Blutübersäuerung und Kohlendioxidwerte verstehen

Kohlenstoffdioxid, CO2, wird auf drei Hauptwege im Blut transportiert: gelöst im Blut, in Form von Bicarbonat und Wasserstoffionen und in Kombination mit Protein und Hämoglobin zu Carbaminohämoglobin. Etwa 70 % des gesamten Kohlendioxids werden im Blutkreislauf über das Säurepuffersystem von Bicarbonat und Wasserstoffionen transportiert. Dieses System ermöglicht den Transport einer großen Menge Kohlendioxid bei nur geringfügigen Erhöhungen des Blut-pH-Werts oder der Säure. Wenn jedoch die Konzentration der Wasserstoffionen weiter ansteigt, wird die Pufferkapazität des Bicarbonatsystems erreicht. Wenn dieser Puffergrenzwert überschritten wird, steigt der Säuregehalt des Blutes.

Kohlenstoffdioxid-Puffersystem

Wenn CO2 in das Blut eintritt, wird es durch das Enzym Karbonanhydrase zu Kohlensäure abgebaut. Kohlensäure dissoziiert dann sofort in Bicarbonat und Wasserstoffionen. Das Blut transportiert diese Moleküle zu den Lungen, wo CO2 neu gebildet und aus dem Körper ausgeatmet wird.

Säuregehalt im Blut

Der Säuregehalt des Blutes wird durch die Messung des pH-Werts bestimmt. pH ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionkonzentration. Je größer die Anzahl der Wasserstoffionen, desto niedriger der pH-Wert und der Säuregehalt des Blutes. Laut Guytons „Textbook of Medical Physiology“ liegt der normale Blut-pH-Wert in einem Bereich von 7,3 bis 7,5.

Zusätzliche Puffersysteme

Der Säure-Basen-Haushalt im Körper wird durch das Puffersystem reguliert. Zusätzlich zu Bicarbonat identifizieren McKardle, Katch und Katchs „Exercise Physiology“ weitere Kohlendioxid-Puffersysteme. Dazu gehören Blutphosphate und Proteine sowie eine gesteigerte Nierenfunktion. Allerdings ist die Atmung ein starker Treiber der CO2-Pufferung; wenn Kohlendioxid zunimmt, erhöht sich auch die Atemfrequenz, um überschüssiges CO2 auszuscheiden.

Erhöhungen von Kohlendioxid durch Bewegung

Wenn eine Person Sport treibt, erhöht sich ihr Stoffwechsel, um den Anforderungen der Aktivität gerecht zu werden. Ein Nebenprodukt dieses höheren Stoffwechsels ist CO2. Der Körper hat normalerweise wenig Probleme, das während des Sports produzierte CO2 auszuscheiden. Wenn die Trainingsintensität jedoch weiter zunimmt, wird das Blut sauer und es tritt Erschöpfung beim Sport ein.

Krankheitszustände, die Kohlendioxid erhöhen

Abgesehen von Sport und selbstinduzierter Hyperventilation gibt es mehrere Krankheitszustände, die den Kohlendioxidspiegel im Blut erhöhen. Dazu gehören Durchfall, Erbrechen, Urämie bei Nierenversagen und Diabetes mellitus. Alle diese Zustände können zu einer sogenannten metabolischen Azidose führen.

Trainingseffekte auf Kohlendioxid-Transport und Pufferung

Sporttraining scheint tatsächlich eine Erhöhung der Pufferkapazität bei trainierten Athleten zu bewirken. Hug et al. fanden eine höhere Rate der Rückkehr des pH-Werts auf normale Werte bei hochtrainierten professionellen Radfahrern. McKardle et al. glauben jedoch auch, dass die höhere Kapazität bei trainierten Personen auf gesteigerte Motivationsfaktoren und eine größere Toleranz für die Beschwerden, die mit sauren Blut-pH-Werten verbunden sind, zurückzuführen sein könnte.