной накопительной системы РБК узнал детали новой пенсионной накопительной системы

Принцип участия будущих пенсионеров в системе до сих пор не определен

Forbes
Джеймс МакЭвой: «Разница между актерами и политиками заключается в том, что вы, зрители, знаете, что мы лжем» Джеймс МакЭвой: «Разница между актерами и политиками заключается в том, что вы, зрители, знаете, что мы лжем»

Актер рассказал о съемках в «Людях X», в которых был занят последние десять лет

Esquire
«Налоговые органы в курсе моих доходов». Наиля Аскер-заде дала первое интервью «Налоговые органы в курсе моих доходов». Наиля Аскер-заде дала первое интервью

Телеведущая Наиля Аскер-заде о своей квартире, доходах и инвестициях

Forbes
Почему половина стартапов в России не сможет привлечь инвестиции Почему половина стартапов в России не сможет привлечь инвестиции

Каждый второй предприниматель не сможет получить финансирование от инвесторов

Forbes
Софья Тартакова: Софья Тартакова:

Софья Тартакова рассказала о сложностях своей работы и о знакомстве с мужем

Cosmopolitan
Сколково можно? Сколково можно?

Гид по перспективной местности Сколково

Tatler
Сообщения вместо живого общения Сообщения вместо живого общения

Пять особенностей виртуального общения, которые нам сильно вредят

Лиза
Хирург без скальпеля Хирург без скальпеля

Встреча c одним из ведущих российских врачей, имя которого знают во всем мире

StarHit
«Верность» Нигины Сайфуллаевой: первый российский эротический фильм здорового человека «Верность» Нигины Сайфуллаевой: первый российский эротический фильм здорового человека

Первый российский эротический фильм и главный претендент на гран-при «Кинотавра»

GQ
Kia Sportage: Противоречивый Kia Sportage: Противоречивый

Четырех страниц мало, чтобы описать все особенности Sportage третьего поколения

АвтоМир
«Можно начинать с 40 рублей». Платные парковки дойдут до Подмосковья «Можно начинать с 40 рублей». Платные парковки дойдут до Подмосковья

Нужны ли Подмосковью платные парковки и когда и в каких городах они появятся

РБК
Мода: Андрей Кравцов Мода: Андрей Кравцов

Дизайнер, создавший бренд SH’U («Шью»)

Собака.ru
Грустный «Сторож». Новый фильм Юрия Быкова — о злых бандитах и тоскливых охранниках Грустный «Сторож». Новый фильм Юрия Быкова — о злых бандитах и тоскливых охранниках

Почему фильм Юрия Быкова «Сторож» получился не для широкого проката

Forbes
Дзен, дизайн и гастрономия: что делать в Хельсинки этим летом Дзен, дизайн и гастрономия: что делать в Хельсинки этим летом

Проводим выходные в финской столице

РБК
Почему Павел Дуров перестал есть? Почему Павел Дуров перестал есть?

Уже неделю основатель Telegram только пьет воду, чтобы эффективнее работать

GQ
«Ужас без конца». Что будет с ценами на бензин после 1 июля «Ужас без конца». Что будет с ценами на бензин после 1 июля

Ожидается подорожания топлива даже в случае продления соглашения о заморозке цен

РБК
Я не такая! Я не такая!

Разбираемся, за что девочки не любят девочек и как с этим бороться

Cosmopolitan
12 фаз профессионального выгорания 12 фаз профессионального выгорания

Как распознать симптомы профессионального выгорания?

Psychologies
Вывод средств, политика, рейдерство: что стоит за делом против основателя «Рольфа» Сергея Петрова Вывод средств, политика, рейдерство: что стоит за делом против основателя «Рольфа» Сергея Петрова

Основателя «Рольфа» обвинили в незаконном выводе средств за рубеж

Forbes
«Мне надо всё делать в последний момент» «Мне надо всё делать в последний момент»

Актриса Аглая Тарасова практически неуловима

OK!
Будущие фильмы Marvel. Надежные инсайдеры и участники выдают первые секреты Будущие фильмы Marvel. Надежные инсайдеры и участники выдают первые секреты

Давай разбираться, что будет в так называемой четвертой фазе Marvel

Maxim
Потанин ответил на слова Сечина о контроле США над российской металлургией Потанин ответил на слова Сечина о контроле США над российской металлургией

США получили контроль над российской алюминиевой промышленностью и металлургией

Forbes
Открыть в приложении