V. Extracellulaire pH

IV. mictie
Figuur 12:
Vullingsreflex en mictiereflex

vullingsreflex:
Als de blaas zich vult. In de blaas zitten rekreceptoren en deze detecteren de
vulling. Daarna gaat een signaal naar het vullingscentrum in het ruggenmerg.
Dit zorgt voor orthosymatische signalen waardoor de nervus studentus
(ofzoiets) gestimuleert wordt. De blaas spier relaxeert (de rode structuur).
De uitgang (in het blauw) contraheert.
Orthosympatische signalen zorgen voor de contractie van de interne sfincter
in de urethra. De contractie van de externe sfincter is door de pudendus
geregeld. Het orthosympatische stelsel zorgt voor de vrijzetting van
noradrenaline. Er wordt een verschillend gedrag uitgelokt, maar ze worden
beide gestimuleert door noradrenaline: één keer relaxeren en één keer
contraheren. De rede hiervoor is dat er verschillende receptoren zijn : bij
interne sfincter alpha 1 receptor en bij de blaas... receptor.
Vullingsreflex is een spinale reflex.

mictiereflex:
Drie structuren in de hersenen die gebruikt worden:
- Prefrontale contrex: ligt vooraan in de hersenen.
- Periaquaductaal grijs: Dit is grijze stof rond het aquaduct(een kanaal),
ligt in de middenhersenen
- Pons: het is een deel van de hersenstam
Een volle blaas wordt gedetecteert door rekreceptoren. Dit wordt
doorgegeven via zenzuwen naar het periaquaductaal grijs. Dit gaat naar de
cortex en deze beslist of we gaan urineren of niet. Als we gaan urineren
wordt een signaal gestuurd naar de pons en daar zit een mictiecentrum. Dit
betekend dat de mictie geen spinale reflex is. De pons gaat het mictiecentrum
ten eerste de vullingsreflex onderdrukken (orthosympatisch geinhibeert).
Ten tweede de parasympatische reflexen worden gestimuleert. De rode
blaasspier trekt samen en de blauwe uitgang relaxeert. De parasympaticus
relaxeert en contraheert tegelijk. Nu worden er andere transmitters
vrijgestelt dan hierboven. De rode blaas spier zet Acetylcholine vrij waardoor
die contraheert. In de blauwe (sfincter) is het NO , en dit leidt tot relaxatie.
Wanneer de mictiereflex begint, dus wanneer we beginnen urineren, dan
passeert er vocht in de urethra en dat wordt gedetecteerd. Dit geeft een
positieve feedback op de mictie , dus versterkt de mictiereflex.
V. Extracellulaire pH
A. aanvoer van zuren en basen
B. extretie van zuren en basen
C. zuur-base soortnisse
Nieren stabiliseren het extracellulaire vocht
pH = -log(vrije protone concentratie) = de negatieve logaritme van de vrije
protonen-concentratie (belangrijk getal , onthouden !!). In het arteriele bloed pH
= 7.4 (onthouden) --> dit wordt heel constant gehouden in het menselijke
lichaam. Wanneer de pH zou veranderen dan gaan er minder of meer protonen
binden aan proteïnen. Dit zou zorgen voor een verandering van de vorm van de
eiwiten, en als de vorm verandert dan verandert ook de functie.
Figuur 1 :
Wat regelt de concentratie aan vrije protonen?
De balans tussen de aanvoer en de afvoer van zuren en basen. De plaatsen waar
regeling gebeurt: waar de afvoer van de urine gebeurt en de afvoer van adem.
Dus de regeling gebeurt via de urine en de ademhaling.
A. aanvoer van zuren en basen
ZUREN
definitie : een protondonor, stoffen die protonen vrijzetten in water
Indeling van de zuren:
- Vluchtige zuren:
dit is er maar eentje, CO2. Dit beat geen proton. wrm is het dan een
zuur ? CO2 + H20 --> H + HCO3 , dus het zet protonen vrij in water,
maar de proton komt eig van water. Vluchtig omdat het uitgeademt
wordt
- Niet-vluctige zuren:
HCl , H2SO4, H3PO4, melkzuur, beta-ketonzuren, nog vele anderen.
