Bildung und Aufnahme von Protonen ins Blut und deren Entfernung aus dem Blut
Bildung von Protonen im Stoffwechsel
Unter Beteiligung von Kohlendioxid: Bei der Gewebsmetabolismus von Glukose, Fettsäuren und Aminosäuren entsteht CO2. In Gegenwart des Enzyms Carboanhydrase reagiert CO2 mit Wasser zu Kohlensäure. Diese dissoziiert dann in Bikarbonat-Ion und Proton. Somit kann man Kohlendioxid als Vorläufer einer schwachen Säure betrachten.
Protonen entstehen auch bei anaerober Glykolyse, Ketogenese sowie beim Abbau von Methionin und Cystein.
Pankreas liefert Protonen ins Blut
Die Azinuszellen um den Pankreasgang sezernieren Pankreassaft, der eine hohe Konzentration an Bikarbonat-Ionen (bis 125 mmol/l) enthält. Im Darm neutralisiert der Pankreassaft den sauren Speisebrei aus dem Magen. Die Sekretion von Bikarbonat-Ionen in den Pankreassaft geht mit der Abgabe der gleichen Menge an Protonen ins Blut einher.
Rolle der Nieren bei der Regulierung der Protonenkonzentration im Blut
Die Nieren spielen eine führende Rolle bei der Regulierung des Plasma-pH-Werts. In den Nieren erfolgt 1) die Entfernung von Protonen in den Urin und 2) die Regulierung der Bikarbonat-Konzentration im Blutplasma.
Rückresorption von Bikarbonat
Hierbei wird Bikarbonat aus dem Primärharn wieder ins Blut rückresorbiert.
Bildung „neuer“ Bikarbonat-Ionen gekoppelt mit Protonensekretion in den Urin
Zusätzlich zur Rückresorption von Bikarbonat können die Nieren auch „neue“ Bikarbonat-Ionen synthetisieren. Dieser Prozess kann mit zwei Vorgängen verbunden sein:
1. Ausscheidung von Protonen zusammen mit NH3 unter Bildung von NH4+.
2. Bindung von Protonen an Hydrogenphosphat-Ionen unter Bildung von Dihydrogenphosphat-Ionen.
In beiden Fällen entstehen im Zuge der Carboanhydrase-Reaktion Protonen und „neue“ Bikarbonat-Ionen, die in das Plasma der peritubulärenKapillaren sezerniert werden.
Häufig gestellte Fragen
Was sind Bikarbonate?
Bikarbonate sind die Salze der Kohlensäure und spielen eine wichtige Rolle im Säure-Basen-Haushalt des Körpers.
Wie entsteht Kohlensäure im Körper?
Kohlensäure entsteht bei Stoffwechselvorgängen wie der Verbrennung von Glukose, Fettsäuren und Aminosäuren, bei denen Kohlendioxid (CO2) freigesetzt wird. Dieses CO2 reagiert mit Wasser unter Katalyse des Enzyms Carboanhydrase zu Kohlensäure, die dann in Bikarbonat und Protonen dissoziiert.
Welche Funktion haben Bikarbonate im Körper?
Bikarbonate puffern überschüssige Protonen im Blut und tragen so zur Aufrechterhaltung des pH-Werts bei. Außerdem werden Bikarbonate von der Bauchspeicheldrüse in den Darm sekretiert, um den sauren Speisebrei aus dem Magen zu neutralisieren.
Wie regulieren die Nieren den Bikarbonathaushalt?
Die Nieren spielen eine zentrale Rolle bei der Regulierung des Bikarbonatspiegels im Blut. Sie können Bikarbonat aus dem Primärharn rückresorbieren oder auch neue Bikarbonat-Ionen durch Ausscheidung von Protonen bilden.
Wie hängt die Bikarbonatbildung mit der Protonenausscheidung zusammen?
Die Synthese neuer Bikarbonat-Ionen in den Nieren geht entweder mit der Ausscheidung von Protonen in Form von Ammoniumionen oder der Bildung von Dihydrogenphosphat-Ionen einher. Beides dient der Regulierung des Säure-Basen-Haushalts.