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Physiologie > Säure-Base-Haushalt > Flashcards

Säure-Base-Haushalt Flashcards

1
Q

Korrespondierende Säure- Basen- Paare

A

Eine Säure, die ein Proton abgibt und dadurch zur konjugierten Base wird, da sie nun Protonen aufnehmen kann (Brønsted).

Bsp.: HCl + H2O –> Cl- + H3O+

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2
Q

Ampholyt

A

Verbindungen, die je nach herrschendem pH- Wert als Protonendonatoren (Säure) oder Protonenakzeptoren (Base) wirken können.

Bsp.: Wasser, AS

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3
Q

Säurestärke

A

Die Stärke einer Säure ist über die Vollständigkeit ihrer Protonenabgabe (=Dissoziation) definiert

Maßzahl: Gleichgewichtskonstante Ks des Massenwirkungsgesetzes für die Deprotonierungsreaktion der Säure

  • Ks > 1: Starke Säure (Mehrheit der Moleküle dissoziiert)
  • Ks < 1: Schwache Säure (Mehrheit der Moleküle nicht dissoziiert)
  • pKs-Wert: Negativer dekadischer Logarithmus des Ks- Werts

-> je größer der Ks-Wert, desto kleiner der pKs-Wert und desto stärker die Säure

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4
Q

Säurestärke von Carbonsäuren

A

Die Säurestärke einer Carbonsäure steigt, wenn am Carbonyl-C-Atom ein stark elektronenziehender Substituent sitzt, der dabei hilft, die negative Ladung des Säureanions zu stabilisieren. Ein Beispiel dafür ist die Trichloressigsäure. = -I - Effekt

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5
Q

Basenstärke

A

Die Stärke einer Base ist über die Vollständigkeit ihrer Protonenaufnahme (=Protonierung) definiert.

Maßzahl: Gleichgewichtskonstante Kb des Massenwirkungsgesetzes für die Protonierung der Base

  • Kb > 1: Starke Base (Mehrheit protoniert)
  • Kb < 1: Schwache Base
  • pKb- Wert: Negativer dekadischer Logarithmus des Kb- Werts
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6
Q

pH- Wert

A

Der pH Wert ist der negative dekadische Logarithmus der H3O+ Konzentration in einer Lösung. [dimensionslos]

Formel: pH = -lg[H3O+]
pH- Skala: Von 0 (stark sauer) über 7 (neutral) bis 14 (stark basisch)

  • in einer Säure sind mehr H3O+ Ionen/ Protonen als OH- Ionen vorhanden
  • in einer Base sind mehr OH- Ionen als H3O+ / Protonen vorhanden
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7
Q

pH Wert Berechnung von starken Säuren

A

pH = -lg([Säure] x Wertigkeit)

Bsp. für starke Säuren: Salzsäure HCl, Schwefelsäure H2SO4, Salpetersäure HNO3 und Perchlorsäure HClO4

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8
Q

Wertigkeit

A

Vereinfacht entspricht die Wertigkeit einer Säure bzw. Base der Anzahl der H+ bzw. OH- Ionen, die aus einem Säure- bzw. Base- Molekül gebildet werden können.

Bsp.: Wertigkeit von H2SO4 beträgt 2, die Wertigkeit von HCl beträgt 1.

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9
Q

pH- Wert Berechnung schwache Säuren

A

pH = 1/2 (pKs - lg[Säure])

Bsp. für schwache Säuren: Kohlensäure (H2CO3), Zitronensäure (C6H8O7), Essigsäure (CH3COOH), Ammonium-Ion (NH4+) und Phosphorsäuren-Anionen (H2PO-, HPO4^2-)

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10
Q

pH- Wert Berechnung starker Basen

A

pH = 14 + lg ([Base] x Wertigkeit)

Bsp. für eine starke Base: Hydroxid- Ion (OH-)

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11
Q

pH- Wert Berechnung von schwachen Basen

A

pH = 14 - 1/2 (pKs - lg[Base])

Bsp. für schwache Basen: Ammoniak (NH3), Amine

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12
Q

Protolyse

A

Chemische Reaktion, bei der ein Proton (H+) von einem Reaktionspartner auf einen zweiten übertragen wird Protonenübertragungsreaktion)

  • Autoprotolyse des Wassers: Ein H2O Molekül überträgt ein Proton auf ein zweites H2O Molekül; H2O + H2O -> H3O+ + OH- (In reinem Wasser ist die Konzentration von H3O+ und OH- Molekülen gleich: 10^-7 mol/L, 1L Wasser enthält ca. 55 mol H2O)
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13
Q

Neutralisation

A

Reaktion gleicher Mengen an Säure (H+ - Äquivalente) und Base (OH- Äquivalente) miteinander, wodurch pH = 7 (neutral) erreicht wird.

