Gå tilbake

 

Syre- og basebalasne

 

Nyren er svært sentral i å fjerne syrer fra kroppen og må daglig fjerne ca. 70 mmol av såkalte ”nonvolatile acids” (i form av H+) som oppstår etter metabolismen (nonvolatile=ikke ødeleggbar). Dette er svovelsyrer, fosforsyrer og organsyrer som lungen ikke tåler. Metabolismen lager også ”nonvolatile bases” som ender opp som HCO3-.

 

Dersom nyren ikke klarer å fjerne syrer (ved å fjerne H+) kan vi utvikle metabols acidose. En sykdom relatert til dette er renal tubular acidose (RTA), som er en acidose som utvikler seg sekundært til dysfunksjon av renal tubulus. I tillegg vil en defekt nyre senke nyremasse og GFR; dette skjer ved end-stage renal disease (ESRD) som også gir metabolsk acidose. Dette kommer av at nephroner ødelegges og vi får en opphopning av syrer.

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-11 kl. 13.41.09.png

Plasmakons. av H+ (40 nanoEq/L) blir hele tiden endret som følge av flere prosesser)

 

1. opptak og metabolisme av fordøyd mat (chymas) og drikke

2. Sekresjon i GI-tractus:

  - ventrikkelsekret

  - pancreas sekret

3. "De novo" (fra scratch, sette sammen simple molekyler til større; ikke resirkulering) produksjon av syrer og baser fra metabolisme av lagret fett og glykogen

4. Endringer i CO2 produksjon/respirasjon.

 

Som i nyren: det som kommer inn, kommer ut

 

RNAE=NEAP

Renal net acid excretion=net endogenous acid production

 

U(X)=konsentrasjon i urin

 

RNAE=U(NH4+) x V(prikk) + U(TA) xV(prikk) -U(HCO3-) x V(prikk)

TA=titrerbar syre (viktig for fosfatbuffer)

 

pH=6,1 + log((HCO3-)/0,03 x pCO2)

 

Nytt regnestykke

Plasmakons. Na+ er ca. 142 mEq/L (millieqivalenter)

 

Plasmakons. H+ er ca. 0,00004 mEq/L (pH=7,4 (40 nanoEq/L) -> presis regulering av pH

 

Kroppen kan klare 10 160 nEq/L (overlever) (pH mellom 6,8 og 8)

 

pH=-log(H+)

 

pH= -log(40x10^9) = 7,4

 

 

Kroppens væskefaser – volumfordeling og omsetning

 

1. ECV har et høyt nivå av Na+ (ca. 140 mM) og ICV har høyt K+-som opprettholdes ved Na-K-ATPase.

2.  Alle væskerom er i osmotisk likevekt. Vann vandrer fritt og det er ingen nettosaltutveksling mellom ECV og ICV. Osmolaritet i ECV=osmolaritet i ICV= 287 mmol/L.

 

Anion Gap

 

Differansen mellom Na+ (viktigste kation) og Cl- + HCO3- (viktigste anioner i serum).

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-05 kl. 14.46.58.png

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-05 kl. 11.37.55.png

Metabolsk acidose oppstår dersom man har en forhøyet anion gap (>18mEq/L). Da har vi et særlig tap i HCO3-. <8mEq/L kan tyde på metabolsk alkalose.

 

 

Forstyrrelser

 

-    Vann-underskudd (hydropeni, dehydrering)

o   Sviktende inntak (tørke, bevisstløshet)

o   Diaré

o   Ekstra tap (svette, diabetes mellitus, diabetes insipidus). Sistnevnte er sjelden og kommer av ADH mangel

o    

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-03 kl. 20.59.48.png

-    Vann-overskudd (overhydrering)

o   Infusjon

o   Inntak

-    Natrium-underskudd

o   Retensjon av Na+ er sviktende. Dette kommer som oftest av aldosteronmangel, ettersom denne sørger Na-retensjon. Kan derfor komme av skade på binyrecortex.

o   Økt ekstrarenale tap (svette)

-    Natrium-overskudd (redusert renal utskillelse)

o   Økt distal reabsorpsjon. Den store retensjonen øker ECV og kan gi betydelig ødem. Diuretika brukes til å behandle.

o   Redusert glomerolustrykk

§  Kretsløpinsuffisiens

§  Kronisk hejrtesvikt

 

"Components of Daily Obligatory Water Loss
Insensible loss: 800 mL [breath: 300-400 mL; transdermal evap 400 mL]
Minimal sweat loss: 100 mL
Faecal loss: 200 mL
Minimal urine volume to excrete solute load: 500 mL
Total: 1,600 mL"

---> minus metabolic water production of ca 400 mL/day, so NET obligatory water loss ~ 1200-1400 mL/day??

