Kohlensäure-Bicarbonat-System

Das Kohlensäure-Bicarbonat-System ist ein Mechanismus der Säure-Base-Homeostase. Es beinhaltet das Gleichgewicht zwischen Kohlensäure (H₂CO₃), Bicarbonat-Ion (HCO₃^–) und Kohlenstoffdioxid (CO₂) zur Aufrechterhaltung des pH-Werts im Blut und anderen Gewebe [1]. Durch die Carboanhydrase katalysiert reagiert Kohlenstoffdioxid mit Wasser unter Bildung von Kohlensäure, welche schnell dissoziiert in Hydrogencarbonat (HCO₃⁻) und H+:

Ein Fehler in diesem System führt zu einer Azidämie (pH<7,35) oder einer Alkaliämie (pH>7,45).

Regulation

Um den normalen pH-Wert von 7,4 im Blut zu erhalten, abgeleitet von der Henderson-Hasselbalch-Gleichung, muss ein Verhältnis von 20:1 Bicarbonat:Kohlensäure aufrecht erhalten werden. Vorausgesetzt wird hierfür ein pKa von 6,1 bei Körpertemperatur. Die Homöostase wird gesteuert über Sensoren in der Medulla oblongata, welche über Feedback-Schleifen mit der Lunge und dem renalen System verbunden sind [2]. Durch Anpassung der Respirationsrate kann die Konzentration von CO2 im Blut verändert werden. Nach dem Le-Chatlier-Prinzip führt der Ausstoß von CO2 über die Lungen zu einer Reduktion der Kohlensäure-Menge.

Literatur & Quellen

1. Krieg, Brian J.; Taghavi, Seyed Mohammad; Amidon, Gordon L.; Amidon, Gregory E. (2014-11-01).„In Vivo Predictive Dissolution: Transport Analysis of the CO2, Bicarbonate In Vivo Buffer System“.
2. Johnson, Leonard R., ed. (2003). Essential medical physiology (3rd ed.). Amsterdam: Elsevier Academic Press. ISBN 9780123875846.