Для чего калий нужен организму?

Калий — самый распространенный внутриклеточный катион, является важным питательным веществом, которое в природных условиях присутствует во многих продуктах и доступно в качестве пищевой добавки. Калий присутствует во всех тканях организма. Он необходим для нормальной функции клеток, он помогает поддерживать объем внутриклеточной жидкости и трансмембранных электрохимических градиентов. Калий тесно связан с натрием, основным регулятором объема внеклеточной жидкости, куда входит и объем плазмы.

Оглавление:

Общее количество калия в организме взрослого человека – около 45 миллимолей (ммоль) / кг массы тела (около 140 г на 80 кг у взрослого). Большая часть калия содержится внутриклеточно, а небольшое количество находится во внеклеточной жидкости. Внутриклеточная концентрация калия примерно в 30 раз выше, чем внеклеточная концентрация, и эта разница формирует трансмембранный электрохимический градиент, который поддерживается с помощью натрий-калиевого (Na + / K +) АТФазного транспортера. В дополнение к поддержанию клеточного тонуса, этот градиент необходим для правильной передачи нервных импульсов, сокращения мышц и функции почек.

Калий поглощается путем пассивной диффузии, в первую очередь, в тонкой кишке. Около 90% потребляемого калия используется для поддержания его нормальных внутриклеточных и внеклеточных концентраций. Калий выделяется в основном с мочой, часть уходит с калом, а очень небольшое количество теряется вместе с потом. Почки контролируют выведения из организма калия в ответ на изменения в рационе. Его экскреция (выведение) быстро увеличивается у здоровых людей после потребления калия, или же если запасы в организме не исчерпаны. У здоровых людей почки могут адаптироваться к различным уровням потребления калия, но в моче ежедневно выделяется минимум 5 ммоль (около 195 мг). Учитывая прочие обязательные потери, можно предположить, что невозможно достигнуть адекватного баланса калия, если не принимать по 400-800 мг в день.

Нормальная концентрация калия в сыворотке колеблется от 3,6 до 5,0 ммоль/л и регулируется различными механизмами. Диарея, рвота, заболевание почек, прием определенных медикаментов и прочие состояния, которые изменяют вывод калия из организма или вызывают трансцеллюлярные сдвиги калия, способны вызвать гипокалиемию (уровень в сыворотке ниже 3,6 ммоль/л) или гиперкалиемию (уровни в сыворотке выше 5,0 ммоль/л). В остальном у здоровых людей с нормально функционирующими почками аномально низкий или высокий уровень калия в крови встречается редко.

Оценка уровня калия обычно не проводится в клинической практике, и это трудно сделать, поскольку большая часть калия в организме находится внутри клеток. Хотя уровень калия в крови может служить определенным показателем общего уровня калия, часто его сложно соотнести с запасом калия в тканях. Другие методы измерения включают сбор данных о балансе (измерение чистого удержания и потери калия); измерение общего количества калия или общего количества обменного калия в организме; и проведение анализа ткани (например, биопсия мышц), но все эти методы имеют ограничения.

Источники калия

Продукты питания

Калий содержится в разнообразных растительных и животных продуктах и ​​напитках. Прекрасным источником являются многие фрукты и овощи, а также бобовые (например, соевые бобы) и картофель. Мясо, птица, рыба, молоко, йогурт и орехи насыщены калием. Среди крахмалосодержащих продуктов цельнозерновая мука и коричневый рис содержат гораздо больше калия, чем их рафинированные аналоги, а именно белая пшеничная мука и белый рис.

Молоко, кофе, чай, другие безалкогольные напитки и картофель являются основными источниками калия в рационе взрослых. У детей это молоко, фруктовые соки, картофель и фрукты. Подсчитано, что организм усваивает около 85–90% калия с пищей. К видам калия во фруктах и овощах относятся фосфат калия, сульфат, цитрат и другие, но не хлористый калий (эта разновидность присутствует только в соли и некоторых пищевых добавках).

Пищевые добавки

В пищевых добавках калий часто присутствует в виде хлористого калия, но также используются многие другие разновидности, включая калий цитрат, фосфат, аспартат, бикарбонат и глюконат. Часто на этикетках биологически активных добавок указывают количество элементарного калия в продукте, а не массу всего калийсодержащего соединения. Некоторые пищевые добавки содержат йодид калия в микрограммовых количествах, но этот ингредиент служит формой минерального йода, а не калия.

