Was sind die drei Puffersysteme in der Körperflüssigkeit?

Der pH-Wert (oder die Menge an Wasserstoffionen (H⁺) in einer Lösung) des Blutes ist wichtig, um die ordnungsgemäße Funktionalität biologischer Systeme sicherzustellen. Der optimale pH-Wert des Blutes liegt bei 7,4. Dieser Wert wird durch drei verschiedene Arten von Puffersystemen im Körper aufrechterhalten. Die Zugabe einer Säure oder Base zu einer Substanz ändert ihren pH-Wert. Ein Puffer ist eine Lösung (oder Substanz), die den pH-Wert aufrechterhalten und ihn wieder auf den optimalen Wert bringen kann. Dies geschieht durch zusätzliches oder Entfernen von Wasserstoffionen. Puffer, die in der Körperflüssigkeit wirken, regulieren den pH-Wert des Blutes und senken den pH-Wert, wenn der Wert über 7,4 steigt, indem das Blut etwas saurer wird. Wenn der pH-Wert des Blutes unter 7,4 fällt, nehmen die Puffer Wasserstoffatome auf und senken den Säuregehalt des Blutes.

Proteinpuffersysteme

Proteine sind die wichtigsten und am weitesten verbreiteten Puffer in der Körperflüssigkeit. Das Proteinpuffersystem ist ein wesentlicher Bestandteil des körpereigenen pH-Kontrollmechanismus. Proteinpuffer sind entweder intrazellulär oder extrazellulär. Ihre Funktionalität ist hauptsächlich intrazellulär fokussiert und schließt Hämoglobin (Hb) ein. Hb ist das Protein, das den Sauerstoff im Körper transportiert. Plasmaproteine fungieren als Puffer, aber ihre Menge ist im Vergleich zu den intrazellulären Proteinpuffern gering. Proteinpuffer umfassen basische Gruppen und saure Proteinpuffergruppen, die als Wasserstoffionen-Depletoren oder -Donoren wirken, um den pH-Wert bei 7,4 zu halten. Zu den bekanntesten Proteinpuffern gehören 0,1 M NaH2PO4 pH 6,2 (Aktivierungspuffer), PBS pH 7,4 (alternativer Kopplungspuffer) und PBS 1 % BSA pH 7,4 (Testpuffer).

Phosphatpuffersystem

Das Phosphatpuffersystem besteht aus zwei Ionen: Hydrogenphosphationen und Dihydrogenphosphationen. Der pH-Wert des Blutes sinkt unter 7,4, wenn die H⁺-Ionen im Blutstrom ansteigen. Hydrogenphosphationen nehmen alle zusätzlichen H⁺-Ionen auf, um das Gleichgewicht zwischen den Hydroxid- und Wasserstoffionen im Blut wiederherzustellen. Wenn der pH-Wert des Blutes über 7,4 ansteigt, setzen die Dihydrogenphosphationen zusätzliche Wasserstoffionen frei, um den pH-Wert des Blutes wieder auf den optimalen Wert von 7,4 zu bringen. Sie halten den pH-Wert im Blut von Säugetieren stabil. Es spielt auch eine wichtige Rolle bei der Bildung von Säure im Magen und bei der Neutralisierung des pH-Werts von Chymus, der vom Magen in den Dünndarm gelangt.

Bicarbonat-Puffersystem

Das Bicarbonat-Puffersystem reguliert das Säure/Base-Ungleichgewicht und die Freisetzung von überschüssigem Kohlendioxid als Nebenprodukt der Zellatmung.