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1
Regulation des Kalium-Calcium- und Phosphathaushalts
Lernziele: 80, 81Lernziele: 80, 81
Dr. Attila Nagy
2019
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Normalwerte
• K+-Aufnahme/Ausscheidung: 50-100 mmol/Tag
• Ca2+-Aufnahme/Absorption: 1000/200 mg/Tag; auch 25/5 mmol/Tag;
• Ca2+-Ausscheidung: 2,5-7,5 mmol/Tag
• Vitamin-D - empfohlene Tagesdosis (RDA): 600 IU/Tag • Vitamin-D - empfohlene Tagesdosis (RDA): 600 IU/Tag
• Kaliumkonzentration des Blutplasmas: 3,4-5,2 mmol/l
• Intrazelluläre Kaliumkonzentration: 155 mmol/l
• Ionisierte Kalciumkonzentration des Blutplasmas: 1,5 mmol/l
• Intrazelluläre Kalciumkonzentration: 10-5-10-4 mmol/l
• Anorganische Phosphatkonzentration des Blutplasmas: 0.9-1.5 mmol/Liter
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3
Kaliumhaushalt (Lernziel 80)
1. K+-Aufnahme und Ausscheidung,
2. Verteilung von Kalium zwischen intrazellulären
und extrazellulären Flüßigkeitenund extrazellulären Flüßigkeiten
AUFNAHME AUSSCHEIDUNG
Trinken, Essen 50-100 mmol/Tag Schweiss, Stuhl 5-10 mmol/Tag
Urine (kontrolliert!) 45-90 mmol/Tag
Summe: 50-100 mmol/Tag Summe: 50-100 mmol/Tag
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4
Verteilung von Kalium zwischen intrazellulären und extrazellulären
Flüßigkeiten
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5
K+-Reabsorption
Proximaler Tubulus (1. und 2. Segmente)
Dicker Teil der Henle-Schleife
Distales Nepron (Schaltzellen Typ-A)
K+-SekretionK+-Sekretion
Proximaler Tubulus (3. Segment)
Dünner absteigender Teil der Henle-Schleife
Distales Nephron (Hauptzellen, Aldosteron)
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7
secretion
K+-Transport im Nephron
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K+-Transport in der Henle-Schleife
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K+-Transport in der distalen Tubuluszelle
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Hauptzelle (Aldosteron
Wirkung)
K+-Transport im Sammelrohr
Schaltzelle Typ A
Schaltzelle Typ B
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Ruhepotential der Myokardzelle bei Hypo-, Normo- und Hyperkaliämie
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Hormonelle Regulation der extracellulären K+-
Konzentration
- Aldosteron
- Insulin: - fördert die Na+-K+ Pumpe
- Fördert den Na+-H+ Antiporter in der Leber, im Muskel und im - Fördert den Na+-H+ Antiporter in der Leber, im Muskel und im Fettgewebe
- Katecholamine: - fördern die Na+-K+ Pumpe
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Isohydrie und K+-Homöostase sind verbunden:
Hyperkaliämische Azidose
Hypokaliämische AlkaloseHypokaliämische Alkalose
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Regulation des Kalciumhaushalts (Lernziel: 81)
40 - 50% der Ca2+ -Menge des Blutplasmas (2,2 - 2,6 mmol/L)
ist eiweissgebunden.
Dieser Teil kann nicht filtriert werden.
Die nichteiwessgebundenen, freien Ca2+ -Ionen können frei
filtriert werden.
97-99% der filetrierten Ca2+ -Menge wird resorbiert.
Ausscheidung: 2,5 - 7,5 mmol Ca2+/Tag
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Renale Behandlung von Kalcium
1. 55-70% der filtrierten Ca2+-Menge wird im proximalen
Tubulus resorbiert
2. 20-35% der filtrierten Ca2+-Menge wird in der
Henle-Schleife resorbiert
3. 5-10% der filtrierten Ca2+-Menge wird im distalen
Nephron resorbiert.
