Osmolarität - Das Dokument ist eine Zusammenfassung zur Vorbereitung auf die Physiologieübung PDF

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Das Dokument ist eine Zusammenfassung zur Vorbereitung auf die Physiologieübung "Osmolarität"...

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Fragen zur Vorbereitung 1. Ist der Aktivitätskoeffizient einer 0,9 molaren NaCl Lösung größer, kleiner oder gleich als der einer 3 molaren Lösung? Warum ist dies so? - größer, weil der AK mit zunehmender Konzentration kleiner wird 2. Was sind die hauptsächlichen organischen Substrate im Plasma? Welche organischen Substrate finden sich im Cytosol? - Glucose (KH) ,Albumin, Fibrogenin, Globulin (Proteine),Triacylglyceride, Phospholipide, Cholesterin (Lipide), Milchsäure (Fettsäuren), Bilirubin (Farbstoffe), Stickstoff, Kreatinin, Harnsäure - alles außer Zellkern und Zellorganellen, Proteine, Nukleotide, Aminosäuren 3.Wie hoch muss die Konzentration der folgenden Substanzen sein, um eine isoosmolare Lösung herzustellen? - Glucose (180g/mol): 180g/1L = 18g/100ml = 18% - Lactose (360g/mol): 360g/1L = 36g/100ml = 36% - KCL (75g/mol): 75g/1L = 7,5g/100ml = 7,5% = 3,75% (zerfallen) - Blutplasma: 280 mosm/L = 0,28 osm/L - 1 osml/L / 0,28 osm/L = 3,75 - Glucose: 18% /3,75 = 5,04% - Lactose: 36% /3,75 = 10,08% - KCL: 3,75%/3,75 = 1% 4. Wie hoch ist die Osmolarität einer 0,3 molaren CaCl2-Lösung unter Berücksichtigung des Aktivitätskoeffizienten (0,6)? - CaCl2 dissoziert in 3 Teile = 3 osmolar - Lösung ist 0,3 molar = 300 mmol/L - 3 * 300mmol/l = 900mmol/L - 0,6 * 900 mmol/L = 540 mosm/L 5. Permeiert Buttersäure besser oder schlechter über die Zellmembran als Natrium? Warum ist dies so? - Natrium ist ein Ion und Ionen diffundieren sehr schlecht - Buttersäure ist lipophil und kann die Doppellipidschicht besser durchdringen 6. Was ist der Unterschied zwischen dem kolloidosmotischem und dem osmotischen Druck? - Kolloidosmotischer Druck wird nur von Makromolekülen ausgeübt 7. Was bedeutet Semipermeabilität einer Membran? - Membran ist halbdurchlässig (Lösungsmittel +, gelöste Teilchen -) 8. Erläutern Sie Ursachen für die semipermeablen Eigenschaften der Zellmembran! - Lipiddoppelschicht mit Phospholipiden, Glykolipiden und Cholesterin - Lipide: hydrophober Schwanz, hydrophiler Kopf - Membran ist beweglich 10. Welche physikalischen Prozesse liegen der Diffusion zu Grunde, was sind die treibenden Kräfte? - Diffusion führt zu Entropieerhöhung - thermische Bewegung: ungerichtet, zufällig

- Brownsche Bewegung (ungeordnete Bewegung von Teilchen in versch. Richtungen) - Triebkraft: Konzentrationsgradient 11. Welche physikalischen Prozesse liegen der Osmose zu Grunde? Was sind die treibenden Kräfte? - Triebkraft: Konzentrationsgradient der Teilchen - Diffusion durch eine semipermeable Membran → nicht alle Teilchen können die Membran durchdringen - thermische Bewegung - Brownsche Bewegung - Entropieerhöhung 12. Vergleichen Sie die Osmolalitäten von Blutplasma, Harn, Liquor und Ingesta im Darmlumen? - Blutplasma: 280-300 msom/kg - Harn: 420-1200 msom/kg - Liquor: 280 msom/kg (bei hoher