HA --> H+ + A- . dus protonendonoren
Figuur2:
Bronnen: Van waar komen de zuren in het menselijke lichaam?
- De darm: er komt een proton in het lichaam bij deze reactie (figuur 2)
-
Afbraak van :
1. AZ : Leiden allemaal tot CO2 vorming bij afbraak. Bepaalde AZ
leiden tot niet vluchtige zuren naast CO2, nl H2SO4, HCl, H3PO4
2. Glucose: Glucose wordt volledig afgebroken en dan ontstaat er CO2.
Onvolledige afbraak dan ontstaat melkzuur.
3. Vetzuren: wanneer ze volledig worden afgebroken ontstaat CO2.
Wanneer ze onvolledig worden afgebroken dan ontstaan βKetonzuren.
-
In het voedsel kunnen zuren zitten. Vb: fosfaten.
BASEN
definitie : een base is een protonacceptor, dus een molecule dat een proton bindt.
indeling:
alle basen zijn niet-vluchtig.
Bicarbonaat is een base : HCO3 + H --> H2O + CO2
H+ + B- --> H-B
Figuur 3:
bronnen:
- De maag :
HCO3 in het lichaam
- Afbraak van groenten en fruit levert basen:
Meer specifiek de AZ in groenten en fruit, als deze worden afgebroken
ontstaat er CO2, maar ook bicarbonaat HCO3. Maar ook de zouten van
zwakken zuren uit fruit en groenten vb: kaliumsitraat. Als deze
worden afgebroken dan ontstaat er bicarbonaat.
- Voedsel (medicamenten inbegrepen):
Mensen die een maagzweer hebben, krijgen antacida (medicament).
Dit zijn stoffen die het zuur neutraliseren. Dit is bicarbonaat.
B. Excretie van zuren en basen
Excretie van CO2:
figuur 4
CO2 komt in de rode bloedcel en reageert daar met water. RBC bevatten veel
Koolzuuranhydrase, waardoor H+ en HCO3- ontstaan. Dit proton wordt gebuffert
door hemoglobine (HB). Dit gebeurt in de spier. Dat bloed met de RBC komt van
de spier in de longen. Zodra het bloed in de longen komt, wordt de reactie heel
snel omgedraait naar rechts. Het CO2 komt vrij in de longen en wordt
onmiddelijk uitgeademt. onze longen doen dit heel efficient. Dit betekent dat de
CO2-concentratie in ons lichaam heel constant blijft. De concentratie is evenredig
met de partiële druk van CO2. Dus de partiele druk van CO2 wordt ook constant
gehouden. Dit kan in het arteriele bloed gecontroleert worden. Pa, CO2= 40 mmHg
(getal onthouden is belangrijk)
Excretie van niet-vluchtige zuren:
Figuur 5:
HCl, als dit in het lichaam komt splits het in een proton en chloor. Het proton
wordt gebuffert door drie buffers: een proteïnebuffer, fosfaatbuffer en
bicarbonaat. Alle buffers staan met elkaar in evenwicht. Dat betekend dat als het
evenwicht van 1 buffer verandert het evenwicht van de andere buffers ook
veranderen. Dit betekend dat we maar naar 1 buffer moeten kijken en dat is de
bicarbonaat-buffer. Wat is het resultaat? Door de bufferreactie zal de pH daling
door het zuur beperkt wordt, maar daar wordt een grote prijs voor betaald:
bicarbonaat daalt in concentratie. CO2 stijgt niet, want het wordt meteen
uitgeademt, de CO2 concentratie blijft constant. samenvatting : de pH is constant
, de CO2-cocentratie is constant, de bicarbonaatconcentratie daalt
De nieren gaan de reacties naar van de buffers naar links verschuiven , dit vereist
veel tijd (24uur, in tegenstelling tot ademen dat direct gebeurt). De naar
linksverschuiving betekend dat bicarbonaat weer gaat stijgen in de nieren. Hier
komt een proton bij vrij. Het proton wordt uitgescheiden via de urine.
