H13: Zuur-base
Belangrijkste aspecten
De concentratie vrije H+ in het lichaam is redelijk laag, omdat dit een sterk reagerend molecuul is.
Het zou allerlei eiwitten, receptoren etc kunnen laten veranderen van structuur, waardoor er
functieverlies is. Een abnormale concentratie van H+ is daarom ook nefast voor alle orgaansystemen.
Met name het CZS en het circulatoir systeem zijn zeer gevoelig.
De concentratie moet daarom binnen nauwe grenzen gehouden worden. Als er ergens aanmaak van
H+ is, moet er ook meteen een neutralisatie of afvoer zijn van deze H+’en. Deze regeling, noemen we
de zuur-base regeling.
Er zijn drie verschillende defensiemechanismen in het lichaam om dit te doen:
- Eerstelijns: buffers
- Tweedelijns: long
- Derdelijns: nier
Een verandering in concentratie zal altijd eerst geneutraliseerd worden door de buffers, dan de long
etc.
Buffers = eerstelijns
De buffers in het lichaam komen direct in actie als het nodig is. De belangrijkste extracellulaire buffer
is HCO3- .
Als een H+ intracellulair wordt opgenomen, zal er iets anders positiefs de cel moeten verlaten =
natuurlijk kalium.
De long = tweedelijns
Om de long te laten fungeren in de zuur-base regeling is het cruciaal dat deze normaal fungeert en
geen pathologiën vertoont.
Bij bijvoorbeeld een inspanning ga je je spieren gebruiken en zul je H+ gaan produceren. De pH van
het bloed zal dalen en de ademhaling gaat omhoog. Door het verhogen van de ademhaling kan je de
geproduceerde CO2 nu ook gaan verwijderen uit je lichaam en je bloed. Hierdoor zal in de weefsels
meer H+ gaan reageren met HCO3- voor de vorming van H2CO3 CO2 en H2O. Nu zal er dus CO2 via
de long worden afgevoerd. Dit is respiratoire compensatie en dit is een relatief vlug proces. De long
kan niet altijd alles weghalen en daarom hebben we ook nog een derdelijns mechanisme.
De nier = derdelijns
Net als bij de long is een normale nierfunctie noodzakelijk om goed te kunnen bijdragen aan de zuur-
base regeling.
De nieren hebben de meest corrigerende capaciteit, maar werken veel trager. Ze komen pas na uren
op gang. Wat kan de nier doen om H+ tegen te gaan:
- HCO3- uitscheiden bij alkalose (te hoge pH)
- H+ uitscheiden bij een acidose (te lage pH)
- Door HCO3- te produceren bij acidose
De renale excretie van H+ is gekoppeld aan de reabsorptie van natrium!
De pH
In een waterige oplossing zijn het aantal watermoleculen gedissocieerd:
In ‘puur’ water ligt het evenwicht sterk naar links en zijn er bijna geen H+.
Deze H+ concentratie kunnen we uitdrukken in pH = -log [H+]
Als de pH onder de 7 = zuur milieu, boven de 7 = basisch milieu.
, De pH in lichaamsvloeistoffen
De pH in extracellulair vocht van zoogdieren en vogels ligt normaal tussen de 7,36 en 7,44 met een
gemiddelde van 7,40. De concentratie H+ is iets lager in extracellulair vocht dan in water.
- Wanneer de H+-afvoer groter is dan de aanmaak = hoge pH = alkalose
- Wanneer de H+-afvoer kleiner is dan de aanmaak = lage pH = acidose
De maximale pH-waarden in extracellulair vocht die nog leefbaar zijn = tussen de 6,90 en 7,80.
De pH in lichaamssecreties kan variëren over veel bredere grenzen:
- pH in lumen van nefronen = 4,50-8,50
- pH in maagsecreties = tot pH van 1,00
- pH in cytosol is ongeveer 7, maar kan variëren per celtype
De vorming van H+ ionen
Een zuur is een verbinding die H+ ionen kan vrijzetten wanneer hij in water opgelost is. In het lichaam
zijn de H+ ionen afkomstig van:
- Koolzuur (H2CO3) geproduceerd uit CO2
- Anorganische zuren, geproduceerd door het metabolisme van bepaalde nutriënten
H+ vanuit CO2
In het lichaam wordt in cellulaire
metabolismen grote hoeveelheden CO2
geproduceerd. Dit kan samen met
water koolzuur H2CO3 vormen. Dit kan
op RBC in capillairen worden
opgenomen en zo door het lichaam vervoerd worden.
