Biochemie-Seminar 17 - wilmnet.de

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13.07.2015 Aufrufe

pH-Regulation in den ZellenBiochemie-Seminar 17 – Wasser-,Elektrolyt-,und Säure-Basen-HaushaltErarbeitet von Leif, Ferdi, Anne- der intrazelluläre pH-Wert liegt normalerweise etwas unter dem extrazellulären im Bereichvon 7,0 bis 7,2- In fast allen Zellen existieren Transportsysteme zum H+-Export, bzw. Basenimport- Zur Alkalinisierung der Zelle führen:- •Na+/H+- Austauscher →Der passive Na+-Einstrom wird zum Export von H+ genutzt;ubiquitäres System; durch intrazelluläre Azidose aktiviert- •H+/K+-ATPase- •H+-ATPase- Zur Ansäuerung der Zellen führen:- •Na+(HCO₃−)₃- Cotransport→ in vielen Zellen vorkommend- •HCO₃−-Kanal•Cl−/HCO₃−- Austauscher (AE1 im Erythrozyten)Puffersysteme im Harn- Die Niere muss täglich bis zu 100 mmol H+ ausscheiden, um die Puffersysteme desOrganismus zu regenerieren- Dazu nutzt sie zwei Puffersysteme:1. Das NH₃/NH₄+-System (pK= 9)- NH₃ wird bei Azidose im proximalen Tubulus der Niere unter dem einfluss von Glutaminaseaus Glutamin gebildet und als NH₄+ ausgeschieden- NH₄+ ist eine nicht titrierbare Säure2. Das HPO₄²−/ H₂PO₄−- System (pK0= 2,0/6,8712,3)- Im Knochen lokalisiert- Für Ausscheidung von H+ als Phosphat ist neben der Menge an ausgeschiedenem Phosphatauch der Harn-pH maßgebend- Phosphat ist eine titrierbare Säure- Bei der Mobilisation von Phosphat aus dem Knochen werden bereits H+-Ionen verbrauchtZusammenwirken von Lunge und Niere bei der pH-Regulation- Über die Lungen werden täglich 24000mmol CO₂ ausgeschieden- Über die Niere werden täglich 60mmol H+ ausgeschieden- Die Lunge kann eine langanhalten herabgesetzte renale H+-Ausscheidung nichtkompensieren- Der Blut- pH ist eine Funktion des Verhältnisses von *HCO₃−+/*CO₂+- Die Entfernung von H+ durch Abatmung von CO₂ verbraucht HCO₃− →verminderteKonzentration im Blut- Bei abnehmender HCO₃−- Konzentration muss daher auch die CO₂- Konzentration im Blutgesenkt werden, wenn der pH konstant bleiben soll- 14 -

Zusammenwirken von Leber & NiereBiochemie-Seminar 17 – Wasser-,Elektrolyt-,und Säure-Basen-HaushaltErarbeitet von Leif, Ferdi, AnneNormalerweise:- Die Leber fixiert Protonen und Ammoniako direkt in der Harnstoffsyntheseo bei der Bildung von Glutamin aus Glutamat- Glutamin wird in Leber und Niere durch Glutaminasen wieder desaminiert- Ammoniuminonen (NH₄+) werdeno in der Niere direkt mit dem Urin ausgeschiedeno in der Leber zur Harnstoffsynthese verwendet- Die Harnstoffsynthese benötigt Hydrogencarbonat mit der Protonenausscheidung überHarnstoff gehen auch Pufferbasen verlorenAzidose=Säurebelastung des Körpers- Glutaminase in der Leber gehemmt und in der Niere stimuliert H+ und NH₃ direkt in der Niere ausgeschieden; verminderte Harnstoffbildung; Sparen vonPufferbasenAlkalose= Basenüberschuss- Stimulation der hepatischen Glutaminase verminderte Ausscheidung von H+ und NH₃; Vermehrte Harnstoffbildung; VermehrterVerbrauch von PufferbasenEinflüsse auf den Säure- Basen- Haushalt- Verschiedene Faktoren nehmen Einfluss auf den Säure-Basen-Haushalt:- Magen-Darm-Trakt:1. Erbrechen HCO₃−-Überschuss metabolische Alkalose2. Durchfall H+-Überschuss metabolische Azidose3. Die H+-Sekretion des Magens wird durch HCO₃−-Sekretion des Pankreassaftesneutralisiert- Knochen:1. Mineralisierungsvorgang H+-Freisetzung ins Blut2. Auflösung von alkalischen Knochenmineralien verbraucht H+3. Ca²+ fördert die Mineralisierung4. CaCl₂- Zufuhr kann zu Azidose führen- K+-Konzentration nimmt direkt Einfluss- Beim Abbau schwefelhaltiger AS entstehen fixe Säuren, die nicht über die Lunge eliminiertwerden können- Renaler und zellulärer HCO₃−- und H+-Transport hängen vom Na+-Transport ab- 15 -

