Bicarbonat-Puffer

Die Bindung von H⁺-Ionen folgt der chemischen Gleichung:

• HCO₃^- + H⁺ <-> H₂CO₃ <-> CO₂ + H₂O

Der pK-Wert dieses Puffersystems liegt bei 6,1.

Zwei Faktoren machen den Bicarbonat-Puffer zum wichtigsten Puffersystem im Blut: Zum einen ist der Bikarbonatspiegel des Blutes ziemlich hoch (etwa 24 mmol/l), zum anderen ist es ein offenes System — überschüssiges CO₂ kann über die Lunge abgeatmet werden und der HCO₃^--Spiegel des Blutes kann durch die Niere reguliert werden. Auf diese Weise kann der pH-Wert des Blutes konstant gehalten werden (Säure-Basen-Homöostase).

Die Wichtigkeit des Bicarbonat-Puffers und seine körperweite Verbreitung wird durch Betrachtung des oxidativen Metabolismus des Körpers ersichtlich. Der oxidative Metabolismus produziert ständig CO₂. Im Bicarbonat-Puffersystem wird dann CO₂ mit H₂O kombiniert, um Kohlensäure (H₂CO₃) zu bilden, die wiederum teilweise in H⁺-Ionen und Bikarbonat (HCO₃^-) zerfällt.

Obwohl die chemische Reaktion CO₂ + H₂O <-> H₂CO₃ spontan stattfindet, wird sie auch durch das Enzym Carboanhydrase, eines der schnellsten bekannten Enzyme, erleichtert.

Der Bicarbonat-Puffer wirkt zusammen mit dem Ammonium-Puffer vor allem im Blutplasma. Intrazellulär herrschen andere Verhältnisse und dort sind vor allem der Phosphat-Puffer und der Protein-Puffer essentiell.

In der Mundhöhle ist der Bicarbonat-Puffer der Hauptpuffer bei erhöhtem Speichelfluss. Er verringert die Säurewirkung aufgenommener Nahrungsmittel und schützt so die Zahnhartsubstanz vor einer Demineralisation.