Regulation von Kalium, Säure-Basen-Haushalt und Miktion

Kaliumhaushalt und seine Regulation

Tägliche Kaliumausscheidung

Die tägliche Ausscheidung von Kalium beträgt in der Regel 50 bis 100 mmol pro Tag.

Homöostase der Kaliumionen

Die Homöostase der Kaliumionen umfasst:

• 1. Innere Balance: Intra- und Extrazellulär

  • Insulin fördert die Aufnahme von Kalium (K+) in das Zellinnere. Ein Mangel dieses Hormons führt zu Hyperkaliämie.
  • Bei Azidose (erhöhte extrazelluläre Wasserstoffionenkonzentration) tritt Hyperkaliämie auf.
  • Adrenalin und Noradrenalin beeinflussen die extrazelluläre und intrazelluläre Verteilung. Sie mobilisieren K+ durch die Aktivierung adrenerger Rezeptoren in der Zelle und Beta-Rezeptoren außerhalb.
  • Zelllyse, intensive körperliche Betätigung und erhöhte extrazelluläre Osmolarität verursachen eine Verschiebung von K+ nach extrazellulär.

• 2. Äußere Bilanz: Aufnahme und Ausscheidung

  Faktoren, welche die Ausscheidung von Kalium beeinflussen:

  • Extrazelluläres Kalium
  • Aufnahme und tubuläre Natriumbelastung
  • Aktivität von Aldosteron, Angiotensin II, Angiotensin III und ACTH

Faktoren der Kaliumausscheidung

Regulation des Körperwasservolumens

• 1. Diurese und Drucknatriurese

  Erhöhter Blutdruck.

• 2. Neuronale und hormonelle Reflexe

  • Barorezeptor-Reflexe
  • Volumen-Reflexe
  • Hormonelle Reflexe: Das natriuretische Peptid (ANP) hemmt die Sekretion von Aldosteron und Renin.

3. Aldosteron und Renin-Angiotensin-System

Das Renin-Angiotensin-System (RAS) und seine strukturellen Komponenten sind:

• Die Macula densa
• Die modifizierten glatten Muskelzellen der afferenten Arteriolen.

Funktion des Renin-Angiotensin-Systems

• Renin wird freigesetzt, wenn der Blutfluss zur Macula densa abnimmt oder die Natriummenge reduziert ist.
• Die Zellen der Macula densa senden Signale an die afferente Arteriole in einer parakrinen Kommunikation, was zur Freisetzung von Renin führt. Es treten folgende Ereignisse ein:
  1. Renin spaltet das Plasmaprotein Angiotensinogen in Angiotensin I, ein Dekapeptid.
  2. Angiotensin I wird durch das Angiotensin-konvertierende Enzym (ACE) zu Angiotensin II umgewandelt, einem Peptid aus 8 Aminosäuren.
  3. Angiotensin II stimuliert die Sekretion von Aldosteron in der Nebennierenrinde.

Miktion und ihre nervöse Kontrolle

Physiologie der Urinausscheidung

Die Urinausscheidung wird durch verschiedene Nervensysteme kontrolliert:

• Die parasympathische Innervation: Kontrolle der Blase über die Beckennerven.
• Die sympathische Innervation: Über die Nervi hypogastrici.
• Die somatische Innervation: Sorgt für die willkürliche Kontrolle beim Wasserlassen, über den Nervus pudendus.

Nervöse Kontrolle der Miktion

Die vollständige Kontrolle der Miktion erfolgt im Rückenmark.

• Zentrale Erleichterung: Präfrontaler Kortex.
• Erleichterung und Hemmung im Hirnstamm.

Miktionsstörungen und ihre Klassifikation

Miktionsstörungen können verschiedene Ursachen haben:

• Zerebrale Störungen: Miktionsstörungen zerebralen Ursprungs werden als neurogene Blase bezeichnet, die mit Inkontinenz oder Retention einhergehen kann.
• Spinale Erkrankungen
• Periphere Läsionen

Klassifikation von Miktionsstörungen

• Atonische Blase: Mangelnde Reflexaktivität aufgrund von Verletzungen des Rückenmarks oder des zentralen Nervensystems, führt zu Überlaufinkontinenz.
• Neurogene Blase: Verlust der zentralen Hemmung, führt zu häufigem und unkontrolliertem Wasserlassen.
• Automatische Blase: Bei Läsionen oberhalb des sakralen Segments besteht ein typischer Miktionsreflex.

Säure-Basen-Gleichgewicht im Körper

Grundlagen des Säure-Basen-Status

Der Säure-Basen-Zustand hängt hauptsächlich von der Wasserstoffionenkonzentration ab.

