Week 9 HC.5 - Renale zuur-base fysiologie Flashcards
Drie verdedigingsmechanismen van lichaam voor pH-regulatie
- Buffers (bicarbonaat / CO2; eiwit, o.a. Hb; fosfaat)
- Alveolaire ventilatie (regelt pCO2)
- Zuur (base) uitscheiding door de nier
Hoe we weten dat nieren netto zuur uitscheiden
- Bij nier falen treedt ___ op
- In urine zitten veel ___
- Bij nierfalen treedt renale tubulaire acidose op (RTA)
- In urine zitten veel H+ buffers (NH4+, fosfaat, cratinine, urinezuur) –> ~70 mmol/etmaal (=netto zuur excretie, NAE)
Zuurproductie
- Grootste bron: ___ (+werking)
- Niet vluchtige zuren (wat zijn het, bronnen, eliminatie)
- Nog een vorm van base excretie
Grootste bron: verbranden van koolhydraten en vet
- Leidt tot CO2 en H2O, wordt omgezet tot zuur en bicarbonaat, vluchtig zuur omdat het inde longen weer wordt omgezet in CO2 en H2O en uitgeademd
- 15 mol/dag, 500-700 gram/dag
Niet-vluchtige zuren: zuren die niet via longen kwijt kunnen
- anaerobe glycolyse: lactaat + zuurvorming
- eiwitafbraak: sulfaat/fosfaatgroepen + zuurvorming
Tot slot nog verlies van bicarbonaat via feces
Verwijdering van niet-vluchtig zuur in nier (in 2 stappen, beginnend bij productie)
Stap 1 (cel, plasma, erytrocyten): snelle buffering, waarbij acute verzuring wordt opgeheven
○ Bicarbonaat buffert
○ Nadeel: bicarbonaat concentratie gaat omlaag –> buffercapaciteit gaat omlaag
Stap 2 (nier):
○ Filtratie van natrium + geconjugeerde base –> komt in tubulaire vloeistof terecht
○ Afgifte van H+ aan filtraat waarbij bicarbonaat het lichaam in wordt getransporteerd
Buffers in urine
- wat is de pH van urine meestal (en wat zou er zonder buffers gebeuren)
- welk soort buffers zijn er + voorbeeld(en)? wat is hun aandeel?
-pH van urine ligt tussen 4,5 en 8
Zonder buffers zou er 2000 liter urine geproduceerd moeten worden om H+ concentratie binnen deze range te houden
-Titreerbare en niet-titreerbare buffers
Titreerbaar: ~40%, Fosfaat (HPO42-)» creatinine > urinezuur
Niet titreerbaar: ~60%, NH3 (ammoniak)
Ammoniak als buffer
- Wat is de pKa van ammoniak? Wat betekent dit voor NH3 moleculen bij bepaalde pH-waarden?
- Wat is nuttig aan NH3 als hoofdbuffer in urine
pKa van 9.25
• pH hoger dan dit = meer NH3
• pH lager dan dit = meer NH4+
• Bij fysiologische pH (7 of lager) = NH4+ : NH3 ≥ 100:1
• Hoeveelheid bepalen kan alleen door hoeveelheid ammonium te bepalen (niet-titreerbare buffer)
Doordat NH3 de belangrijkste buffer is hoeft fosfaat minder te doen, wat goed is want bij meer fosfaatbuffer krijg je neerslag met calcium –> nierstenen
Uit welke 2 delen bestaat de handhaving van zuur-base evenwicht in de nier?
- Terugresorptie van bicarbonaat uit het nierfiltraat
○ Vindt voornamelijk plaats in proximale tubulus
○ 4 mol per dag - Excretie van dagelijkse productie van niet-vluchtige zuren in de urine
○ 70 mmol/dag
Formule net acid excretion
NAE = Vurine * ([NH4+] + [titreerbaar zuur] - [bicarbonaat])
Hoe (en waar) vindt bicarbonaat reabsorptie plaats
- Apicaal in de (proximale tubulus) epitheelcel zit de natrium/proton-exchanger (NHE)
- Bicarbonaat in de urine reageert met het proton tot koolzuur –> koolzuuranhydrase (CAIV) splitst dit in CO2 en H2O
- Beide moleculen transporteren makkelijk via kanalen over de membraan
- Koolzuuranhydrase (CAII) zet CO2 + H2O om in zuur en bicarbonaat
Uitscheiding H+ via titreerbare buffers
- Hoe levert het bicarbonaat op
- pKa van fosfaat? Waarom is fosfaat de beste titreerbare buffer>
Bicarbonaat gevormd via koolzuuranhydrase, afgifte van gevormd zuur is wat netto de bicarbonaatproductie vormt (omdat het niet meer verloren kan gaan)
- Per H+ uitgescheiden, winst/behoudt van 1 HCO3-
- Via Na/H+-exchanger
pKa van fosfaat=pH dus monowaterstoffosfaat:biwaterstoffosfaat = 1:1
-Meeste andere buffers hebben nog lagere pKa;minder effectief
Uitscheiding H+ via ammoniak
- Aandeel in buffering
- Waar komt ammoniak vandaan? + werking als buffer
Productie en secretie in de proximale tubulus (60% van protonen)
Bij glutamaat afbraak tot glucose (gluconeogenese) komt (nieuw) bicarbonaat en NH4+ vrij
- NH4 –> NH3 en H+, worden allebei over membraan getransporteerd (los en door Na/H+-exchanger)
- Reageert in urine weer tot NH4 (hoge pKa dus zal makkelijk verlopen)
Wat gebeurt in TAL met NH4+?
En hoe?
Wat is dus netto de reis van NH4+
Reabsorptie van NH4+
• NKCC2 en K-kanalen kunnen allebei i.p.v. K+ ook NH4+ over de membraan transporteren
• In de cel splitst ammoniak een zuur af en gaat het naar het interstitium van de medulla (gradiënt opbouwen)
-NH4 gaat in PT het lumen in, en bij de TAL weer het interstitium in
NH4+ in CD
- Normale situatie/normale pH (welke cellen en pompen betrokken? Wat gebeurt met NH4 (en waarom is dit belangrijk)
- Situatie bij zuurbelasting (welke cellen en pompen betrokken? Wat gebeurt met NH4?
alfa IC cel bevat protonpompen
- bij normale pH nauwelijks actief (pHurine ~ pHinterstitium)
- NH4 wordt dan naar lever getransporteerd, reageert met bicarbonaat en wordt als ureum uitgescheiden, want NH4 is toch giftig (als niet gebruikt dan snel uitgescheiden)
- Bij acidose activatie van protonpompen (pHurine < pHinterstitium)
- NH4+ in interstitium zal H+ splitsen (wordt nar lumen getransporteerd) en zal zich naar verzurende omgeving (lumen) begeven om daar te bufferen en uit te scheiden
Regulatie protonpomp in alfaIC cellen
- Wanneer activeert de protonpomp?
- Wanneer komen er nieuwe protonpompen?
- Protonpomp activeert bij lage pH
- Bij aldosteron en lage pH worden vesicles met nieuwe protonpompen uitgezet om meer protonen te pompen
Compensatie door nier bij acidose
-Welke twee delen van nefron betrokken? Wat doen deze delen?
PT en CD
PT: vorming van ammoniak
-Acuut: Na/H-exchanger (NHE3) werkt harder, natrium-bicarbonaat transporters werken harder
-Chronisch: Meer van deze transporters aanmaken + enzymen voor glutamine afbraak –> NH4+bicarbonaat vorming
CD, alfaIC cel:
-toename protonpompen en protonpompactiviteit
