Glossar / Hydrogencarbonat

Hydrogencarbonat

Der natürliche Säureneutralisator

Hydrogencarbonat, auch bekannt als Bicarbonat (HCO₃⁻), ist ein negativ geladenes Ion (Anion), das aus einem Kohlenstoffatom, drei Sauerstoffatomen und einem Wasserstoffatom besteht. Es gehört zur Gruppe der Carbonationen und entsteht typischerweise als Zwischenprodukt bei der Reaktion von Kohlendioxid (CO₂) mit Wasser, insbesondere im Zusammenhang mit Puffersystemen in natürlichen Gewässern und im menschlichen Blut. Die chemische Formel für Hydrogencarbonat ist HCO3^−. Es handelt sich um das Hydrogencarbonat-Ion, das in wässriger Lösung existiert. Die genaue Bedeutung von Hydrogencarbonat und welche Rolle es für den Menschen spielt, wird im folgenden Artikel genauer erläutert.

Hydrogencarbonat und seine Wirkung im Körper

Hydrogencarbonat spielt eine wichtige Rolle im menschlichen Körper, insbesondere im Zusammenhang mit dem Säure-Basen-Haushalt und der Pufferkapazität von biologischen Flüssigkeiten. Hier sind einige der bedeutenden Aspekte von Hydrogencarbonat und seine Wirkungen im Körper:

1. Pufferung im Blut:
   • Hydrogencarbonat fungiert als ein entscheidender Bestandteil des Bikarbonat-Puffersystems im Blut. Dieses System hilft, den pH-Wert des Blutes auf einem relativ konstanten Niveau zu halten.
   • Bei Bedarf kann Hydrogencarbonat als Puffer gegen Überschüsse von Säuren, Sodbrennen oder Basen wirken. Zum Beispiel nimmt es überschüssige Protonen (H+) auf, um den pH-Wert zu stabilisieren.
2. Neutralisation von Magensäure:
   • Hydrogencarbonat kann auch im Magen vorhanden sein, wo es überschüssige Magensäure neutralisieren kann. Dies geschieht durch die Reaktion von Hydrogencarbonat mit Magensäure (Salzsäure), wobei Wasser, Kohlendioxid und Salzsäure (HCl) entstehen.
3. Ausscheidung durch die Nieren:
   • Die Nieren spielen eine Rolle bei der Regulation des Hydrogencarbonat-Spiegels im Körper. Sie können Hydrogencarbonat ausscheiden, um den pH-Wert des Blutes zu senken, oder es zurückhalten, um den pH-Wert zu erhöhen.
4. Stoffwechselprozesse:
   • Hydrogencarbonat ist in verschiedenen Stoffwechselprozessen involviert, einschließlich der Umwandlung von Kohlendioxid zu Kohlensäure im Blut, was wiederum zu Hydrogencarbonat führt.
5. Atmungsregulation:
   • Ein Teil des Kohlendioxids (CO2), das im Körper produziert wird, reagiert mit Wasser, um Kohlensäure zu bilden. Diese Kohlensäure dissoziiert dann in Wasserstoffionen (H+) und Hydrogencarbonat. Dieser Prozess spielt eine Rolle bei der Regulation des pH-Werts durch die Atmung.

Unausgeglichener Säure-Basen-Haushalt: Ursachen und Folgen

Ein unausgeglichener Säure-Basen-Haushalt im Körper kann verschiedene Ursachen und erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Der pH-Wert des Blutes und anderer Körperflüssigkeiten sollte in einem engen Bereich bleiben, um eine normale Funktion von Enzymen und anderen biochemischen Prozessen zu gewährleisten. Hier sind einige Ursachen und potenzielle Folgen eines unausgeglichenen Säure-Basen-Haushalts:

Ursachen:

1. Ernährung:
   • Eine unausgewogene Ernährung mit übermäßigem Verzehr von sauren oder basischen Lebensmitteln kann den Säure-Basen-Haushalt beeinflussen. Zum Beispiel können Diäten, die reich an Fleisch und kohlenhydratreichen Lebensmitteln sind, zu einer erhöhten Säureproduktion führen.
2. Stoffwechselstörungen:
   • Bestimmte Stoffwechselstörungen, wie eine unzureichende Funktion der Nieren oder der Lunge, können zu einem unausgeglichenen Säure-Basen-Haushalt führen.
3. Dehydration:
   • Ein Mangel an Flüssigkeitsaufnahme kann den pH-Wert erhöhen, da eine ausreichende Hydratation wichtig ist, um überschüssige Säuren über den Urin auszuscheiden.
4. Atemwegserkrankungen:
   • Atemwegserkrankungen, die zu einer unzureichenden Atmung führen, können den Kohlendioxidgehalt im Blut erhöhen und den pH-Wert senken.
5. Medikamenteneinnahme:
   • Einige Medikamente können den Säure-Basen-Haushalt beeinflussen, indem sie die Produktion von Säuren oder Basen im Körper verändern.

