LIITTEET LÄÄKÄREILLE – Ionipumppu

Tämä artikkeli on ote Kaarlo Jaakkolan uudesta Hengitystiet kuntoon ravitsemushoidolla kirjasta.

6_72rgb

Ionipumppu. Na+/K+ ATPaasi pumppu. Ravintotekijät säätelevät solukalvon toimintaa. Esimerkiksi A-vitamiini on solukalvojen rakenneosa, joka säätelee solukalvoilla toimivia kuljetusmekanismeja. Eläinperäisen lesitiinin fosfolipidit puolestaan ovat ns. rakennelipidejä eli niistä rakentuvat kaikki solukalvot sekä ihmisillä että eläimillä ja osittain kasveilla. Ruokavaliovirheet ja solukalvovauriot johtavat ionipumpun toimintahäiriöihin.

 

Elimistön eri osissa on erilaisia ionipumppumekanismeja. Ionipumppufunktiolla tarkoitetaan solujen kalvoilla olevia entsyymijärjestelmiä, jotka säätelevät elimistön sähköisiä ilmiöitä. Ionikanavien tutkimusten läpimurto tapahtui 1970–80 luvuilla.

Koska ionipumppumekanismit ovat elimistön tärkein entsyymijärjestelmä, niistä on tulossa erillinen kirja, jossa ionipumpun kaikki osa-alueet esitetään tarkemmin.

Jo vuonna 1926 kalium (K) on todettu elimistölle välttämättömäksi ravintotekijäksi. Aikuisessa ihmisessä on 156 grammaa kaliumia, josta 98 % sijaitsee solujen sisällä. Hermosoluissa on erityisen runsaasti kaliumia.

Kaliumilla on paljon tärkeitä tehtäviä elimistössä. Keskeisin vaikutus on elimistön tärkeimmässä entsyymijärjestelmässä, ns. ionipumpussa, jonka ylläpito kuluttaa noin 30 % elimistön käyttämästä energiasta. Ionipumppu ylläpitää elimistön sähköisiä ilmiöitä. Se on perusmekanismi mm. hermoimpulssien kulussa. Ionipumppumekanismit ovat perinnöllisesti säädeltyjä. Niiden tehokkuudesta riippuu mm. yksilöllinen kykymme sietää suolaa. Kalium toimii natriumin vastavaikuttajana. Kun ionipumppu toimii heikosti, solun sisäinen kaliummäärä laskee. Oireena on mm. väsymystä, aivotoiminnan häiriöitä, ja sydänkohtauksen sekä rytmihäiriöiden riski lisääntyy.

Kalium on emäksinen aine. Se säätelee hermoimpulsseja ja lihassupistuksia sekä kalsiumin aineenvaihduntaa.

Kaliumilla on eri mekanismien välityksellä epäsuoria antioksidanttivaikutuksia. Nykyään sitä pidetään tärkeänä verisuonten sisäisenä antioksidanttina. Se lisää verisuonia laajentavan säätelyaineen, typpioksidin, muodostusta. Kaliumin puute voi aiheuttaa veritulppia. Sen puutteessa ei vapaudu riittävästi insuliinia, jolloin sokerin muuttuminen energiaksi häiriintyy. Kalium vaikuttaa myös lämmönsäätelyjärjestelmään.

Ionikanavat on mitoitettu tiettyjä ioneita varten, jotka ovat suuruudeltaan ja muodoltaan erilaisia. Solu voi säädellä niitä sähköisesti, kemiallisesti ja mekaanisilla ärsykkeillä. Niiden suljettu ja auki oleva aika vaihtelevat sekunnista useisiin sekunteihin. Ionikanavat voivat hyväksyä vain tietyn ionin kulun lävitseen. Tutkituin ionikanava on ionipumppuentsyymi nimeltä natrium-kalium-adenosiditrifosfaatti (NaK-ATPaasi).

Hengitysteiden sisäpinnalla olevien solujen eli epiteelisolujen toimintaa säädellään monella mekanismilla kuten juuri aktiivisella ionipumppumekanismilla ja epiteelisolun verhoamalla nestevaipalla.

