1
Voda, ionty, pufrační systémy 10
Vodní bilance a její regulace, poruchy vodního hospodářství. Ionty v organismu.
Iontogram plazmy. Osmolalita, disociace elektrolytů, pufry. Pufrační systémy
organismu. Úloha plic, ledvin a jater při udržování acidobazické rovnováhy.
Vzájemné vztahy mezi hospodařením vodou, elektrolyty a pH
1. Definujte pojem vnitřní prostředí.
Průměrné rozložení vody v organismu
CELKOVÁ TĚLESNÁ HMOTNOST
celková tělesná voda pevné látky
CTV
extracelulární tekutina intracelulární tekutina
ECT ICT
intravaskulární intersticiální
IVT IST
voda plazmy
2. Doplňte průměrné rozložení vody v organismu dospělého člověka.
3. Které a) faktory; b) hormony ovlivňují objem a rozložení tělesných tekutin?
4. Pro zdravého dospělého 80kg muže odhadněte množství a) plazmy; b) ECT; c) ICT; d) CTV.
Buňka
(ICT)
Zevní prostředí
Transcelulární tekutina
(mozkomíšní mok, kloubní
tekutina, tekutina v trávicím
ústrojí a v močových cestách)
Vnitřní prostředí
(ECT)
VODA IONTY
pH
VODA
pH
IONTY
2
5. Jak se změní bilance tekutin při zvýšené teplotě (zvracení, průjmech, hyperventilaci)?
6. Srovnejte iontové složení plazmy a intracelulární tekutiny.
7. Proč jsou plazmatické proteiny zahrnovány mezi anionty?
8. Uveďte hlavní zdroje příjmu a) Na+
; b) K+
; c) Ca2+
; d) Mg2+
; e) Cl-
.
9. Jaká je v plazmě látková koncentrace a) celkového kalcia; b) celkového hořčíku?
10. Který z iontů krevní plazmy vykazuje na buněčné membráně největší gradient?
11. Který z iontů krevní plazmy je nejvíce hydratován?
12. Jaké je fyziologické rozmezí pro osmolalitu plazmy?
13. Které látky se nejvíce podílejí na osmolalitě plazmy?
14. Odhadněte osmolalitu séra na základě znalostí následujících parametrů: [Na+
] 146 mmol/l,
[urea] 4,0 mmol/l, [Glc] 5,6 mmol/l.
15. Popište funkci a účinek a) adiuretinu (ADH); b) systému renin-angiotenzin-aldosteron;
c) natriuretických peptidů.
16. Jakým mechanismem ovlivňuje metabolismus vápníku a) parathormon; b) kalcitonin; c) kalcitriol?
17. Jaké jsou funkce Ca2+
a Mg2+
v organismu?
18. Proč při poklesu pH krve dochází ke zvýšení ionizovaného kalcia?
19. Jaký je rozdíl v koncentraci Ca2+
v ECT a ICT? Jakými mechanismy je tento rozdíl udržován?
Údaje odvozené z iontogramu plazmy
20. Uveďte, které anionty reprezentují: a) SIDeff ; b) SIDapp ; c) BBs ; d) AG.
21. Jaké změny iontogramu provázejí zvýšení AG?
22. Jak se změní SID při a) zvýšení koncentrace Cl;
b) zvýšené tvorbě ketonových látek; c) akutním
průjmu; d) hypoxii; e) intoxikaci ethylenglykolem; f) déletrvajícím zvracení?
23. Pokles koncentrace albuminu o 4 g/l je obvykle kompenzován zvýšením koncentrace HCO3
-
o
1 mmol/l. Jaký je předpoklad změny koncentrace HCO3
při
poklesu albuminemie ze 40 g/l na 28 g/l?
24. Vyjmenujte hlavní kyselé produkty metabolismu, jejich původ a způsob jejich vylučování.
25. Jaký typ stravy přispívá ke zvýšené produkci OH-
iontů?
26. Za jakých fyziologických podmínek se může zvýšit tvorba CO2? Jakým pochodem se odstraní
CO2 z organismu?
27. Kolik litrů CO2 se průměrně denně vyloučí plícemi z organismu?
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl-
SIDeff
UA-
Na+
K+
Cl-
HCO3
-
AG
Na+
K+
Cl-
BBs
3
Pufrační systémy v organismu
28. Které pufrační systémy se nejvýznačněji podílejí na celkové pufrační kapacitě a) v plné krvi;
b) v plazmě; c) v erytrocytech; d) v IST; e) v cytoplazmě buněk?
29. Napište obecný tvar Hendersonovy-Hasselbalchovy rovnice pro výpočet pH pufru.
30. Na čem závisí kapacita pufru, jak ji ovlivňuje hodnota pKA?
31. Které pufry budou z tohoto hlediska obecně účinné při udržování fyziologického pH?
32. Uveďte hlavní protein a) krve; b) plazmy. Jaké jsou průměrné koncentrace těchto proteinů?
33. Doplňte rovnici charakterizující reakci CO2 s H2O. Vysvětlete tento rovnovážný stav.
CO2 + H2O . . . . . . . . . . . + . . . . . . . .
