Natrium

Natrium ist ein silberweißliches Alkalimetall, das an der Luft und mit Wasser sehr reaktionsstark ist. Es besitzt die Ordnungszahl 11 und das chemische Symbol Na. Es wurde im Jahr 1807 von dem englischen Chemiker Sir Humphry Davy (1778- 1829) in London entdeckt und beschrieben. Es kommt vor allem im Meerwasser und in Salzlagerstätten als Natriumchlorid vor. In der Technik wird Natrium u.a. bei einer Reihe von Kernreaktoren als Kühlmittel verwendet. In der Erdhülle ist es vor dem Kalium das 6. häufigste Element. Es kommt wegen seiner chemischen Reaktionsstärke aber nicht in reiner Form, sondern nur in verschiedenen Verbindungen vor. Natrium ist neben dem Chlor eines der beiden Bestandteile von Natriumchlorid (Speise- bzw. Kochsalz). In früheren Jahrhunderten war Salz ein sehr wertvolles und teures Gewürz, das auch zum Haltbarmachen von Lebensmitteln, meist Fleisch, verwendet wurde. Eine weitere bekannte und wichtige Natriumverbindung ist Soda (Natriumkarbonat, Na2CO3), das u.a. als Backtriebmittel eingesetzt wird und für das Sprudeln des Mineralwassers mitverantwortlich ist. Natriumhydroxid (NaOH) ist eine Lauge, die sich in Waschmitteln befindet und in reiner Form stark ätzend für die Haut ist. In der Medizin gehört Natrium zu den Mengenelementen. Es reguliert im Organismus den Wasserhaushalt, den osmotischen Druck, den Säure-Basen-Haushalt, gewährleistet die Erregbarkeit von Muskeln und Nerven und aktiviert verschiedene Enzyme. Der menschliche Körper enthält etwa 80-100 g Natrium, von denen 30%-35% in den Knochen eingelagert sind.

Funktionen im Körper

Natrium ist vorwiegend in der Körperflüssigkeit außerhalb der Zellen vorhanden und zwar in einer Konzentration von rund 140 Millimol pro Liter (mmol/l) = 3,22 g/l. Die intrazelluläre Konzentration beträgt etwa 10 mmol/l = 0,23 g/l. Die wichtigsten Funktionen des Natriums liegen in der Regulation des Wasserhaushaltes, des Säure-Base Haushaltes, und des osmotischen Druckes der Zellen Körpers, in dem es übermäßigen Wasserverlust, der zur Dehydratation führen kann, verhindert. Zudem wird Natrium zur Unterstützung einer Reihe von Enzymen benötigt. Natrium spielt weiterhin eine entscheidende Rolle bei der Weiterleitung von elektrischen Impulsen in Nerven und Muskelzellen, sowie bei der Kontraktion von Muskeln, einschließlich dem Herzen.

Für besonders Interessierte ist dieser Vorgang wie folgt zu erklären: Die Zellen des Herzens besitzen, ebenso wie die Skelettmuskelzellen, eine elektrische Spannung zwischen dem Zellinneren und Zelläußeren. Beim Skelettmuskel beträgt die Spannung zwischen dem Zellinneren und der Zellaußenwand in Ruhe ca. -90 mV (mV= Millivolt), beim Herzen ca. -70 mV, wobei das Zellinnere negativ gegenüber dem Zelläußerem geladen ist. Wesentlich verantwortlich für diese Spannung ist die Eigenschaft der Zellmembran, für die verschiedenen Ionen, die sich im Körper befinden unterschiedliche Durchlässigkeiten (Permeabilität) zu besitzen. Mittels chemischer, mechanischer oder elektrischer Reize ist diese Permeabilität der Membran veränderbar. Ein Skelettmuskel behält ohne äußere Reize, z.B. durch Nervenreizung, seine elektrische Spannung dauerhaft bei. Das ist bei den Zellen des Herzens anders. Um im Herzen eine Spannung von -70 mV zu erzeugen, besteht ein Konzentrationsunterschied der Na+-Ionen zwischen Zellinnerem und Zelläußerem von rund 1 zu 14 und der K+-Ionen von 35:1. Weiterhin gibt es für Cl- und eine Reihe weiterer Ionen ebenfalls Konzentrationsunterschiede.

Im Gegensatz zur Skelettmuskelzelle ist das Ruhepotential von -70 mV bei den Herzzellen nicht stabil. Es treten geringe Mengen, vor allem Na+ in das Zellinnere ein. Dies führt zu einer Verringerung de Spannung von -70 mV im Zellinneren hin zu positiveren Werten von z.B. -60 mV. Je positiver (= geringer negativ) das Zellinnere wird, desto größer wird die Durchlässigkeit der Zellmembran für Na+ und desto positiver wiederum das Zellinnere. Ab einer so genannten Schwelle bei etwa -50 mV ändert sich die Permeabilität der Zellmembran sehr schnell, so dass in kürzester Zeit relativ mehr Na+ einströmen kann. Das führt zu einer Spannungsumkehr von +30 mV gegenüber dem Zelläußerem.

