Die pH-Skala
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Anhand der pH-Skala kann man den Grad beziehungsweise die Stärke der Säure feststellen.
Das Kürzel »pH« steht für potentia hydrogenii, was so viel bedeutet wie die Konzentration der Wasserstoffionen.
Die pH-Skala ist also ein Maß für die Konzentration der Ionen, die von der Säure in wässriger Lösung abgegeben werden.
Diese Skala reicht von 0 bis 14. Ein pH-Wert von 7 gilt als neutral; alle Werte unter 7 sind sauer. Je geringer der aktuelle pH-Wert ist, umso stärker ist die Säure. Alle Werte über 7 sind basisch; 14 stellt dabei die höchste basische Konzentration dar. Natron hat übrigens einen pH-Wert von 8 und ist damit basisch.
Um klare Zahlenwerte für die Sättigung der Wasserstoffionen zu erhalten, wurde der pH-Wert als negativer dekadischer Logarithmus der Wasserstoffionen-Konzentration definiert. Das bedeutet: pH 5 enthält zehnmal mehr Wasserstoffionen als pH 6.
Der pH-Wert im Blut gibt Auskunft über die Konzentration des Wasserstoffs und verrät, wie sauer oder basisch die Körperflüssigkeiten sind. Er ist ein Maßstab für den Säuregrad und befindet sich in der Regel im basischen Bereich, der zwischen 7,35 und 7,45 liegt.
Liegt der Basenüberschuss bei einem Blut-pH-Wert, der größer ist als 7,45, spricht man von einer Alkalose. Handelt es sich um einen Säureüberschuss mit einem Blut-pH-Wert, der kleiner als 7,35 ist, ist von einer Azidose die Rede. Würde sich der Säuregrad unseres Bluts massiv verschieben und sich unter oder über den Extremwerten befinden, würden wir sterben. Damit dies nicht geschieht, verfügt der Körper über Puffersysteme. Diese regulieren den pH-Wert und halten ihn im Blut auf akzeptablem Niveau.
Säureausgleich im Blut
Ein Puffer nimmt Protonen (positiv geladene Teilchen) aus der Körperflüssigkeit auf, sobald diese im Überschuss vorhanden sind. Herrscht hingegen ein Protonenmangel vor, gibt der Puffer wieder positiv geladene Teilchen ab.
Es gibt folgende Blutpuffer: ein Kohlensäure-Bicarbonat-System, ein Phosphat-Puffersystem und ein Protein-Puffersystem.
→ Kohlensäure-Bicarbonat-System
Am bedeutendsten ist das offene Kohlensäure-Bicarbonat-System. Es setzt sich aus Kohlensäure (H2CO3) und Bicarbonat (HCO3) zusammen.
Verfügt das Blut über einen Überschuss an positiven Teilchen, ist es zu sauer. In der Folge bindet das Bicarbonat ein Proton und wird zu Kohlensäure. Diese zerfällt in Wasser (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2). Durch erhöhte Lungenaktivität wird dann vermehrt Kohlenstoffdioxid ausgeatmet. Weist das Blut hingegen zu wenig Säure auf, löst sich ein Proton von der Kohlensäure, die schließlich zu Bicarbonat wird. Die Atemtätigkeit wird gedrosselt, und man atmet weniger Kohlenstoffdioxid aus.
Das Bicarbonat-Transportsystem stellt einen essenziellen Teil der Körperfunktionen dar. Einige Erkrankungen lassen sich auf eine Störung dieses Transportsystems zurückführen. Es reguliert den zellulären pH-Wert, steuert den pH-Wert im gesamten Körper, reguliert sowohl das Zellvolumen als auch die Flüssigkeitssekretion und entsorgt die im Körper anfallenden Hauptabfallprodukte (CO2/HCO3–).
Die von der Bauchspeicheldrüse in den Darm sekretierten Flüssigkeiten enthalten reichlich Bicarbonat, das in der Lage ist, Säuren zu neutralisieren. Im Darm neutralisiert es deshalb dort hingelangte Magensäure und resorbiert gleichzeitig Wasser.
→ Phosphat-Puffersystem
Dieses System zählt wie das Protein-Puffersystem zu den geschlossenen Puffersystemen. Das bedeutet, keiner der beiden Reaktionspartner kann aus diesem System entweichen. Das Phosphat-Puffersystem besteht aus primärem und sekundärem Phosphat (H++ HPO4 = H2PO4). Seine Pufferung ist eher unbedeutend, da die Konzentration im Blut sehr gering ist. Allerdings spielt es eine wichtige Rolle bei der Regulierung des intrazellulären pH-Werts sowie bei der Ausscheidung von Protonen in der Niere.
→ Protein-Puffersystem
In der Regel sind alle Plasmaproteine in der Lage, als Puffer zu agieren. Besonders wichtig sind vor allem die Proteine Albumin und Hämoglobin. Zur Pufferungsfähigkeit von Hämoglobin trägt insbesondere die Aminosäure Histidin bei.
Regulation des Säure-Basen-Haushalts
Der Säure-Basen-Haushalt kann vom Körper selbst durch verschiedene Mechanismen – die oben genannten Puffersysteme – ausgeglichen werden. Je nach Organ sorgen verschiedene Puffersubstanzen für eine optimale Säure-Basen-Bilanz.
