Säure-Basen-Haushalt.pdf

SÄURE-BASEN-HAUSHALT Regulation des Säure-Basen-Haushalts • Puffersysteme • Atmung • Nieren • Leber • Zellen Regulation des Säure-Basen-Haushalts Dissoziationskonstante K‘ starke Säure -> hohe K‘ -> leichte Abgabe von H+ pH- Wert pH = -log10[H+in mol/l] normaler pH im Plasma: 7,4 (7,36-7,44)...

SÄURE-BASEN-HAUSHALT Regulation des Säure-Basen-Haushalts • Puffersysteme • Atmung • Nieren • Leber • Zellen Regulation des Säure-Basen-Haushalts Dissoziationskonstante K‘ starke Säure -> hohe K‘ -> leichte Abgabe von H+ pH- Wert pH = -log10[H+in mol/l] normaler pH im Plasma: 7,4 (7,36-7,44) 10-7,4 = 40 * 10-9 mol/l = 40 nmol/l pH < 7,36: Azidose pH > 7,44: Alkalose Wie werden + H • spontan sehr langsam • Enzym Carboanhydrase ca. 10.0000 mal schneller Ionen generiert? Puffersysteme • 99,99% aller H+-Ionen sind an Puffer gebunden • Pufferkapazität: wieviel starke Base (NaOH) muss zugegeben werden, um den pH um 1 zu erhöhen • geschlossene Puffersysteme: keiner der Reaktionspartner kann aus dem System entweichen • offene Puffersysteme: eine Komponente kann unabhängig vom pH Wert konstant gehalten werden, dadurch ist die Pufferkapazität viel höher geschlossene Puffersysteme [HA] + [A-] = konstant werden H+ Ionen zugeführt, verbinden sie sich mit dem Anion und es entsteht undissoziierte Säure Dissoziationskonstante K‘ pK‘ = -log10 K‘ ! pH = [# ] ! 𝑝𝐾 + 𝑙𝑜𝑔10 [%#] Pufferkapazität am größten im pK‘ Bereich je mehr Puffer, desto mehr Pufferkapazität Duale Reihe Physiologie geschlossene Puffersysteme Proteinpuffer • 50% des Gesamtpuffers im Blut (besonders Albumin und Hämoglobin) • ionisierbare Seitengruppen der Proteine Phosphatpuffer • Bedeutung im Blut nicht so hoch, da zu gering konzentriert • eher im intrazellulären Bereich wichtig offene Puffersysteme Bikarbonat-Puffer • 50% des Gesamtpuffers im Blut • pK‘ liegt bei 6,1 -> als geschlossenes System unbrauchbar • Konstanthaltung der CO2 Konzentration im arteriellen Blut bei 40mmHg (Umgebungsluft: pCO2 0,3mmHg): dadurch keine Anreicherung • Pufferkapazität wird mit steigendem pH immer größer, d.h. ist besonders im basischen Bereich sehr effektiv Silbernagl, Taschenatlas Physiologie offene Puffersysteme Bikarbonat-Puffer ! • pH = 6,1 + 𝑙𝑜𝑔10 [%&'" ] (∗ *&'# • starke Abhängigkeit der Pufferleistung vom pH Wert, besonders effektiv im sauren Bereich • Pufferkurve (blau) erhält man, indem man bei konst. pCO2 unterschiedliche pH Werte in die Formel eingibt und HCO3berechnet • Normalpufferkurve: Einbeziehung von pCO2 Änderunge Duale Reihe Physiologie offene Puffersysteme Ammoniumpuffer • pK‘ liegt bei 9,1 • spielt deshalb keine Rolle im Blut • wichtig in der Niere bei der Ausscheidung von Säuren und im intrazellulären Bereich, da NH3 die Zellmembran passieren kann Vergleich offene und geschlossene Puffer Duale Reihe Physiologie Regulation des Säure-Basen-Haushalts Atmung Niere Leber intrazellulär Duale Reihe Physiologie