Potassium/ja: Difference between revisions

カリウムの[[isotope/ja|同位体]]は25種類知られているが、そのうち3種類は天然に存在する： {{chem|39|K}}(93.3%)、{{chem|40|K}}(0.0117%)、{{chem|41|K}}(6.7%)（モル分率）である。天然に存在する[[potassium-40/ja|{{chem|40|K}}]]の[[half-life/ja|半減期]]は{{val|1.250e9}}年である。[[electron capture/ja|電子捕獲]]または[[positron emission/ja|陽電子放出]]（11.2%）によって安定な[[Argon/ja|{{chem|40|Ar}}]]に崩壊するか、[[beta decay/ja|ベータ崩壊]]（88.8%）によって安定な[[calcium/ja|{{chem|40|Ca}}]]に崩壊する。{{chem|40|K}}から{{chem|40|Ar}}への崩壊は、岩石の年代測定の一般的な方法の基礎となっている。従来の[[Potassium-argon dating/ja|K-Ar年代測定法]]は、岩石が形成された時点ではアルゴンを含んでおらず、その後の放射性アルゴン（{{chem|40|Ar}}）はすべて定量的に保持されていたという仮定に依存している。[[Mineral/ja|鉱物]]の年代測定は、カリウムの濃度と蓄積された放射性{{chem|40|Ar}}の量を測定することによって行われる。年代測定に最適な鉱物には、[[:en:biotite|黒雲母]]、[[:en:muscovite|白雲母]]、[[:en:metamorphic|変成]][[:en:hornblende|角閃石]]、火山性の[[:en:feldspar|長石]]などがある。：火山流や浅い[[:en:gneous rock|貫入岩]]の[[:en:Petrography|全岩]]試料も、変化していなければ年代測定が可能である。年代測定とは別に、カリウム同位体は[[weathering/ja|風化]]の研究や、カリウムが地球上の[[life/ja|生命]]に必要な[[macronutrient (ecology)/ja|大栄養素]]であることから、[[nutrient cycling/ja|栄養塩循環]]の研究に[[radioactive tracer/ja|トレーサー]]として用いられてきた。

{{chem|40|K}}は天然のカリウム（したがっていくつかの市販の代用塩）中に十分な量含まれており、それらの代用塩の大きな袋を教室での実演のための放射源として使用することができる。{{Chem|40|K}}は[[composition of the human body/ja|人体中]]で最も存在量の多い放射性同位体である。健康な動物や人間では、{{chem|40|K}}は最大の放射能源であり、[[carbon-14/ja|{{chem|14|C}}]]よりも大きい。体重70kgの人体では、1秒間に約4,400個の{{chem|40|K}}の原子核が崩壊する。天然カリウムの放射能は31[[:en:Becquerel|Bq]]/gである。

ナトリウムは、細胞外容量、浸透圧、血清ナトリウム濃度を狭い範囲内に維持するために再吸収される。カリウムは、血清カリウム濃度を狭い範囲内に維持するために再吸収される。腎尿細管の[[Sodium pump/ja|ナトリウムポンプ]]は、ナトリウムを再吸収するために作動する。カリウムは保存されなければならないが、血漿中のカリウム量は非常に少なく、細胞内のカリウムプールはその約30倍であるため、カリウムにとってそれほど危機的な状況ではない。カリウムは、見かけ上（実際にはそうではないが）の[[Donnan equilibrium/ja|ドナン平衡]]に応じて、ナトリウムと逆流しながら受動的に移動するため、尿は、処理の最後に積極的に水分を排泄する場合を除いて、血清中のカリウム濃度以下に沈むことはない。カリウムは尿が尿細管に達するまでに2回排泄され、3回再吸収される。その時点で、尿のカリウム濃度は通常血漿とほぼ同じである。処理の最後に、血清濃度が高すぎる場合は、カリウムがもう1回分泌される。

カリウムを摂取しないと、1日あたり約200{{nbsp}}mgが排泄され、1週間ほどで血清中のカリウムは3.0～3.5{{nbsp}}mmol/Lの軽度欠乏レベルまで低下する。それでもカリウムを控えると、重度の欠乏症が最終的に死に至るまで、濃度は下がり続ける。

カリウムは細胞膜の孔を通って受動的に移動する。イオンが[[ion transporter/ja|イオントランスポーター]]（ポンプ）を通って移動するとき、ポンプには細胞膜の両側にゲートがあり、一度に開くことができるゲートは1つだけである。その結果、1秒間に約100個のイオンが押し出される。[[ion channel/ja|イオンチャネル]]にはゲートが1つしかなく、1種類のイオンしか流れない。細孔を開くにはカルシウムが必要であるが、カルシウムは細孔の少なくとも1つを塞ぐことで逆に働くこともある。アミノ酸の細孔内部のカルボニル基は、細孔内部の4つのカルボニル基の静電荷の性質によって、水溶液中で起こる水の水和を模倣している。

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===栄養===

====食事摂取基準====

[[:en:National Academy of Medicine|全米医学アカデミー]]（NAM）は、米国とカナダを代表して、推定平均所要量（EAR）と推奨食事許容量（RDA）を含む[[Dietary Reference Intake/ja|食事摂取基準]]、またはEARとRDAを設定するのに十分な情報がない場合の[[Adequate Intake/ja|適正摂取量]]（AI）を設定する。

9歳未満の男女ともに、カリウムの基準値は以下の通りである： 0～6ヵ月児にはカリウム400{{nbsp}}mg、7～12ヵ月児にはカリウム860{{nbsp}}mg、1～3歳児にはカリウム2,000{{nbsp}}mg、4～8歳児にはカリウム2,300{{nbsp}}mgである。

9歳以上の男性の場合、カリウムのAIは以下の通りである： 9～13歳の男性ではカリウム2,500{{nbsp}}mg、14～18歳の男性ではカリウム3,000{{nbsp}}mg、19歳以上の男性では3,400{{nbsp}}mgである。

9歳以上の女性の場合、カリウムのAIは2,300{{nbsp}}mgである： 9～18歳の女性ではカリウム2,300{{nbsp}}mg、19歳以上の女性ではカリウム2,600{{nbsp}}mgである。

妊娠中および授乳中の女性については、カリウムのAIは次のとおりである： さらに、14～18歳の授乳期の女性にはカリウム2,500{{nbsp}}mg、19歳以上の授乳期の女性にはカリウム2,800{{nbsp}}mgである。安全性に関しては、NAMはビタミンとミネラルについても[[tolerable upper intake level/ja|耐容上限摂取量]]（UL）を設定しているが、カリウムについてはエビデンスが不十分であったため、ULは設定されていない。

2004年現在、ほとんどのアメリカ人成人の摂取量は3,000{{nbsp}}mg未満である。

同様に、欧州連合、特にドイツとイタリアでは、カリウムの摂取不足がやや一般的である。[[:en:National Health Service|イギリス国民保健サービス]]も同様の摂取を推奨しており、成人は1日あたり3,500{{nbsp}}mgが必要であり、過剰摂取は胃痛や[[diarrhea/ja|下痢]]などの健康問題を引き起こす可能性があるとしている。

2019年、[[:en:National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine|米国科学・工学・医学アカデミー]]は、カリウムの適正摂取量を、妊娠・授乳中でない19歳以上の女性は2,600&nbsp;mg/日、19歳以上の男性は3,400&nbsp;mg/日に改定した。