Bicarbonat

Bicarbonat als Säureregulator

Bicarbonate (Synonym: Hydrogencarbonate) sind Salze der Kohlensäure, bei denen nur eines der beiden Protonen ersetzt worden ist. Bei einer vollständigen Substitution beider Protonen würden Carbonate als Verbindung vorliegen.

Bicarbonat als Natriumsalz ist auch als doppeltkohlensaures Natron oder Backsoda bekannt.
In Flüssigkeiten ist Bicarbonat als Salz gut löslich. Aufgrund der Struktur mehrwertiger Säuren bildet sich in Flüssigkeiten aufgrund einer sog. Gleichgewichtsreaktion ein stabiles Verhältnis zwischen Kohlensäure, Bicarbonat und Carbonat. Hier können Bicarbonat-Ionen aufgrund ihrer Struktur sowohl als Protonendonor (Säure) als auch als Protonenakzeptor (Base) fungieren. In Flüssigkeiten reagiert Bicarbonatleicht basisch.

Pufferlösung

Bicarbonat ist der Hauptbestandteil des Bicarbonat-Puffersystems. Dieses sorgt zusammen mit drei anderen Puffermechanismen (Hämoglobin, Proteinatpuffer, Phosphatpuffer) dafür, dass das Blut immer einen optimalen pH-Wert aufweist. Der Bicarbonatpuffer ist allerdings mit über 50% Pufferleistung der Bedeutendste hiervon. Da Kohlensäure aus Wasser und Kohlendioxid besteht, kann diese im Körper bedarfsgerecht gebildet und abgebaut werden. Puffer haben hier allgemein die wichtige Aufgabe, den pH-Wert von Blut und somit dem Rest des Körpers zu regulieren und dabei auch kurzfristig anfallende Stoffe wie weiteres Salz zu tolerieren oder neutralisieren. Bicarbonat geht hier entsprechend eine Verbindung mit entweder Protonen ein oder gibt ein weiteres Proton ab und wird dann zum Carbonation. Die gebildete Kohlensäure kann dann zerfallen und das dabei freiwerdende Kohlendioxid abgeatmet werden.

Physiologische Bedeutung

Über diese Mechanismen reguliert der Körper seinen pH-Wert. Der Kreislauf mit Blut als Träger ist der am schnellsten reagierende Mechanismus im Körper, weiteres Bicarbonat kann über die Nieren mit Flüssigkeit als Salz ausgeschieden werden. Dieses benötigt allerdings länger, als der Bicarbonat Puffer im Blut reagiert und Kohlensäure bildet oder abspaltet. Die Atmung stellt hier den schnellsten Regelmechanismus der Menge an Kohlensäure im Blut dar. Die Bildung der entsprechenden Verbindung zur Aufrechterhaltung des Pufferwird durch Enzyme (Carboanhydrase) begünstigt bzw. beschleunigt.

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