Regulation durch die Niere • Ausscheidung von Säuren, die nicht in Form von CO2 abgeatmet werden können (fixe Säuren) • fallen aus dem Eiweiß- und Nukleinsäurestoffwechsel an • Schwefelsäure • Salzsäure • das dafür benötigte HCO3- wird in der Niere neu gebildet • Ausscheidung von H+ Ionen • Reabsorption von HCO3Duale Reihe Physiologie Regulation durch die Leber • Entgiftung von Ammoniak (NH3): • Synthese von Harnstoff (kostet aber HCO3-) • Kopplung von NH3 an Glutamat -> Glutamin -> HCO3- Bildung in der Niere intrazelluläre Regulation • intrazellulärer pH: 7,2 • 1. NA+/H+ Tauscher • 2. NA+/HCO3- Kotransporter • H+ Pumpen Duale Reihe Physiologie Störungen des Säure-Basen-Haushalts Azidose Alkalose • respiratorisch (atembedingt) • respiratorisch (atembedingt) • nicht respiratorisch • nicht respiratorisch Störungen des Säure-Basen-Haushalts Azidose • respiratorisch (atembedingt) Hypoventilation, z.B. verminderte Belüftung der Alveolen, verschlechterte Diffusion,Ventilations/Perfusionsstörung Alkalose • respiratorisch (atembedingt) pH ↓; pCO2 ↑ • nicht respiratorisch • nicht respiratorisch Störungen des Säure-Basen-Haushalts Azidose Alkalose • respiratorisch (atembedingt) Hypoventilation, z.B. verminderte Belüftung der Alveolen, verschlechterte Diffusion,Ventilations/Perfusionsstörung • respiratorisch (atembedingt) Hyperventilation, z.B. Hypoxie, Angst pH ↓; pCO2 ↑ pH ↑; pCO2 ↓ • nicht respiratorisch • nicht respiratorisch Störungen des Säure-Basen-Haushalts Azidose Alkalose • respiratorisch (atembedingt) Hypoventilation, z.B. verminderte Belüftung der Alveolen, verschlechterte Diffusion,Ventilations/Perfusionsstörung • respiratorisch (atembedingt) Hyperventilation, z.B. Hypoxie, Angst pH ↓; pCO2 ↑ pH ↑; pCO2 ↓ • nicht respiratorisch (metabolisch) vermehrter Anfall von Säuren oder Verlust von Basen, z.B. Ketoazidose, Niereninsuffizienz, Diarrhoe • nicht respiratorisch pH ↓; pCO2 normal (zunächst, später ↓ ) Störungen des Säure-Basen-Haushalts Azidose Alkalose • respiratorisch (atembedingt) Hypoventilation, z.B. verminderte Belüftung der Alveolen, verschlechterte Diffusion,Ventilations/Perfusionsstörung • respiratorisch (atembedingt) Hyperventilation, z.B. Hypoxie, Angst pH ↓; pCO2 ↑ pH ↑; pCO2 ↓ • nicht respiratorisch (metabolisch) vermehrter Anfall von Säuren oder Verlust von Basen, z.B. Ketoazidose, Niereninsuffizienz, Diarrhoe • nicht respiratorisch (metabolisch) Verlust von Säuren, Anfall von Basen, z.B. Erbrechen pH ↓; pCO2 normal (zunächst, später ↓ ) pH ↑; pCO2 normal (zunächst, später ↑) Kompensationsmechanismen können die pH-Wert Änderung reduzieren, aber nicht die Ursache der Störung beseitigen chemische Pufferung: setzt als erstes ein (extrazelluläre schneller als intrazelluläre) Kompensation durch Atmung: beginnt innerhalb von Minuten (vermittelt über Chemorezeptoren -> Hyper oder Hypoventilation) Kompensation der Niere: beginnt erst nach Stunden bis Tagen