Sódio em biologia - Sodium in biology

Os íons sódio (Na + ) são necessários em pequenas quantidades para alguns tipos de plantas , mas o sódio como nutriente é mais geralmente necessário em maiores quantidades pelos animais , devido ao seu uso para geração de impulsos nervosos e para manutenção do equilíbrio eletrolítico e equilíbrio de fluidos . Em animais, os íons de sódio são necessários para as funções acima mencionadas e para a atividade cardíaca e certas funções metabólicas . Os efeitos do sal na saúde refletem o que acontece quando o corpo tem muito ou pouco sódio. As concentrações características de sódio em organismos modelo são: 10 mM em E. coli , 30 mM em levedura de brotamento, 10 mM em células de mamíferos e 100 mM no plasma sanguíneo.

Distribuição de sódio nas espécies

Humanos

O requerimento fisiológico mínimo de sódio é entre 115 e 500 miligramas por dia dependendo da sudorese devido à atividade física e se a pessoa está adaptada ao clima. O cloreto de sódio é a principal fonte de sódio na dieta e é usado como tempero e conservante, como para decapagem e carne seca ; a maior parte vem de alimentos processados. A ingestão adequada de sódio é de 1,2 a 1,5 gramas por dia, mas em média as pessoas nos Estados Unidos consomem 3,4 gramas por dia, a quantidade mínima que promove hipertensão. (Observe que o sal contém cerca de 39,3% de sódio em massa - o resto sendo cloro e outros traços de produtos químicos; portanto, o Nível de ingestão superior tolerável de 2,3 g de sódio seria cerca de 5,9 g de sal - cerca de 1 colher de chá )

Os níveis normais de sódio sérico estão entre aproximadamente 135 e 145 mEq / litro (135 - 145 mmol / L). Um nível de sódio sérico inferior a 135 mEq / L é considerado hiponatremia , que é considerada grave quando o nível de sódio sérico está abaixo de 125 mEq / L.

O sistema renina-angiotensina e o peptídeo natriurético atrial regulam indiretamente a quantidade de transdução de sinal no sistema nervoso central humano , que depende do movimento do íon sódio através da membrana da célula nervosa, em todos os nervos. O sódio é, portanto, importante na função neuronal e na osmorregulação entre as células e o fluido extracelular ; a distribuição de íons de sódio é mediada em todos os animais por bombas de sódio-potássio , que são bombas transportadoras ativas de soluto , bombeando íons contra o gradiente e canais de sódio-potássio. Os canais de sódio são conhecidos por serem menos seletivos em comparação com os canais de potássio. O sódio é o cátion mais proeminente no fluido extracelular: nos 15 litros de fluido extracelular em um ser humano de 70 kg há cerca de 50 gramas de sódio, 90% do conteúdo total de sódio do corpo.

Algumas neurotoxinas potentes , como a batracotoxina , aumentam a permeabilidade do íon sódio das membranas celulares nos nervos e músculos, causando uma despolarização maciça e irreversível das membranas com consequências potencialmente fatais. No entanto, drogas com efeitos menores no movimento do íon sódio nos nervos podem ter diversos efeitos farmacológicos que variam de ações antidepressivas a anticonvulsivantes.

Outros animais

Visto que apenas algumas plantas precisam de sódio e aquelas em pequenas quantidades, uma dieta totalmente baseada em vegetais geralmente terá muito baixo teor de sódio. Isso requer que alguns herbívoros obtenham seu sódio a partir de salgadinhos e outras fontes minerais. A necessidade animal de sódio é provavelmente a razão para a capacidade altamente conservada de provar o íon sódio como "salgado". Os receptores para o sabor salgado puro respondem melhor ao sódio; caso contrário, os receptores respondem apenas a alguns outros pequenos cátions monovalentes (Li + , NH 4 + e um pouco a K + ). O íon cálcio (Ca 2+ ) também tem gosto salgado e às vezes amargo para algumas pessoas, mas, como o potássio, pode desencadear outros sabores.