De rol van de nieren: bicarbonaat aanmaken en dat komt terecht in het lichaam
en protonen aanmaken die in de urine komen.
figuur 6:
Er zijn 2 manieren om bicarbonaat aan te maken :
Eerste figuur: komt voor in de proximale tubulus, in de opstijgende tak van de
lus van Henle en in de α-intercalated cells.
De tweede figuur: komt enkel voor in de proximale tubulus
1e manier:
De protonen die in de urine komen moeten gebuffert worden door gefilterde
basen (GB-). Een voorbeeld is fosfaat. dit zorgt dat de proton met de gefilterde
base reageert tot H-GB.
2e manier:
Dit kan enkel in de proximale tubulus gebeuren. Het gaat hier om glutamine (niet
glutaminezuur!! op het examen). Er ontstaan bicarbonaat , een proton en
ammoniak. Het proton en de ammoniak reageren meteen tot ammonium NH4+.
Er is een carrier voor ammonium te transporteren, de natrium-protonantiporter, de proton kan vervangen worden door amonium.
Bij aanzuring van het lichaam dan gaat de uitscheiding gestimuleert worden, veel
bicarbonaat moet worden aangemaakt en de protonen in de urine moet stijgen.
Dat systeem wordt gestimeleert door aanzuring van het lichaam.
De stimulatie door aanzuring van een cel gebeurt op 3 manieren:
1) Er komen meer carriers: exocytose van bestaande carriers en aanmaak
van nieuwe carries :de Na+-H+-symporter, de Cl—HCO3—antiporter, de
Na+-H+-antiporter, de protonenpomp van de α-IC.
2) Een dubbele manier: de enzymes die amonium aanmaken worden
gestimuleert en er wordt meer glutamine aangemaakt (in de lever).
3) De fosfaat in de urine Pi. De reabsorptie van Pi wordt vermindert, dus er
zit meer Pi in de urine. Dus er gaan meer protonen kunnen binden aan Pi ,
dus meer protonen kunnen uitgescheiden worden.
Excretie van bicarbonaat
in normale omstandigheden zit er in de urine geen HCO3- (in een westers dieet
met veel vlees). Wat gebeurt er als we veel basen eten? Dan komt er binnen de
24 uur bicarbonaat in de urine.
2 verklaring:
- De reabsorptie van bicarbonaat vermindert
- De secretie van bicarbonaat stijgt
Welke cel secreteert bicarbonaat?
De β-intercalated cells secreteren bicarbonaat. Cl-HCO3--antiporter secreteert
bicarbonaat in de urine. Als het lichaam alkalisch wordt, dan stijgt de secretie
van bicarbonaat.
Hoe kan men de secretie verhogen?
1) Meer carriers die verschijnen: exocytose van carriers gevold door
aanmaak van nieuwe carriers:
--> de chloorbicarbonaat-antiporter en protonenpompen
2) Het aantal van de β-IC doen toenemen: dit komt door het differentiëren
van α-IC tot β-IC .
C. zuur-base-stoornissen
H+ + HCO3- ⇆ CO2 + H2
[𝐻𝐶𝑂 − ]
pH = 6.1 + log 0.03 𝑥 𝑃3
𝐶𝑂2
Er bestaat een verband tss de CO2 spanning en de concentratie bicarbonaat en ...
We moeten in het lichaam enkel naar deze buffer kijken. De gatallen van de
formulle moeten niet gekent zijn, maar de vorm wel . Dit is de hendersonhasselbalch-vergelijking.
Te zure ph = acidose Te alkalisch = alkalose
Wanneer is de pH abnormaal :
- Als de teller abnormaal is = een metabole stoornis.
- Als de CO2 spanning abnormaal is = een respiratoire stoornis .