Не все поливитаминные / минеральные добавки содержат калий, но те, в которых он есть, содержат около 80 мг калия. Также доступны добавки исключительно с калием, большинство из них содержат до 99 мг калия.

Многие производители и распространители пищевых добавок ограничивают количество калия в своих продуктах до 99 мг из-за двух проблем, связанных с калийсодержащими препаратами.

Некоторые пероральные лекарственные препараты, содержащие хлористый калий и обеспечивающие более 99 мг калия, небезопасны, потому что они связаны с поражением тонкой кишки. В США Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами требует, чтобы некоторые соли калия, содержащие более 99 мг калия на таблетку, были помечены предупреждением о поражении тонкой кишки.

Какой калий лучше усваивается?

Лишь в нескольких исследованиях изучалось, насколько хорошо усваиваются различные формы калия в пищевых добавках. Испытание 2016 года на эффект дозы показало, что организм поглощает около 94% глюконата калия через пищевые добавки, и скорость поглощения аналогична той, когда его получают из картофеля.

Согласно более раннему исследованию, жидкие формы хлористого калия (используемые в качестве лекарства для лечения таких состояний, как дигиталисная интоксикация или аритмия вследствие гипокалиемии) абсорбируются в течение нескольких часов. Хлористый калий в форме энтеросолюбильных таблеток (предназначенных для предотвращения растворения в желудке, но допускающие его в тонкой кишке) всасываются не так быстро, как жидкие формы.

Заменители соли

Многие заменители соли содержат хлористый калий в качестве замены некоторого или всего количества хлорида натрия в соли. Содержание калия в этих продуктах колеблется в широких пределах от 440 до 2800 мг калия на чайную ложку. Некоторые люди, например, страдающие болезнями почек, должны проконсультироваться со своим врачом, прежде чем принимать заменители соли. Это связано с риском гиперкалиемии из-за высокого уровня калия в этих продуктах.

Дефицит калия

Недостаточное потребление калия может увеличить артериальное давление, риск возникновения камней в почках, метаболизм костной ткани, экскрецию кальция с мочой и солечувствительность (это означает, что изменения в потреблении натрия влияют на артериальное давление в большей степени, чем обычно).

Тяжелый дефицит калия может вызывать гипокалиемию (уровень калия в сыворотке менее 3,6 ммоль/л). Гипокалиемия поражает до 21% госпитализированных пациентов, как правило, из-за использования диуретиков и других лекарств, однако она редко встречается у здоровых людей с нормальной функцией почек.

Легкая гипокалиемия характеризуется запорами, усталостью, мышечной слабостью и недомоганием. Гипокалиемия от умеренной до тяжелой (уровень калия в сыворотке менее 2,5 ммоль/л) может вызвать полиурию (большой объем разбавленной мочи); энцефалопатию у пациентов с заболеванием почек; непереносимость глюкозы; мышечный паралич; проблемы с дыханием; и сердечные аритмии, особенно у людей с болезнями сердца. Тяжелая гипокалиемия может быть опасной для жизни из-за ее влияния на сокращение мышц и, следовательно, на сердечную функцию.

Гипокалиемия редко бывает связана только с низким потреблением калия с пищей, но она может быть следствием потери кальция при диарее. Это также может быть результатом рвоты, которая вызывает метаболический алкалоз, приводящий к потере калия в почках. Гипокалиемия также может быть вызвана синдромом возобновления кормления (метаболический ответ на первоначальное возобновление питания после периода голодания) из-за перемещения калия в клетки; злоупотреблением слабительным; использованием мочегонного; поеданием глины (разновидность извращенного аппетита); сильная потливость или диализ.

Истощение запасов магния может способствовать гипокалиемии, увеличивая потери калия в моче. Это может также увеличить риск сердечных аритмий, так как уменьшается внутриклеточная концентрация калия. Более 50% людей с клиническими проявлениями гипокалиемии могут иметь дефицит магния. У людей с гипомагниемией и гипокалиемией, оба диагноза должны лечиться одновременно.