Osmolalität und geringem Volumen: hypertoner Harn, niedrige Osmolalität und hohes Volumen: hypotoner Harn) - Ingesta: höher als die des Darmlumens, da während der Wasserresorption NaCl gegen Hydrogencarbonat ausgetauscht wird → Hydrogencarbonat wird in H2O und CO2 gespalten → Osmolalität des Darmlumens sinkt 13. Welches sind die wesentlichen osmotisch wirksamen Substanzen im Blutplasma und im Intrazellulärraum? - Na+, K+, Ca2+, HCO3-, H2PO4-/HPO42-, SO42- und Cl- → Blutplasma - Na+, K+, Ca2+, anorganisches Phosphat/ Sulfat, org. Säuren und Cl- → IZR 14. Welche Substanzen sind die hauptsächlichen Träger des kolloidosmotischen Druckes im Plasma? Wo werden diese gebildet? - Plasmaproteine - in lymphatischen Organen (IG) und in der Leber 15. Der Schweiß des Pferdes enthält ca. 3,1 g/l Natrium (MG: 23), 1,6 g/l Kalium (MG: 39,1) und die entsprechenden Anionen (hauptsächlich Chlorid). Ist der Schweiß des Pferdes damit hyper-, iso- oder hypoosmolar im Vergleich zum Plasma? Wie verändert sich beim Pferd die Osmolarität des Plasmas nach einem ausgiebigen Schweißverlust? - Natrium: 3,1g = 134,8 mmol → 134,8 mosm/L 23g/mol - Kalium: 1,6g = 40,9 mmol → 40,9 mosm/L 39,1g/mol - (134,8 * 40,9)*2 = 350 msom/L - Blutplasma: 280 msoml/L → Schweiß ist hyperosmolar gegenüber dem Plasma - Schweißverlust = Wasserverlust → Plasma wird hyperosmolar 16. Wie hoch ist der Anteil der Erythrozyten am gesamten Blut bei Hund und Pferd? - Pferd: 6,0-12,0 * 1012/L - Hund: 5,5-8,5 * 1012/L 17.**Wie hoch ist der Anteil des Blutes am gesamten Körpergewicht? Wie hoch ist der Anteil des Plasmas am gesamten Körpergewicht bei Hund und Pferd?

Wie groß ist die gesamte Plasmamenge bei einem 10 kg schweren Hund? - ca. 8% - ca. 4-5% (beim Pferd etwas höher als beim Hund) - 4% von 10kg = 400g - Volumen = 400g/1055g/L (Dichte) = 0,379L = 379ml 18. Ein 10 kg schwerer Hund verliert beim Hecheln 100 ml Wasser, die (zunächst) alleinig aus dem Plasmawasser stammen. Wie hoch ist die nachfolgende Änderung in der Osmolalität des Plasmas? Benutzen Sie zur Berechnung der veränderten Plasmaosmolalität die festgestellten Kennzahlen. - 379ml-100ml =279ml - 0,279 L * 1055g/L = 0,294kg - normale Osmolalität: 280 mosm/kg → 280 mosm/kg * 0,4kg = 112 msom - bezogen auf 0,294kg: 112 mosm/0,294kg = 380,95 mosm/kg → 29,4% erhöht 19. Tatsächlich fallen beim Hund die durch Hecheln hervorgerufenen Änderungen der Plasmaosmolalität geringer aus als diejenigen, die die berechnet wurden. Warum ist dies so? Welche gegenregulatorischen Mechanismen werden beim Wasserverlust im Rahmen des Hechelns wirksam? - Verlust von hypotoner Flüssigkeit (durch Hecheln) → erhöhte Osmolalität - Erregung von Osmosensoren (Hypothalamus und Leber) → Stimulation der ADH-Produktion (Hormon): erhöhte ADH- Sekretion → Anregung des Durstzentrums - erhöhter ADH-Spiegel im Plasma bewirkt erhöhte Wasserpermeabilität der Niere → Rückresorption → verringerte Wasserausscheidung (Teilchen und Wasser bleiben in Niere - Tier nimmmt Wasser auf, um Durst zu stillen → Osmolalität sinkt - verminderte Wasserabgabe durch Verdunstung von Nasensekret 20. Wie verändert