Biochemie-Seminar 16 - wilmnet.de
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Calcium-Haushalt von Enno allgemeine Infos zum Calcium Funktion des Calciums Biochemie-Seminar 16 – Hormone2 Erarbeitet von Leif, Ferdi, Enno - Knochenmineralisierung o bildet zusammen mit Phosphat den anorganischen Teil des Knochens • in Form einer Hydroxylapatit ähnlichen Struktur o Knochen dient auch als Speicherorgan für Calciumionen • bei Mangel wird ca. 1% des Ca 2+ -Pools aus Knochen mobilisiert - Blutgerinnung o an Aktivierung der extrinsischen und intrinsischen Blutgerinnung beteiligt • durch Komplexbildung mit Phospholipiden und Gerinnungsfaktoren (siehe Seminar 14) - Stabilisierung des Membranpotentials o extrazelluläre Ca 2+ -Konzentration beeinflusst neuromuskuläre Erregbarkeit - Zellaktivierung o durch Unterschied der extra- und intrazellulären Ca 2+ -Konzentration besteht ein 1000-facher zelleinwärts gerichteter Ca 2+ -Strom o 90 % des Calcium in der Zelle als Calciumphosphat-Komplex in Mitochondrien oder an Proteinen im ER gespeichert • sonst würde sich freies Ca 2+ mit Phosphat zu unlöslichen Komplexen verbinden (wie im Knochen) o Ca 2+ wirkt als als second messenger bei Signaltransduktion durch extrazelluläre Signalmoleküle „Aktivierung“ der Zelle • Ca 2+ -Konzentration steigt dabei um Faktor 10-100 durch Ca 2+ -Einstrom aus Extrazellulärraum Mobilisierung intrazellulärer Ca 2+ -Speicher Calciumbedarf und Verteilung - Bedarf: o Kinder: 1 g / Tag (=25 mmol) o Jugendliche: 1,2 g / Tag (=30 mmol) o Erwachsene: 0,8 g / Tag (= 20 mmol) o Schwangerschaft und Stillzeit: 1,5 g / Tag (= 37,5 mmol) - Verteilung im Organismus o Gesamtmenge etwa 400 mmol/kg Körpergewicht (=28.000 mmol/70 kg) o 99 % des Körpercalciums befinden sich im Knochen o restliche Mengen im Extra- und Intrazellulärraum verteilt - Calcium im Blut o gesamtes Ca 2+ im Plasma, da Erys es ständig heraus pumpen o ionisiertes Calcium (ca. 47%) • kann durch Kapillarmembran in interstitiellen Raum diffundieren (=diffusibles Calcium) • biochemisch am wichtigstens • Bindung an Plasmaproteine ist pH-abhängig Azidose weniger Ca 2+ kann gebunden werden Alkalose vermehrte Bindung an Plasmaproteine - 14 -
o Proteingebundenes Calcium (ca.40%) • kann nicht durch Kapillarmembran • v.a. an Albumin , aber auch an Fetuin gebunden o komplexiertes Calcium (ca. 13%) • nur kleine Menge • wahrscheinlich als Citrat- und Phosphatkomplex • kann in interstitiellen Raum übertreten Aufnahme und Ausscheidung Biochemie-Seminar 16 – Hormone2 Erarbeitet von Leif, Ferdi, Enno - Resorption findet vor allem im Ileum statt o Vitamin D entscheidender Regulator - etwa 25-40% der täglich zugeführten Menge wird resorbiert - je höher Ca 2+ -Zufuhr, desto geringer die prozentuale Resorption und umgekehrt - Ausmaß der Resorption sinkt mit zunehmendem Alter - Ausscheidung vor allem über Niere - nicht an Protein gebundenes Ca 2+ (60%) wird glomerulär filtriert o 90% davon im proximalen Tubulus und aufsteigender Henle-Schleife parazellulär und ohne Regulation resorbiert o Regulation im distalen Tubulus durch Parathormon und 1,25-(OH) 2 -Cholecalciferol • stimulieren Reabsorption und vermindern damit Ca 2+ -Ausscheidung o nur etwa 1% des filtrierten Ca 2+ ausgeschieden • max. können 1 g / 24 h (=25 mmol) ausgeschieden werden • bei höheren Konzentrationen fällt Ca 2+ zusammen mit anderen Stoffen als Nierensteine aus o über Darm auch noch etwa 150-450 mg ausgeschieden (=3,75-11,25 mmol) o weiterer Ca 2+ -Verlust durch Schweiß (0,3-15 mmol/l), plazentaren Kreislauf und Lactation Vitamin D (Calciferol) Chemische Struktur - Vitamin D gehören zur Gruppe der