 

Tilførsel av væske

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-05 kl. 15.14.11.png

Isoton væske: Gir vi en isoton væske til ECV, vil ingen osmose (bevegelse av vann) skje, fordi det ikke er noen forskjell i osmolaritet mellom de to.

 

Hyperton væske (NaCl): Gir vi en hyperton væske til ECV, vil vi ha en osmose ut av cellen (ut fra ICV) slik at cellevolum (ICV-volum) faller. ECV-volum øker.

 

Hypoton væske (NaCl): Gir vi en hypoton væske til ECV, vil vi ha en osmose inn til cellen og ICV-volum øker. ECV-volum faller.

 

Reduseres ECV vil også plasma og blodvolum falle. Økes ECV vil også plasma og blodvolum øke.

 

Kompensatoriske mekanismer av syre-base forstyrrelser

 

1. Linje: Buffersystemene (sekunder)

 

 bruker Henderson-Hasselbalch likningen. Karbonanhydrase.

. pH i plasma er 7,4 (7,37-7,43). Vi har også buffere med:

-    uorganisk fosfat: H2PO4- <--> HPO4-

-    plasmaprotein: HPr <--> H+ + Pr

-    hemoglobin: HHb <--> H+ + Hb

-    Ben: mineralfosfat/karbonat

 

Bikarbonat er den viktigste bufferen pga. mengde.

 

Buffer-base: sum av anion med buffer-effekt (viktigst bikarbonat og protein). Er uavhengig av pCO2.

 

Base excess (BE): normalt 0, avgjør om forstyrrelsen er respiratorisk eller metabolsk.

 

Plasma HCO3- er normalt 24 mEq/l.

 

Respiratorisk (minutter)

 

Økt ventilasjon (hyperventilasjon) -> økt utskillelse av H+

Redusert ventilasjon (hypoventilasjon) -> redusert utskillelse av H+

 

 

Fjerne H+/HCO3- overskudd. Begge blir utskilt i tubulus.

-    Syreoverskudd i kosten, derfor fjerne H+ og regenerere HCO3- brukt i bufring.

 

Hvorfor regulere syre-base balansen?

 

- Proteiner inneholder titrerbare grupper som reversibelt binder H+

 

- Områder på membranproteinet og enzymer protonerer og deprotonerer som respons på endringer i extracellulær pH.

 

- Endring i lokal ladningstetthet i de aktuelle domener

 

- Elektrostatiske forhold avgjør 3D-strukturen/3D-konformasjonen. Vi har endringer i protein-konfirmasjon.

 

- Endringer i proteinets funksjonelle egenskaper

 

Renal kompensasjon (timer/dager)

 

For å holde på syre-base balansen må nyren gjør to ting: 1. Reabsorbere alt filtrert HCO3- 2. Sekretere den daglige produksjonen av ”nonvolatile acids” til nyren.

 

Nonvolatile syerer er syrer som ikke kan fjernes av lungene. Dette inkluderer derfor ikke H2CO3. Svovelsyrer, fosforsyrer og organsyrer er nonvolatile syrer.

 

Acidose -> økt H+ utskillelse

Kronisk acidose -> økt NH4+ utskillelse

 

Alkalose -> økt HCO3-

 

Urin passerer tubulisyretap via tre mekanismer

 

-    Filtrert HCO3-reabsorbert. HCO3- reagerer med sekrertert H+ i tubulus (H2CO3) som så omdannes til CO2 og vann. CO2 drar over tubulusmembranen der den reagerer med vann og blir til H2CO3 igjen (CA). På nytt omdannes den til H+ og HCO3-. HCO3- går over til interstitium. H+ reagerer med nytt HCO3-. Dette er en strengt tatt ikke en reabsorpsjon fordi det er ikke samme HCO3- som reabsorberes.

