Proteinpuffer in Blutplasma und Zellen

Proteinpuffersysteme beruhen auf der Fähigkeit von Aminosäuren, auf pH-Veränderungen zu reagieren.

Wenn der pH-Wert steigt, kann die Carboxylgruppe in einer Aminosäure dissoziieren, wodurch sie als schwache Säure wirkt und Wasserstoffionen freisetzt.

Einige Aminosäuren, wie Histidin und Cystein, haben Seitenketten, die Wasserstoffionen spenden können.

Unter bestimmten pH-Bedingungen trägt eine Aminosäure sowohl positive als auch negative Ladungen, ein Zustand, der als Zwitterion bekannt ist.

Umgekehrt, wenn der pH-Wert sinkt, kann die Aminogruppe als schwache Base fungieren und Wasserstoffionen aufnehmen, wodurch ein Aminoion entsteht.

Zum Beispiel fungiert das Protein Hämoglobin als Puffer in den roten Blutkörperchen.

Wenn Blut durch die Kapillaren fließt, gelangt Kohlendioxid aus Gewebezellen in die roten Blutkörperchen und verbindet sich mit Wasser zu Kohlensäure. Diese Säure dissoziiert dann in Wasserstoff- und Bikarbonat-Ionen.

Gleichzeitig gibt Oxyhämoglobin seinen Sauerstoff an die Gewebezellen ab, und das daraus resultierende verminderte Hämoglobin oder Desoxyhämoglobin nimmt die freien Wasserstoffionen auf, wodurch der pH-Wert erhöht wird.