Группы риска по недостаточности калия

Следующие группы людей чаще имеют проблемы с уровнем калия.

• Люди с воспалением кишечника

  Калий секретируется (выделяется) в толстой кишке, и этот процесс, как правило, уравновешивается абсорбцией (обратным поглощением). Однако при воспалительных заболеваниях кишечника (включая болезнь Крона и язвенный колит) повышается секреция калия, что может привести к ухудшению его уровня. Воспалительные заболевания кишечника также характеризуются хронической диареей, которая может дополнительно увеличить выведение калия.

• Люди, принимающие определенные препараты, включая диуретики и слабительные

  Некоторые диуретики (например, тиазидные диуретики), которые обычно используются для лечения высокого кровяного давления, увеличивают экскрецию калия с мочой и могут вызывать гипокалиемию. Однако калийсберегающие диуретики не увеличивают экскрецию калия и могут фактически вызвать гиперкалиемию. Большие дозы слабительного и повторное использование клизм также могут вызывать гипокалиемию, поскольку они увеличивают потери калия с калом.

• Люди с извращенным аппетитом

  Извращенный аппетит – это постоянное употребление не питательных веществ, таких как глина. При потреблении глина связывает калий в желудочно-кишечном тракте, что может увеличить его выведение и привести к гипокалиемии. Если удается побороть это состояние в совокупности с приемом добавок, можно восстановить уровень кальция и устранить симптомы его дефицита.

Влияние калия на здоровье

Из-за обширной роли калия в организме, низкое потребление может увеличить риск заболевания. Этот раздел посвящен четырем заболеваниям и расстройствам, в которых может участвовать калий: гипертония и инсульт; камни в почках; здоровье костей; контроль уровня глюкозы в крови и диабет 2 типа.

Гипертония

Гипертония, основной фактор риска развития ишемической болезни сердца и инсульта. Согласно многим литературным исследованиям, низкое потребление калия повышает риск развития гипертонии, особенно в сочетании с высоким потреблением натрия. Напротив, более высокое потребление калия может помочь снизить артериальное давление, частично за счет расширения кровеносных сосудов и выведения натрия с мочой, что, в свою очередь, уменьшает объем плазмы; этот эффект может быть наиболее выраженным у чувствительных к соли людей.

Антигипертензивный эффект диеты, в котором особое внимание уделяется калию, получаемому из фруктов, овощей и нежирных молочных продуктов, снижает систолическое артериальное давление в среднем на 5,5 мм рт. ст и диастолическое артериальное давление на 3,0 мм рт. ст. Такая схема приема пищи дает в три раза больше калия, чем в среднем присутствует в рационе. Тем не менее, она также увеличивает потребление других питательных веществ, таких как магний и кальций, которые также связаны со снижением артериального давления, поэтому вклад исключительно калия не может быть определен.

Результаты большинства клинических испытаний показывают, что добавки калия снижают кровяное давление. Метаанализ 2017 выявил у 1,163 участниковзначительное снижение систолического артериального давления (на 4,48 мм рт. ст.) и диастолического артериального давления (на 2,96 мм рт. ст) из-за употребления добавок калия (в основном хлористого калия) в течение 4–15 недель.

Другие исследование показало, что употребление добавок калия в течение 4–24 недель у 917 пациентов с нормальным артериальным давлением или гипертонией, которые не принимали антигипертензивных препаратов, значительно понижало как систолическое, так и диастолическое артериальное давление. Добавки оказывали наибольшее влияние на пациентов с гипертонией, снижая систолическое артериальное давление в среднем на 6,8 мм рт. ст. и диастолическое артериальное давление на 4,6 мм рт.

Тем не менее, Кокрановский обзор шести исследований самого высокого качества обнаружил незначительное снижение систолического и диастолического артериального давления при употреблении добавок калия.

В 2018 Агентство исследований и оценки качества медицинского обслуживания США опубликовало систематический обзор влияния потребления натрия и калия на исходы хронических заболеваний и их факторы риска. Авторы пришли к выводу, что связь между потреблением калия с пищей и снижением артериального давления у взрослых была непоследовательной. Они также не нашли доказательств связи между потреблением калия и риском гипертонии. Однако авторы сообщают, что добавки калия в дозах от 20 до 120 ммоль/день (от 782 до 4692 мг/день) в течение от 1 до 36 месяцев снижали как систолическое, так и диастолическое артериальное давление по сравнению с плацебо.

