Natrium dalam biologi

Sesetengah tumbuhan perlukan jumlah ion natrium (Na+) yang sedikit, tetapi apabila natrium digunakan sebagai zat makanan oleh haiwan, jumlah yang diperlukan adalah lebih tinggi untuk menjanakan implus saraf dan untuk mengekalkan keseimbangan elektrolit dan bendalir di dalam badan. Haiwan-haiwan perlukan ion natrium untuk tujuan-tujuan tersebut, penyeliaan jantung dan sesetengah fungsi metabolisme. Kesan garam terhadap kesihatan mencerminkan apa yang terjadi kepada tubuh apabila ia mengandungi jumlah natrium yang terlalu sedikit atau terlalu banyak.
Kepekatan lazim natrium dalam organisma uji kaji ialah: 10mM dalam *E. coli*, 30mM dalam ragi bertunas, 10mM dalam sel mamalia dan 100mM dalam plasma darah.

## Taburan natrium mengikut spesies

### Manusia
Tubuh manusia memerlukan antara 115 dan 500 miligram natrium sehari bergantung kepada pemeluhan daripada senaman dan sama ada orang itu sudah biasa dengan iklim setempat. Natrium klorida atau garam makan merupakan sumber utama natrium dan ia turut digunakan sebagai penambah rasa serta bahan pengawet, contohnya untuk membuat jeruk dan pekasin. Ia banyak terdapat di dalam makanan yang diproses. Pengambilan Rujukan Diet menyarankan 1.2 hingga 1.5 gram sehari sebagai jumlah natrium yang sesuai. Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) menyarankan jumlah garam yang sesuai dalam sehari ialah lima gram. Akan tetapi, kadar purata pemakanan garam di Malaysia ialah 7.15 gram sehari, Singapura 9 gram sehari dan Brunei 6.85 gram sehari. Jumlah minimum natrium yang boleh menyebabkan darah tinggi ialah 3.4 gram sehari. (Sila maklum bahawa garam mempunyai kira-kira 39.3% natrium mengikut jisimselain itu, ia mengandungi klorin dan unsur surih; 2.3g natrium bersamaan dengan 5.9g garam—kira-kira 1 sudu kecil)

Tahap natrium serum yang normal adalah antara kira-kira 135 dan 145 mEq/liter (135 - 145&nbsp;mmol/L). Tahap natrium serum yang kurang daripada 135 mEq/L dikenali sebagai hiponatremia dan tahap natrium serum yang kurang daripada 125 mEq/L dikira sebagai parah.

Sistem renin-angiotensin dan peptida natriuretik atrium mengawal bilangan transduksi isyarat di dalam sistem saraf manusia secara tidak langsung. Sistem saraf manusia bergantung kepada ion natrium yang bergerak melepasi membran sel saraf, dalam semua saraf. Oleh itu, natrium adalah penting dalam keberfungsian neuron dan penyesuaian osmotik antara sel dan bendalir luar sel; peredaran ion natrium dalam haiwan dikawal oleh pengepam natrium-kalium, iaitu pengepam pengangkut zat terlarut aktif, yang mengepam ion dengan menentang tekanan dan saluran natrium-kalium. Saluran natrium kurang memilih berbanding saluran kalium. Natrium ialah kation yangpaling banyak terdapat dalam bendalir luar sel: daripada 15 liter bendalir luar sel manusia yang beratnya 70&nbsp;kg, ada 50&nbsp;gram natrium. 90% daripada kandungan natrium dalam seluruh tubuh.

Sesetengah neurotoksin yang kuat, seperti batrakotoksin, meningkatkan tahap kebolehtelapan ion natrium ke dalam membran sel saraf dan otot, menyebabkan banyak membran ternyahkutub dan tidak boleh dipulihkan, dan boleh menyebabkan maut. Namun, ubat-ubatan dengan kesan yang lebih sederhana terhadap ion natrium dalam saraf ada banyak kesan yang berguna dalam bidang farmakologi, misalnya untuk merawat antimurung dan antisawan.

### Haiwan
Tidak banyak tumbuhan perlukan natrium dan yang perlukannya hanya memerlukan jumlah yang sedikit. Disebabkan itu, haiwan herbivor tidak dapat peroleh natrium yang banyak daripada tumbuh-tumbuhan. Oleh itu, sesetengah herbivor peroleh natrium daripada jenut garam dan sumber-sumber mineral lain. Keperluan terhadap natrium ini mungkin sebab haiwan berupaya merasa ion natrium sebagai "masin." Saraf penerima perisa masin amat peka terhadap natrium, selain beberapa kation monovalen kecil (Li+, NH4+, dan sedikit terhadap K+). Ion kalsium (Ca2+) juga berasa masin dan kadangkala pahit bagi sesetengah orang tetapi seperti kalium, ia juga boleh menimbulkan rasa-rasa lain.

Ion natrium mempunyai banyak peranan penting dalam proses fisiologi: menyelia isipadu darah, tekanan darah, keseimbangan osmosis dan pH.