Säureausgleich über die Lunge
Die durch die Neutralisation im Blut freigesetzte Kohlensäure (H2CO3) wird über die Lunge in Form von Kohlenstoffdioxid (CO2) ausgeschieden. Der Körper kann somit die Säurebelastung kurzfristig durch vermehrte Abatmung ausgleichen. Allerdings atmet man dabei nicht nur Kohlendioxid, sondern auch wertvolles basisches Bicarbonat (HCO3) aus. Für einen langfristigen Säureausgleich sorgen hingegen die Nieren.
Säureausgleich über die Nieren
Über die Nieren werden solche Säuren ausgeschieden, die nicht flüchtig sind und nicht in Form von CO2 ausgeatmet werden können. Diese Säuren ergeben sich meistens über den Eiweiß- und Nukleinsäurestoffwechsel. Zu nennen sind hier vor allem die Schwefelsäure (H2SO4) sowie die Salzsäure (HCI).
Trinken Sie täglich 1,5–2 Liter Wasser. So können die Nieren ihre Filterarbeit leisten.
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Die Nieren kontrollieren den Säure-Basen-Haushalt durch drei Mechanismen: Regulation der Bicarbonat-Ausscheidung, Ausscheidung von Protonen und Ammoniak und Neubildung von Bicarbonat.
Die Nieren fungieren als Filterstation für das Blut und produzieren zur Ausscheidung vorgesehene Flüssigkeit, den Primärharn. Während des intensiven Filterungsprozesses des Primärharns werden einige darin enthaltene Substanzen wieder in das Blut abgegeben. Die verbliebenen Substanzen werden schließlich über den Urin ausgeschieden. Im Primärharn befinden sich gelöste Säuren und Bicarbonat (Basen). Wenn der Körper übersäuert ist, wird vermehrt Bicarbonat rückresorbiert, und mehr Säuren werden ausgeschieden.
Allerdings können die Säuren nicht in freier Form ausgeleitet werden, da sie so die Harnwege sowie sensible Nierenzellen schädigen würden. Deshalb werden die Säuren zunächst gebunden; dies geschieht mithilfe von Ammoniak (NH3) aus den Nierenzellen. Indem ein Proton aufgenommen wird, wird das Ammoniak gebunden und als Ammoniumion (NH4) über die Harnwege ausgeschieden.
Die Nieren können Bicarbonat nicht nur rückresorbieren, sondern sie können auch mithilfe der Tubuluszellen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser neues Bicarbonat bilden. Auf diese Weise ersetzen sie Verluste, die bei der Pufferung nichtflüchtiger Säuren auftreten.
Säureausgleich über die Leber
Die Leber nimmt eine wichtige Rolle bei der Regulation des Säure-Basen-Haushalts ein, da sie Bicarbonat je nach Bedarf verbrauchen oder einsparen kann. Herrscht ein Gleichgewicht vor, werden ein Molekül Bicarbonat und zwei Moleküle Ammoniak zu neutralem Harnstoff verbunden.
Besteht jedoch ein Säureüberschuss, modifiziert die Leber ihr Entgiftungssystem: Ammoniak wird mit Ketosäure gekoppelt, über das Blut zur Niere befördert, dort abgespalten und schließlich wieder als Ammoniak ausgeschieden. So kann basisches Bicarbonat aufgespart werden.
Darüber hinaus entfalten die mit basischen Mineralstoffen aufgenommenen Salze erst nach ihrer Verstoffwechselung in der Leber eine basische Wirkung.
Entgiftung in der Leber
Stündlich neutralisiert die Leber ebenso viele Protonen wie die Nieren an einem ganzen Tag, nämlich 10000 – 24000 Millimol (mmol) Protonen.
Säureausgleich über die Knochen
Der pH-Wert im Blut kann auch über die Knochen stabilisiert werden, da deren Oberfläche basisches Bicarbonat enthält. Um die Säurebelastung zu senken, werden basische Mineralstoffe, die wichtig für die Stabilität der Knochen sind – wie Phosphat, Magnesium oder Calcium –, aus den Knochen freigesetzt. Hält dieser Zustand länger an, beeinträchtigt dies das physiologische Gleichgewicht, und es wird vermehrt Knochensubstanz abgebaut.
Fit durch Bewegung
Regelmäßige sportliche Betätigung hält die Knochen stabil. Gehen Sie auch an die Sonne und fördern Sie damit die körpereigene Vitamin-D-Produktion. Aber auch gesunde Ernährung schützt vor Knochenabbau.
Säureausgleich über das Bindegewebe
Ebenso kann das Bindegewebe vorübergehend für eine gesunde Säure-Basen-Bilanz sorgen, da es überschüssige Säure einlagert, die von den Nieren aus Kapazitätsgründen nicht ausgeschieden werden kann. Allerdings büßt es dabei seine Fähigkeit etwas ein, Wasser zu binden. Bei einer chronischen Säureüberladung verliert das Bindegewebe deshalb an Elastizität, und der Körper wird anfälliger für Verletzungen.
Säureausgleich über die Haut
Der unsere Haut umgebende Säureschutzmantel hat die Aufgabe, Krankheitserreger abzuwehren. Darüber hinaus kann die Haut neben unterschiedlichen Stoffwechselprodukten auch Säuren ausscheiden. Dies geschieht besonders beim Duschen, Saunieren oder Baden, da hier der Säureschutzmantel geschwächt ist.
Die Aufgabe des Magens
Im Magen werden Säureionen von den sogenannten Belegzellen produziert. Als Salzsäure werden sie in das Mageninnere abgegeben....