Produkte: Wasser + Salz.

Bei der Lösung von Salzen in Wasser, hängt der End-pH-Wert von der Säure- und Basenstärke der Ionen ab.

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14
Q

pH- Wertberechnung verschiedener Salzlösungen

A

Schwache Base + Schwache Säure = annähern neutrale Salzlösung
- Formel: pH = (pKs1 + pKs2) / 2

Schwache Base + Starke Säure = schwach saure Säure

  • Formel: pH = 1/2 (pKs - lg [Säure])
  • Bsp.: Starke Säure HCl + Schwache Base NH3 = NH4Cl

Starke Base + Schwache Säure = schwach basische Salzlösung
- Formel: pH = 14 - 1/2 (pKs - [Base])

Starke Base + Starke Säure = neutrale Salzlösung

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15
Q

Äquivalenzpunkt

A

Punkt bei der Titration (exp. Bestimmung einer unbekannten Säure-/ Basenmenge), bei dem sich identische Mengen einer Säure bzw. einer Base und Titrationsmittel in der Lösungen befinden

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16
Q

Puffer

A

Wässrige Lösung von schwachen (!) korrespondierenden Säure-Basen-Paaren (Bsp.: Essigsäure & Acetat, Ammonium & Ammoniak). Ein Puffer kann geringe Änderungen des pH- Werts abfangen.

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17
Q

pH-Wert Berechnung einer Pufferlösung

A

Henderson-Hasselbach-Gleichung:
pH = pKs + lg ([Base]/[Säure])

pKs: Gleichgewichtskonstante der Säure

18
Q

Pufferkapazität

A

Entspricht der Menge einer Säure bzw. einer Base, die nötig ist, um den pH- Wert von 1L Pufferlösung um +/- 1 zu verändern.

  • steigt mit der Konzentration der Pufferlösung
  • entspricht Steigung der Titrationskurve (große Steigung = geringe Pufferkapazität)
19
Q

pH- Optimum (Puffer)

A

pH- Wert, bei dem die Pufferlösung ihre maximale Pufferkapazität erreicht; liegt vor, wenn gleiche Stoffmengen von Säure und Base im Gemisch vorliegen, in diesem Fall gilt auch pH = pKs

20
Q

pH - Normwerte

A
  • Magensaft: 1,0 - 4,0
  • Urin: 4,5 - 7,9
  • Zytoplasma: 7,0 - 7,3
  • Blutplasma: 7,35 - 7,45

Eriedrigter arterieller Blut- pH- Wert (pH < 7,35) = Azidose, erhöhter (pH > 7,45) = Alkalose

21
Q

Einflüsse, die für eine Zunahme der Säure im Körper sorgen

A

Ernährung:

  • Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Fett- und AS zu CO2 (‚Flüchtige‘ Säure = können direkt abgeatmet werden), tägl. entstehen etwa 16.000 mmol CO2.
  • Abbau schwefelhaltiger AS (z.B. Methionin) aus proteinreicher Kost zu SO4^2- und H+ (‚Fixe‘ Säuren = Säuren, die das System nicht unmittelbar verlassen können, tägl. entstehen davon ca.0,5 mmol/kg KG)

Nahrungskarenz (Lipolyse -> freie FS und Ketonkörper)
Schwere körperliche Arbeit (Anaerobe Glykolyse -> Milchsäure = Laktat)

22
Q

Einflüsse, die für eine Abnahme der Säure im Körper sorgen

A

Abatmung von CO2

23
Q

Einflüsse, die für eine Zunahme der Basen im Körper sorgen

A

Vegetarische Ernährung mit hohem Sojaanteil

24
Q

Einflüsse, die für eine Abnahme der Basen im Körper sorgen

A
  • Neutralisierung saurer Magen- und Darmsekrete: tägl. werden so ca. 0,5 mmol HCO3- pro kg KG ausgeschieden
  • Synthese von Harnstoff: Verbrauch von einem Molekül HCO3- pro Harnstoffmolekül
25
Q

Puffersysteme des Körpers

A

Gleichen akute pH- Wert- Schwankungen des Blutes aus und halten den pH konstant um 7, 4. 99,99% aller plötzlich anfallenden Protonen werden über Puffersysteme abgefangen.

26
Q

Offene Puffersysteme

A

Entfernen einen Reaktionspartner aus dem System (z.B. über Lunge oder Niere), wodurch die Pufferkapazität gesteigert wird.