-    Dannet titrerbar syre. Tilnærmet like mengder H+ og HCO3- blir sekretert per dag (litt mer H+) og disse titrerer hverandre i tubulus.

-    Ammoniakk tilsatt urinen (se nede)

Alle tre prosesser involverer H+-sekresjon

 

Faktorer som påvirker renal H+ ekskresjon

 

-    pH (opp/ned)

-    arteriell pCO2

-    karbonsyreanhydrase-aktivitet

-    Na+/H+-exchanger aktivitet

-    Plasma K+ (H+ byttes med K+). Kaliummangel kan gi alkalose der kroppen sparer på K+ fra tubulus i bytte mot H+.

-    Aldosteron (siden aldosteron øker reaopptak av salter, vann. Dette vil også stimulere K+ og H+ sekresjon.

 

Ammoniagenese og NH4+-ekskresjon

 

For hver H+ skilles ut i lumen, vil en filtrert HCO3- reabsorberes tilbake til blodet. Men ved acidose (overfladisk H+) vil enkelte buffersystemer aktiveres slik at ikke bare filtrert HCO3- reabsorberes, men også nydannelse av HCO3-. Sistnevnte gjør opp for tapet av baser under acidosen.

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-15 kl. 16.20.18.png

Det viktigste buffersystemet er ammonium buffersystemet. Glutamin (fra enten lumen eller interstitium) vil i prox. tubulus celler, TAL-celler og distale tubulus celler brytes ned til 2 NH4+ og 2 HCO3-. HCO3- går tilbake til blodet via symport med Na+. NH4+ går til lumen via antiport med Na+.

 

I samlerørene vil H+ utskilles til lumen og deretter danne NH4+ ved å reagere med NH3. NH3 er i stor grad permeabel i samlerørene for å kunne gå inn og ut av lumen; NH4+ er derimot i mye mindre grad permeabel. Derfor er H+ fanget i lumen i samlerørene og blir derfor skilt ut med urinen. For hvert NH4+ skilt ut, blir et nytt HCO3- dannet til blodet. Nyren kvitter seg altså med ammoniak ved at NH3 diffunderer over membranen og NH4+ ut i urinen.

 

3 mekanismer frakter H+ fra tubulus cellene til lumen:

 

Na-H exchanger (NHE): Står for den største delen av H+-sekresjon. Finnes i prox. tubulus, tykke ascenderende del av Henles sløyfe og distal convoluted tubulus.

 

Elektrogene H+ pumper: ATPase styrt. Finnes i corticale samlerør og indre/ytre medullare samlerør.

 

H-K Exchange pump: Finnes i initial samlerør, corticale samlerør og ytre medullare samlerør.

 

Kliniske målinger og analyser av syre-base forstyrrelser

 

For å diagnostisere en syre-base forstyrrelse kan man ta en arteriell blodprøve og undersøke pH, HCO3- kons, og PCO2.

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-15 kl. 15.34.28.png

 

Legg merke til at anion gap skal normalt være mellom 8-18 mEq/L. Normal HCO3- nivå er 25 mEq/L

 

Respiratorisk acidose: hypoventilasjon (akkumulering ac CO2). Metabolsk/renal kompensasjon, mer H+ utskillelse og NH4+ ekskresjon for nydannelse av HCO3-.

 

Respiratorisk alkalose: hyperventilasjon. Metabolsk/renal kompensasjon, mindre H+ sekresjon/ekskresjon og mindre HCO3- reabsorpsjon. Mindre skilt ut NH4+ for å hindre nydannelse av baser.

 

Metabolsk acidose: diabetes (ketonlegmer, diabetisk ketoacidose), laktat, syreinntak. Respiratorisk kompensasjon (hyperventilering). Metabolsk også ved mer utskilt H+, titrerbar syre og NH3/NH4+ utskilt (nydannelse av baser).

 

Metabolsk alkalose: oppkast økt renalt tap pga. hyperaldosteronisme. Respiratorisk kompensasjon (redusert ventilasjon) og metabolsk (økt renal utskillelse av H+). Mindre NH4+ utskillelse.

Gå tilbake