Physiologie des Wasserhaushalts Physiologie der Ausscheidung

(1)

Univ.-Prof. Dr. Salah Amasheh

Fachbereich Veterinärmedizin, Institut für Veterinär-Physiologie

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Physiologie des Wasserhaushalts Physiologie der Ausscheidung

Univ.-Prof. Dr. Salah Amasheh - Biologie der Tiere - Wasserhaushalt und Ausscheidung

¾ Physiologie des Wasserhaushalts

• Wasserbilanz

• Verteilung des Körperwassers

• Osmolarität, Osmolalität, Tonizität

• Wassertransport über Epithelien

• Regulation des Wasserhaushalts

¾ Physiologie der Ausscheidung

(2)

Univ.-Prof. Dr. Salah Amasheh - Biologie der Tiere - Wasserhaushalt und Ausscheidung 3

Was passiert bei zu viel....

....oder zu wenig Flüssigkeit?

Abgabe Haut

Atemwege

Urin Kot

Milch etc.

insensibler Wasserverlust

sensibler Wasserverlust (Schwitzen, Hecheln)

+ Wasserbilanz

Aufnahme und Abgabe

Thermoregulation Aufnahme

Trinkwasser Nahrung

Regulation im Rahmen des

Wasserhaushalts

(3)

Wasserbilanz

Der Mensch

Getränke Nahrung Metabolismus

Stuhl Schweiß Atmung und Haut

Urin

Wasserbilanz

Die Kuh – laktierend und nicht laktierend

v. Engelhardt, Breves;

Physiologie der Haustiere

(4)

Glucose + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂ 6 CO ₂ + 6 H ₂ O + 36 ATP

Also:

1 mol Glucose 6 mol Wasser = 6·18 g = 108 g Wasser.

1 g Glucose 108 g/180 g = 0,6 g Wasser ~ 0,6 ml .

Wasserbedarf des Menschen: ca. 35 mg/kg Körpergewicht

Ein Mensch mit 70 kg müßte also täglich 4 kg Glucose verbrennen, um seinen Wasserbedarf zu decken.

Wasserbilanz

Oxidationswasser: Glukose

Tripalmitin + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser

2 C

₅₁

H

₉₈

0

₆

+ 145 0

₂

102 C0

₂

+ 98 H

₂

0 Also:

2 mol Tripalmitin= 2·266 g 98 mol Wasser ~ 1,7 Liter 1 g Tripalmitin 3,315 g = 3,3 ml Wasser

Ein Mensch mit 70 kg müßte also täglich 750 g Fett verbrennen, um seinen Wasserbedarf zu decken.

Wasserbilanz

Oxidationswasser: Fett

(5)

Auch das Kamel kann seinen Wasserbedarf nicht aus dem Fett seines Höckers beziehen.

Es ist in der Lage, starke Hyperthermie zu vertragen und muss daher nicht schwitzen oder hecheln. Ausserdem verträgt es starke Dehydratation.

Wasserbilanz

Kamel

Verteilung des Körperwassers

v. Engelhardt, Breves;

Physiologie der Haustiere

(6)

Minimale und Maximale Urinmenge verschiedener Tierspezies

Urinmenge (ml/kg/d)

0 20 40 60 80 100 120

Maximale Urinosmolalität verschiedener Spezies

Maximale Urinos molalität (mos m /k g)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Minimale und Maximale Urinausscheidung verschiedener Spezies

Wasserbilanz

Wasserabgabe über die Niere

Adaptiert nach:

v. Engelhardt-Breves, Physiologie der Haustiere

Osmolarität, Osmolalität, Tonizität

Definitionen

Osmolarität: Konzentration der osmotisch wirksamen Teilchen in Mol pro Liter Lösung.

Osmolalität: Konzentration der osmotisch wirksamen Teilchen in Mol pro Kilogramm Lösungsmittel.

Tonizität: Relative Beurteilung des osmotischen Druckes einer Lösung auf einer Seite einer Membran im Vergleich zu dem osmotischen

Druck der Lösung auf der anderen Seite.