Während dieses Prozesses nimmt die Na+-Permeabilität dann wieder ab und die für K+ und Cl- steigt an. Es strömt K+ aus der Zelle heraus und Cl- hinein. Dies geschieht, bis der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt, also das Zellinnere wieder eine Spannung von rund -70 mV besitzt. Es sei erwähnt, dass die extrem geringen Mengen der in die Zelle hingeströmten Na+-Ionen sowie der herausgeströmten K+-Ionen mittels so genannter aktiver Prozesse immer wieder heraus bzw. hinein transportiert werden.

Salzhaltige Lebensmittel

Salz ist in fast allen Lebensmitteln enthalten. Durch die zusätzliche Verwendung von Speisesalz ist ein überreichliches Angebot vorhanden. In Salzheringen sind beispielsweise fast 6 g Salz pro 100g enthalten, Oliven enthalten etwa 2 g Salz in 100 g.

Mangelerscheinungen

Ein extremer Verlust von Elektrolyten - vor allem von Natrium, Kalium und Kalzium - bei Erbrechen und Durchfall kann bei Säuglingen und Kleinkindern sowie bei alten Menschen zu einer lebensbedrohlichen Entgleisung des Wasserhaushaltes führen. Symptome für einen Natriummangel sind fehlende Antriebskraft, Teilnahmslosigkeit, Verwirrtheit und in extremen Fällen Bewusstlosigkeit. Weitere Anzeichen können ein niedriger Blutdruck, Übelkeit, Erbrechen, Schwindel, Appetitlosigkeit und Kopfschmerzen sein. Ferner kann es zu Herzjagen, Dehydratation, also Wasserentzug im Gewebe, sowie zu Muskelschwäche, Muskelkrämpfen oder Muskelschmerzen kommen.

Überdosierung

Die Aufnahme von zu viel Salz und damit Natrium gilt als relativ unbedenklich, da es über die Nieren ausgeschieden wird. Lange Zeit wurde eine langjährige überhöhte Aufnahme von Natrium mit einer Disposition für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht, neuerdings ist dieser Zusammenhang zum Teil umstritten. Dennoch wird Bluthochdruckpatienten eine möglichst salzarme Kost empfohlen. Zu diesem Zweck werden natriumarme Kochsalzersatzprodukte in Apotheken angeboten. Menschen mit Nierenerkrankungen, insbesondere Dialysepatienten, müssen in jedem Fall strikt auf einen kontrollierten Natriumhaushalt achten. Allerdings scheint es mittlerweile starke Hinweise darauf zu geben, dass die Aufnahme von zu viel Salz das Magenkrebsrisiko erhöhen kann. So wies das britische Zentrum für Krebsforschung Anfang des Jahres 2004 auf Grund einer japanischen Studie darauf hin, dass sich das Magenkrebsrisiko bei der täglichen Aufnahme von 12-15 Gramm Salz etwa verdoppelt.

Bedarf

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung gibt für Jugendliche und Erwachsene einen täglichen Bedarf von 550 mg an. Meist wird mehr aufgenommen, da Natrium, als Natriumchlorid, nahezu in allen Lebensmitteln vorkommt und es zusätzlich zum Salzen verwendet wird. Die tägliche Aufnahme von Natrium ist individuell recht verschieden, und von den Gewürz- und Ernährungsgewohnheiten abhängig. Man schätzt die tägliche Aufnahme von Salz in Deutschland auf ca. 8 g. Ein Mehrbedarf an Natrium besteht u.a. bei Durchfall (Diarrhö), Erbrechen (vor allem bei Kindern) und bei sehr starkem Schwitzen. In diesem Zusammenhang muss auch erwähnt werden, dass Leistungssportler einen vermehrten Natriumbedarf haben. Es gibt aber auch Erkrankungen wie z. B. manche Leber- und Nierenerkrankungen oder Mukoviszidose, bei denen es zu einem erhöhten Bedarf an Natrium kommen kann.

Bedarf im Sport

Der Sportler hat einen höheren Natriumbedarf (3-4g am Tag), vor allem weil es zu größeren Schweißverlusten im Training kommt. Ein Liter Schweiß enthält, abhängig vom Trainingsstand (trainierte Personen scheiden mit dem Schweiß weniger Mineralien aus), 1-1,5g Natrium. Außerdem wird vermutet, dass Creatin ebenfalls Natrium-abhängig von der Muskulatur aufgenommen wird, so dass dem Sportler auch unter diesem Aspekt eine ausreichende Versorgung mit Natrium empfohlen werden kann.