Steroide - wichtigste Vertreter: o Vitamin D 2 (Ergocalciferol) o Vitamin D 3 (Cholecalciferol) entstehen aus Provitaminen Ergosterol bzw. 7-Dehydrocholesterin durch Spaltung des B-Rings (durch UV-Strahlung der Sonne katalysiert) Vorkommen - hohe Konzentrationen in Meeresfischen (Lebertran) - viel in Milchprodukten und Eiern (jahreszeitlich schwankend) Stoffwechsel - 7- Dehydrocholesterin (Provitamin D 3 ) kann in Leber aus Squalen synthetisier werden daher Sonderstellung unter Vitaminen - in Haut abgelagerte Provitamin durch Sonnenlicht (UV) in Vitamin D 3 (Cholecalciferol) umgewandelt o erhöhter Vitaminbedarf bei Wachstum, Schwangerschaft, Stillzeit und bei Rachitis - Cholecalciferol noch nicht biologisch aktive Form - 15 -
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Calcium-Haushalt<br />
von Enno<br />
allgemeine Infos zum Calcium<br />
Funktion <strong>de</strong>s Calciums<br />
<strong>Biochemie</strong>-<strong>Seminar</strong> <strong>16</strong> – Hormone2<br />
Erarbeitet von Leif, Ferdi, Enno<br />
- Knochenmineralisierung<br />
o bil<strong>de</strong>t zusammen mit Phosphat <strong>de</strong>n anorganischen Teil <strong>de</strong>s Knochens<br />
• in Form einer Hydroxylapatit ähnlichen Struktur<br />
o Knochen dient auch als Speicherorgan für Calciumionen<br />
• bei Mangel wird ca. 1% <strong>de</strong>s Ca 2+ -Pools aus Knochen mobilisiert<br />
- Blutgerinnung<br />
o an Aktivierung <strong>de</strong>r extrinsischen und intrinsischen Blutgerinnung beteiligt<br />
• durch Komplexbildung mit Phospholipi<strong>de</strong>n und Gerinnungsfaktoren<br />
(siehe <strong>Seminar</strong> 14)<br />
- Stabilisierung <strong>de</strong>s Membranpotentials<br />
o extrazelluläre Ca 2+ -Konzentration beeinflusst neuromuskuläre Erregbarkeit<br />
- Zellaktivierung<br />
o durch Unterschied <strong>de</strong>r extra- und intrazellulären Ca 2+ -Konzentration besteht ein<br />
1000-facher zelleinwärts gerichteter Ca 2+ -Strom<br />
o 90 % <strong>de</strong>s Calcium in <strong>de</strong>r Zelle als Calciumphosphat-Komplex in Mitochondrien o<strong>de</strong>r<br />
an Proteinen im ER gespeichert<br />
• sonst wür<strong>de</strong> sich freies Ca 2+ mit Phosphat zu unlöslichen Komplexen<br />
verbin<strong>de</strong>n (wie im Knochen)<br />
o Ca 2+ wirkt als als second messenger bei Signaltransduktion durch extrazelluläre<br />
Signalmoleküle „Aktivierung“ <strong>de</strong>r Zelle<br />
• Ca 2+ -Konzentration steigt dabei um Faktor 10-100 durch<br />
Ca 2+ -Einstrom aus Extrazellulärraum<br />
Mobilisierung intrazellulärer Ca 2+ -Speicher<br />
Calciumbedarf und Verteilung<br />
- Bedarf:<br />
o Kin<strong>de</strong>r: 1 g / Tag (=25 mmol)<br />
o Jugendliche: 1,2 g / Tag (=30 mmol)<br />
o Erwachsene: 0,8 g / Tag (= 20 mmol)<br />
o Schwangerschaft und Stillzeit: 1,5 g / Tag (= 37,5 mmol)<br />
- Verteilung im Organismus<br />
o Gesamtmenge etwa 400 mmol/kg Körpergewicht (=28.000 mmol/70 kg)<br />
o 99 % <strong>de</strong>s Körpercalciums befin<strong>de</strong>n sich im Knochen<br />
o restliche Mengen im Extra- und Intrazellulärraum verteilt<br />
- Calcium im Blut<br />
o gesamtes Ca 2+ im Plasma, da Erys es ständig heraus pumpen<br />
o ionisiertes Calcium (ca. 47%)<br />
• kann durch Kapillarmembran in interstitiellen Raum diffundieren<br />
(=diffusibles Calcium)<br />
• biochemisch am wichtigstens<br />
• Bindung an Plasmaproteine ist pH-abhängig<br />
Azidose weniger Ca 2+ kann gebun<strong>de</strong>n wer<strong>de</strong>n<br />
Alkalose vermehrte Bindung an Plasmaproteine<br />
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