Osmolarität:

Osmolalität:

Tonizität:

Nur bei den Begriffen Molalität bzw. Osmolalität ist das

zahlenmäßige Mischungsverhältnis zwischen Teilchen der gelösten

Substanz und Teilchen des Lösungsmittels allein aus der Angabe

Mol pro Kilogramm bzw. Osmol pro Kilogramm entnehmbar.

(7)

Hyperton Folge: Wasserausstrom aus der Zelle o Zellschrumpfung

Isoton Folge: kein Nettotransport von Wasser o Zellvolumen bleibt gleich Hypoton Folge: Wassereinstrom in die Zelle o Zellschwellung; evtl. Platzen

der Zelle.

Osmolarität vs. Tonizität

Wenn außer Wasser auch die gelöste Substanz durch die Membran diffundieren kann:

Reflexionskoeffizient < 1

Osmolarität z Tonizität Reflexionskoeffizient:

Wenn gelöste Substanzen vom Durchtritt durch die Membran vollständig ausgeschlossen wird, Wasser aber nicht:

Reflexionskoeffizient = 1

Tonizität = Osmolarität

Substanz gelösten

der hl Teilchenza

Teilchen ltenen

zurückgeha Membran

der von der Zahl

140 mM NaCl

Reflexionskoeffizient ~ 1

Isoosmolar, Isoton

H ₂ O

280 mOsm

(8)

50 mM NaCl

Reflexionskoeffizient ~ 1

Hypoosmolar, Hypoton

H ₂ O 280 mOsm 100 mOsm

500 mM NaCl

Reflexionskoeffizient ~ 1

Hyperosmolar, Hyperton

H ₂ O

280 mOsm

1000 mOsm

(9)

280 mM Harnstoff

Reflexionskoeffizient << 1

Isoosmolar, Hypoton

H ₂ O 280 mOsm 560 mOsm 280 mOsm

280 mOsm

H ₂ O

780 mOsm 500 mM Harnstoff

Reflexionskoeffizient << 1 Hyperosmolar, Hypoton

500 mOsm

(10)

280 mOsm

H ₂ O 580 mOsm

H ₂ O

Reflexionskoeffizient << 1 140 mM NaCl

Reflexionskoeffizient ~ 1 300 mM Harnstoff Hyperosmolar, Isoton

580 mOsm

Protein B Protein A

Basallamina Apikale Plasma-

membran

Laterale Plasma- membran

Basale Plasma- membran

Tight Junction

Basolaterale Plasma- membran luminal

serosal

Molecular Biology of the Cell, 4

^th

edition

Epithelien und Endothelien

mucosal

interstitiell

(11)

www.nastech.com

parazellulärer Weg

Occludin Tricellulin Claudine

Tsukita et al.

1993 2005 1998 Mucus-Schicht

Zelle ohne Bürstensaum Becherzelle

Kapillaren

Basalzelle Tight Junction Zelle mit Bürstensaum

apikal

basolateral

Tight Junction- Proteinkomplex

Tight Junctions

Transzellulärer Transport Parazellulärer

Transport

Transport an Epithelien

Trans-

zytose

(12)

Lecke Epithelien

f Absolute Permeabilität zumeist hoch

f Tight Junction: permeabler als apikale Zellmembran f transportieren viel, aber

nicht gegen nennenswerte Gradienten

f Transzellulärer Transport ist hoch, parazellulärer Transport kann noch viel höher sein

G

_para

/G

_trans

> 1

Lecke Epithelien

Leitfähigkeit G

Dichte Epithelien

f Transportieren wenig, aber können Gradienten aufbauen und erhalten

f Schlussleiste: weniger permeabel als apikale Zellmembran f Transport vorwiegend transzellulär und zu einem kleineren Teil

parazellulär

f Durch Hormone (z.B. Aldosteron, ADH) in einem weiten Bereich geregelt

f Absolute Permeabilität der dichten Epithelien meist gering

G

_para

/G

_trans

< 1

Dichte Epithelien

(13)

Undurchlässige Epithelien

f Sind selten, transportieren extrem wenig, dienen vor allem als Barriere

f Undurchlässige Epithelien sind lediglich die Epidermis und die Harnblase

Zum Glück undurchlässig:

Die Haut G

_para

/G

_trans

< 100

Undurchlässige Epithelien

transzellulär

Wassertransport durch Aquaporine (apikal + basolateral!)