Folgen:

1. Azidose:
   • Wenn der pH-Wert des Blutes unter den normalen Bereich fällt, spricht man von Azidose. Dies kann zu Symptomen wie Müdigkeit, Verwirrung, Atemnot und in schweren Fällen zu lebensbedrohlichen Zuständen führen.
2. Alkalose:
   • Wenn der pH-Wert des Blutes über den normalen Bereich steigt, spricht man von Alkalose. Symptome können Muskelzuckungen, Schwindel, Übelkeit und Verwirrung sein.
3. Nierenprobleme:
   • Ein unausgeglichener Säure-Basen-Haushalt kann die Nieren belasten und zu Nierenerkrankungen führen.
4. Störung enzymatischer Prozesse:
   • Ein abnormer pH-Wert kann die Aktivität von Enzymen beeinflussen, was wiederum verschiedene biochemische Prozesse im Körper beeinträchtigen kann.
5. Knochengesundheit:
   • Ein dauerhaft unausgeglichener Säure-Basen-Haushalt kann negative Auswirkungen auf die Knochengesundheit haben, da der Körper versucht, den pH-Wert durch Freisetzung von basischen Mineralien aus den Knochen zu regulieren.

Tagesbedarf: Wie viel Hydrogencarbonat sollte man zu sich nehmen?

Es gibt keinen spezifischen Tagesbedarf für Hydrogencarbonat, da es in erster Linie als Teil des Säure-Basen-Gleichgewichts im Körper wirkt und normalerweise durch physiologische Prozesse geregelt wird. Der Körper produziert selbst Hydrogencarbonat als Reaktion auf verschiedene Stoffwechselvorgänge.

Die Nahrungsaufnahme von Hydrogencarbonat erfolgt oft indirekt über die Ernährung. Lebensmittel, die reich an Hydrogencarbonat oder deren Vorstufen sind, können zur Hydrogencarbonatversorgung beitragen. Ein Beispiel dafür ist das Essen von Gemüse, das reich an basischen Mineralien ist.

Hydrogencarbonat im Wasser

Hydrogencarbonat (HCO3-) kommt natürlich im Wasser vor und spielt eine entscheidende Rolle in der Wasserchemie. Es handelt sich um eine wichtige Komponente des Kohlensäure-Bicarbonat-Carbonat-Gleichgewichts. Dieses Gleichgewicht beeinflusst den pH-Wert und die Alkalinität des Wassers.

Wenn Kohlendioxid (CO2) in Wasser gelöst wird, bildet es Kohlensäure (H2CO3). Diese Kohlensäure dissoziiert dann in Wasserstoffionen (H+) und Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3-). Diese Ionen können sich weiter zu Carbonat-Ionen (CO3^2-) umwandeln.

Das Gleichgewicht kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, darunter der pH-Wert des Wassers. Bei niedrigem pH-Wert überwiegt die Form von Kohlensäure, während bei höherem pH-Wert die Formen von Hydrogencarbonat und Carbonat dominieren.

Ab wann gilt ein Mineralwasser als bicarbonathaltig?

Die Bicarbonathaltigkeit von Mineralwasser wird durch den Gehalt an Hydrogencarbonat-Ionen (HCO₃⁻) bestimmt. Ein Mineralwasser gilt als bicarbonathaltig, wenn es einen signifikanten Anteil dieser Ionen enthält, was typischerweise durch den geologischen Ursprung des Wassers beeinflusst wird.

Der Hydrogencarbonatgehalt variiert stark in Abhängigkeit von der geologischen Zusammensetzung der Böden und Gesteinsschichten, durch die das Wasser fließt. Besonders kalkhaltige Gesteine wie Kalkstein oder Dolomit begünstigen höhere Bicarbonatkonzentrationen im Wasser, da bei der Reaktion von CO₂ mit Calciumcarbonat (CaCO₃) Hydrogencarbonat entsteht.

Es gibt gesetzliche Vorgaben und Definitionen, etwa in EU-Verordnungen oder nationalen Regelwerken (z. B. die Mineral- und Tafelwasserverordnung in Deutschland). In der Praxis wird ein Hydrogencarbonatgehalt von über 600 mg/l oft als bedeutsam angesehen, und Mineralwässer mit mehr als 1.500 mg/l dürfen in Deutschland als „bicarbonathaltig“ ausgelobt werden.

Die Klassifizierung eines Mineralwassers stützt sich in der Regel auf eine Gesamtbetrachtung seiner Mineralstoffzusammensetzung. Der Hydrogencarbonatgehalt ist dabei ein wichtiger Einzelwert, insbesondere im Hinblick auf den Geschmack, die Pufferkapazität und mögliche gesundheitliche Wirkungen (z. B. bei Sodbrennen).

Für konkrete Informationen empfiehlt sich ein Blick auf das Etikett der Wasserflasche oder die Herstellerangaben, wo die chemische Zusammensetzung, einschließlich des Hydrogencarbonatgehalts, aufgeführt ist.

Häufig gestellte Fragen zu Hydrogencarbonat