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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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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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Verteilung von Kalium zwischen intrazellulären und extrazellulären

Flüßigkeiten

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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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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