Wassertransport über Epithelien

parazellulär

Wassertransport durch parazelluläre Poren (Claudin-2)

Rosenthal et al. 2010 J Cell Sci 123:1913 Angelow & Yu 2009 J Biol Chem 284:29205

Parazelluläre Poren

Parazellulärer Transport

http://en.wikipedia.org/wiki/Aquaporin

(14)

Regulation des Wasserhaushalts

Osmoregulation und Volumenregulation

Regulation des Wasserhaushalts

Osmoregulation und Volumenregulation

v. Engelhardt, Breves;

Physiologie der Haustiere

(15)

Regulation des Wasserhaushalts

Renin-Angiotensin-Aldosteron-System

v. Engelhardt, Breves;

Physiologie der Haustiere

Physiologie der Ausscheidung

• Bau und Aufgaben der Niere

• Funktion der Nephronsegmente

• Autoregulation der GFR

• Diureseformen

• Clearance

• Konzentrierungsmechanismen

(16)

Gestalt:

• bohnenförmig,

konvexe Seite lateral, konkave Seite medial

• Hilus mit Nierenarterie und -vene

Nieren- rinde

Nieren- mark

Kelch

Nieren- becken A. renalis

V. renalis

Ureter

Klinke, Silbernagl: Lehrbuch der Physiologie

Niere

Lage & Größe:

• paarig unterhalb des Zwerchfells beiderseits der Wirbelsäule

• Größe: ca. 5 x 10 cm,

• Gewicht 120-200 g

• Ausscheidung harnpflichtiger Substanzen

• Konservierung erhaltenswerter Substanzen

• Konstanthaltung/Regulation:

Aufgaben:

• Wasser- und Elektrolythaushalt

• Blutdruck

• Säure-Basen-Haushalt

• Bildung/Inaktivierung von Hormonen: EPO, Vitamin D ₃

Nieren- rinde

Nieren- mark

Kelch

Nieren- becken A. renalis

V. renalis

Ureter

Klinke, Silbernagl: Lehrbuch der Physiologie

Niere

(17)

Nieren- rinde

Nieren- mark

Kelch

Nieren- becken A. renalis

V. renalis

Ureter

Klinke, Silbernagl: Lehrbuch der Physiologie

Von der Niere zum Nephron

Mensch: 2 u 1 Mio. Nephrone Rind: 2 u 8 Mio.

Hund: 2 u 400.000 Katze: 2 u 200.000

2. Tubuläre Resorption von ~99% des Filtrates zur Rückgewinnung von erhaltenswerten

Substanzen & Wasser (auch: Sekretion)

1. Hohe Durchblutung und „vorläufige“ Ausscheidung durch Filtration

3. Regulation: Die Ausscheidung wird hormonell reguliert

4. Die filtrierten und dann nicht resorbierten Stoffe werden ausgeschieden

Strategie der renalen Exkretion

(18)

proximaler Tubulus

Sammelrohr distaler Tubulus

Henle-Schleife

Nephronsegmente

Glomerulus

5 Grundprozesse: einige Zahlen

1. Renaler Blutfluss RBF 1800 l/d

Renaler Plasmafluss RPF 900 l/d

V . _U

5. Ausscheidung 1,8 l/d

2. Glomeruläre Filtrationsrate GFR 180 l/d

3. tubuläre Resorption

im Nettoeffekt 178,2 l/d 4. tubuläre Sekretion

pro Tag

Durchblutung, Filtration, Resorption, Sekretion, Ausscheidung

Anschaulich:

f 20% des RPF wird filtriert

f 1% des Filtrats wird ausgeschieden

(19)

Nephrone und Blutgefäße

Henle-Schleife kommt immer zum eigenen Glomerulus zurück!

