K+/Na+ соотношение – константа живой и неживой природы
- Авторы: Наточин Ю.В.1
-
Учреждения:
- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
- Выпуск: Том 56, № 4 (2025)
- Страницы: 5-16
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/0301-1798/article/view/368081
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034611825040012
- ID: 368081
Цитировать
Аннотация
Обобщение данных литературы и опубликованных результатов наших исследований показало, что в естественных водоемах Земли – пресных водах (оз. Байкал, р. Волга), озерах, морях с разной соленостью (оз. Балхаш, Каспийское море, Черное море, Белое море, Баренцево море, Японское море) увеличение концентрации Na+ от 0.18 ммоль/л до 468 ммоль/л сопровождается повышением концентрации K+ с 0.025 ммоль/л до 11.5 ммоль/л (R2 = 0.986, p < 0.001).
В жидкостях внутренней среды (сыворотка крови, гемолимфа) у сотен видов изученных многоклеточных животных (моллюски, рыбы, амфибии, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие) и у человека найдена аналогичная картина – K+/Na+ соотношение остается одинаковым при возрастании концентрации Na+ с 15.9 ммоль/л до 468 ммоль/л и концентрации K+ с 1.3 ммоль/л до 15 ммоль/л (R2 = 0.832, p < 0.001). Выявлено практически полное совпадение константы K+/Na+ в жидкостях внутренней среды живых организмов и окружающей водной среде неживой природы. Представленные данные свидетельствуют о константности K+/Na+ соотношения в жидкостях внутренней среды многоклеточных организмов и водоемов Земли, где обитают эти организмы. Выявленные закономерности имеют фундаментальное значение для понимания физиологических принципов организации водно-солевого гомеостаза. Отклонение от стандарта физиологических значений K+/Na+ соотношения находит отражение при различных формах патологических состояний у человека. Обобщение данных литературы и опубликованных результатов наших исследований показало, что в естественных водоемах Земли – пресных водах (оз. Байкал, р. Волга), озерах, морях с разной соленостью (оз. Балхаш, Каспийское море, Черное море, Белое море, Баренцево море, Японское море) увеличение концентрации Na+ от 0.18 ммоль/л до 468 ммоль/л сопровождается повышением концентрации K+ с 0.025 ммоль/л до 11.5 ммоль/л (R2 = 0.986, p < 0.001).
В жидкостях внутренней среды (сыворотка крови, гемолимфа) у сотен видов изученных многоклеточных животных (моллюски, рыбы, амфибии, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие) и у человека найдена аналогичная картина – K+/Na+ соотношение остается одинаковым при возрастании концентрации Na+ с 15.9 ммоль/л до 468 ммоль/л и концентрации K+ с 1.3 ммоль/л до 15 ммоль/л (R2 = 0.832, p < 0.001). Выявлено практически полное совпадение константы K+/Na+ в жидкостях внутренней среды живых организмов и окружающей водной среде неживой природы. Представленные данные свидетельствуют о константности K+/Na+ соотношения в жидкостях внутренней среды многоклеточных организмов и водоемов Земли, где обитают эти организмы. Выявленные закономерности имеют фундаментальное значение для понимания физиологических принципов организации водно-солевого гомеостаза. Отклонение от стандарта физиологических значений K+/Na+ соотношения находит отражение при различных формах патологических состояний у человека.
Ключевые слова
Об авторах
Ю. В. Наточин
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
Email: natochin1@mail.ru
Главный научный сотрудник, Академик РАН Санкт-Петербург, 194223
Список литературы
- Барашков Г.К. Медицинская бионеорганика. Основы, аналитика, клиника. Бином. М. 2011. 512 с.
- Баркрофт Дж. Основные черты архитектуры физиологических функций. Госуд. изд. биол. и мед. литературы. М., Л. 1937. 319 с.
- Бернар К. Курс общей физиологии. Жизненные явления, общие животным и растениям. СПб. 1878. 316 с.
- Гинецинский А.Г. Физиологические механизмы водно-солевого равновесия. Изд. АН СССР. М., Л. 1963. 427 с.
- Лаврова Е.А., Наточин Ю.В. Концентрация катионов в крови и ионорегулирующая функция почки некоторых представителей ихтиофауны оз. Байкал // Вопр. ихтиологии. 1973. Т. 13. № 5. С. 914‒920.
- Лаврова Е.А., Наточин Ю.В. Почки и ионная регуляция у рыб солоноватых вод оз. Балхаш // Вопр. ихтиол. 1977. № 3. С. 563‒566.
- Марина А.С., Наточин Ю.В. Анализ крови и мочи в клинической диагностике. Справочник педиатра. СпецЛит. СПб. 2016. 159 c.
- Наточин Ю.В. Na+/K+ отношение в сыворотке крови как критерий функционального состояния человека // Физиология человека. 2024. Т. 50. № 4. С. 137‒143. https://doi.org/10.31857/S0131164624040111
- Наточин Ю.В. Возникновение мембран // В кн. Проблемы происхождения жизни. РАН. Сборник научных статей. М.: ПИН РАН. 2009. С. 215‒228.
- Наточин Ю.В. Гомеостаз // Успехи физиол. наук. 2017. Т. 48. № 4. С. 3‒15.
- Наточин Ю.В. Ионорегулирующая функция почек. Наука. Л. 1976. 268 с.
- Наточин Ю.В. Роль ионов натрия как стимула в эволюции клеток и многоклеточных животных // Палеонтологический журн. 2005. № 4. С. 19‒24.
