Säurebasenpufferung – Funktion & Störungen
Die Säurebasenpufferung bezeichnet die Fähigkeit des Körpers, den pH-Wert im Blut und in den Geweben in einem engen, lebensnotwendigen Bereich stabil zu halten.
Wissenswertes über "Säurebasenpufferung"
Die Säurebasenpufferung bezeichnet die Fähigkeit des Körpers, den pH-Wert im Blut und in den Geweben in einem engen, lebensnotwendigen Bereich stabil zu halten.
Was ist Säurebasenpufferung?
Die Säurebasenpufferung ist ein lebenswichtiger physiologischer Mechanismus, durch den der menschliche Organismus den pH-Wert des Blutes und der Körperflüssigkeiten konstant hält. Der normale arterielle Blut-pH liegt zwischen 7,35 und 7,45. Bereits geringe Abweichungen von diesem Bereich können zu schwerwiegenden Funktionsstörungen führen. Der Begriff setzt sich aus den Wörtern Säure, Base und Pufferung zusammen, wobei ein Puffer eine Substanz ist, die starke pH-Schwankungen abfängt.
Grundlagen des Säure-Basen-Haushalts
Im Stoffwechsel entstehen täglich große Mengen an Säuren, insbesondere durch die Verbrennung von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen. Damit diese Säuren den pH-Wert nicht gefährlich verschieben, verfügt der Körper über mehrere Puffersysteme, die gemeinsam zusammenarbeiten.
- Bikarbonat-Puffersystem: Das wichtigste und schnellste Puffersystem im Blut. Kohlendioxid (CO₂) und Wasser bilden Kohlensäure (H₂CO₃), die in Bikarbonat (HCO₃⁻) und Wasserstoffionen (H⁺) zerfällt. Dieses Gleichgewicht wird durch die Lungen (CO₂-Abatmung) und die Nieren (HCO₃⁻-Ausscheidung oder Rückresorption) reguliert.
- Proteinsystem: Proteine wie Hämoglobin in den roten Blutkörperchen können Wasserstoffionen binden oder abgeben und wirken so als Puffer.
- Phosphat-Puffersystem: Vor allem in den Zellen und im Urin bedeutsam. Phosphatverbindungen nehmen überschüssige H⁺-Ionen auf oder geben sie ab.
Regulationsorgane
Die Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts erfolgt durch das Zusammenspiel mehrerer Organe:
- Lungen: Durch schnellere oder langsamere Atmung wird mehr oder weniger CO₂ abgeatmet, was den pH-Wert innerhalb von Minuten beeinflusst.
- Nieren: Durch die Ausscheidung oder Rückresorption von Bikarbonat sowie die Ausscheidung von Säuren regulieren die Nieren den pH-Wert langfristig (Stunden bis Tage).
- Leber: Beteiligt sich an der Neutralisierung von Ammoniak und der Synthese von Puffersubstanzen.
Störungen der Säurebasenpufferung
Wenn die Puffersysteme überwältigt werden oder ein Organ versagt, kann es zu Störungen des Säure-Basen-Haushalts kommen:
Azidose
Eine Azidose liegt vor, wenn der Blut-pH unter 7,35 fällt. Man unterscheidet:
- Metabolische Azidose: Entsteht durch eine Anhäufung von Säuren (z. B. bei Diabetes mellitus, Nierenversagen oder Vergiftungen).
- Respiratorische Azidose: Entsteht durch einen Anstieg von CO₂ infolge eingeschränkter Lungenventilation (z. B. bei COPD oder Atemlähmung).
Alkalose
Eine Alkalose liegt vor, wenn der Blut-pH über 7,45 steigt. Man unterscheidet:
- Metabolische Alkalose: Entsteht z. B. durch Erbrechen (Verlust von Magensäure) oder übermäßige Einnahme von Antazida.
- Respiratorische Alkalose: Entsteht durch Hyperventilation mit übermäßiger CO₂-Abatmung, z. B. bei Panikattacken oder Höhenaufenthalt.
Diagnose von Störungen
Störungen der Säurebasenpufferung werden in der Regel durch eine Blutgasanalyse (BGA) diagnostiziert. Dabei werden pH-Wert, CO₂-Partialdruck (pCO₂), Sauerstoffpartialdruck (pO₂) und Bikarbonat (HCO₃⁻) im Blut gemessen. Diese Werte ermöglichen eine genaue Einordnung der Störung und leiten die Therapie an.
Klinische Bedeutung
Eine intakte Säurebasenpufferung ist Voraussetzung für nahezu alle Körperfunktionen. Enzyme arbeiten nur in einem engen pH-Bereich optimal, und auch die Sauerstoffbindung des Hämoglobins, die Nervenleitung sowie das Herzrhythmus sind vom pH-Wert abhängig. Störungen können lebensbedrohlich sein und erfordern oft eine rasche medizinische Behandlung.
Quellen
- Silbernagl S., Despopoulos A. - Taschenatlas Physiologie. 8. Auflage. Thieme Verlag, Stuttgart 2012.
- Burtis CA, Ashwood ER, Bruns DE - Tietz Fundamentals of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. 7th edition. Elsevier Saunders, 2015.
- World Health Organization (WHO) - Chronic respiratory diseases and acid-base disorders: clinical overview. WHO Publications, Geneva.
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