sich beim Menschen die Osmolarität des Plasmas nach ausgiebigem Schweißverlust? - analog zum Hecheln - Schweiß = hypoton, Blutplasma hyperton → Osmolarität steigt 21. Wodurch wird die Viskosität des Blutes hauptsächlich bestimmt? - durch Elektrolytzahl, Deformierbarkeit und Zusammenlagerung der Erys, Konzentration der Plasmaproteine, Temperatur, Fließgeschwindigkeit 22. Wie hoch ist der pH-Wert des Blutes? Wodurch wird dieser hauptsächlich bestimmt? Welche Puffersysteme befinden sich im Blut? - 7,4 +- 0,04 - bestimmt durch Verhältnis von Bicarbonat (HCO3-) und CO2 - Phosphatpuffer, Carbonatpuffer, Proteine 23. Wo werden Erythrozyten gebildet? Wie lange verweilen sie durchschnittlich im Blut? - im Knochenmark - 60-160 Tage 24. Wie und warum verändern sich die Elektrolytkonzentrationen im Zellinneren, wenn die Natrium-/Kalium-ATPase nicht mehr funktioniert? Was hat dies für die Osmolytkonzentration im Zellinneren für Folgen? Was hat dies für die Wasserbewegung über die Zellmembran für Folgen?

- Kaliumkonzentration im Zellinneren sinkt und Natriumkonzentration steigt - dauerhafte Depolarisation der Zelle - Cl- strömt aufgrund positiver Ladung in die Zelle - Osmolarität steigt → hypertone Lösung in der Zelle → Wassereinstrom in die Zelle → Zelle platzt 25. Wie viel kg Wasser sind im Körper einer 60kg schweren Studentin enthalten? Wie viel davon ist extra-, wieviel intrazellulär? Welche Zellen bzw. welches Gewebe enthalten den Hauptteil des intrazellulären Wassers (bei physiologischer Körperkonstitution)? - 27- 45 kg - 60% intrazellulär, 40% extrazellulär - intrazelluläre Zellen/ Gewebe mit höchstem Wassergehalt: Gehirn, Leber, Muskelzellen, Haut 26. Wenn Sie eine 2%-ige NaCl Lösung intravenös injizieren würden, welche Folgen hätte dies für den Elektrolyt- und Wasserbestand in den verschiedenen Körperkompartimenten? - 2%ige NaCl Lösung macht extrazelluläres Wasser zur hypertonischen Lösung → Wasseraustrom aus der Zelle → Zusammenschrumpfen der Erys 27. Welches Hormon ist für die Osmoregulation verantwortlich? Wie erfolgt die Regulierung? Welche Veränderungen erwarten Sie in diesem Hormonsystem bei einem schwitzenden Pferd bzw. bei einem hechelnden Hund? - verantlichlich für Osmoregulation: Anti-Diuretisches Hormon (ADH) in der Niere - weitere Hormone: Adriale Natriuretische Proteine (ANP) → hemmt Na- Rückresorption, Natrium tritt aus, Wasser tritt aus - ADH sorgt für Wasseraufnahme, ANP für Wasserabgabe - Verlust von hypotoner Flüssigkeit → erhöhte Osmolalität → Erregung der Osmosensoren → Stimulierung der Osmosensoren → ADH-Produktion → erhöhte Wasserpermeabilität der distalen Tubili und Sammelröhren der Nierennephrone → erhöhte Rückresorption → verringerte Wasserausscheidung und Wasseraufnahme → Sinken der Osmolalität 28. Was ist der Vorteil von sogenannten Plasmaexpandern gegenüber isoosmolaren Elektrolytlösungen beim Einsatz am Patienten mit Blut-/Plasma-Volumenmangel? - Plasmaexpander = kolloidale Lösung, deren kolloidosmotischer Druck größer ist als der des menschlichen Blutes, per Infusion zur Volumensubstitution nach größerem Blutverlust, Makromoleküle