Zwei Kapillar- gebiete hintereinander 1

2a

2b

Forschungsmethode der '60er Jahre:

Vor über 40 Jahren an der FU Berlin:

„Öltropfenmethode"

u.a. nach Gertz

Zugabe für

Resorptionsmessung

Zugabe für Sekretionsmessung

Aus: Klinke/Silbernagl

Funktionell intakte Nieren von narkotisierten Ratten

Größe etwa wie Kidney- Bohnen

f Zugabe und Abnahme von

Tubulusflüssigkeit Analyse

(20)

(21)

Glomerulus

Glomerulus- membran

Radius 75 nm

Radius 1-4 nm wird immer enger Podozyt

mit Fußfortsatz Schlitzmembran

Basalmembran Endothel

mit Poren

Ultra-

filtration

(22)

Ladungsabhängigkeit der Ultrafiltration

Endothelporen Radius 75 nm

Fenestrierte Podozyten Radius 1-4 nm

Basalmembran m. neg. Wandladung

Def.: gesund Nephrot. Syndrom

< 150 mg / d > 3.5 g / d

Pathophysiologie:

Renale

Albuminausscheidung

die meisten Proteine !

Nephritis:

Verlust der Filterladungen

Autoregulation

Zwischen 80 und 180 mmHg bleiben RPF und GFR fast konstant

Aus: Schmidt/Thews/Lang

Durchblutung und Filtration werden konstant gehalten.

2 Mechanismen:

1. Bayliss-Effekt

lokale myogene Reaktion

2. Tubulo-glomerulärer Feedback

Adenosin-vermittelt

(23)

RPF und GFR, Autoregulation

Bayliss-Effekt:

n RPFo n Wandspannung im Vas afferens

o n dehnungsaktivierte Ca ²⁺ -Kanäle o n Ca ²⁺ _i o Vasokonstriktion

RPF und GFR, Autoregulation

(24)

Tubulo-glomerulärer Feedback:

p RPFo p Flußrate durch Henle o p [Na ⁺ ] und p [Cl

^–

] an tubulären MD-Zellen o p Adenosinsekretion o p Ca ²⁺ _i in Epitheloidzelleno Vasodilatation (Vas aff.)

RPF und GFR, Autoregulation

2. Tubuläre Resorption von ~99% des Filtrates zur Rückgewinnung von erhaltenswerten

Substanzen & Wasser

1. Hohe Durchblutung und „vorläufige“ Ausscheidung durch Filtration

3. Regulation: Die Ausscheidung wird hormonell reguliert

4. Die filtrierten und dann nicht resorbierten Stoffe werden ausgeschieden

1. Hohe Durchblutung und „vorläufige“ Ausscheidung durc ng durc Filtration

Strategie der renalen Exkretion

(25)

Klinke, Silbernagl:

Lehrbuch der Physiologie

Tubulusepithel

• Kanäle, Carrier

- transzellulär - parazellulär

Na/H-Exchanger H

⁺

: sekundär aktiv

Peptid-Transporter Peptide: tertiär aktiv

- Uniporter - Symporter - Antiporter

- passive - aktive

NHE3

PepT1 PepT2

Tripeptide

Na

⁺

/K

⁺

- ATPase Na

⁺

: primär aktiv

SLC9A3

SLC15A1

SLC15A2

Transportproteine

(26)

• Kanäle, Carrier

- transzellulär

- parazellulär - Uniporter - Symporter - Antiporter

- passive - aktive

Transportproteine

Transport von Zuckern

f als Monosaccharide:

Glucose, Galaktose, Fruktose

f mit zwei Na

⁺

ist ein Transport

gegen steilere Gradienten möglich

f SGLT 1, 2, GLUT 2, 5

(27)

Diureseformen

• Antidiurese: Normaler Ausscheidungsstatus, Schutz gegen Austrocknung

• Wasserdiurese

• omotische Diuresen

• Druckdiurese

Diureseformen im Vergleich

ADH ADH Glukose

>10 mM

Mannit, Süßstoff

Saluretika Blutdruck

"Osmotische Diurese im engeren Sinn"

(die Solute selbst sind Diuretikum)

(28)

Beispiel 1: 1l Tee

• Plasma wird leicht hypoosmolal

• Osmorezeptoren und ADH-Synthese im Hypothalamus

• ADH-Speicherung im Hypophysenhinterlappen

• Durch Erniedrigung der Rate von Nervenimpulsen:

Verminderte ADH-Ausschüttung.