Faktoren des Säure-Basen-Haushalts

Henderson-Hasselbalch-Gleichung

pH = pK + log [A^-] / [HA]

Im menschlichen Organismus ist das Bikarbonat/Kohlensäure-Paar wichtiger als andere Puffersysteme.

Die Goldene Regel des Säure-Basen-Gleichgewichts

Für jede 10 mmHg PCO₂-Variation ändert sich der pH-Wert um etwa 0,08.

Mechanismen der Säure-Basen-Regulation

Puffersysteme im Körper

• 1. Bikarbonat-Kohlensäure-Puffer (HCO₃^-/CO₂)

  Dieses System dient als erste Verteidigungslinie, wenn der Körper H⁺ verliert oder gewinnt.

  Funktionelle Eigenschaften des Bikarbonatpuffers

  1. Die Konzentration von HCO₃^- ist hoch (ca. 24 mmol/L).
  2. Der pK-Wert von 6,1 liegt sehr nahe am pH-Wert des Extrazellulärraums (ECF).
  3. CO₂ ist flüchtig und kann über die Lungen abgeatmet werden.

• 2. Protein-Puffersystem

  Intrazelluläre Proteine dienen als Puffer aufgrund ihres reichen Gehalts an -COOH/COO^-- oder -NH₃⁺/NH₂-Gruppen.

• 3. Phosphat-Puffersystem

  Es ist eine Kombination aus Dihydrogenphosphat (H₂PO₄^-) und Monohydrogenphosphat (HPO₄^2-).

Das Isohydrische Prinzip

Dieser Grundsatz bedeutet, dass jede Situation, die eine Verschiebung im Gleichgewicht eines Puffersystems bewirkt, auch das Gleichgewicht aller anderen Systeme verändert. Dies liegt daran, dass die Systeme miteinander verbunden sind und Wasserstoffionen von einem zum anderen umgeleitet werden.

Respiratorische und renale Mechanismen

• Respiratorischer Mechanismus: Die Elimination von CO₂ durch alveoläre Ventilation.

• Renale Regulationsmechanismen

  • Primär aktive Sekretion von H⁺
  • Bikarbonat-Resorption
  • Bikarbonat-Generierung
  • Ammonium-Sekretion
  • Tubulärer Phosphat-Puffer

Säure-Basen-Veränderungen und Störungen

Definitionen: Azidose, Alkalose, Azidämie

• Azidose: Erhöhte Wasserstoffionenkonzentration oder verringerter pH-Wert.
• Alkalose: Verringerte Wasserstoffionenkonzentration oder erhöhter pH-Wert.
• Azidämie oder Alkalämie: Bezieht sich auf die Erhöhung oder Senkung des pH-Wertes im Blut.

Klassifikation der Säure-Basen-Störungen

Es gibt vier Hauptstörungen des Säure-Basen-Haushalts:

• Metabolische Azidose
• Respiratorische Azidose
• Metabolische Alkalose
• Respiratorische Alkalose

Nierenfunktionstests und Blutparameter

Wichtige Nierenfunktionstests im Urin

• Volumen: 1000 bis 1500 ml täglich. Ein Volumen von weniger als 400 ml wird als Oligurie bezeichnet.
• Dichte: Tagsüber von 1.010 bis 1.030, Grenzwerte von 1.000 bis 1.045.
• Osmolarität: Normalerweise 700 mOsm/L, maximal 1200 mOsm/L.
• Glukose: Sollte nicht gefunden werden, außer bei Hyperglykämie.
• Proteine: Sollte nicht größer als 150 mg in 24 Stunden sein (ca. 2 mg pro kg pro 24 Stunden).
• pH-Wert: Zwischen 5,5 und 6,5. Die Nieren können den Urin bis zu einem pH-Wert von 4,5 ansäuern und bis zu einem pH-Wert von 8,5 alkalisieren.
• Titrierbare Säure: Die Menge an alkalischer Substanz, die zur Neutralisierung benötigt wird.
• Ausscheidung von Natrium und Kalium: Bei Erwachsenen beträgt die Natriumausscheidung 100 bis 200 mmol pro Tag und die Kaliumausscheidung 50 bis 100 mmol pro Tag.
• Ketonkörper: Sollten nicht vorhanden sein.

Bestimmungen im Blut

• Kreatinin-Dosierung: Normalwert bis zu 1,4 mg/100 ml.
• Harnstoff-Dosierung: Normalwert bis zu 50 mg/100 ml.