Elektrolyyttien tasapaino

Uudet tutkimukset ovat osoittaneet, että solunsisäinen magnesium aktivoi ionipumppuentsyymiä. Tarvitaan riittävästi energiarikasta ATP-nimistä energiaa siirtävää ainetta. Kun se muuttuu toiseen muotoon (ADP) syntyy energiaa, jota tarvitaan liiallisen natriumin kuljetukseen pois solun sisältä. Näin syntyy uusi elektrolyyttien tasapaino, kaliumia siirtyy solun sisään ja liika natriumia poistuu solun sisältä. Ionipumppu ei toimi kunnolla, jos soluissa on liian vähän kaliumia. Kaliumin tarve voidaan arvioida mittaamalla solunsisäinen kalium. Mittauksen avulla on mahdollisuus tarkistaa, onko kyseessä kaliumvaje ja tarvittaessa aktivoida ionipumppua lisäkaliumilla. Magnesiumilla on keskeinen merkitys kaliumaineenvaihdunnassa. Solunsisäinen magnesiumpitoisuus tulee mitata käyttämällä solunsisäistä magnesiummittausta. Mittaamalla kalium eristetyistä punasoluista tai kokoverestä  ja vakioimalla mittaustulos veren punasoluosuuteen eli HKR:ään.

Ionipumpputoiminnassa tarvitaan tasapainoinen määrä sekä kaliumia että magnesiumia. Lihassupistus vaatii magnesiumia.

Solujen solujyväset eli mitokondriot ovat rakenteita, joissa kemialliset reaktiot tuottavat energiaa lihassäikeille hapen läsnä ollessa. Magnesiumilla on monenlaisia immuniteettiin vaikuttavia mekanismeja, esimerkiksi vaikutus suurten syöjäsolujen (makrofagien) valkosolutuotantoon. Suuret tappajasolut (killersolut) tarvitsevat magnesiumia ja kalsiumia. Magnesium- ja kalsiumvajaukset saattavat olla syynä allergisiin reaktioihin ja myös pahanlaatuisiin kasvaimiin.

Kalsium ja magnesium vastavaikuttajina

Laboratoriotutkimuksissa ja potilaiden ravitsemushoidossa voidaan todeta, että magnesiumilla voidaan korjata sydämen rytmihäiriöitä. Kalsiumilla ja magnesiumilla on usein vastakkaisia vaikutuksia. Ne käyttävät usein samaa kuljetusmekanismia. Niinpä magnesium voi toimia kalsiumin vastavaikuttajana ja estää rytmihäiriöitä. Hermoston ja lihaksen liitoskohdissa, synapseissa, tarvitaan magnesiumia. Sen vaikutuksesta asetylkoliinia vapautuu motorisista hermopäätteistä. Magnesiumin puutostilaoireita ovat suonenveto ja muut lihasnykäykset, vapina, kouristukset ja lihasheikkous ja lihasten nopea väsyminen. Uusimmissa tutkimuksissa on osoitettu, että elimistön magnesiumstatus vaikuttaa solun sisäisen ja ulkoisen kaliumin tasapainoon. On tärkeää, että energiaa varastoiva ATP hajoaa ADP:ksi, koska näin syntyy energiaa natriumin siirtoon ulos solusta ja kaliumin siirtoon solun sisään.

Munuainen on tärkein magnesiumtasapainoa säätelevä elin. Normaalit munuaiset voivat melko tehokkaasti säätää magnesiumia, kun saanti ei ole riittävä. Käytännön lääkinnässä suositukseni on, että jos on edellä kuvattuja oireita ja epäilyjä magnesiumvajauksesta, on syytä käyttää magnesiumlisiä, 150–300 mg, useita kertoja vuorokaudessa. Magnesiumlääkityksen aikana tulisi muistaa myös varmistua kaliumin lisäsaannista, kaliumlisällä varsinkin, jos solunsisäisen kaliumin mittauksessa arvot ovat melko matalia.

Kiinnostaisiko sinua lukea lisää aiheesta? Kaarlo Jaakkolan uutuuskirja on nyt myynnissä.

Tilaa Kaarlo Jaakkolan kirjoittama Hengitystiet kuntoon ravitsemushoidolla kirja tästä! Käyttämällä koodia “hengitystiet” saat tilauksen postikuluitta.

Tilaa tästä!

© Mividata Oy ja Kaarlo Jaakkola