Аналогичный анализ, включавший 16 исследований, показал, что добавки с калием значительно понижали систолическое артериальное давление в среднем на 6,87 мм рт. ст. и диастолическое артериальное давление на 3,57 мм рт. ст. Однако эффект был заметнее в тех исследованиях, где принимали участие люди с гипертонией. Основываясь на 13 рандомизированных контролируемых исследованиях, в которых в основном принимали участие пациенты с артериальной гипертензией, был сделан вывод, что использование заменителей калийсодержащих солей вместо хлорида натрия (поваренная соль) значительно снижало систолическое и диастолическое давление у взрослых.

Более высокое потребление калия было связано со снижением риска развития инсульта и, возможно, других ССЗ. Исследование с участием 247 510 взрослых показало, что более высокое потребление калия в день было связано со значительным снижением риска инсульта на 21%, а также с незначительным снижением риска ишемической болезни сердца. Аналогичным образом был сделан вывод о значительном снижении риска инсульта на 24% при более высоком потреблении калия и незначительном снижении риска ишемической болезни сердца и риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Тем не менее, обзор Агентства исследований и оценки качества медицинского обслуживания обнаружил противоречивые взаимосвязи между потреблением калия и риском развития инсульта на основе 15 обсервационных исследований.

Любое благотворное влияние калия на ССЗ, вероятно, связано с его гипотензивным действием.

Комиссия по контролю за лекарствами и питательными веществами одобрило следующее: «Диеты, содержащие продукты, которые являются хорошим источником калия и с низким содержанием натрия, могут снизить риск высокого кровяного давления и инсульта». В целом, данные исследований свидетельствуют о том, что потребление большего количества калия может оказать благоприятное влияние на кровяное давление и инсульт, а также может помочь предотвратить другие формы ССЗ. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, прежде чем сделать окончательные выводы.

Камни в почках

Камни в почках чаще всего встречаются у людей в возрасте от 40 до 60 лет. Конкременты, содержащие кальций в форме оксалата кальция или фосфата кальция являются наиболее распространенным типом камней в почках. Низкое потребление калия ухудшает реабсорбцию кальция в почках, увеличивая экскрецию кальция с мочой и потенциально вызывая гиперкальциурию и камни в почках.

Обзорные исследования показывают обратную связь между потреблением калия с пищей и риском развития камней в почках. У 45 619 мужчин в возрасте от 40 до 75 лет, у которых в анамнезе не было камней в почках, у пациентов с самым высоким потреблением калия (в среднем ≥4 042 мг / день) риск возникновения камней в почках на 4% ниже, чем у тех, кто потребляет меньше всего калия (≤2,895 мг / день). Аналогичным образом, из более чем 90 000 женщин в возрасте 34–59 лет, которые участвовали в исследовании и не имели в анамнезе камней в почках (потребляли в среднем более 4099 мг калия в день), риск возникновения камней в почках был на 35% ниже, чем у женщин, чье потребление в среднем составляло менее 2407 мг калия в день.

Некоторые исследования показывают, что добавки цитрата калия снижает гиперкальциурию, а также риск образования и роста камней в почках. В клинических испытаниях принимало участие 57 пациентов, у которых было как минимум 2 камня в почках за последние два года и гипоцитратурия (низкий уровень цитрата в моче). Употребление 30–60 мг-экв цитрата калия в течение 3 лет значительно снижало образование камней в почках по сравнению с плацебо.

Соли цитрата калия снижают риск появления новых камней и уменьшают размер имеющихся. Однако в этом больше заслуга цитрата, а не калия как такового. Цитрат образует комплексы с кальцием в моче и повышает рН мочи, ингибируя образование кристаллов оксалата кальция. Обзор исследований предполагают связь между более высоким потреблением калия и более низким риском почечных камней. Тем не менее, они также сочли доказательства недостаточными для определения эффективности калиевых добавок, поскольку только одно исследование, посвященное этому вопросу, соответствовало всем критериям.

