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# Puffer und die Henderson-Hasselbalch-Gleichung

- Konzept
- Prüfungsrelevanz: mittel

Puffer fangen überschüssige Säure oder Base innerhalb von Sekunden ab und verhindern starke Schwankungen des Blut-pH.

Aktualisiert 1 Nov 2026

Auch genannt: Puffersysteme, Bicarbonat-CO₂-System

## Das Wichtigste

- Henderson-Hasselbalch: Der pH hängt vom Verhältnis HCO₃⁻ / (0,03 × PCO₂) ab, nicht von einem der beiden Werte allein; normalerweise ≈20:1.
- Bicarbonat ist der wichtigste extrazelluläre Puffer, weil es ein offenes System ist: Das entstehende CO₂ wird abgeatmet.
- Phosphat (pKa ≈6,8): wichtig in den Zellen und im Urin (titrierbare Säure).
- Proteine, besonders Hämoglobin: die größte intrazelluläre Pufferkapazität; sie puffern CO₂ in den Erythrozyten.
- Isohydrisches Prinzip: Alle Puffer eines Kompartiments stehen mit demselben H⁺ im Gleichgewicht.
- Puffer verschaffen nur Zeit: Säure wird tatsächlich über die Lunge (CO₂) oder die Nieren (fixe Säuren) entfernt.

## Worum es geht

Der Körper verteidigt einen pH von ≈7,40 mit drei Linien: chemische Puffer (Sekunden), die Lunge (Minuten bis Stunden, Anpassung des CO₂) und die Nieren (Stunden bis Tage, Anpassung des Bicarbonats). Ein Puffer ist eine schwache Säure mit ihrer konjugierten Base, die H⁺ abgeben oder aufnehmen. Das Bicarbonat-CO₂-System ist der wichtigste extrazelluläre Puffer, nicht wegen seines pKa, sondern weil seine beiden Enden getrennt reguliert werden: CO₂ durch die Lunge und HCO₃⁻ durch die Nieren.

## Gleichungen

**Henderson-Hasselbalch (Bikarbonatsystem)**pH = 6,1 + log ([HCO3−] / (0,03 × PCO2))

**6,1**
pKs des Paares CO₂/HCO₃⁻

**0,03**
CO₂-Löslichkeit (mmol/L pro mmHg)

**[HCO 3 −]**
mmol/L

**PCO 2**
mmHg

Mit HCO₃⁻ 24 und PCO₂ 40: 24/1,2 = 20; log 20 ≈ 1,3; pH ≈ 7,4.

**CO₂-Hydratation**CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3−

Die Carboanhydrase beschleunigt den ersten Schritt (Erythrozyten, Nierentubulus).

## Arterielle Blutgasanalyse auf Meereshöhe (ca.)

| Parameter | Wert | Hinweis |
| --- | --- | --- |
| pH | 7,35–7,45 | |
| PaCO₂ | 35–45 mmHg | |
| HCO₃⁻ | 22–26 mmol/L | |
| In Bogotá (~2600 m) | Normales PaCO₂ und HCO₃⁻ etwas niedriger | chronische Hyperventilation in der Höhe; lokale Referenzwerte verwenden |

Ungefähre Werte eines gesunden Erwachsenen in Ruhe; jedes Labor legt eigene Referenzbereiche fest.

## Die Puffer des Körpers

| Puffer | Wo er wirkt | pKa | Hinweis |
| --- | --- | --- | --- |
| Bicarbonat/CO₂ | Plasma und Interstitium | 6,1 | Offenes System: Lunge und Nieren stellen seine beiden Enden ein |
| Phosphat (HPO₄²⁻/H₂PO₄⁻) | Intrazellulär und Urin | 6,8 | Bildet titrierbare Säure im Urin |
| Proteine und Hämoglobin | Zellen, Erythrozyten | variabel (Histidin ≈6–7) | Desoxyhämoglobin bindet mehr H⁺ |
| [Knochen (Carbonat, Phosphat)](https://durgical.com/de/krankheiten/chronische-nierenkrankheit/) | Skelett | — | Puffert chronische Azidose auf Kosten des Knochenminerals |
| Ammoniak/Ammonium | Urin | ≈9,2 | Fängt H⁺ als NH₄⁺; die Niere passt an, wie viel sie bildet |

## Klinischer Bezug

- Bei chronischer Nierenkrankheit wird retinierte Säure teilweise vom Knochen gepuffert, was zum Knochenschwund beiträgt.
- Ist die Ventilation fixiert (tiefe Sedierung, schwere COPD), verliert das Bicarbonatsystem seinen Vorteil: Das beim Puffern entstehende CO₂ wird nicht abgeatmet und der pH sinkt weiter.

## Merkhilfe

„Auf das Verhältnis kommt es an“: 20 Teile Bicarbonat zu 1 Teil Kohlensäure ergeben 7,4; die Niere kümmert sich um den Zähler, die Lunge um den Nenner.

## Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

## Wenn der pKa von Bicarbonat (6,1) weit von 7,4 entfernt ist, warum ist es dann der wichtigste extrazelluläre Puffer?

Es ist ein offenes System: Das beim Puffern von H⁺ entstehende CO₂ wird über die Ventilation entfernt, und die Niere ersetzt das HCO₃⁻. Seine hohe Konzentration und die getrennte Regulation beider Enden wiegen den entfernten pKa auf.

## Ein Patient hat HCO₃⁻ 12 mmol/L und PaCO₂ 20 mmHg. Wie hoch ist der pH ungefähr, und warum?

12 / (0,03 × 20) = 12 / 0,6 = 20; log 20 ≈ 1,3; pH ≈ 7,4. Das Verhältnis bleibt erhalten, obwohl beide Werte stark gestört sind: Den Kontext beachten (kompensierte oder gemischte Störung).

## Warum verbessert desoxygeniertes Hämoglobin den CO₂-Transport im venösen Blut?

Es ist ein besserer H⁺-Akzeptor als Oxyhämoglobin: Indem es das bei der CO₂-Hydratation freigesetzte H⁺ aufnimmt, kann sich im Erythrozyten mehr HCO₃⁻ bilden (Haldane-Effekt).

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Quellen: [Metabolic acidosis: MedlinePlus Medical Encyclopedia](https://medlineplus.gov/ency/article/000335.htm) (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2024).

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