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Autoregulation der Ca2+-Konzentration
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Ca2+ - und Mg2+-Transport im distalen Nephron
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Hormonelle Regulation des Kalcium- und
Phosphatehaushaltes
Kalciotrope Hormone:
- Parathormon - Nebenschilddrüsen
- Calcitonin - Schilddrüse
- Vitamin-D Hormon (Kalcitriol)- Vitamin-D Hormon (Kalcitriol)
Glucocorticoide: - Knochenresorption
Östrogene: Hemmung der Knochenresorption
Wachstumshormon und Wachstumsfaktore fördern die Knochenbildung
Insulin
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Parathormon (PTH)
- 84 Aminosäuren
- Pre-Prohormon (115 Aminosäuren)
- Direkte Wirkung in der Niere und in den Knochen
- Indirekte Wirkung (durch Kalcitriol) im Dünndarm- Indirekte Wirkung (durch Kalcitriol) im Dünndarm
- PTH fördert sowohl Adenylatcyclase als auch Phospholypase-C
Aktivität (cAMP und IP3 Botenstoffe werden produziert)
- PTH fördert die Ca2+-Resorption im dicken Teil der Henle-Schleife
und im distalen Nephron
- PTH fördert die Phosphatausscheidung (hemmt die Resorption im
proximalen Tubulus)
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Parathormon
- Ca2+-Konzentration des Plasmas stiegt und Phosphatkonzentration
sinkt
- Ca2+-Mobilisation aus den Knochen
- Osteocyten mit PTH Rezeptoren - Primäre Ca2+-Welle- Osteocyten mit PTH Rezeptoren - Primäre Ca -Welle
- Aktivierte Osteocyten aktivieren Osteoclaste - Sekundäre Ca2+-Welle
- Fördert die Aktivität von 1-Hydroxylase in der Niere (Calcitriol-
Produktion)
- PTH-Produktion ist durch die Ca2+-Koncentration des Plasmas
kontrolliert
- Calcitriol hemmt die PTH-Produktion
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Hypoparathyreose
- Nebenschilddrüsen sind entfernt
- Erhöhte Erregbarkeit der Zelmmembranen
- Spontane Muskelkontraktionen
- Trousseau-Signal
- Chvostek-Signal
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Hyperparathyreose
- Erhöhte PTH-Production
- Abbau der Knochen
- Nierenstein
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Calcitriol (Vitamin-D-Hormon)
- Erhöhte Ca2+- und Phosphatresorption im Dünndarm
- Erhöhte Ca2+ - und Phosphatresorption in der Niere
- Erhöhte Ca2+- und Phosphatkonzentration des Plasmas
- Fördert die Kalciumfreisetsung von den Knochen- Fördert die Kalciumfreisetsung von den Knochen
- Hemmt die PTH-Produktion
- Calcitriol-Produktion ist durch PTH, Hypokalzämie und Hypophosphatämie gefördert
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Calcitriol (Vitamin-D-Hormon)
- Vitamin-D Mangel oder Calcitriolmangel verursachen Rachitis in Kindern
- Vitamin-D Mangel oder Calcitriolmangel verursachen Osteomalazie in Erwachsenen
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Produktion von Vitamin-D-
Hormon
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Produktion von Calcitriol
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Calcitriol (1,25-dihydroxycholecalciferol) 24,25-dihydroxycholecalciferol(Inaktive form)
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Calcitonin
- Oligopeptidhormon (32 Aminosäuren)
- C-Zellen der Schilddrüse setsen Calcitonin frei
- Haupwirkung in den Knochen (cAMP)
- Hemmt die Abbildung und die Demineralisierung der Knochen- Hemmt die Abbildung und die Demineralisierung der Knochen
- Hemmt die Ca2+-und Phosphatresorption in der Niere
- Fördert die Ca2+- und Phosphatausscheidung
- Plasma Ca2+-Koncentration kontrolliert die Produktion von Calcitonin
- Keine pathologischen Wirkungen von Calcitoninüberproduktion und Calcitoninmangel
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Regulation der Kalziumkonzentration des Plasmas
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Regulation des Phosphathaushaltes
Im Vergleich mit Ca2+ nur die Minderheit von Plasmaphosphat ist eiweissgebunden
(10 -12 %).
Zwei-drittel von Phosphat ist in Phospholipide eingebaut.
Eiweissgebundenes und in phospholipideingebautes Phosphat
kann mit Trichloressigsäure aus dem Plasma extrahiert werden.kann mit Trichloressigsäure aus dem Plasma extrahiert werden.
Die Restmenge (ein drittel der Gesamtmenge) ist das anorganische
Phosphat. Das kann gemessen werden und das ist im klinischen Praktikum das
Plasmaphosphatkonzentration (0,9-1,6 mmol/L).
Anorganisches Phosphat kann frei filtriert werden.
Die filtrierte Menge von Phosphat ist etwa 235 mmol/day.
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Phosphatresorption
1. 85-95% der filtrierten Menge im proximalen Tubulus.
2. Na+-gekoppelte Resorption.
3. Kann mit Tm characterisiert werden.
4. PTH (und Calcitonin) kontrollieren die Phosphatausscheidung .
5. PTH (und Calcitonin) hemmen die Phosphatresorption im proximalen Tubulus