pH-Regulation in <strong>de</strong>n Zellen<strong>Biochemie</strong>-<strong>Seminar</strong> <strong>17</strong> – Wasser-,Elektrolyt-,und Säure-Basen-HaushaltErarbeitet von Leif, Ferdi, Anne- <strong>de</strong>r intrazelluläre pH-Wert liegt normalerweise etwas unter <strong>de</strong>m extrazellulären im Bereichvon 7,0 bis 7,2- In fast allen Zellen existieren Transportsysteme zum H+-Export, bzw. Basenimport- Zur Alkalinisierung <strong>de</strong>r Zelle führen:- •Na+/H+- Austauscher →Der passive Na+-Einstrom wird zum Export von H+ genutzt;ubiquitäres System; durch intrazelluläre Azidose aktiviert- •H+/K+-ATPase- •H+-ATPase- Zur Ansäuerung <strong>de</strong>r Zellen führen:- •Na+(HCO₃−)₃- Cotransport→ in vielen Zellen vorkommend- •HCO₃−-Kanal•Cl−/HCO₃−- Austauscher (AE1 im Erythrozyten)Puffersysteme im Harn- Die Niere muss täglich bis zu 100 mmol H+ ausschei<strong>de</strong>n, um die Puffersysteme <strong>de</strong>sOrganismus zu regenerieren- Dazu nutzt sie zwei Puffersysteme:1. Das NH₃/NH₄+-System (pK= 9)- NH₃ wird bei Azidose im proximalen Tubulus <strong>de</strong>r Niere unter <strong>de</strong>m einfluss von Glutaminaseaus Glutamin gebil<strong>de</strong>t und als NH₄+ ausgeschie<strong>de</strong>n- NH₄+ ist eine nicht titrierbare Säure2. Das HPO₄²−/ H₂PO₄−- System (pK0= 2,0/6,8712,3)- Im Knochen lokalisiert- Für Ausscheidung von H+ als Phosphat ist neben <strong>de</strong>r Menge an ausgeschie<strong>de</strong>nem Phosphatauch <strong>de</strong>r Harn-pH maßgebend- Phosphat ist eine titrierbare Säure- Bei <strong>de</strong>r Mobilisation von Phosphat aus <strong>de</strong>m Knochen wer<strong>de</strong>n bereits H+-Ionen verbrauchtZusammenwirken von Lunge und Niere bei <strong>de</strong>r pH-Regulation- Über die Lungen wer<strong>de</strong>n täglich 24000mmol CO₂ ausgeschie<strong>de</strong>n- Über die Niere wer<strong>de</strong>n täglich 60mmol H+ ausgeschie<strong>de</strong>n- Die Lunge kann eine langanhalten herabgesetzte renale H+-Ausscheidung nichtkompensieren- Der Blut- pH ist eine Funktion <strong>de</strong>s Verhältnisses von *HCO₃−+/*CO₂+- Die Entfernung von H+ durch Abatmung von CO₂ verbraucht HCO₃− →vermin<strong>de</strong>rteKonzentration im Blut- Bei abnehmen<strong>de</strong>r HCO₃−- Konzentration muss daher auch die CO₂- Konzentration im Blutgesenkt wer<strong>de</strong>n, wenn <strong>de</strong>r pH konstant bleiben soll- 14 -

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