Het enzym dat deze reactie katalyseert heet koolzuuranhydrase. Dit is aanwezig in RBC.
CO2 willen we natuurlijk weg hebben en zal daarom in de long aankomen en hier van koolzuur weer
de omgekeerde reactie gaan doen: water en CO 2 vormen. Dit gebeurt automatisch in de long, omdat
in de alveolen de partiële CO2 druk lager is en de CO2 dus graag wel wil diffunderen.
Algemeen begrip: als ergens in de reactievergelijking een component wegvalt, zal de rest van de
vergelijking hier naartoe willen verlopen. Zo is er bij een overschot van een van de componenten
(bijvoorbeeld CO2) een reactie naar rechts, om zo in een evenwicht te komen. Dit noemen we ookwel
de wet van massa-reactie.
De druk van CO2 is in veneus bloed hoger dan in arterieel bloed. Hierdoor is de concentratie H+ het
hoogst in veneus bloed en dus de pH iets lager.
Zolang er genoeg CO2 wordt verwijderd door de long is er geen kans op een H+ opstapeling. Dit is dan
ook de normale situatie bij een gezond dier. Ook wanneer het metabolisme opgevoerd zal worden, is
er niet direct sprake van een acidose. Wanneer bijvoorbeeld door een ziekte de longventilatie daalt
(de long niet meer goed kan ventileren) zal de partiële CO 2 druk in de long toenemen: verwijderen
CO2 neemt af en dus H+ neemt toe. Dit gebeurt ook wanneer de adem wordt ingehouden of een dier
verstikt.
Wanneer anderzijds de ademhalingsfrequentie verhoogt (hyperventilatie bijvoorbeeld), zonder dat
de CO2 productie toeneemt = dalen van de H+ concentratie = alkalose.
Het is belangrijk om te weten dat CO2 een potentieel zuur is. Het kan met water koolzuur vormen en
zo leiden tot H+ ionen. Zelf heeft het geen H+ dus is het geen zuur, maar leidt er wel tot! Daarom is
het een potentieel zuur.
Belangrijkste aspecten
De concentratie vrije H+ in het lichaam is redelijk laag, omdat dit een sterk reagerend molecuul is.
Het zou allerlei eiwitten, receptoren etc kunnen laten veranderen van structuur, waardoor er
functieverlies is. Een abnormale concentratie van H+ is daarom ook nefast voor alle orgaansystemen.
Met name het CZS en het circulatoir systeem zijn zeer gevoelig.
De concentratie moet daarom binnen nauwe grenzen gehouden worden. Als er ergens aanmaak van
H+ is, moet er ook meteen een neutralisatie of afvoer zijn van deze H+’en. Deze regeling, noemen we
de zuur-base regeling.
Er zijn drie verschillende defensiemechanismen in het lichaam om dit te doen:
- Eerstelijns: buffers
- Tweedelijns: long
- Derdelijns: nier
Een verandering in concentratie zal altijd eerst geneutraliseerd worden door de buffers, dan de long
etc.
Buffers = eerstelijns
De buffers in het lichaam komen direct in actie als het nodig is. De belangrijkste extracellulaire buffer
is HCO3- .
Als een H+ intracellulair wordt opgenomen, zal er iets anders positiefs de cel moeten verlaten =
natuurlijk kalium.
De long = tweedelijns
Om de long te laten fungeren in de zuur-base regeling is het cruciaal dat deze normaal fungeert en
geen pathologiën vertoont.
Bij bijvoorbeeld een inspanning ga je je spieren gebruiken en zul je H+ gaan produceren. De pH van
het bloed zal dalen en de ademhaling gaat omhoog. Door het verhogen van de ademhaling kan je de
geproduceerde CO2 nu ook gaan verwijderen uit je lichaam en je bloed. Hierdoor zal in de weefsels
meer H+ gaan reageren met HCO3- voor de vorming van H2CO3 CO2 en H2O. Nu zal er dus CO2 via
de long worden afgevoerd. Dit is respiratoire compensatie en dit is een relatief vlug proces. De long
kan niet altijd alles weghalen en daarom hebben we ook nog een derdelijns mechanisme.
