Der pH-Wert gibt die Konzentration der Protonen (H+-Ionen) in einer Flüssigkeit und somit deren Säuregehalt an. Die Mess-Skala reicht von 0 bis 14. Einen pH-Wert von 7,0 bezeichnet man als neutral. Werte darunter gelten als sauer, Werte darüber als basisch. Im Blut liegt der pH-Wert bei 7,4, was einer H+-Konzentration von etwa 40 nmol/l entspricht. Erhöht man die H+-Konzentration im Blut, sinkt der pH-Wert ab, und umgekehrt.
In unterschiedlichen Körperflüssigkeiten finden sich verschiedene pH-Werte: im Magensaft z. B. herrscht ein sehr saurer pH-Wert von 1, im Urin liegt er ungefähr zwischen 6 und 8 und im Inneren von Zellen liegt er bei 7,2, also knapp unterhalb des Blut-pH-Wertes. In der Bauchspeicheldrüse dagegen herrscht ein basischer pH-Wert von über 8.
Doch wozu dient der pH-Wert?
Damit alle unsere Organe im Körper ihre Funktionen reibungslos ausführen können, muss der pH-Wert in jeder Körperflüssigkeit in seinem Optimalbereich gehalten werden – denn nur so arbeiten die Proteine, wie die Enzyme, und die Zellmembranen effektiv. Im Blut liegt der Spielraum des pH-Wertes bei nur 0,03, was bedeutet, dass ein pH-Wert außerhalb der Grenzen von 7,37–7,43 schon auf eine Störung des Säure-Basen-Haushalts hinweist.
Oberste Priorität: der Blut-pH-Wert muss konstant gehalten werden!
Wie aber schafft es unser Körper, dass sich der pH-Wert im Blut nicht nennenswert verändert, obwohl durch die Nahrung und bei Stoffwechselvorgängen im Körper ja ständig Säuren und Basen anfallen? Hier kommen die Puffersysteme ins Spiel. Sie gleichen zeitliche und örtliche pH-Wert-Schwankungen in den verschiedenen Körperflüssigkeiten aus und verhindern, dass die in Leber oder Blut anfallenden Säuren auf ihrem Weg in die Niere, wo sie letztlich ausgeschieden werden, Schaden anrichten können.
Als Puffer geeignet sind Säure-Basen-Paare, die geringe Mengen anfallender Protonen aufnehmen oder abgeben können, um den Umgebungs-pH-Wert konstant zu halten. Die Pufferkapazität, also wie gut das Säure-Basen-Paar als Puffersystem arbeiten kann, hängt vom pH-Wert und dem Konzentrationsverhältnis von Pufferbase und Puffersäure zueinander ab.
Die zwei wichtigsten Puffersysteme in unserem Blut sind der Bicarbonatpuffer (HCO3–) und die Gruppe der Nicht-Bicarbonatpuffer, die etwa im Verhältnis 1 : 1 vorliegen. Zu den wichtigsten Nicht-Bicarbonatpuffern gehören die Proteinpuffer (Hämoglobin in den roten Blutkörperchen, Albumin im Blutplasma) und der Phosphatpuffer.
Das Bicarbonatpuffer-System nimmt zudem eine Sonderstellung ein, denn es stellt als einziges ein offenes System dar. Offen bedeutet: es wird nicht nur gepuffert, sondern es kommt auch zum Säure- und Basenaustausch mit der Umwelt, was die Pufferkapazität dieses Systems deutlich erhöht.
Wie unser Körper die überschüssigen Säuren und Basen loswird
Die wichtigsten Organe für die Regulation des Säure-Basen-Haushalts in unserem Körper sind die Lunge und die Niere. Organfunktionsschädigungen in diesem Bereich führen daher unweigerlich zu bisweilen lebensbedrohlichen Störungen.
Bei einer ausgewogenen Mischkost entsteht jeden Tag ein Säureüberschuss von etwa 40 mmol Protonen. Diese Säuren müssen nun gepuffert und zu den Ausscheidungsorganen transportiert werden.
Die Lunge scheidet dabei Säureäquivalente in Form von CO2 über die Ausatmung aus. Die Niere eliminiert Protonen vorwiegend als titrierbare Säure (v. a. Phosphat) und in Form von Ammoniumionen (NH4+). Nur ein kleiner Anteil der Säuren werden als freie Protonen ausgeschieden. Gleichzeitig wird in der Niere aber auch ausgeschiedenes Bicarbonat rückresorbiert und für die weitere Säurepufferung im Blut bereitgestellt.
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