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Beer
sches Gesetz). Auf genauere analytisch-chemischen Zusammenhänge muss nicht
unbedingt eingegangen werden. Es reicht, dass die Schüler Respekt vor der Leistungs-
fähigkeit der modernen chemischen Diagnostik bekommen und auch etwas Bewunde-
rung dafür empfinden.
Ergänzend können die Schüler im Reagenzglas den qualitativen Laktat-Nachweis als
zeisiggrünes Eisenlaktat erproben [48] (Versuch 4).
4.1.2
Milchsäure-Acidose, Blutpuffer und saure/basische
Ernährung
Die beim anaeroben Stoffwechsel gebildete Milchsäure (s. Kapitel 4.1.1) kann eine
pH-Wert-Senkung des Blutes bewirken, bei starker körperlicher Anstrengung sogar bis
unter 6,9 (metabolische Acidose). (Der Soll-pH-Wert des Blutes wird meist mit 7,4
angegeben; Schwankungen zwischen 7,38 und 7,42 gelten als unbedenklich [49].)
Damit eine pH-Änderung nicht lebensbedrohlich wird, enthält das Blut Puffer, u. a.
das System Kohlensäure/Hydrogencarbonat, das den Schülern aus dem Mittelstufen-
unterricht bekannt sein sollte (vgl. [50]).
CO
2
(g) + 2 H
2
O CO
2
(aq) + 2 H
2
O H
2
CO
3
+ H
2
O HCO
3
+ H
3
O
+
Die Wasserstoffionen der Milchsäure werden zunächst durch die Pufferbase (Hydro-
gencarbonat) abgefangen. Dabei sinkt deren Konzentration, während die der korres-
pondierenden Puffersäure (Kohlensäure) im venösen Blut steigt. Nach der
Hassel-
balch-Henderson
-Gleichung
pH = 6,1 + log (HCO
3
−
-Konzentration : CO
2
-Partialdruck)
müsste dann der pH-Wert sinken. Um dies zu vermeiden, reagiert der menschliche
Körper mit einer Steigerung des Atemzeitvolumens. Der Sprinter „bekommt kaum
Luft“, so dass vermehrt Kohlenstoffdioxid über die Lunge abtransportiert und deshalb
dem chemischen Gleichgewicht entzogen wird, bis das
ursprüngliche Verhältnis
von
Pufferbase und -säure wieder hergestellt ist (respiratorische Kompensation).
Diese Zusammenhänge lassen sich in einem Modellversuch (Versuch 5) nachvollzie-
hen [23]: Ein Modell-Blutpuffer wird hergestellt, indem eine Natriumhydrogencarbo-
nat-Lösung mit Salzsäure auf pH 7,4 eingestellt wird. Zur Modellierung einer metabo-
lischen Acidose wird dieser Pufferlösung Milchsäure zugesetzt, worauf sich der pH-
Wert etwas ins Saure verschiebt (7,2). Zu Modellierung der respiratorischen Kompen-
sation der Acidose wird kräftig gerührt, so dass Kohlenstoff(IV)-oxid entweicht und
der pH-Wert wieder seinen ursprünglichen Wert annimmt.
Eigentlich wäre es logisch, dem Organismus den pH-Ausgleich durch den Verzehr
überwiegend basenüberschüssiger Nahrungsmittel (s. Tabelle 1) zu erleichtern. Doch
direkte Einflüsse der Nahrung auf den pH-Wert des Blutes konnten bislang nicht
nachgewiesen werden. Basenüberschüssige Lebensmittel wirken sich bei regelmäßi-
gem Genuss dennoch positiv auf die Pufferwirkung des Blutes aus, weil sie die Puffer-
kapazität erhöhen.