4.5 Renale Zuur-Base fysiologie Flashcards
Wat is de fysiologie van de zuur-base regulatie?
Handhaving zuur-base evenwicht
Wat is de pathologie van de zuurbase regulatie?
Verdediging tegen zuur-base afwijkingen zoals acidose en alkalose met respiratoire of metabole oorzaak
Metabool Acidose (zuurvorming):
- Diabetische ketoacidose
- Lactaat acidose
- Diarree
- Nierfalen
Metabole Alkalose:
- Antacida
- Maagzuur verlies
- Braken
Respiratoir acidose:
- Hypoventilatie (CO2 ophoping)
Respiratoire alkalose:
- Hyperventilatie (CO2 teveel kwijt)
Wat zijn de verdedigingslinies tegen de zuur-base afwijkingen?
- Buffers: HCO3-, CO2, eiwit (Hb), fosfaat
- Alveolaire ventilatie: Regelt de pCO2
- Zuur (base) uitscheiding door de nier
Waartoe leidt nierfalen?
- Renale Tubulaire Acidose (RTA)
- Nier scheidt namelijk voornamelijk zuur uit
- De hoeveelheid netto zuur uitscheiding kan gemeten worden door de H+ in de urine buffers (NH4+, fosfaat, creatinine, urinezuur) -> 70 mmol/etmaal
Hoe wordt zuur geproduceerd?
Vluchtig zuur komt uit de verbranding van glucose en vet. Er ontstaat dan H+ en HCO3-. Deze zuren kunnen als CO2 worden afgeblazen (660 gram per dag)
Niet vluchtige zuren ontstaan uit onder andere glucose, aminozuren, voedingszuren. Er ontstaat voornamelijk H+, sulfaat, fosfaat of lactaat. Voedingszuren en H3PO4 krijgen we via het dieet.
Niet-vluchtige zuren moeten door de nieren verwijderd worden (Metabolisme 40 mmol/dag, Dieet 20 mmol/dag en HCO3- verlies 10 mmol/dag)
Hoe worden de niet vluchtige zuren verwijderd?
1) H+ wordt geneutraliseerd door de HCO3- buffer gevolg door de CO2 uitademing. Hierbij daalt de HCO3- concentratie (beperkte capaciteit van de buffer, mits H+ wordt gesecreteerd)
2) Er is secretie van H+ in het nier filtraat gekoppeld aan de secretie van nieuw HCO3- in het bloed (ter compensatie van systemisch HCO3- verlies)
Ammoniak (NH3) werkt als buffer in de nier filtraat/urine. Wat zijn hier de voordelen van?
- Het is een efficiënte buffer (pH in nierfiltrat/urine = 4,5 - 6,8 -> 99% NH3 is geprotoneerd)
- Geen calcium precipiteren zoals met fosfaat wel kan optreden
- NH3 productie in de Proximale tubulus kan met ongeveer 100 stijgen bij chronische acidose -> Nuttige adaptieve
40% fosfaat (HPO4) -> Creatinine -> Urinezuur (Titreerbaar zuur)
60% NH3 (ammoniak) -> Niet titreerbaar zuur
Hoe wordt het zuur-base evenwicht gehandhaafd in de nier?
1) Terugresorptie van HCO3- uit het nierfiltraat (4320 mmol/dag -> 98%)
Compartimenten zijn:
- Proximale tubulus 80%
- TAL 15%
- DT + CCD 5%
2) Excretie van de dagelijkse productie van niet vluchtige zuren in de urine (70 mmol/dag -> 2%)
Wat is de NAE?
De netto zuur excretie door de nier
NAE: Vurine * ([NH4+] + [titreerbaar zuur] - [HCO3-]) urine
Hoe gaat de terugresorptie van HCO3- in de Proximale tubulus?
Na en HCO3- komen samen voor in het filtraat. Na wordt uitgewisseld tegen 1 proton (NHE)
Het proton en de HCO3- vormen samen H2CO3 en worden door CA omgezet tot H2O en CO2
H2O en CO2 komen in de cel, ze worden gereabsorbeerd en worden door de CA weer omgezet naar HCO3- en H+
H+ wordt gebruikt bij de NH3
HCO3- gaat naar het bloed via de NBCe1 (Basolateraal) waarbij 1 Na ion meegaat
Hoe gaat de uitscheiding van H+ via niet HCO3- urine buffers?
Kan via fosfaat
(pKa -> 7,2)
Voordeel:
- Winst van 1 HCO3- per H+ (apicaal)
- Reduceert Na verlies in urine
Capaciteit beperkt door:
- Concentratie fosfaat (Te hoog kan problemen geven met calcium)
- Maximale pH gradiënt (pHurine is 4,4 - 8)
Hoe gaat de uitscheiding van H+ via ammoniak in de Proximale tubulus?
Glutamine wordt in de cel afgebroken tot glucose (gluconeogenese). Er ontstaat hierbij ammonium (NH4+) en HCO3- (evenwicht). HCO3- wordt aan het bloed afgegeven via NBCe1
NH4+ verliest zijn H+ die via NHE3 naar het filtraat gaat. De NH3 die over is, kan nu door het membraan naar het filtraat gaan. In het filtraat komen de NH3+ en H+ weer samen tot NH4+
Ammoniak gaat naar plek met laagste pH (vanwege 1000 keer meer NH4 buiten)
Hoe wordt NH4+ terug geresorbeerd in de TAL?
