【元素家族——連載115】鉀鈉兄弟與高血壓

04-03

1840年，化學之父李比希發現，缺鉀的土壤長不出好的植物，植物需要鉀元素。所以，一直到現在，氮、磷、鉀仍是三種最重要的化肥，尤其是瓜果等經濟作物，對鉀的需求量特別大。

【氮磷鉀是最重要的三種化肥。】

跟植物相反，動物體內的鈉鉀元素的總量差不多，卻分布在不同的地方。30%的鈉分布在骨骼里，其餘大多數都在細胞外的組織液里。鈉離子是體液電解質平衡的關鍵，它不僅幫助調節體液的量和酸鹼度，並且參與傳遞神經信號，促進肌肉收縮。理解這一點很容易，如果你不小心皮膚上破了一個傷口，往上面撒點鹽試試？

說到這裡，是不是可以明白植物體內的鈉比較少的原因，陸地上的植物不需要移動，也就不需要肌肉，自然也就不需要過多的鈉離子了。這也是鹽鹼地上很難種植糧食的原因所在，還記得羅馬人在滅亡迦太基之後往土地上撒鹽的故事嗎？

【漢尼拔的坎尼會戰是最後一次對羅馬的威脅。第三次布匿戰爭之後，羅馬人用撒鹽的方法「重創」了迦太基的土地，從此以後，迦太基再也無力對抗羅馬。】

海洋性生物自身浸泡在富含鈉離子的海水中，自然不缺乏鈉離子。而當陸地動物登陸之後，在陸地植物里無法獲得更多的鈉，就千方百計到處去找鈉的來源。在漫長的進化歷程中，對鈉元素的渴求讓我們進化出了「鹹味」的味覺，「酸甜苦辣咸」五味，咸是五味之首。我們經常看到一些草食動物舔食鹹的石頭，這是它們在補鈉呢。

【小鹿在舔「鹹味」的岩石。】

相對於草食動物，肉食動物可以通過捕食草食動物而從肉、血中獲得足夠的鈉。人類進入農業文明之後，以穀物為主食，則必須要在食物中加入鈉鹽來維護自己體內的需求。到了現代，家畜大規模馴養，製鹽效率提升，讓我們的膳食結構又發生了變化。肉和鹽的供應多了，而我們體內「嗜咸」、「嗜肉」的基因卻不會因此而改變，有人估計，現代人每天攝入的鈉鹽比原始人多了十倍。

為了保持體液的濃度穩定，鈉過多時身體會留存更多的水分，這意味著各種組織（比如血管）會承受更大的液體壓力。有人提出，高血壓人群的不斷上升，跟人們攝入過多的鈉是相關的。

【鹽吃多了會導致高血壓。】

但也有人提出，日本人喜歡吃海鮮，鈉元素的攝入量也很高，但是高血壓卻很少，這如何解釋？

這讓人們開始注意到鈉的哥哥——鉀在人體內的作用。跟弟弟鈉離子相反，哥哥鉀離子卻主要分布在細胞內液中。鉀和鈉在人體內很多功能都是相對應的，比如：鈉會讓平滑肌收縮，鉀會讓它們放鬆；鈉會促進腎臟排出鈣，而鉀會減少鈣的尿出，等等。

1957年，丹麥科學家斯科在做助教的時候對這兩兄弟在人體中的作用展開了研究，他發現鉀鈉離子之所以主要分布於細胞內外，是因為細胞膜上存在一種特殊的「泵」。細胞膜上的很多載體蛋白像工人一樣每時每刻勞作著，每兩個「工人」消耗一個ATP，將三個鈉離子從細胞內「泵」到細胞外液，又將外面的兩個鉀離子「泵」進細胞內。這個過程叫「主動轉運」，這個特殊的「泵」就叫做「鈉鉀泵」，就是這個「鈉鉀泵」保持了細胞內外的鉀鈉離子平衡。