De nier = derdelijns
Net als bij de long is een normale nierfunctie noodzakelijk om goed te kunnen bijdragen aan de zuur-
base regeling.
De nieren hebben de meest corrigerende capaciteit, maar werken veel trager. Ze komen pas na uren
op gang. Wat kan de nier doen om H+ tegen te gaan:
- HCO3- uitscheiden bij alkalose (te hoge pH)
- H+ uitscheiden bij een acidose (te lage pH)
- Door HCO3- te produceren bij acidose
De renale excretie van H+ is gekoppeld aan de reabsorptie van natrium!
De pH
In een waterige oplossing zijn het aantal watermoleculen gedissocieerd:
In ‘puur’ water ligt het evenwicht sterk naar links en zijn er bijna geen H+.
Deze H+ concentratie kunnen we uitdrukken in pH = -log [H+]
Als de pH onder de 7 = zuur milieu, boven de 7 = basisch milieu.
, De pH in lichaamsvloeistoffen
De pH in extracellulair vocht van zoogdieren en vogels ligt normaal tussen de 7,36 en 7,44 met een
gemiddelde van 7,40. De concentratie H+ is iets lager in extracellulair vocht dan in water.
- Wanneer de H+-afvoer groter is dan de aanmaak = hoge pH = alkalose
- Wanneer de H+-afvoer kleiner is dan de aanmaak = lage pH = acidose
De maximale pH-waarden in extracellulair vocht die nog leefbaar zijn = tussen de 6,90 en 7,80.
De pH in lichaamssecreties kan variëren over veel bredere grenzen:
- pH in lumen van nefronen = 4,50-8,50
- pH in maagsecreties = tot pH van 1,00
- pH in cytosol is ongeveer 7, maar kan variëren per celtype
De vorming van H+ ionen
Een zuur is een verbinding die H+ ionen kan vrijzetten wanneer hij in water opgelost is. In het lichaam
zijn de H+ ionen afkomstig van:
- Koolzuur (H2CO3) geproduceerd uit CO2
- Anorganische zuren, geproduceerd door het metabolisme van bepaalde nutriënten
H+ vanuit CO2
In het lichaam wordt in cellulaire
metabolismen grote hoeveelheden CO2
geproduceerd. Dit kan samen met
water koolzuur H2CO3 vormen. Dit kan
op RBC in capillairen worden
opgenomen en zo door het lichaam vervoerd worden.
Het enzym dat deze reactie katalyseert heet koolzuuranhydrase. Dit is aanwezig in RBC.
CO2 willen we natuurlijk weg hebben en zal daarom in de long aankomen en hier van koolzuur weer
de omgekeerde reactie gaan doen: water en CO 2 vormen. Dit gebeurt automatisch in de long, omdat
in de alveolen de partiële CO2 druk lager is en de CO2 dus graag wel wil diffunderen.
Algemeen begrip: als ergens in de reactievergelijking een component wegvalt, zal de rest van de
vergelijking hier naartoe willen verlopen. Zo is er bij een overschot van een van de componenten
(bijvoorbeeld CO2) een reactie naar rechts, om zo in een evenwicht te komen. Dit noemen we ookwel
de wet van massa-reactie.
De druk van CO2 is in veneus bloed hoger dan in arterieel bloed. Hierdoor is de concentratie H+ het
hoogst in veneus bloed en dus de pH iets lager.
Zolang er genoeg CO2 wordt verwijderd door de long is er geen kans op een H+ opstapeling. Dit is dan
ook de normale situatie bij een gezond dier. Ook wanneer het metabolisme opgevoerd zal worden, is
er niet direct sprake van een acidose. Wanneer bijvoorbeeld door een ziekte de longventilatie daalt
(de long niet meer goed kan ventileren) zal de partiële CO 2 druk in de long toenemen: verwijderen
CO2 neemt af en dus H+ neemt toe. Dit gebeurt ook wanneer de adem wordt ingehouden of een dier
verstikt.
Wanneer anderzijds de ademhalingsfrequentie verhoogt (hyperventilatie bijvoorbeeld), zonder dat
de CO2 productie toeneemt = dalen van de H+ concentratie = alkalose.
Het is belangrijk om te weten dat CO2 een potentieel zuur is. Het kan met water koolzuur vormen en
zo leiden tot H+ ionen. Zelf heeft het geen H+ dus is het geen zuur, maar leidt er wel tot! Daarom is
het een potentieel zuur.