• Bei Fehlen von ADH ist die Wasserpermeabilität der distalen Tubuli und der Sammelrohre stark erniedrigt.

• Obergrenze für eine maximale Wasserdiurese: 15% der GFR.

ADH und Wasserhaushalt

Aus: Deetjen/Speckmann

Wirkort

ADH-Ausschüttung ausgelöst durch

f Anstieg von [osmol] _P Zellschrumpfung 1 Osmorezeptoren im Hypothalamus 2 Osmorezeptoren in der Leber f Volumenmangel

3 Volumenrezeptoren Herzvorhof 4 Barorezeptoren im Karotissinus 1

2 3

4 Diabetes insipidus

f zentral: ADH nicht gebildet

f renal: Aquaporin-2 nicht wirksam

(29)

Signaltransduktion von ADH (=VP) zu AQP2

AQP2 = Aquaporin-2

f apikal f nur im Sammelrohr f als einziger hormonell geregelt

Andere Wasserkanäle in Epithelien:

f apikal: AQP1, seltener AQP7 f basolateral: überall AQP3, AQP4

ADH

Diabetes insipidus renalis

► Ursache:

Gestörter Einbau von AQP-2 in die apikale Membran von Tubuluszellen durch Mutationen im AQP2- und VR-Gen

Auch: durch Schädigung von Nierentubuli durch chron. Nierenerkrankungen oder Medikamente

Wasserverlust, Hypernatriämie, hypertone Dehydratation.

► Therapie: Behandlung der Grunderkrankung, Flüssigkeitszufuhr

Aquaporin

(30)

Diureseformen im Vergleich

ADH ADH Glukose

>10 mM

Mannit Saluretika Blutdruck

"Osmotische Diurese im engeren Sinn"

(die Solute selbst sind Diuretikum)

Natriuretische Peptide (NP) senken Blutdruck und steigern Na

⁺

-Ausscheidung f ANP (atrial natriuretic peptide) aus Herz-VH

f Urodilatin aus Niere

Urodilatin

Bildung: aus ANP (im dist. Tubulusepithel) Abgabe: ins Lumen

Renaler Effekt: hemmt ENaC Na

⁺

-Resorption im Sammelrohr Ein endogenes Diuretikum:

ANP = Atriales natriuretisches Peptid

Bildung: hauptsächlich rechter Herzvorhof

Auslöser: Hypervolämie Dehnung des Vorhofmyokards, und weitere Auslöser

Rezeptor: Natriuretic-Peptide-Rezeptor Typ A (NPR-A) Effekte: f allg. Vasodilatation Blutdruck

f Dilatation Vas afferens RBF GFR

f Na

⁺

-Resorption nicht durch ANP, sondern durch Urodilatin insgesamt: Natriumausscheidung Diurese, Blutdruck

Beispiel 2: Isotone Getränke (~300 mosmol)

(31)

Natrium-Resorption im Sammelrohr

Epithelialer Na ⁺ -Kanal (ENaC)

Variationen „isoosmolarer“ Getränke

1 Liter Suppe erst Stunden später milde Diurese Suppe: Isoosmolar

Sportdrink: Isoosmolar, z.T. mit Zuckeraustauschstoffen Limonade : Isoosmolar, z.T. mit Zuckeraustauschstoffen Cola: Isoosmolar + Koffein

Bier: Isoosmolar + EtOH

(32)

Allgemeine Clearance-Formel

V . _U

[x] _U

· [x] _P

ml / min · mmol / l mmol / l

c _X [ ml / min ] = [ ]

Definitionen der Clearance:

1. „die funktionelle“: Verhältnis der pro Zeiteinheit ausgeschiedenen Substanzmenge zur Plasmakonzentration der betreffenden Substanz