27
Q

Bicarbonatpuffersystem

A

Offenes Puffersystem. Das wichtigste Puffersystem des Menschen. Wirkt an der Ausscheidung saurer Valenzen über die Lunge durch Abatmen von CO2 mit. Mit 20 - 28 mmol/L entspricht es etwa 50% der Gesamtpufferkapazität des Bluts.

H20 + CO2 -> H2CO3 (= HCO3- + H+)

Überschuss an Säuren: HCO3- nimmt vermehrt Protonen auf und wird als CO2 abgeatmet
Überschuss an Basen: Gelöstes CO2 geht über H2CO3 in seine deprotonierte Form (HCO3-, überschüssiges Proton + OH- = H20) über, dabei wird weniger CO2 abgeatmet
Erhöhter CO2- Partialdruck: Gesamtkonzentration der Pufferbasen bleibt gleich (für jede verbrauchte Base entsteht ein neues HCO3- Molekül)

28
Q

Ammoniumpuffersystem

A

Regulationssystem der renalen Säure-Basen-Ausscheidung, dauerhafte Ausscheidung saurer Stoffe. Beteiligt an der renalen Gluconeigenese, De-novo-Synthese von Bicarbonat und der Regulation des intrazellulären pH- Werts beteiligt.

NH3 + H+ -> NH4

  • ermöglicht H+ Ausscheidung über den Harn in Form von NH4+
  • HCO3- sparende Methode der NH3- Ausscheidung
29
Q

Geschlossene Puffersysteme

A

Konstanter Gehalt der korrespondierenden Säure- Basen- Paar, denn kein Reaktionspartner kann das System verlassen

30
Q

Proteinpuffersysteme

A

Proteine können über ionisierbare Seitengruppen als Puffer fungieren. Größter Anteil d. Blutplasmapufferung: Hb der Erys und Albumin

Reaktion: Protonenaufnahme über reaktive Gruppen der AS

  • basischer Imidazolring von Histidin, pKs von 6,0 nahe dem phys. Bereich, hoher Stellenwert für die Pufferfunktion der Plasmaproteine
  • Amino- und Carboxylgruppen aller AS

Funktion: Regulation des Blut-pH-Werts (50% der Gesamtpufferkapazität des Blutes)

31
Q

Rolle der Lunge

A

Eliminiert die flüchtige Säure CO2 über die Ausatemluft (durchschnittlich etwa 16.000 mmol CO2 pro Tag)

Regulation:

  • CO2 Partialdruck Anstieg im Blut -> Stimulation der Atmung
  • pH-Abfall im Blut -> Stimulation der Atmung
  • Mechanorezeptoren in Skelettmuskulatur/ Gelenken: hohe Aktivität + vermehrter CO2 Anfall -> Stimulation der Atmung

Hyperventilation (= vermehrtes CO2 Abatmen) -> Alkalose
Hypoventilation (= vermehrter CO2 Anfall) -> Azidose

32
Q

Die Rolle der Niere

A

1) Ausscheidung saurer Valenzen

  • Protonensekretion: Über Na+/H+-Antiporter (proximaler Tubulus) und eine H+/K+-ATPase (Schaltzellen im späten Tubulus und Sammelrohr) -> Pufferung im Harn über Bindung von H+ an Ammoniak und Phosphat
  • Regulation: bei Azidose steigt die Ausscheidung von NH4+ und PO4^3- durch vermehrte Ammoniakproduktion und verminderte Phosphatreabsorption

2) Produktion und Reabsorption basischer Valenzen

  • Bicarbonat-De-Novo-Synthese der Niere
  • Bicarbonat- Reabsorption: Regulation bei Azidose durch eine fast 100%ige Resorption (begünstigt durch erhöhten CO2 Partialdruck) und bei Alkalose durch eine sinkende Bicarbonat- Reabsorption und eine Stimulation des Cl-/ HCO3- Austauschers
33
Q

Bicarbonat

A

HCO3-

H20 + CO2 -> H2CO3 -> HCO3- + H+

  • kann vermehrt Protonen aufnehmen (Base) und als CO2 abgeatmet werden
  • bei einem Überschuss an Basen, kann CO2 über Kohlensäure in seine deprotonierte Form, das Bicarbonat, übergehen und kann dadurch weniger abgeatmet werden. Das übrige Proton wird auf ein OH- übertragen -> H2O
34
Q

Charakterisierung von Störungen im Säure Basen Haushalt

A

Art der pH- Abweichung:

