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Der Bikarbonatpuffer

2/3 der Pufferkapazität

Ein Puffersystem besteht aus einer Säure, die H+ -Ionen freisetzen kann und einer Base, die H+ -Ionen aufnehmen kann. Auf diese Weise werden Ungleichgewichte im Säuren-Basen-Haushalt ausgeglichen. Das wichtigste Puffersystem des Organismus ist das Kohlensäure-Bikarbonat-Puffersystem oder einfach der Bikarbonatpuffer. Er macht zwei Drittel der gesamten Pufferkapazität des Blutes aus. Wegen seiner Wichtigkeit wird der Bikarbonatpuffer näher beschrieben.

 

Kohlensäure / Bikarbonat

Das Kohlensäure-Bikarbonat-Puffersystem besteht aus Kohlensäure (H²CO³) als Säure und  Bikarbonat (HCO³) als dazugehöriger Base. Die chemischen Gleichungen verdeutlichen, dass Kohlensäure ein Wasserstoffion H+ -Ionen mehr hat, als Bikarbonat. Es kann H+ -Ionen freisetzen, während Bikarbonat H+ - Ionen aufnehmen kann. Die chemische Gleichung sieht so aus:

 

Kohlensäure-Bikarbonat-Puffer

 

Kohlensäure besteht aus Wasser und Kohlendioxid

Das Besondere an Kohlensäure als Bestandteil des Puffersystems ist, dass die Kohlensäure sich auch in Wasser (H²O) und Kohlendioxid (CO²) aufspalten kann. Kohlendioxid ist ein Atemgas. Dieser Vorgang vollzieht sich fortlaufend in der Lunge.

 

Kohlensäure dissoziiert zu Wasser und Kohlendioxid

 

Kohlensäure - Bikarbonat - PuffersystemDas Wasser ist Hauptbestandteil des Körpers und wird verwertet. Überschüssiges Kohlendioxid wird über die Lunge abgeatmet. Wird die Atmung gesteigert, so atmen wir mehr Kohlendioxid ab. Dadurch sinken die sauren Bestandteile. Das ist ein Grund dafür, warum Sport so gesund und als Unterstützung zur Regulation des Säuren-Basen-Haushalts wichtig ist. Bei einer Übersäuerung können H+ -Ionen außerdem über die Nieren ausgeschieden werden und so zur Regulation beitragen. Dieser Vorgang funktioniert aber deutlich langsamer, als die Abatmung über die Lunge.

Bei einem Basenüberschuss (Alkalose) besteht ein Mangel an H+ -Ionen und ein Überschuss an OH- -Ionen. Dann verlangsamt sich die Atmung. Dadurch wird weniger Kohlendioxid abgeatmet. Die so zurückgehaltene Kohlensäure (H²CO³) kann ein Wasserstoffion abgeben und sich mit einem OH- -Ion zu Wasser (H²O) verbinden. Gleichzeitig wird in der Niere verstärkt Bikarbonat (HCO³) ausgeschieden. Dies wirkt dann der Alkalose entgegen.

 

Die Atmung reguliert schneller als die Nieren

Für die Regulation des pH-Wertes über die Atmung (respiratorische Regulation) werden nur wenige Minuten benötigt. Die Nieren brauchen für ihre Regulation (metabolische Regulation) dagegen Stunden bis Tage.

 

Die Anpassung erfolgt wechselseitig

Ist der Ausgleich der Säuren-Basen-Bilanz durch eine Störung im Stoffwechsel gefährdet (metabolische Störung), so gleicht der Körper diesen Mangel durch die Atmung (Respiration) aus. Ist dagegen die Lunge in ihrer Funktion beschränkt (respiratorische Störung), so wird die Ausscheidung der Nieren so verändert, dass ein Säuren-Basen-Gleichgewicht aufrecht erhalten werden kann.

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