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Elektrolyte, Bestand und Hauptaufgabe

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Natrium

Von rund 4.200 mmol Natrium des gesamten Organismus befinden sich 2,5 % innerhalb der Zellen. Rund 30 % des Natriums steht für die Austauschvorgänge nicht zur Verfügung. Sie befinden sich in der Knochensubstanz. Die tägliche Zu- und Ausfuhr beträgt ca. 160 mmol/d mit Schwankungen entsprechend den Eßgewohnheiten. Das überschüssige Natrium wird renal eliminiert. Die Hauptaufgabe des Natriums ist die Erhaltung der Osmolalität der extrazellulären Flüssigkeit, die Beeinflussung der intrazellulären Volumina. Daneben sind Natriumpumpen Antriebsmotor für Membrantransporte, diasErhalten des Membranpotentials und Bestandteil von Puffersystemen.
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Kaliumhomöostase

Der Gesamtkaliumbestand beträgt 3.300 mmol, davon 2,5 % extrazellulär. Die tägliche Zufuhr liegt bei 3-4 g/d, die Ausscheidung erfolgt über die Niere. Hauptaufgaben des Kaliums sind Beteiligungen an energieübertragenden Enzymen, neuromuskuläre Erregbarkeit, Membranpotentialen, Reizleitung, Kohlenhydratstoffwechsel, Proteinsynthese, Nierenfunktion, H-Ionentransport im Magen, H-Ionenkonzentration, katabole Stoffwechselreaktion.

Calcium- und Phosphathomöostase

Die Regelung der Calcium- und Phosphathomöostase wird in Das autonome Nervensystem/Homöostase des Kalzium- und Phosphathaushaltes detailliert dargelegt. Calcium vor allem als Phosphat Baustein der Knochen und Zähne ist in großen Mengen im Körper enthalten (28 mol/70 kg). Lediglich 1 % stehen Austauschvorgängen zur Verfügung. Es befindet sich in der extrazellulären Flüssigkeit zur Hälfte ionisiert, zur Hälfte an organische Säuren und Proteine gebunden. Innerhalb der Zellen befinden sich nur kleinste Ca2+-Mengen (10-7 mol/l), diese haben aber außerordentlich wichtige Funktionen wie Leitfähigkeit, Erregbarkeit, endokrine Stimulation, Muskelkontraktion, Blutgerinnung und andere. Die extra-intrazelluläre Konzentrationsdifferenz wird vermutlich durch eigenständige Pumpen aufrecht erhalten. Plötzlicher Ca2+-Einstrom in die Zelle, z. B. durch hormonale Reize, führt zu Änderungen der Zellfunktionen und ist somit Bestandteil der Regelkreise verschiedener Systeme. Phosphat ist Bestandteil und Teilnehmer wichtiger biochemischer Umsetzungen, z. B. in Gestalt des Adenosintriphosphates (ATP), des cAMP, Kreatinphosphates, der Phospholipide und DNA (vgl. Zellstoffwechsel). Phosphat steht in der Knochensubstanz als Depot zur Verfügung. Überschüsse werden renal eliminiert. Der Phosphortagesbedarf liegt bei 0,8 g.

Magnesium

Der Gesamtbestand beträgt 1000 mmol, davon austauschbar 35 mmol in der extrazellulären, 65 mmol in der intrazellulären Flüssigkeit. Die tägliche Zufuhr liegt bei 20 mmol, die Plasmakonzentration im Mittel bei 0,9 mmol/l. Magnesium ist für zahlreiche Stoffwechselfunktionen und die Motorik erforderlich: Enzymreaktion, Glykolyse, Zitratzyklus, ATP-Synthese, DNA-Synthese, neuromuskuläre Erregbarkeit, Kontraktion der autonomen Muskulatur, myokardiale Kontraktion. Chloride sind Hauptanionen der extrazellulären Flüssigkeit sowie Bestandteile von Puffersystemen. Bicarbonat ist für den Kohlendioxid (CO2)-Transport und Puffersysteme zuständig. Phosphate lagern im Knochen, sind Bestandteile von Proteinen, Phospoproteinen, Nukleinsäuren, Koenzymen. Sie sind in den Energieträgern Adenosintri-, -di-, monophosphat, in Puffersystemen und als Kreatininphosphat im Stoffwechsel von großer Bedeutung. Organische Säuren sind die Milchsäure, Pyruvat, β-Hydroxybuttersäure, Acetoacetat, Zwischenprodukte des Kohlenhydratstoffwechsels (vgl. Zellstoffwechsel). Proteine sind die Strukturen des Lebens der Zellen und der Organismen, Träger des Erbgutes und unzähliger anderer Funktionen (s. Zellstoffwechsel). Im Wasserhaushalt spielt ihr osmotischer Druck, onkotischer Druck genannt, eine Rolle, ebenso als Transportmedien, im Gerinnungssystem und bei der Pufferung (Pufferproteine).

Elektrolyttransfer an den Grenzen der Kompartimente

Der Elektrolyttransfer zwischen der intravasalen und interstitiellen Flüssigkeit erfolgt im Kapillarbereich nach den Starling-Gesetzen und wird im Kapitel Das kardiovaskuläre System.

dargestellt. Der Übergang von der extra- zur intrazellulären Flüssigkeit erfolgt durch Osmose, Diffusion und aktive Pumpen und ist Gegenstand des Kapitels Zellen.