HC 9.5 Renale zuur-base regulatie Flashcards
Door welke twee oorzaken kunnen zuur-base afwijkingen ontstaan?
- Respiratoire zuur-base afwijkingen komen door hypoventilatie (acidose) en hyperventilatie (alkalose).
- Metabole zuur-base afwijkingen komen door het vormen van zuren (metabole acidose): diabetische ketoacidose, lactaat acidose, diarree (verlies bicarbonaat) of nierfalen en door het te weinig produceren van zuur of het te veel verliezen van zuur ontstaat metabole alkalose: antacida (maagzuurremmers), maagzuur verlies (braken).
Wat zijn de drie verdedigingslinies voor zuur-base afwijkingen?
- Buffers (bicarbonaat / CO2 - eiwit, o.a. Hb – fosfaat)
- Alveolaire ventilatie (regelt pCO2)
- Zuur (base) uitscheiding door de nier
Hoe weten we dat de nier onder fysiologische condities zuur uitscheidt?
Onder fysiologische condities scheidt de nier netto zuur uit. Wanneer er sprake is van nierfalen treedt er een renale tubulaire acidose op. In de urine worden onder normale omstandigheden zo’n 70 mmol gebonden H+ (niet-vluchtig zuur) per etmaal uitgescheiden gebonden aan buffers (NH4+, fosfaat, creatinine en urinezuur). Dit wordt de netto zuur excretie (NAE) genoemd. Deze 70 mmol per etmaal kan worden bepaald en zo weet je hoeveel zuur er netto wordt uitgescheiden.
Wat is een belangrijke bron van het zuur?
Een belangrijke bron van het zuur is het metabolisme, met name de oxidatie van koolhydraten en vetten, dat levert CO2 op en CO2 is zuur. CO2 is bij de fysiologische pH aanwezig als bicarbonaat en H+.
Wat is de bron/product/eliminatie van vluchtige zuren?
Glucose en vetten / H+ en HCO3- / CO2 afblazen via de longen: 15 mol per dag
Wat is de bron/product/eliminatie van niet-vluchtige zuren?
Aminozuren, fosfo-aminozuren, voedingszuren (HA), H3PO4 (dieet) / H+ en sulfaat, H+ en fosfaat, H+ en A- / nieren elimineren 70 mmol zuur per dag (waarvan 40 mmol door het metabolisme, 20 mmol door het dieet en 10 mmol door het verlies van HCO3- in de feces).
Hoe kan de nier het verlies van HCO3- compenseren?
De nier heeft een mechanisme waardoor H+ secretie plaats kan vinden in het nierfiltraat en dit is gekoppeld aan secretie van “nieuw” bicarbonaat in het bloed ter compensatie van systemisch HCO3- verlies. De protonen die in de urine terecht komen, worden daar opnieuw gebufferd om te voorkomen dat de pH te laag wordt: deels door titreerbare zuren dat in 40% aanwezig is (fosfaat (HPO42-), creatinine en urinezuur) en deels door niet-titreerbare zuren dat in 60% aanwezig is (ammoniak dat wordt omgezet in ammonium: pKa = 9.25).
Wat zijn de voordelen van ammoniak voor de buffer van H+ in de urine?
Bij een pH van het nierfiltraat/urine tussen de 4,5-6,8 is meer dan 99% van het ammoniak (NH3) omgezet in ammonium (NH4+) dus geprotoneerd. Dit maakt ammoniak een zeer efficiënte buffer. Ammoniumzouten zijn daarentegen heel goed oplosbaar, dus je bent af van het probleem van fosfaat: calcium + fosfaat geeft calciumfosfaat en dan krijg je nierstenen. En we kunnen de productie van ammoniak reguleren, we kunnen hem met honderd keer laten toenemen of afnemen.
Hoe zorgen de nieren voor de handhaving van het zuur-base evenwicht?
- Terugresorptie van bicarbonaat uit het nierfiltraat
Hoeveelheid: 24 mmol/L x 180 L/dag = 4320 mmol/dag (circa 98%)
Compartimenten: 80% proximale tubulus, 15% dikke deel van de lis van Henle, 5% distale tubulus + verzamelbuis. - Excretie van de dagelijkse productie van niet-vluchtige zuren in de nieren
Hoeveelheid: 70 mmol/dag (circa 2%)
Hoe bereken je de netto zuur excretie?
Het volume van de urine x ( concentratie ammonium + concentratie titreerbaar zuur – concentratie bicarbonaat in de urine (bijna 0 maar niet helemaal))
Wat is een nadeel van fosfaat als buffer in de urine?
Als het in een te hoge concentratie aanwezig is kan het leiden tot stenen. En het heeft een pKa die ligt bij de fysiologische pH, dus de reactie is haast 1:1 bij een pH van 7,2, het is dus een minder efficiënte buffer.
Hoe wordt ammoniak geproduceerd in de proximale tubulus?
