Säure-Basen-Haushalt

Unsere Körperflüssigkeiten und hier vor allem unser Blut ist ständig schwankenden Konzentrationen von Säuren und Basen ausgesetzt. Säuren besitzen grundsätzlich die Eigenschaft Protonen (H⁺) abzugeben, Basen können Protonen aufnehmen. Der Protonengehalt und somit die Stärke der Säure, wird über den pH-Wert angegeben. Der pH-Wert unseres Blutes liegt bei 7,35-7,45. Schon kleine Schwankungen können große Auswirkungen auf unseren Körper haben.

Viele Prozesse unseres Organismus benötigen eine gewisse pH-Konstanz. Schwankungen des pH-Wertes führen unter anderem zum Funktionsverlust von Proteinen. Um diesen entgegenzuwirken besitzt unser Körper mehrere Puffersysteme die im Zusammenspiel mit Lunge und Niere versuchen diese Schwankungen zu kompensieren. Eine Übersäuerung des Blutes (pH-Wert unter 7,35) nennt man Azidose, bei einem pH-Wert über 7,45 spricht man von einer Alkalose.

Puffersysteme

Der Mensch besitzt mehrere Puffersysteme, die akute pH-Wert-Schwankungen des Bluts ausgleichen und seinen pH-Wert konstant um 7,4 halten. 99,99% aller plötzlich anfallenden Protonen werden über die Puffersysteme abgefangen.

Man kann hier offene und geschlossene Puffersysteme unterscheiden, je nachdem ob ein Reaktionspartner über Lunge oder Niere aus dem System entfernt werden kann. Das bedeutendste Puffersystem ist das Bicarbonatpuffersystem. Es stellt ca. 50% der Pufferkapazität des Blutes. Die zwei antagonistisch Wirkenden Moleküle dieses Systems sind Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Bicarbonat (HCO₃^–). Kohlenstoffdioxid wirkt als Säure und kann bei einer Azidose schnell über die Lunge abgeatmet werden. Dadurch wird der pH-Wert des Blutes, durch Entfernung von CO₂ aus dem System angehoben. Man spricht hier von einer respiratorisch kompensierten Azidose. Auch Bicarbonat kann je nach Bedarf vermehrt ausgeschieden oder rückresorbiert werden, jedoch dauert dieser Prozess meist länger. Zusammengefasst: Steigt die Konzentration des als (schwache) Säure wirkenden CO₂, sinkt der pH-Wert. Steigt die Konzentration der korrespondierenden Base HCO₃^–, steigt der pH-Wert.

Laktat

Laktat ist ein Stoffwechselprodukt der anaeroben Glykolyse und wirkt in unserem System als Säure (gibt H⁺-Ionen ab) vor. Ein sprunghafter Laktatanstieg, der nicht mehr in der Zelle kompensiert werden kann, führt zu einer Übersäuerung des Blutes. Dies ist zum Beispiel bei akuten Gewebeunterversorgungen wie bei einem Myokardinfarkt (Herzinfarkt) der Fall. Aufgrund des akuten Sauerstoffmangels im Gewebe müssen die Zellen auf anaerobe Energiebereitstellung umstellen und Laktat fällt an. Kann dieses nicht mehr intrazellulär gepuffert werden (Umwandlung in Pyruvat), wird es ins Blut abgegeben und führt dort zu einer (metabolischen) Azidose.

Laktat hat jedoch auch viele positive Einflüsse auf unseren Organismus und kann vor allem in der Trainingswissenschaft sinnvoll zur Trainingssteuerung genutzt werden.

Quellen

Behrends et al.: Duale Reihe Physiologie. 1. Auflage Thieme 2009, ISBN: 978-3-131-38411-9.

Horn et al.: Biochemie des Menschen. 6. Auflage Thieme 2015, ISBN: 978-3-131-68096-9.

Schmidt et al. (Hrsg.): Physiologie des Menschen: mit Pathophysiologie. 31. Auflage Springer 2010, ISBN: 978-3-642-01651-6.

Abbildungen

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