Clearance: Das Klärvermögen der Niere

2. „die akademische“: Menge Plasmaflüssigkeit pro Zeit, die bei einmaliger Nierenpassage vollständig von Substanz X befreit wird

Kreatinin-Clearance als Maß der GFR

V . _U

[ Kr ] _U [ Kr ] _P = ·

GFR ·

Kreatinin: - ist ein harnpflichtiges Stoffwechselendprodukt - wird endogen konstant gebildet

- wird frei filtriert

[ ml / min ] [ mmol / l ] [ ml / min ] [ mmol / l ]

V . _U

[ Kr ] _U

· [ Kr ] _P = C _Kr

GFR =

Kreatinin-Filtration pro Zeit f

Kreatinin-Ausscheidung pro Zeit

konstant

[ Kr ] _P

GFR = y = 1 / x Hyperbel

Da Kreatinin konstant gebildet wird, wird es auch mit konstanter Rate ausgeschieden.

Eine Abschätzung der GFR ist daher allein aus [Krea tinin] _P möglich:

(33)

[Kreatinin] _P als grobes Maß der GFR

Kreatinin-Bildung 1,2 g/d

1,7 g/d 2,3 g/d

individuelle Konstante je nach Muskelmasse

Muskelmasse hängt ab von - Alter ()

- Gewicht ()

- Geschlecht (w:, m:)

Henle-Schleife

proximaler Tubulus distaler Tubulus

Sammelrohr

Henle-Schleife dünner abstei-

gender Teil

dünner aufstei- gender Teil

dicker aufstei- gender Teil

"frühproximal"

"spätproximal"

Macula densa

"spätdistal"

"kortikales Sammelrohr"

"frühdistal"

Konzentrierungsmechanismen

(34)

Aufbau des Gegenstromgradienten

1. Schritt:

Überall gleiche Osmolarität von 300 mosmol/l 2. Schritt:

NaCl-Resorption ins Interstitium. Δ100 mosmol/l 3. Schritt:

Nachströmen von 300 mosmol/l Flüssigkeit 4. Schritt:

NaCl-Resorption ins Interstitium. Δ100 mosmol/l 5. Schritt:

Nachströmen von 300 mosmol/l Flüssigkeit ... ... u.s.w.

Transportcharakteristika der Harnkonzentrierung:

1. Na

⁺

- und Cl

^–

-Resorption in dicken aufsteigenden Teil der Henle-Schleife, 2. Wasserimpermeabilität des aufsteigenden Teils der Henle-Schleife, 3. Harnstoff-Resorption im medullären Sammelrohr,

4. geringe Durchblutung der Vasa recta im Markbereich.

Harnkonzentrierung

2. Wasserimpermeabilität des aufsteigenden Teils der Henle-Schleife, 4. geringe Durchblutung der Vasa recta im Markbereich.

3. Harnstoff-Resorption im medullären Sammelrohr,

(35)

Distaler Tubulus & Sammelrohr

Natrium-Transporter im gesamten Tubulus

Na

⁺

Cl

^–

-Symporter: NCC

basolat. Cl

^–

-Kanal: ClC-Kb

(36)

Liddle-Syndrom

► Ursache: Defektmutation des Natriumkanals ENaC, E- und/oder J-Unit

ist ständig geöffnet und wird verlangsamt abgebaut

Na ⁺ -Resorption K ⁺ -Sekretion

H ⁺ -Sekretion

► ^Folgen: ^[Na ⁺ ^] _P = Hypernatriämie Bluthochdruck

[ Aldosteron] _P

[K ⁺ ] _P = Hypokaliämie

[H ⁺ ] _P = metabol. Alkalose

► Therapie: Diuretikum Amilorid blockiert ENaC

Shimkets RA et al. (1994) Liddle's Syndrome: heritable human hypertension caused by mutations in the

Physiologie des Wasserhaushalts Physiologie der Ausscheidung

Physiologie des Wasserhaushalts Physiologie der Ausscheidung

¾ Physiologie des Wasserhaushalts

• Wasserbilanz

• Verteilung des Körperwassers

• Osmolarität, Osmolalität, Tonizität

• Wassertransport über Epithelien

• Regulation des Wasserhaushalts

¾ Physiologie der Ausscheidung

Was passiert bei zu viel....