NH4+ gaat via NKCC2 naar binnen samen met Na, K en 2Cl-. Het wordt ook deels opgenomen via K+ kanaal (ROMK)
In de cel wordt er NH3 en H+ gevormd
NH4+ en NH3 worden opgenomen in het bloed
NH4+ via de NHE4 transporter terug naar het bloed
Hoe gaat de excretie van NH4+ van het interstitium in de urine in de verzamelbuis?
In de verzamelbuis zitten alfa intercalair cellen (IC) die bestaan uit principal cellen (PC). In de alfa intercalair cel zit een proton pomp (apicaal) die protonen van binnen naar het filtraat pompen, ATP gedreven. Dit is alleen actief bij zure urine
Protonpomp weinig actief bij normale pH
Van het ammonium wat in het bloed zat, is in de lever ureum van gemaakt en op die manier weer uitgescheiden
Wat gebeurd er met de alfa intercalair cel bij zuur urine?
De protonpomp wordt geactiveerd en gaat uit CO2 en H2O een bicarbonaat en H+ maken. Protonpomp activiteit in de alfa intercalair cellen wordt gereguleerd door pH en aldosteron
Het proton wordt actief door de pomp uitgescheiden en komt terecht in het lumen. Bicarbonaat wordt afgegeven aan de bloedzijde
Ammonium kan niet door de cel heen, maar ammoniak wel en beweegt zich naar de plek waar het zuurst is (het lumen van de verzamelbuis)
Dus bij verzuring van urine zal je meer ammoniak in de urine krijgen als buffer
Welke beslissing met betrekking tot H+ wordt er gemaakt in de verzamelbuis?
In de verzamelbuis wordt er een beslissing gemaakt of NH3 het zal binden aan een proton en zal functioneren als buffer van zuur of gaat het richting de lever en wordt het omgezet tot ureum
Wat gebeurd er met de ammonium trap bij acidose?
Acidose -> Proton pomp gestimuleerd -> NH4+ val omhoog -> H+ excretie als NH4+
Wat gebeurd er met de ammonium trap bij alkalose?
Alkalose -> Proton pomp niet actief -> NH4+ val omlaag -> NH4+ naar lever -> Vorming ureum
Hoe gaat de regulatie van de proton pomp in de alfa intercalair cel?
Geactiveerd door een lage pH (maar kosten energie)
In de alfa intercalair cel liggen membraanblaasjes met een protonpomp die klaarliggen als reserve. Bij een lage pH of bij bepaalde hormonen worden de blaasjes naar de apicale membraan verplaatst
Bij een zuurbelasting fuseren ze met het apicale membraan. Hierdoor komen er extra protonpompen in het membraan geplaatst
Wat doet de nier bij acute acidose?
Nier gaat de zuursecretie verhogen in de Proximale Tubulus:
- NBCe1 en NHE3 worden verhoogd
- Verhoogd pCO2 in het lichaam
- pH daalt
Compensatie mechanisme nier (proximaal + distaal) -> Netto Zuur Excretie (NAE) omhoog
Bij een acute acidose worden de NHE3 en NBCe1 transporters meer actief
Wat doet de nier bij chronische acidose?
Dan worden er in de Proximale Tubulus meer transporters en enzymen gemaakt (duurt 2-6 dagen). Gluconeogenese capaciteit wordt ook vergroot
Dus verhoogde NH3 synthese en H+ secretie
In de verzamelbuis, dus in de alfa intercalair cel wordt de proton pomp geactiveerd -> Recrutering van de blaasjes met de protonpomp richting de apicale membraan (Stimulatie inbouw en activiteit van de H+ pomp)
Wat doet de nier bij een acute alkalose?
De zuursecretie wordt nu verlaagd
- Verlaging pCO2
- Verhoging pH
Regulatie ligt vooral in de alfa intercalair cel. Hier wordt de rekrutering en activiteit van de protonpomp geremd
Compensatie mechanisme nier (proximaal + distaal) -> Netto Zuur Excretie (NAE) gaat omlaag
Wat doet de nier bij een chronische alkalose?
In de verzamelbuis worden bèta intercalair cellen gemaakt met pendrin aan het apicale membraan. Dit is een HCO3-/ chloride exchanger waarbij HCO3- naar het lumen gaat
De protonpomp gaat nu aan de basolaterale membraan zitten
Waartoe leidt diarree en waartoe leidt braken?
Excessief braken -> Alkalose (Vocht en zuur verlies)
Diarree -> Acidose (HCO3- verlies)
Volume depletie:
- Baroreceptoren geactiveerd
- RAAS systeem geactiveerd
- Verhoogde Na opname (Na-retentie)
Compensatie mechanisme nier (Proximaal + distaal) -> Netto Zuur excretie (NAE) omhoog (Niet handig voor alkalose, maar Na-retentie heeft voorrang)
