Njurens syra-bas-reglering Flashcards
Vad är normal [H+] i kroppen? vilket pH-värde motsvarar detta?
40 nmol/L vilket motsvarar ett pH på 7.4
Vad är normal intervallet för pH? pH-intervall för acidos resp. alkalos?
- Normal intervall: 7.35-7.45
- Acidos: pH < 7.35 (dödligt om pH understiger 6.8)
- Alkalos: pH > 7.45 (dödligt om pH överstiger 7.8)
Varför är det viktigt att [H+] hålls inom ett snävt intervall genom pH reglering?
- Ändringar i pH tillåter kemiska väte-bindningar
- Påverkar biokemiska och enzymatiska reaktioner (kräver pH optima).
- Påverkar bindning till receptorer på cellytan (läkemedel, hormoner).
- Påverkar funktionen av jonkanaler och transportörer.
Ge exempel på hur ett enzym aktivitet kan påverkas av sjunkande pH
- En sänkning av pH med 1 minskar Na+/K+-ATPaset med 50%
- En sänkning av pH med 0.1 minskar fosfofruktokinas aktivitet med 90%
Varifrån bildas H+ normalt?
- Metabolism av fett och kolhydrater via cellandning där ca 15mol/dygn CO2 bildas. CO2 kommer att bilda vätejoner vid reaktion med vatten enligt följande formeln: (katalyseras av karbanhydras)
H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-
- Kolsyra är en flyktig syra som elimineras kontinuerligt av lungorna som CO2 vid utandning - Metabolism av proteiner (svavelhaltiga aminosyror) och nettoupptag från kosten via tarmen som ger ca 79 mmol/dygn
Exempel: H2SO4 ↔ H+ + HSO4-
- Dessa syror är icke-flyktiga och måste kunna buffras i kroppen tills de utsöndras av njuren, annars kommer pH att förändras mycket.
Hur kan [H+] regleras i kroppen så att pH hålls så konstant som möjligt?
- Buffring av syror på produktionsplatsen
- Transport av “syror” (CO2) i blodet (i röda blodkroppar)
- Elimination: Lungor 15mol/d CO2
- Njuren, utsöndring av H+ samt reabsorption/nybildning av HCO3-
Vad är en buffert? Vad är det som är bra med att ha ett buffertsystem?
Buffert är en mix av;
en svag syra och dess konjugerade bas
eller en svag bas och dess konjugerade syra.
- En buffrad lösning kan motstå förändringar i pH vilket är precis det vi vill ha i kroppen.
Ge exempel på ett experiment som visar ett buffertsystems förmåga att motstå pH-förändringar
I ett experiment av Robert Pitts injicerades 150 mEq H+ i form av HCl i en hund och i destillerat vatten. pH i vatten sjönk till 1.84 medan pH i hunden sjönk till endast 7.14 vilket tyder på ett att H+ buffrades i hunden så att den starka syran blev till en svag syra vilket skyddar mot en drastisk sänkning av pH.
Henderson-Hasselbalch ekvationen
pH = pK + log [A-]/[HA] Där [A-] är basen och [HA] är syran. - Ett lågt pK → stark syra - Ett högt pK → svag syra - Ett ämne buffrar bäst runt sitt pK-värde
Vilket är den viktigaste bufferten i blodet?
- Bikarbonat (pK=6.1) är viktigaste buffert i blodet.
- pH bestäms av kvoten [HCO3-]/pCO2 enligt följande formeln:
pH = 6.1+ log ([HCO3-]/ [k x pCO2]) där k är löslighetskonstanten för CO2 i blodet (0.226 mmol/L ⋅ kPa eller 0.0308 mmol/L ⋅ mmHg)
pK för bikarbonat ligger på 6.1 som inte är optimalt utifrån ett normalt pH-värde. Vad är det som gör denna buffert så bra ändå?
- En hög [HCO3-] i plasma ( 24 mmol/L)
2. Den fungerar som ett öppet system där pCO2 (lunga) och [HCO3-] (njure) kan regleras.
Fosfat buffert är också viktigt för kroppen och den har ett pK på 6.8 (närmare normalt pH än bikarbonat). Vilka faktorer påverkar effektiviteten av detta system?
- Mindre mängd i plasma
2. Kan inte regleras vid andning på samma sätt som bikarbonat
Hur funkar bikarbonat bufferten?
- Följande reaktion:
H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-
1. Tillförsel av syra, dvs ökad [H+] kommer att förskjuta reaktionen åt vänster så att pCO2 ökar vilket stimulerar ökad respiration
2. Tillförsel av bas: t.ex NaOH kommer att förskjuta reaktionen åt höger så att [HCO3-] ökar vilket stimulerar ökad utsöndring av bikarbonat av njuren.
Hur kan plasmaproteiner bidra till buffring? vilka konsekvenser får detta på kroppen vid acidos resp. alkalos?
Negativt laddade plasmaproteiner som albumin kan binda antingen H+ eller Ca2+. Detta kommer att påverka [Ca2+] i plasman.
- Vid acidos kommer albumin att binda mer H+ än Ca2+ → mer fritt Ca2+ i blodet (hyperkalcemi)
- Vid alkalos kommer albumin att binda mer Ca2+ istället, då lågt nivå av H + → mindre fritt Ca2+ i blodet (hypokalcemi)
Vilka andra buffersystem har vi för att buffra för [H+]?
- Intracellulärt buffert: H+ kommer in i cellen (kan ske tillsammans med anjon som laktat) och K+ går ut → hyperkalemi vid acidos
- Hemoglobin är också en viktig buffert som buffrar bäst i deoxyhemoglobin form och bidrar till att pH inte skiljer sig så mycket mellan arteriellt och venöst blod (7.4 resp. 7.37)
Vilken roll spelar njuren för syra-bas reglering?
Njuren bidrar till syra-basreglering genom att:
- reabsorbera all filtrerad bikarbonat (netto ± 0)
- producera ≈70 mmol ny bikarbonat per dag
- utsöndra H
Hur ser reabsorption av HCO3- längs tubulära systemet?
- 43320 mmol HCO3-/dygn filtreras, varav:
- 80% reabsorberas i proximal tubuli
- 10% reabsorberas i TAL i Henles slynga
- ca 10% reabsorberas i distal tubuli och samlingsrör
Redogör för tubulär bikarbonat reabsorption i proximal tubuli.
- Reabsorption av bikarbonat sker mha av NHE som tar in Na+ i cellen och H+ ut till lumen där den reagerar med bikarbonat och bildar kolsyra som löser sig i vatten och ger CO2 och H2O som både kan diffundera in i cellen där de omvandlas igen till kolsyra som i sin tur omvandlas till bikarbonat och vätejoner som sen går ut via NHE osv.
- Det sker alltså ingen förlust av H+ eller HCO3-.
- Samma princip gäller i TAL, DT och samlingsrör fast med andra transportproteiner.
