Биологическая роль и применение в медицине

Для живых организмов макроэлементы натрий и калий имеют наибольшее значение, остальные щелочные металлы относятся к микроэлементам, и их биохимическая и физиологическая роль мало выяснена. Натрий и литий накапливаются во внеклеточной жидкости, калий, рубидий и цезий — во внутриклеточной.

Натрий является основным внеклеточным ионом. В организме натрий распределен по всему организму. Его можно обнаружить в сыворотке крови, спинномозговой жидкости, глазной жидкости, пищеварительных соках, костных тканях, мозге и легких.

Калий является основным внутриклеточным катионом. Основная функция калия состоит в формировании трансмембранного потенциала и распространении нервного импульса. При недостатке калия развивается гинокалиемия, возникают нарушения работы сердечной и скелетной мускулатуры. Продолжительный дефицит калия может быть причиной острой невралгии. При переизбытке калия развивается гиперкалиемия, основным симптомом которой является язва тонкого кишечника. Настоящая гиперкалиемия угнетает сердечную деятельность и может вызвать остановку сердца.

Многие важные биологические процессы возможны только при условии различного ионного и молекулярного состава внутрии межклеточной жидкости. Содержание ионов калия в клетке в 35 раз выше, чем во внеклеточной жидкости, концентрация ионов натрия во внеклеточной жидкости превышает примерно в 15 раз его концентрацию внутри клетки. Натрий и калий являются антагонистами, т. е. добавление одного элемента приводит к вытеснению другого. Нормальное распределение этих ионов обеспечивается работой натрий-калиевого насоса — особого белка, который постоянно накачивает ионы калия внутрь клетки, одновременно выкачивая из нее ионы натрия. При этом перемещение обоих ионов происходит против градиентов их концентраций. Значение натрий-калиевого насоса очень велико для процесса осморегуляции и сохранения клеточного объема, поддержания разности потенциалов по обе стороны мембраны, поддержания электрической активности в нервных и мышечных клетках, для активного транспорта через мембраны других веществ.

Близость свойств натрия и лития обеспечивает их взаимозаменяемость в организме. При отравлении солями лития антидотом является хлористый натрий. Рубидий и цезий близки иону калия. Аналог калия — рубидий активирует те же самые ферменты, что и калий. На этом основано введение солей калия при отравлении солями рубидия.

Препараты лития — психотропные лекарственные средства из группы нормотимиков. Они имеют важнейшее значение в лечении аффективных расстройств, прежде всего маниакальных и гипоманиакальных фаз, а также в профилактике их обострений и для лечения периодических и резистентных депрессий.

Изотонический раствор NaCl (0,9%) вводят подкожно, внутривенно и в клизмах при обезвоживании организма при интоксикациях, применяют при промывании глаз и слизистой носа. Гипертонический раствор применяют наружно в виде примочек и компрессов при лечении гнойных ран. Раствор NaCl (2—5%) используют при отравлении солями серебра.

Гидрокарбонат натрия используют при различных заболеваниях, сопровождающихся повышенной кислотностью — ацидозом. Раствор гидрокарбоната натрия используется и как антисептическое средство при полосканиях слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Антисептическое действие основано на слабощелочной среде, образующейся при гидролизе данной соли.

Глауберову соль Na₂S ()₄-1()Н₂0 применяют в качестве слабительного средства. Бура — тетраборат натрия Na₂B₄0₇— ЮН₂0 применяется как антисептическое средство, а бромид натрия — в качестве успокаивающего средства.

Радиоактивные изотопы рубидия ⁸⁷Rb и цезия ¹³⁷Cs используют в радиотерапии злокачественных опухолей, а также при изучении метаболизма калия.

Радиоактивный франций способен накапливаться в опухолях на ранних стадиях их развития, что очень важно при ранней диагностике онкологических заболеваний.