  • Azidose: pH < 7,35
  • Alkalose: pH > 7,45

Nach Auslöser:

  • Respiratorisch: ursächlich ist eine Ventilationsstörung (CO2 Partialdruck im arteriellen Blut als Parameter)
  • Metabolisch: ursächlich ist eine Stoffwechselstörung (Parameter: Standard- Bicarbonat und Basenüberschuss)

Nach Verlauf:

  • Akut: pH verändert, pCO2 ODER Standard HCO3- verändert
  • Teilkompensiert: pH verändert, pCO2 UND Standard HCO3- verändert
  • Kompensiert (durch das jeweils noch intakte System): pH NORMAL, pCO2 und Standard HCO3- verändert
35
Q

Respiratorische Azidose

A

1) Akut:
- erniedrigter pH
- erhöhter PaCO2 (Normbereich: 32-45 mmHg)
- normaler Standard- HCO3- (Normbereich: 22-26 mmol/L)
- Normaler/ kein Basenüberschuss (Normbereich: -2 bis +3 mmol/L)
- Ursachen: Hypoventilation (Asthmaanfall, Obstruktion, geschwächte Atemmuskulatur, Lungeemphysem, Lungenödem, Sedative/ Opioide)

2) (Teil-) kompensiert:
- erniedrigter/ normaler pH
- erhöhter paCO2
- erhöhter HCO3-
- Basenüberschuss

36
Q

Metabolische Azidose

A

1) Akut:
- erniedrigter pH
- normaler paCO2
- erniedrigter Standard HCO3-
- negativer Basenüberschuss
- Ursachen: Ketoazidose, Laktatazidose, Fasten, Diarrhö, Hyperkaliämie, Niereninssufiziez, renal tubuläre Azidose

2) (Teil-) kompensiert:
- erniedrigter/ normaler pH
- erniedrigter paCO2
- erniedrigter Standard- HCO3-
- negativer Basenüberschuss

37
Q

Respiratorische Alkalose

A

1) Akut:
- erhöhter pH
- erniedrigter paCO2
- normaler Standard- HCO3-
- normaler/ kein Basenüberschuss
- Ursachen: Hyperventilation, Hypoxämie

2) (Teil-) kompensiert:
- erhöhter/ normaler pH
- erniedrigter paCO2
- erniedrigter Standard- HCO3-
- negativer Basenüberschuss

38
Q

Metabolische Alkalose

A

1) Akut:
- erhöhter pH
- normaler paCO2
- erhöhter Standard- HCO3-
- Basenüberschuss
- Ursachen: Hyperaldosteronismus, Hypokaliämie, Erbrechen, Medikamentös

2) (Teil-) kompensiert:
- erhöhter pH
- erhöhter paCO2
- erhöhter Standard- HCO3-
- Basenüberschuss

39
Q

Hyperaldosteronismus aka Conn- Syndrom

A

Mechanismus:

1) Gesteigerte Aldosteronkonzentration -> Niere: gesteigerte Kaliumausscheidung -> Hypokaliämie
2) Kompensation: Kalium/ H+ Austausch, Kalium ins Blut -> metabolische Alkalose
3) Zusätzlicher Bicarbonatkonzentrationsanstieg (Rückresorption durch stimulierte Schaltzellen Typ A in Nieren Sammelrohren)

40
Q

Kombinierte Azidose

A
  • erniedrigter pH- Wert
  • erhöhter paCO2
  • erniedrigter Standard- HCO3-
  • negativer Basenüberschuss
  • Ursache: Multiorganversagen
41
Q

Anionenlücke

A

Maß für die nicht routinemäßig bestimmbaren Anionen im Blut, insbesondere negativ geladene Proteine und Stoffwechselprodukte -> Ursachenfindung metabolische Azidose

Bestimmung durch Messung dominanter Anionen und Kationen (Na+, HCO3-, Cl-) und Berechnung der Differenz

Azidose bei physiologischer Anionenlücke = Bicarbonatverlust (Kompensation durch Cl- bedingt eine unveränderte Anionenlücke), Ursachen:

  • endogen: Diarrhö
  • exogen: Medikamente

Azidose bei vergrößerter Anionenlücke = Additionsazidose, mögliche Ursachen:

  • endogen: Laktatazidose, Ketoazidose
  • exogen: Vergiftung durch Salicylsäure, Ethanol

Vergrößerte Anionenlücke: „Kußmaul“ = Ketonkörper, Urämie, Salicylsäure, Methanol, Äthylenglycol, Urämie, Laktat

Physiologie (17 decks)

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