In de proximale tubuluscel zitten enzymen die glutamine afbreken tot glucose = gluconeogenese, dit is een proces waarbij ammonium en bicarbonaat vrij komt. Ammonium komt dan in het cytoplasma en komt in evenwicht met ammoniak en H+. In de apicale membraan van de proximale tubulus zit de natrium/proton-exchanger: protonen die vrijkomen uit NH4+ worden uitgewisseld tegen natrium.
Waarom diffundeert ammoniak uit de proximale tubuluscel?
Intracellulair is de pH ongeveer 7 dus de verhouding tussen NH4+/NH3 = 100:1, buiten aan de kant van de urine is de pH lager ongeveer 6 dus de verhouding tussen NH4+/NH3 = 1000:1. Ammonium kan niet gemakkelijk over het membraan want die is geladen, ammoniak daarentegen wel, die kan vrij bewegen. De ammoniak gaat de cel uit want daar is de laagste concentratie ammoniak.
Hoe vindt er terug-resorptie plaats van NH4+ in de lis van Henle?
In de Lis van Henle zitten twee transporters NKCC2 en een kalium kanaal, in plaats van kalium kunnen deze twee kanalen ook ammonium ionen transporteren. Het gevormde ammonium wordt weer opgenomen en terug getransporteerd naar het interstitium. Het wordt uitgewisseld tegen natrium aan de basolaterale zijde door een (onvolledig specifieke) natrium/proton exhanger.
Waaruit bestaat de verzamelbuis?
De verzamelbuis bestaat uit verschillende soorten cellen: voornamelijk uit de principal cells en daarnaast ook uit de alfa-intercalaircellen. De alfa-intercalaircellen hebben een protonpomp (ATP-gedreven, pompt protonen uit de cel) in het apicale membraan.
Wat gebeurt er als de protonpomp van de alfa-intercalaircel niet actief is?
Als de protonpomp niet actief is dan blijft ammonium achter in het interstitium, ammoniak is giftig dus als de concentratie oploopt wordt ammonium afgevoerd naar het bloed en wordt het in de lever met behulp van bicarbonaat omgezet tot ureum.
Wat gebeurt er als de protonpomp in de alfa-intercalaircellen wel actief is?
Als er een zuurbelasting is dan wordt de protonpomp geactiveerd. CO2 en H2O wordt met behulp van koolzuuranhydrase in het cytoplasma omgezet in bicarbonaat en H+. De protonpomp pompt deze protonen naar de urine. Bicarbonaat gaat via een anion-exchanger naar het interstitium. De protonen maken de urine zuurder waardoor een deel van de ammoniak naar de urine diffundeert, en daar fungeert als een buffer.
Hoe werkt de ammoniumtrap?
In de verzamelbuis wordt er gekeken of er sprake is van zuurbelasting, zo ja dan werkt de protonen pomp en zo nee dan niet. Als er sprake is van zuurbelasting dan wordt NH3 over het membraan heen gediffundeerd en wordt de H+ gebufferd. En als de protonpomp uit staat dan gaat het geheel naar de lever en wordt er ureum gevormd.
Hoe vindt de regulatie van de protonpomp in de alfa-intercalaircellen plaats?
Protonpomp wordt geactiveerd door een lage pH. Maar niet alle protonpompen zitten in het membraan een groot deel zit in vesicles die nog moeten versmelten met het membraan. Als er bepaalde stimulatie is door of hormonen (aldosteron) of een lage pH versmelten deze vesicles met het membraan.
Wat gebeurt er in de proximale tubulus bij acidose?
In de proximale tubulus zorgt een lage pH voor een actievere natrium/proton-exchanger en een actievere bicarbonaat-exchanger. Dus meer protonen in de urine en meer bicarbonaat in het bloed. Dit gebeurt acuut. Bij een chronische acidose (dit duurt wat langer) dan worden er meer transporters en enzymen gesynthetiseerd, hierdoor wordt er ook meer ammoniak gemaakt door de gluconeogenese.
Wat zijn de gebeurt er bij alkalose in de verzamelbuis?
In de verzamelbuis wordt de protonpomp geremd door stijging van de pH, speelt vooral een rol bij acute alkalose. Als er sprake is van chronische alkalose dan ontstaan er bèta-intercaliar cellen: het spiegelbeeld van de alfa-intercalaircel: de protonpomp zit aan de basolaterale zijde van het membraan en de anionexchanger (pendrin) aan de apicale zijde van het membraan.
Wat is het gevolg van volumedepletie op de proximale tubulus en de verzamelbuis?
In de proximale tubulus zorgt angiotensine II en noradrenaline ervoor dat de capaciteit van de NHE3 en de NBCe1 omhoog gaat, waardoor er meer zuurexcretie plaats vindt en meer bicarbonaat wordt opgenomen door het bloed, hierbij wordt natrium meer gereabsorbeerd. In de verzamelbuis stimuleert aldosteron de inbouw van protonpomp.