### Tumbuhan
Dalam tumbuhan-tumbuhan C4, natrium adalah sejenis mikronutrien pembantu dalam proses metabolisme, khususnya penghasilan fosfoenolpiruvat (digunakan dalam biosintesis pelbagai jenis sebatian aromatik dan dalam pengikatan karbon) dan sintesis klorofil. Dalam tumbuh-tumbuhan lain, ia menggantikan kalium untuk beberapa tugas, seperti mengekalkan tekanan turgor dan membantu untuk membuka tutup stomata. Natrium yang berlebihan di dalam tanah boleh menjejaskan keupayaan pokok untuk menyedut air kerana potensi air yang kurang dan ini boleh menyebabkan layu; jika sitoplasma pekat seperti, enzim boleh terencat dan menyebabkan kematian sel serta klorosis. Untuk mencegah masalah-masalah ini, tumbuh-tumbuhan mempunyai mekanisme yang mengehadkan penyerapan natrium oleh akar, menyimpankannya di dalam vakuol sel dan mengawalnya untuk mengangkutnya dari jauh; natrium yang berlebihan juga boleh disimpan di dalam tisu yang lama, sekali gus membataskan kerosakan yang mungkin akan menjejaskan pertumbuhan baharu.

## Fungsi ion natrium
Natrium adalah kation utama (ion positif) dalam bendalir luar sel di dalam tubuh haiwan dan manusia. Bahan bendalir seperti ini, misalnya plasma darah dan bendalir luar sel di dalam tisu-tisu lain, membasahi sel dan bertindak sebagai pengangkut nutrien dan sisa buangan. Natrium juga kation utama air laut, tetapi kepekatannya 3.8 kali lebih tinggi daripada yang terkandung dalam bendalir luar sel dalam badan.

### Keseimbangan air dan garam dalam manusia
Walaupun sistem penyeimbangan garam dan air di dalam tubuh agak rumit, salah satu cara utama untuk tubuh mengesan pengeluaran air tubuh adalah dengan osmoreseptor di dalam hipotalamus yang memerhatikan jika kepekatan natrium dan air dalam bendalir luar sel seimbang. Kehilangan jumlah air di dalam badan akan meningkatkan kepekatan natrium lebih daripada paras normal. Keadaan ini dikenali sebagai hipernatremia. Ini akan menimbulkan rasa dahaga. Sebaliknya, apabila manusia minum terlalu banyak air dan nisbah natrium menjadi terlalu rendah di dalam tubuh (hiponatremia), hipotalamus akan mengesannya dan mengurangkan perembesan hormon vasopresin daripada kelenjar pituitari posterior, mengeluarkan air melalui kencing dan seimbangkan kepekatan natrium darah kepada tahap yang normal. 

Orang yang sangat ternyahhidrat, seperti orang yang diselamatkan daripada tersesat di laut atau gurun, biasanya mempunyai kepekatan natrium darah yang amat tinggi. Keseimbangan air-ke-garam mesti dipulihkan secara perlahan-lahan dan berhati-hati. Jika hipernatremia dipulihkan dengan terlalu cepat, sel-sel otak mungkin akan bengkak dan mencederakan otak disebabkan air yang masuk ke dalam sel secara mendadak.

Untuk manusia, pemakanan garam dalam jumlah yang banyak didapati boleh melemahkan penghasilan nitrik oksida. Nitrik oksida (NO) membantu dalam homeostasis pembuluh dengan merencatkan pengecutan dan pertumbuhan otot licin vaskular, pengagregatan platelet dan pelekatan leukosit kepada endotelium.

### Natrium dalam kencing
Oleh sebab sistem hipotalamus-osmoreseptor biasanya berfungsi dengan baik untuk menimbulkan dahaga atau kencing bagi mengembalikan kepekatan natrium di dalam badan kepada tahap yang normal, sistem ini boleh digunakan dalam perubatan untuk mengawal kandungan jumlah air di dalam badan—bermula dengan mengawal kandungan natrium di dalam badan. Apabila ubat diuretik yang kuat diberi supaya buah pinggang mengumuhkan natrium, badan kemudiannya akan mengeluarkan air (kehilangan air akan mengikuti kehilangan natrium). Ini terjadi kerana buah pinggang tidak mampu mengekalkan air dengan cekap sambil mengumuhkan natrium dengan banyak. Tambahan itu, selepas pengumuhan natrium, sistem osmoreseptor mungkin akan mengesan kepekatan natrium yang kurang di dalam darah dan beri isyarat supaya air kencing dikeluarkan untuk memulihkan kekurangan natrium di dalam darah.

## Lihat juga

* Kalsium dalam biologi
* Keupayaan tindakan
* Keupayaan membran

## Rujukan
 

## Pautan luar

* Brooks/Cole publishers &#x2013; Sodium Potassium pump
* Oregon State University &#x2013; Micronutrient Information Center