Os íons sódio desempenham um papel diverso e importante em muitos processos fisiológicos, agindo para regular o volume sanguíneo , a pressão arterial , o equilíbrio osmótico e o pH .

Plantas

Em plantas C4 , o sódio é um micronutriente que auxilia no metabolismo, especificamente na regeneração do fosfoenolpiruvato (envolvido na biossíntese de vários compostos aromáticos e na fixação de carbono ) e na síntese de clorofila. Em outros, substitui o potássio em várias funções, como manter a pressão de turgor e auxiliar na abertura e fechamento dos estômatos. O excesso de sódio no solo limita a absorção de água devido à diminuição do potencial hídrico , que pode resultar em murchamento; concentrações semelhantes no citoplasma podem levar à inibição da enzima, que por sua vez causa necrose e clorose. Para evitar esses problemas, as plantas desenvolveram mecanismos que limitam a absorção de sódio pelas raízes, armazenam-nos nos vacúolos celulares e os controlam a longas distâncias; o excesso de sódio também pode ser armazenado no tecido da planta velha, limitando o dano ao novo crescimento.

Função de íons de sódio

O sódio é o cátion primário (íon positivo) em fluidos extracelulares em animais e humanos. Esses fluidos, como plasma sanguíneo e fluidos extracelulares em outros tecidos, banham as células e realizam funções de transporte de nutrientes e resíduos. O sódio também é o principal cátion na água do mar, embora a concentração lá seja cerca de 3,8 vezes o que é normalmente nos fluidos corporais extracelulares.

Água humana e equilíbrio de sal

Embora o sistema para manter o equilíbrio ideal de sal e água no corpo seja complexo, uma das principais maneiras pelas quais o corpo humano controla a perda de água corporal é que os osmorreceptores no hipotálamo detectam um equilíbrio da concentração de sódio e água em fluidos extracelulares. A perda relativa de água corporal fará com que a concentração de sódio aumente mais do que o normal, uma condição conhecida como hipernatremia . Normalmente, isso resulta em sede. Por outro lado, um excesso de água corporal causado pela ingestão resultará em muito pouco sódio no sangue ( hiponatremia ), uma condição que é novamente detectada pelo hipotálamo , causando uma diminuição na secreção do hormônio vasopressina pela hipófise posterior e uma consequente perda de água na urina, que atua para restaurar as concentrações de sódio no sangue ao normal.

Pessoas gravemente desidratadas, como pessoas resgatadas de situações de sobrevivência no oceano ou no deserto, geralmente têm concentrações muito altas de sódio no sangue. Devem ser devolvidos ao normal com muito cuidado e lentamente, uma vez que a correção muito rápida da hipernatremia pode resultar em danos cerebrais devido ao inchaço celular, pois a água se move repentinamente para as células com alto conteúdo osmolar .

Em humanos, demonstrou-se que uma ingestão elevada de sal atenua a produção de óxido nítrico . O óxido nítrico (NO) contribui para a homeostase dos vasos ao inibir a contração e o crescimento do músculo liso vascular, a agregação plaquetária e a adesão dos leucócitos ao endotélio.

Sódio urinário

Como o sistema hipotálamo / osmorreceptor normalmente funciona bem para fazer com que beber ou urinar para restaurar as concentrações de sódio do corpo ao normal, esse sistema pode ser usado em tratamento médico para regular o conteúdo total de fluidos do corpo, controlando primeiro o conteúdo de sódio do corpo. Assim, quando é administrado um poderoso medicamento diurético que faz com que os rins excretem sódio, o efeito é acompanhado por uma excreção de água corporal (a perda de água acompanha a perda de sódio). Isso ocorre porque o rim é incapaz de reter água de forma eficiente enquanto excreta grandes quantidades de sódio. Além disso, após a excreção de sódio, o sistema osmorreceptor pode sentir uma redução na concentração de sódio no sangue e, em seguida, direcionar a perda compensatória de água na urina para corrigir o estado hiponatrêmico (baixo teor de sódio no sangue).

Veja também

Referências

links externos