Puffersysteme im Blut – Chemie und Beispiele

Verschiedene Puffersysteme sind dir bestimmt schon häufiger im Alltag begegnet. Puffersysteme halten den pH-Wert einer Lösung stabil. Ein Puffer zeichnet sich dadurch aus, dass er sowohl mit Säuren als auch mit Basen reagiert. Auch in unserem Blut sind Puffersysteme, die den physiologischen pH-Wert konstant halten, also den pH-Wert, bei dem unsere Stoffwechselvorgänge optimal ablaufen. Er liegt beim gesunden Menschen zwischen 7,35 und 7,45. Die Pufferwirkung verschiedener Puffersysteme im Blut liegt also darin begründet, den Säure-Base-Haushalt im menschlichen Körper zu regulieren. Dabei ist jeder Puffer nur so gut wie seine Pufferkapazität. Um die Pufferkapazität verschiedener Pufferlösungen oder Puffersysteme zu berechnen, kannst du beispielsweise die Henderson-Hasselbalch-Gleichung style=“font-weight: 400;“> verwenden.

Allgemein wird zwischen einem offenen und geschlossenen Puffersystem unterschieden. Ein Beispiel für ein geschlossenes Puffersystem ist der Essigsäure-Acetat-Puffer. Dazu wird eine Pufferlösung aus Essigsäure und Natriumacetat hergestellt. Die Protonen (H⁺) der Säure und die Hydroxidionen (OH^–) der Basen reagieren jeweils mit dem Puffer und bleiben im Puffer. Anders ist es beim offenen Puffersystem wie beispielsweise der Bicarbonat-CO₂-Puffer der Lunge. Hier kann durch das Ausatmen von CO₂, also die Abgabe einer Pufferkomponente an die Umgebung, der pH-Wert reguliert werden.

Im Blut sind vier verschiedene Puffer vorhanden: der Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Puffer, Hämoglobinpuffer, Proteinatpuffer und Phosphatpuffer. Der Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Puffer besitzt den größten Anteil am Puffersystem des Blutes.
Die folgende Abbildung verdeutlicht den prozentualen Anteil der Puffersysteme im Blut und zeigt dir ihre Pufferwirkung. In der Regel sind schwache Säuren mit der entsprechenden Base oder schwache Basen mit der entsprechenden Säure als Puffer wirksam. Es gibt aber auch Ampholyte, das sind chemische Verbindungen, die sowohl als Säure als auch als Base reagieren. Ein Beispiel ist Wasser, aber auch das Plasmaprotein (Albumin) des Proteinat-Puffers im Blut besitzt einen amphoteren Charakter.

In der folgenden Tabelle findest du die Gleichgewichtsreaktionen übersichtlich in absteigender Reihenfolge nach Anteil am Blutpuffer zusammengefasst.