Metabole
acidose
pH ↓
HCO3- ↓
Metabole
alkalose
Respiratoire
acidose
Respiratoire
alkalose
pH↑
HCO3- ↑
pH ↓
CO2 ↑
pH ↑
CO2 ↓
Verlies van HCO3- via de stoelgang ,
neemt toe
- Het verbruik van HCO3- tijdens de
buffering stijgt
- De aanmaak van HCO3- daalt
Vb: braken van maagvocht
-
Vb: bij longziekten
Vb: op grote hoogte,
als je zwanger bent
Diarree zorgt voor verlies van bicarbonaat. Bicarbonaat wordt gebuikt tijdens
buffering. Dus bij te veel zuren, wordt er te veel bicarbonaat verbruikt . Dit is bij
hyp-oxy (zuurstoftekort) zo, hierbij wordt glucose afgebroken tot melkzuur. Het
kan ook voorvallen bij suikerziekte. Dan is er te weinig insuline, en insuline is
nodig voor het volledig afbreken van vetzuren, dus er ontstaan β-ketonzuren
omdat vetzuren niet volledig kunnen worden afgebroken.
Er wordt te weinig bicarbonaat aangemaakt: de nieren maken bicarbonaat aan.
Bij personen met nierziekten, wordt er te weinig bicarbonaat aangemaakt.
Braken van maagvocht: H + HCO3 --> H2O + CO2
Het evenwicht van deze reactie gaat naar links, waardoor bicarbonaat stijgt.
vb : bij longziekten gaat CO2 niet meer zo goed uitgeademt kunnen worden
vb: grote hoogte , minder zuurstof , meer moeten ademen. Alle zwangere
vrouwen ademen te veel.
(veel op examen respiratoire acidose en alkalose niet omdraaien)
VI. Extracellulaire osmolaliteit
A. dorst
B. excretie van H20
inleiding: begrippen uit de scheikunde
Wat zijn de eenheden van hoeveelheid? mol voor hoeveelheid moleculen uit te
drukken , voor de hoeveel deeltjes Osm
Voor eenheid van volume : liter of dm3
De eenheid van massa: kg
Het begrip concentratie:
Figuur 9:
De definitie van extracellulaire osmaliliteit: de hoeveelheid extracellulaire
deeltjes gedeelt door de massa van het extracellulair water. De normale waarde
van het bloed (?)= 287 mOsm/kg (heel belangrijk getal). Dit getal wordt heel
constant gehouden. De rede waarom het zo constant gehouden blijft: het bepaald
het celvolume.
Figuur 10:
Binnen en buiten is de concenatie deeltjes hetzelfde. Nu voegen we buiten een
deeltje toe. Dus de extracellulaire osmolaliteit stijgt. Er treedt hierdoor osmose
op. Water gaat naar buiten waardoor de cellen krimpen. Dus de extracellulaire
osmolaliteit regelt het celvolume.
De extracellulaire osmolaliteit wordt bepaald door de massa extracelulair water.
De massa is evenredig met het volume, dus het is het volume extracellulair water
bepaald de extracellulaire osmolaliteit.
Extracellulaire deeltjes / volume extracellulair water = 287 mOsm/kg
De persoon wordt ziek en de osmolaliteit wordt = 290 --> --> Het lichaam brengt
de waarde terug naar 287.
290 kan kleiner gemaakt (een breuk kleiner maken) worden door de teller
kleiner te maken, maar dit gaat het lichaam niet doen. Een andere manier kan
door de noemer groter te maken, dus het volume extracellulair water te doen
stijgen. Dus het water aanpassen.
Figuur 11:
vb van H2O aanmaak : glucose verbruik leidt tot CO2 en H2O ?????
BEGRIP : PERSPIRATIO INSENSIBILIS
Het waterverlies via de ademhaling en de niet-zwetende huid.
Aanvoer en afvoer gebeurt via de groene woorden. We beseffen niet dat we een
halve liter water verliezen via de ademhaling en ook niet een halve liter via de
niet-zwetende huid. We zijn ons van beide manieren niet bewust.
Het volume water in het licaam wordt bepaald door de balans tussen aanvoer en
afvoer van water. Deze balans moet geregeld worden.
Enkel de drank-inname en de uitvoer via urine worden geregeld.