Здоровье костей

Повышенное потребление калия из фруктов и овощей связано с повышением минеральной плотности костей. Эти данные в сочетании с данными мета-исследований и нескольких клинических испытаний позволяют предположить, что калий в рационе способен улучшить состояние костей.

Механизмы, лежащие в основе этого процесса, неясны, однако одна из гипотез заключается в том, что калий помогает защитить кость благодаря своему влиянию на кислотно-щелочной баланс. Диеты с высоким содержанием кислотообразующих продуктов, таких как мясо и зерновые, способствуют метаболическому ацидозу и могут оказывать неблагоприятное воздействие на кости.

Щелочные компоненты в форме солей калия из пищевых калиевых добавок могут противодействовать этому эффекту и способствовать сохранению костной ткани. Например в исследовании бостонского университета питания Жана Майера отмечено, что более высокое потребление калия было связано с большей минеральной плотностью кости у 628 пожилых мужчин и женщин. В другом исследовании антигипретензивная диета значительно снижала биохимические маркеры обмена костной ткани. Однако их тип питания также включал кальций и магний в дополнение к калию, поэтому невозможно определить какой-либо независимый вклад калия.

Лишь в нескольких клинических исследованиях изучалось влияние добавок калия на маркеры здоровья костей. Одно исследование показало, что добавление цитрата калия в дозе 60 ммоль / день (2,346 мг калия) или 90 ммоль / день (3,519 мг калия) в течение 6 месяцев снижало экскрецию кальция с мочой по сравнению с плацебо у 52 здоровых мужчин и женщин старше 55 лет.

И наоборот, клиническое исследование с участием 276 женщин в постменопаузе в возрасте 55–65 лет показало, что добавки с цитратом калия в дозе 18,5 мг-экв / день (обеспечивающие 723 мг калия) или 55,5 мг-экв / день (2170 мг калия) в течение 2 лет не приводили к значительному снижению костной массы или увеличению минеральной плотности костей в области тазобедренного или поясничного отдела позвоночника по сравнению с плацебо.

В целом, более высокое потребление калия из фруктов и овощей может изменить состояние костей к лучшему. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить основные механизмы и выявить индивидуальный вклад калия.

Контроль уровня глюкозы в крови и диабет 2 типа

Диабет II типа является растущей проблемой общественного здравоохранения, которая в настоящее время затрагивает почти 12% взрослого населения. Хотя ожирение является основным фактором риска развития диабета 2 типа, прочие метаболические факторы также играют свою роль. Поскольку калий необходим для секреции инсулина из клеток поджелудочной железы, гипокалиемия нарушает секрецию инсулина и может привести к непереносимости глюкозы. Этот эффект наблюдается в основном при длительном применении диуретиков (особенно содержащих тиазиды) или гиперальдостеронизме (чрезмерное производство альдостерона), которые оба увеличивают потери калия в моче, но это может происходить и у здоровых людей.

Многочисленные мета-исследования среди взрослых выявили связь между снижением потребления калия или снижением уровня калия в сыворотке или моче и повышением уровня глюкозы натощак, резистентности к инсулину и диабета 2 типа. Одно исследование с участием 1066 взрослых в возрасте 18–30 лет без диабета показало, что у тех, у кого уровень калия в моче находится в нижнем квинтиле, вероятность развития диабета 2 типа в течение 15 лет наблюдения более чем в два раза выше, чем у людей с самым высоким квинтилем.

В другом обсервационном исследовании, в котором были проанализированы данные 84 360 женщин в возрасте 34–59 лет, у тех, кто имел более высокий уровень потребления калия, риск развития диабета 2 типа за 6 лет наблюдения был на 38% ниже.

Хотя обзорные исследования предполагают, что уровень калия связан с контролем уровня глюкозы в крови и диабетом 2 типа, эта связь не была как следует оценена в клинических исследованиях. В небольшом клиническом исследовании среди 29 взрослых с предиабетом и низким или нормальным уровнем калия в сыворотке (3,3–4,0 ммоль / л) употребление 40 мг-экв (1564 мг) калия в течение 3 месяцев значительно снизило уровень глюкозы натощак, но это не влияло на показатели глюкозы или инсулина во время орального теста на толерантность к глюкозе.