könne Gefäßwand nicht überschreiten und erhöhen dadurch den kolloidosmotischen Druck innerhalb des Gefäßes → sorgen für Verlagerung der Flüssigkeit, da sie Wasser aus dem Extrazellulärraum binden und so das Blutvolumen erhöhen, nach einiger Zeit Abbau der Moleküle durch Enzyme - Elektrolytlösungen verbleiben nur kurzzeitig in den Gefäßen, aufgrund des niedrigen kolloidosmotischen Drucks - Plasmaexpander haben längere Verweildauer → länger anhaltender Effekt → besserer Ausgleich von Volumenverlusten 29. Welche Osmolalität sollte eine Flüssigkeit haben, die zur Rehydratation z.B. nach Schweißverlust (Mensch versus Pferd) bzw. bei Wasserverlust über die Atmung (Hecheln beim Hund) eingesetzt wird? - Mensch: hypoosmolarer Schweiß (Wasserabgabe mit geringem Elektrolytverlust)

→ Lösung muss geringe Osmolarität haben,da Elektrolyte kaum aufgefüllt werden müssen - Pferd: hyperosmolarer Schweiß (Wasserabgabe mit hohem Elektrolytverlust) → Lösung muss hohe Osmolarität haben, da Elektrolyte aufgefüllt werden müssen - Hund: iso-hypoosmolarer „Schweiß“ (Wasserabgabe ohne Elektrolytverlust) → Lösung muss geringe Osmolarität haben, da keine Elektrolyte aufgefüllt werden müssen 30. Wodurch werden die lichtbrechenden Eigenschaften einer Lösung bestimmt? - Messung der Lichtbrechung einer Flüssigkeit mit einem Refraktometer - Lichtbrechung der Flüssigkeit prop. zur Anzahl der in ihr gelösten Teilchen - Lichtbrechung = spezifische Dichte 31. Warum kann eine Refrakterometrie nicht zur Messung des Brechungindex von Blut verwendet werden? - Bestandteile von Blut: Wasser, Bluteiweiße, Elektrolyte, Nicht-Protein-Stickstoffverbindungen, KH, LIpide, Vitamine, Fettsäuren, Erys, Leukozyten, Thrombozyten - Blutzellen streuen Licht - Bdeingung, dass gelöste Teilchen lichtbrechung sind ist nicht erfüllt - Firbin entsteht bei Blutgerinnung aus Fibrinogen = wasserunlöslich - Lösung des Problems durch Herstellung eines Serums: Blut gerinnen lassen und anschließend zentrifugieren - Auftrennung in Blutserum und Blutkuchen - nur in klaren Lösungen möglich- Blut ist eine Suspension 32. Warum werden zur Messung von Brechungsindeices von NaCl- und Saccharoselösungen unterschiedliche Refrakterometer verwendet? - NaCl- Lösung: Messung der Salinität (Dissoziation) - Saccharoselösung: Messung der spezifischen Dichte - unetrschiedliche Brechungsindices führen zu unterschiedlichen Eichungen 33. Ist der Aktivitätskoeffizient der 9%igen NaCl-Lösung größer/kleiner/gleich der 10%igen Saccharoselöung? - je höher die KOnzentration desto kleiner AK - NaCl: verschieden geladene Ionen beeinflussen sich gegenseitig, keine freie Bewegung - je größer die Konzentration, umso größer der Effekt, desto kleiner AK - Saccharose: Wechselwirkungen zwischen gelösten Teilchen, die schwächer als die zwischen Ionen sind - kaum Differrenzen zwischen Aktivität und Konzenntration, AK=1 - AK von NaCl daher kleiner 34. Ist der AK der 9%igen NaCl-Lösung gleich der 0,9%igen Lösung? - 9%ige ist stärker konzentriert - gegenseitige Interaktion der Ionen steigt bei steigender Konzentration- AK sinkt - AK von 9%iger Lösung geringer...