- Наточин Ю.В. Физиология почек // В кн. Фундаментальная и медицинская физиология: Учебник для студентов высших учебных заведений: в 3-х томах. Том 3 / Под ред. Камкина А.Г. М.: Де'Либри. 2020. С. 324‒411.
- Наточин Ю.В. Эволюционная физиология на пути от «Происхождения видов» к происхождению жизни // В кн. Чарльз Дарвин и современная биология / Под ред. Колчинского Э.И. СПб.: Нестор-История. 2010. С. 321‒337.
- Наточин Ю.В., Голосова Д.В., Каюков И.Г. Константы концентрации калия и натрия в сыворотке крови – поиск факторов регуляции // Физиология человека. 2018. Т. 44. № 4. С. 67‒73.
- Наточин Ю.В., Гусев Г.П., Лаврова Е.А. Исследование ионной регуляции и функции органа боянуса у морских двустворчатых моллюсков // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. 1972. Т. 8. № 2. С. 133‒141.
- Наточин Ю.В., Лукьяненко В.И., Лаврова Е.А., Металлов Г.Ф. Катионы сыворотки крови осетровых в морской и речной периоды жизни // Вопр. ихтиологии. 1975. Т. 15. № 5. С. 890‒895.
- Наточин Ю.В., Мухин Н.А. Введение в нефрологию. ГЭОТАР-Медиа. М. 2007. 160 с.
- Наточин Ю.В., Рябов С.И., Каюков И.Г и др. Показатели водно-солевого гомеостаза и их вариабельность // Физиология человека. 1980. Т. 6. № 4. С. 647‒650.
- Наточин Ю.В., Чернышев О.Б. Концентрация электролитов в сыворотке крови как предвестник тяжелого течения COVID-19 // Нефрология. 2022. Т. 26. № 1. С. 27‒33. https://doi.org/10.36485/1561-6274-2022-26-1-27-33
- Орбели Л.А. Физиология почек. Избранные труды. Т. 4. Изд-во АН СССР. М., Л. 1966. 299 с.
- Проссер Л. Сравнительная физиология животных. Мир. М. 1977. Т. 1. 608 с.
- Проссер Л., Браун Ф. Сравнительная физиология животных. Мир. М. 1967. 766 с.
- Тиц Н.У. (ред.) Энциклопедия клинических лабораторных тестов. Лабинформ. М. 1997. 960 с.
- Финкинштейн Я.Д. Осморегулирующая система организма высших животных. Наука. Новосибирск. 1983. 126 с.
- Фолсом К. Происхождение жизни. Мир. М. 1982. С. 82.
- Хокинг С. Черные дыры и молодые вселенные. Амфора. СПб. 2015. С. 6.
- Эмануэль В.Л. Лабораторная диагностика заболеваний почек. Изд. 2-е. СПбГМУ. СПб; Триада. Тверь. 2006. 247 с.
- Cannon W.B. Organization for physiological homeostasis // Physiol. Rev. 1929. Vol. 9. P. 399–431.
- Dubina M.V., Vyazmin S.Y., Boitsov V.M. et al. Potassium ions are more effective than sodium in salt induced peptide formation. Orig. Life Evol. Biosph. 2013. Vol. 43. P. 109‒117.
- Galimov E.M., Natochin Yu.V., Ryzhenko B.N., Cherkasova E.V. Chemical composition of the primary aqueous phase of the earth and of life // Geochemistry international. 2012. Vol. 50. № 13. P. 1048–1068.
- Mulkidjanian A.Y., Bychkov A.Yu., Dibrova D.V., Galperin M.Y., Koonin E.V. Origin of first cells at terrestrial, anoxic geothermal fields // Proc. Natl. Acad. Sc. USA. 2012. Vol. 109. № 14. P. E821–E830. https://doi.org/10.1073/pnas.1117774109
- Natochin Yu.V. On evolution of renal function and water-salt homeostasis. Advances in Physiological Research. Ed. by McLennan H., Ledsome J.R., Mclntosh C.H.S., Jones D.R. Plenum Press. New York, London. 1987. P. 429‒454.
- Natochin Yu.V., Ivanova L.N., Serebryakov E.P. et al. Volume and ion regulation renal function in the bigger gerbil (Rhombomys opimus L.) and the water vole (Arvicola terrestris L.) // Comp. Biochem. Physiol. 1982. Vol. 72A. № 3. P. 535‒539.
- Park S., Baek S.H., Lee S.W. et al. Elevated baseline potassium level within reference range is associated with worse clinical outcomes in hospitalised patients // Sci Rep. 2017. Vol. 7. № 1. P. 2402. https://doi.org/10.1038/s41598-017-02681-5
- Smith H.W. From fish to philosopher. Boston. Little, Brown. 1953. 264 р.
- Tannen R.L. Potassium metabolism. Curr. Nephrol. Mosby Yean Book. St. Louis. 1992. Vol. 15. 470 p.
- Tzoulis P., Grossman A.B., Baldeweg S.E., Bouloux P., Kaltsas G. Management of endocrine disease: Dysnatraemia in COVID-19: prevalence, prognostic impact, pathophysiology, and management // Eur J Endocrinol. 2021. Vol. 185. № 4. P. R103–R111. https://doi.org/10.1530/EJE-21-0281
- Verney Е.В. The antidiuretic hormone and the factors which determine its release // Proc. Roy. Soc. 1947. Vol. 135. P. 25–105.
Дополнительные файлы