Результаты выглядят многообещающими. Однако необходимы дополнительные, включая рандомизированные контролируемые исследования, прежде чем можно будет подтвердить связь калия с контролем уровня глюкозы в крови и диабетом 2 типа.

Избыточное количество калия в организме

У здоровых людей с нормальной функцией почек высокое потребление калия с пищей не представляет опасности для здоровья, поскольку почки выводят излишки с мочой. Хотя некоторые случаи указывают на то, что очень большие дозы калиевых добавок могут вызывать смертельные сердечные аномалии, однако этих случаев недостаточно, чтобы установить верхние границы. Кроме того, нет никаких доказательств, что высокое потребление калия вызывает гиперкалиемию у взрослых с нормальной функцией почек или другие побочные эффекты. Именно поэтому верхняя граница для употребления калия не установлена.

Тем не менее у людей с нарушенной экскрецией калия с мочой из-за хронического заболевания почек или использования определенных лекарств, таких как ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) или калийсберегающих диуретиков, это может вызвать гиперкалиемию (избыток калия в организме). Гиперкалиемия также может возникать у людей с диабетом 1 типа, застойной сердечной недостаточностью, недостаточностью надпочечников или заболеваниями печени. Лица с повышенным риском гиперкалиемии должны проконсультироваться с врачом или диетологом по поводу соответствующего потребления калия из всех источников.

Хотя гиперкалиемия может протекать бессимптомно, тяжелые случаи могут вызывать мышечную слабость, паралич, учащенное сердцебиение, парестезии (ощущение жжения или покалывания в конечностях) и нарушения ритма сердца, которые могут представлять угрозу для жизни.

Риск вреда от калиевых добавок и заменителей соли

Калий-содержащие добавки могут вызывать незначительные желудочно-кишечные побочные эффекты. Прием высоких доз калиевых добавок (например, до 15 600 мг в течение 5 дней) у здоровых людей может повышать уровень калия в плазме, но он не превышает нормальный. Однако очень большое количество калиевых добавок или заменителей соли, содержащих калий, может превышать способность почек выделять калий, вызывая острую гиперкалиемию даже у здоровых людей.

Использование калиевых солей в некоторых препаратах было ассоциировано с поражением тонкой кишки, вызывая обструкцию, кровоизлияние и перфорацию. По этой причине организации здравоохранению требуют, чтобы некоторые пероральные препараты, содержащие более 99 мг калия, были помечены предупреждением.

Взаимодействие с лекарственными препаратами

Некоторые виды лекарств могут сильно влиять на уровень калия в организме, и это может быть опасно. Несколько примеров приведены ниже. Люди, принимающие эти и другие лекарства, должны обсудить свое потребление калия и состояние с врачом.

• Ингибиторы АПФ и блокаторы ангиотензиновых рецепторов (БРА)

Препараты от высокого давления: ингибиторы АПФ и БРА (Валсартан, Каптоприл, Эналаприл, Лозартан и другие), также используются для лечения сердечной недостаточности, медленного прогрессирования заболевания почек у пациентов с хроническим заболеванием почек и диабетом 2 типа, а также для снижения заболеваемости и смертности после инфаркта миокарда. Эти препараты снижают выделение калия с мочой, что может привести к гиперкалиемии. Эксперты рекомендуют проводить мониторинг состояния калия у людей, принимающих ингибиторы АПФ или БРА, особенно если у них есть другие факторы риска гиперкалиемии, такие как нарушение функции почек.

• Калийсберегающие диуретики

Калийсберегающие диуретики, такие как спиронолактон (Верошпирон) и другие, снижают экскрецию калия с мочой и могут вызывать гиперкалиемию. Эксперты рекомендуют следить за уровнем калия у людей, принимающих эти препараты, особенно если у них нарушена функция почек или присутствуют другие факторы риска гиперкалиемии.

• Петлевые и тиазидные диуретики

Лечение с помощью петлевых диуретиков, таких как фуросемид (Лазикс), тиазидных диуретиков, таких как гидрохлортиазид и других, увеличивает экскрецию калия с мочой и может привести к гипокалиемии. Эксперты рекомендуют следить за уровнем калия у людей, принимающих эти препараты, и начинать прием калия, если это оправдано.