البوتاسيوم في علم الأحياء

البوتاسيوم في علم الأحياء
البوتاسيوم هو الأيون الرئيسي داخل الخلية في جميع أنواع الخلايا، ويلعب دورًا رئيسيًا في الحفاظ على توازن السوائل والأيونات. البوتاسيوم ضروري لوظيفة جميع الخلايا الحية، وهو موجود في جميع الأنسجة النباتية والحيوانية. يوجد بتركيز عالٍ خاصةً داخل الخلايا النباتية، وفي النظام الغذائي المختلط، ويتركز بصفة خاصة في الفواكه. وجود البوتاسيوم بتركيز عالٍ في النباتات، أدى إلى وجود كميات منخفضة جدًا من الصوديوم هناك. تاريخيًا عزل البوتاسيوم أولًا من رماد النباتات (البوتاس)، والذي أعطى العنصر اسمه الحديث. التركيز العالي للبوتاسيوم في النباتات يعني أن إنتاج المحاصيل الثقيلة يؤدي إلى استنفاد التربة للبوتاسيوم بسرعة، كما أن الأسمدة الزراعية تستهلك 93% من إنتاج البوتاسيوم الكيميائي في اقتصاد العالم الحديث.
تختلف وظائف البوتاسيوم والصوديوم في الكائنات الحية. تستخدم الحيوانات -خصوصًا- الصوديوم والبوتاسيوم تفاضليًا لتوليد الإمكانية الكهربائية في الخلايا الحيوانية، وخاصة في الأنسجة العصبية. يؤدي استنفاد البوتاسيوم في الحيوانات (متضمنةً البشر) إلى اضطرابات عصبية مختلفة. تركيز البوتاسيوم في الكائنات الحية النموذجية هي: من 30 إلى 300 ميلي مولار في بكتريا القولون، و300 ميلي مولار في الخميرة الناشئة، و 100ميلي مولار في خلية الثدييات و4 ميلي مولار في بلازما الدم.
مصادر الغذاء
إن تناول مجموعة متنوعة من الأطعمة التي تحتوي على البوتاسيوم هي أفضل طريقة للحصول على كمية مناسبة منه. تشمل هذا الاطعمة: فاكهة الكيوي وعصير البرتقال والبطاطس والموز وجوز الهند والأفوكادو والمشمش والجزر الأبيض واللفت، وكذلك تحتوي العديد من الفواكه والخضروات والبقوليات واللحوم على البوتاسيوم.
الأطعمة الشائعة التي تحتوي على نسبة عالية جدًا من البوتاسيوم:
• الفاصوليا (الفاصوليا البيضاء وغيرها)، والخضار الورقية الداكنة (السبانخ، والسلق السويسري، وغيرها)، والبطاطا المطبوخة، والفواكه المجففة (المشمش، والخوخ، والزبيب، والتين، والتمر)، والكوسة المطبوخة، والزبادي، والسمك (السلمون)، والأفوكادو، والموز.
• المكسرات (الفستق، واللوز، والجوز، وغيرها)، والبذور (القرع، واليقطين، وعباد الشمس).
الأطعمة الأكثر تركيزًا للبوتاسيوم (لكل 100غرام) هي:
الأعشاب المجففة، والطماطم المجففة، والشوكولاتة الداكنة، ومسحوق مصل اللبن، وبابريكا، ومستخلص الخميرة، ونخالة الأرز، ودبس السكر، وفول الصويا المحمص الجاف.
أضرار نقص البوتاسيوم
ارتفاع ضغط الدم
الأنظمة الغذائية منخفضة البوتاسيوم تزيد من خطر الإصابة بارتفاع ضغط الدم والسكتة الدماغية وأمراض القلب والأوعية الدموية.
نقص بوتاسيوم الدم
يسبب نقص البوتاسيوم الحاد في سوائل الجسم حدوث حالة قاتلة تُعرف باسم نقص بوتاسيوم الدم. نقص بوتاسيوم الدم ينتج عادة نتيجة فقدانه من خلال الإسهال أو إدرار البول أو القيء. ترتبط الأعراض بالتغيرات في إمكانات الغشاء والتمثيل الغذائي الخلوي. تشمل الأعراض ضعف العضلات وتشنجها، وشلل الأمعاء، واضطراب مخطط كهربائية القلب، والشلل المعوي، وانخفاض الاستجابة الانعكاسية (في الحالات الشديدة) والشلل التنفسي، وزيادة قاعدية الدم، وعدم انتظام ضربات القلب.
في حالات نادرة، أدى الاستهلاك المعتاد لكميات كبيرة من عرق السوس إلى نقص بوتاسيوم الدم. يحتوي عرق السوس على مركب (جليسرهيزين)، الذي يزيد من إفراز البوتاسيوم في البول.
الآثار الجانبية والسمية
أعراض الجهاز الهضمي: هي الآثار الجانبية الأكثر شيوعًا لمكملات البوتاسيوم، متضمنةً الغثيان والقيء وانزعاج البطن والإسهال. يؤدي تناول البوتاسيوم مع وجبات الطعام أو تناول البوتاسيوم مغلفًا إلى تقليل هذه الآثار الجانبية.
ارتفاع بوتاسيوم الدم هو أخطر ضرر للبوتاسيوم. يحدث عندما يتراكم البوتاسيوم بنحو أسرع من قدرة الكلى على إزالته. وهو أكثر شيوعًا عند الأفراد المصابين بالفشل الكلوي. تشمل الأعراض وخزًا في اليدين والقدمين وضعفًا عضليًا وشللًا مؤقتًا. عدم انتظام ضربات القلب هو أخطر مضاعفات ارتفاع البوتاسيوم، الذي يمكن أن يؤدي إلى السكتة القلبية.
على الرغم من أن ارتفاع بوتاسيوم الدم نادر في الأفراد الأصحاء، فإن تناول الجرعات الفموية التي تزيد عن 18 غرام في الوقت نفسه لدى الأفراد غير المعتادين على تناول جرعات عالية يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع بوتاسيوم الدم. من المفترض، ألا تحتوي المكملات الغذائية المباعة في الولايات المتحدة على أكثر من 99 ميلي غرام من البوتاسيوم لكل وجبة.
المراجع
بوتاسيوم
تغذية
خصائص دوائية وأحيائية للعناصر الكيميائية
معادن غذائية
نظم أحيائية