....oder zu wenig Flüssigkeit?

Abgabe Haut

Atemwege

Urin Kot

Milch etc.

insensibler Wasserverlust

sensibler Wasserverlust (Schwitzen, Hecheln)

+ Wasserbilanz

Aufnahme und Abgabe

Thermoregulation Aufnahme

Trinkwasser Nahrung

Regulation im Rahmen des

Wasserhaushalts

Wasserbilanz

Der Mensch

Getränke Nahrung Metabolismus

Stuhl Schweiß Atmung und Haut

Urin

Wasserbilanz

Die Kuh – laktierend und nicht laktierend

v. Engelhardt, Breves;

Physiologie der Haustiere

Glucose + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2  6 CO 2 + 6 H 2 O + 36 ATP

Also:

1 mol Glucose  6 mol Wasser = 6·18 g = 108 g Wasser.

1 g Glucose  108 g/180 g = 0,6 g Wasser ~ 0,6 ml .

Wasserbedarf des Menschen: ca. 35 mg/kg Körpergewicht

Ein Mensch mit 70 kg müßte also täglich 4 kg Glucose verbrennen, um seinen Wasserbedarf zu decken.

Wasserbilanz

Oxidationswasser: Glukose

Tripalmitin + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser

2 C

H

0

+ 145 0

 102 C0

+ 98 H

0 Also:

2 mol Tripalmitin= 2·266 g  98 mol Wasser ~ 1,7 Liter 1 g Tripalmitin  3,315 g = 3,3 ml Wasser

Ein Mensch mit 70 kg müßte also täglich 750 g Fett verbrennen, um seinen Wasserbedarf zu decken.

Wasserbilanz

Oxidationswasser: Fett

Auch das Kamel kann seinen Wasserbedarf nicht aus dem Fett seines Höckers beziehen.

Es ist in der Lage, starke Hyperthermie zu vertragen und muss daher nicht schwitzen oder hecheln. Ausserdem verträgt es starke Dehydratation.

Wasserbilanz

Kamel

Verteilung des Körperwassers

v. Engelhardt, Breves;

Physiologie der Haustiere

Minimale und Maximale Urinmenge verschiedener Tierspezies

Urinmenge (ml/kg/d)

0 20 40 60 80 100 120

Maximale Urinosmolalität verschiedener Spezies

Maximale Urinos molalität (mos m /k g)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Minimale und Maximale Urinausscheidung verschiedener Spezies

Wasserbilanz

Wasserabgabe über die Niere

Adaptiert nach:

v. Engelhardt-Breves, Physiologie der Haustiere

Osmolarität, Osmolalität, Tonizität

Definitionen

Osmolarität: Konzentration der osmotisch wirksamen Teilchen in Mol pro Liter Lösung.

Osmolalität: Konzentration der osmotisch wirksamen Teilchen in Mol pro Kilogramm Lösungsmittel.

Tonizität: Relative Beurteilung des osmotischen Druckes einer Lösung auf einer Seite einer Membran im Vergleich zu dem osmotischen

Druck der Lösung auf der anderen Seite.

Osmolarität:

Osmolalität:

Tonizität:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂ 6 CO ₂ + 6 H ₂ O + 36 ATP

1 mol Glucose 6 mol Wasser = 6·18 g = 108 g Wasser.

1 g Glucose 108 g/180 g = 0,6 g Wasser ~ 0,6 ml .

102 C0

2 mol Tripalmitin= 2·266 g 98 mol Wasser ~ 1,7 Liter 1 g Tripalmitin 3,315 g = 3,3 ml Wasser

Reflexionskoeffizient < 1

Osmolarität z Tonizität Reflexionskoeffizient:

Reflexionskoeffizient = 1

Tonizität = Osmolarität

H ₂ O

H ₂ O 280 mOsm 100 mOsm

H ₂ O

H ₂ O 280 mOsm 560 mOsm 280 mOsm

H ₂ O

H ₂ O 580 mOsm

H ₂ O