34. Na základě hodnot pK určete, která forma hydrogenuhličitanového pufru převládá ve vodném
roztoku.
35. Který enzym se podílí na urychlení první rovnovážné reakce? V kterých buňkách se vyskytuje?
36. Vysvětlete, jak se liší vztahy pro výpočet skutečné (KA1) a zdánlivé (KA1') disociační konstanty pro
hydrogenuhličitanový systém:
pKA1 = 3,69 (37 °C) pKA1' = 6,33 (voda, 37 °C)
pKA1' = 6,10 (plazma, 37 °C)
37. Napište Hendersonovu-Hasselbalchovu rovnici pro hydrogenuhličitanový systém v plazmě
tvořený CO2, H2CO3, HCO3
a
H+
.
38. Popište rovnicí reakci hydrogenuhličitanového pufru po přídavku a) H+
; b) OH-
.
39. Jak budou výše uvedené reakce probíhat v a) uzavřeném systému; b) otevřeném systému?
40. Vypočtete, jaké pH bude mít hydrogenuhličitanový pufr po přidání 2 mmol H+
k 1 litru pufru
v otevřeném a uzavřeném systému:
výchozí stav uzavřený systém otevřený systém
[HCO3-] 24 mmol/l . . . . . . . . . .
[CO2 + H2CO3] 1,2 mmol/l . . . . . . . . . .
pH . . . . . . . . . . . . . . .
41. Jaký je poměr [HCO3
]
/ ([CO2] + [H2CO3]) při a) fyziologickém pH; b) pH 7,1; c) pH 7,7?
42. Je hydrogenuhličitanový pufr účinnější vůči alkalizaci nebo acidifikaci?
43. Jaký je poměr mezi hydrogen- a dihydrogenfosfátem (pK2(H2PO4
-
/HPO4
2)
= 6,8) a) v plazmě při
pH 7,4; b) v moči při pH 5,8?
]CO[H
]][HCOH[
32
3
1A
-+
=K
]CO[H][CO
]][HCOH[
'
322
3
1A
+
=
-+
K
hydratace disociace
pKhydratace = 2,64 pKdisociace = 3,69
4
44. Kde v organismu se nejvíce uplatňuje fosfátový pufr?
45. Jak lze vysvětlit pufrační schopnost proteinů?
46. Která z aminokyselin se bude převážně podílet na pufračním účinku proteinů při udržování
fyziologického pH krve?
Hodnoty pKA3 vedlejších řetězců aminokyselin
Aminokyselina Asp Glu His Cys Tyr Lys Arg
pKA3 3,9 4,3 6,0 8,3 9,1 10,5 12,5
47. Ve kterých tělních tekutinách se pufrační účinek proteinů nejvíce uplatňuje?
48. Která z forem hemoglobinu (oxygenovaný, neoxygenovaný) je silnější kyselinou?
49. Co je podstatou pufrační schopnosti hemoglobinu? Zapište rovnicí.
50. Jak ovlivní acidemie afinitu hemoglobinu ke kyslíku?
51. Vysvětlete "ústřední" postavení hydrogenuhličitanového pufru a výhody, které z toho vyplývají
pro další pufrační systémy.
52. Vysvětlete tzv. chloridový posun (Hamburgerův efekt).
53. Vysvětlete, proč se transport CO2 nazývá isohydrický.
54. Popište, jakým způsobem regulují plíce parciální tlak CO2 v krvi.
55. Co napomáhá uvolnění kyslíku z HbO2 ve tkáních?
56. Porovnejte hodnoty pO2, pCO2 ve vdechovaném a vydechovaném vzduchu s hodnotami v krvi.
57. Jak ovlivňuje dýchání změna a) pCO2; b) pH v ECT?
58. Nakreslete schématicky vazbu CO2 na hemoglobin za vzniku karbamátu.
59. Jakým pochodem vzniká v ledvinách a) NH4
+
; b) H+
?
60. Jaká je mezní hodnota pH kyselé moče?
61. Jak se projeví zvýšené vylučování H+
do moče?
62. Jakou roli hraje fosfátový pufr v moči?
63. Resorpce HCO3
je
spojena s resorpcí Na+
. Vysvětlete.
64. Hyperkalemie přispívá k metabolické acidóze, naproti tomu hypokalemie může navodit v
organismu metabolickou alkalózu. Vysvětlete.
65. Který orgán je hlavním místem utilizace glutaminu během metabolické acidózy?
66. Vysvětlete, proč při dlouhodobé acidóze stoupá vylučování NH4
+
. Jaké bude pH moče?
67. Popište, jakým způsobem se zapojují játra do regulace acidobazické rovnováhy.
68. Jak ovlivní acidemie aktivitu karbamoylfosfátsynthetasy (klíčového enzymu ureogeneze)
z pohledu dostupnosti substrátů, tj. NH3 a HCO3
-
?
69. Který z procesů detoxikace NH4
+
v játrech je acidifikující?