Habe eine medizinische Frage an euch. In Biochemie haben wir ein Praktikum zum Puffersystem des Blutes (Astrup-Methode usw.) durchgeführt. In Testaufgaben sind regelmäßig pH Werte, scheinbarer pKs des CO2 und der pCO2 gegeben. Mit Hendersson-Hasselbalch soll dann z.B. durch einfaches Einsetzen die c(HCO3-) bestimmt werden.
Was mir dabei nicht klar ist: Wieso darf man das einfach? Das würde doch bedeuten, dass wir annehmen, das Säure-Basen-Paar HCO3-/CO2 wäre ALLEINE für den pH-Wert zuständig?! Aber das ist doch nicht korrekt: Die Pufferkapazität wird doch zu 25% (laut Praktikumsangaben) auch durch Hämoglobin (19%), Plasmaproteine (ca. 6%) und Phosphatpuffer (1%) mitbestimmt. Wieso kann man die bei der pH-Wert-Berechnung, bzw. der Berechnung einer Konzentration bei gegebenem physiologischem pH von 7,4 einfach vernachlässigen?!
Wo ist mein Denkfehler?
Die anderen Puffersysteme haben aber keinen direkten Einfluss auf das Verhältnis von Kohlensäure zur korrespondierenden Base, sondern nur indirekt über den pH - der ist aber bei Eurer Berechnung konstant.
__________________ Zwei Dinge sind unendlich: Das Universum und die menschliche Dummheit. Bezüglich des Universums bin ich mir aber noch nicht ganz sicher. - Albert Einstein -
Habt Ihr ein Vollblut genommen, oder die Erythrocyten abzentrifugiert und das Serum verwendet?
Weder noch. Wir haben das mit einer Salzlösung simuliert. Für die Nicht-Bicarbonatbasen musste ein entsprechend höher konzentrierter Phosphatpuffer herhalten.
Die Aufgabe, die ich beschreibe bezieht sich aber nicht auf das Praktikum selber, sondern auf Übungsaufgaben (völlig unabhängig vom Versuch).
Zitat:
Zitat von Uller
Die anderen Puffersysteme haben aber keinen direkten Einfluss auf das Verhältnis von Kohlensäure zur korrespondierenden Base, sondern nur indirekt über den pH - der ist aber bei Eurer Berechnung konstant.
Wieso haben die anderen keinen Einfluss? Mein Gedanke war:
Herleitung von Hasselbalch aus dem MWG besagt doch, dass nach Säure <-> Base + H+ eben eine bestimmte Menge H+ aus eben DIESER Säure frei wird. Darüber ermitteln wir dann den pH. Wenn aber doch auch andere Säuren/Basen Einfluss auf den pH haben - weil sie im Blut ja nunmal nebeneinander vorkommen - wie kann es dann korrekt sein, einfach nur einen gegebenen pH-Wert zu benutzen und darüber eine Konzentration zu bestimmen?
Zum besseren Verständnis: Die Frage lautet z.B.:
"Im Blutplasma eines Patienten wurden folgende Laborwerte gemessen:
pH = 7,36; [CO2] = 2,3 mmol/l. Berechnen Sie die Bicarbonat-Konzentration (pK´ = 6,1 bei 37 °C)".
Mir ist immer noch nicht klar, weshalb man einfach alles frei raus in die Puffergleichung einsetzen darf...
Bei der Hasselbalch-Gleichung entspricht der pH-Wert nicht zwangsläufig der von DIESER Säure freigesetzten Protonen, sondern dere Gesamtkonzentration an Protonen - und die wird hier als konstant betrachtet. So kannst Du über den pKS das Verhältnis von Kohlensäure zur korrespondierenden Base berechnen. Stell mal das Massenwirkungsgesetz für die Reaktion auf und betrachte dabei den pH-Wert als konstant - dann solltest Du eigentlich verstehen, dass das KS nur für ein bestimmtes Verhältnis von Säure zu Base erfüllt werden kann.
Ansonsten auch einfach mal die verschiedenen Threads im pH-Forum lesen, das alles das gleiche, auch wenn meist nicht biologische Fragestellungen diskutiert werden.
Medizinstudent?
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Ja, ist schon klar, dass dann das Verhältnis HCO3-/CO2 allein entscheidend ist. Ich verstehe nur nicht, warum man den pH so als konstant annehmen darf. Denn umgekehrt gibt es auch Aufgaben bei denen sowohl HCO3- als auch CO2 gegeben ist und dann nach dem pH Wert gefragt wird. Spätestens dann muss ich doch einbeziehen, dass der auch durch andere Puffer im Blut mitbestimmt wird. In den Testaufgaben wird das aber durchgehend nicht gemacht.
Beispiel: "Bei einem Patienten wurden folgende Säure-Base-Parameter bestimmt: pH = 7,32; pCO2 = 24 mmHg; Bicarbonat = 11,9 mmol/l. (...) Welchen pH-Wert hätte das Blut des Patienten ohne Kompensation?".
Wieder soll man einfach einsetzen. Wieso darf man das?
Schon alleine wegen der Aufgabenstellung kannst Du Dich hier nur auf den Hydrogencarbonatpuffer beziehen, was anderes wird ja gar nicht erst betrachtet.
Die Aufgabe ist eh rein fiktiv, damit man ein vermeintliches Anwendungsgebiet für die H.-H.Gleichung hat, ob diese Betrachtung physiologisch Sinn macht, ist eine ganz andere Frage, die Du schon richtig beantwortet hast.
__________________ Ich habe zwar auch keine Lösung, aber ich bewundere das Problem!
Schon alleine wegen der Aufgabenstellung kannst Du Dich hier nur auf den Hydrogencarbonatpuffer beziehen, was anderes wird ja gar nicht erst betrachtet.
Ja, aber warum liefert die H.-H.-Gleichung denn nicht einen völlig falschen pH-Wert? Am zweitwichtigsten (konzentrationsmäßig und auch bezogen auf die Pufferkapazität) wäre ja Hämoglobin. Das hat aber (in der Desoxyform) einen pKs von 8,25. Der weicht doch massiv ab von den 6,1 des Bicarbonatpuffers. Hämoglobin trägt aber mit 7mmol/l deutlich zur Gesamtkonzentration der Pufferbasen bei (HCO3-/H+ 24mmol/l und insgesamt 48mmol/l). Wieso darf man das einfach übergehen und erhält dennoch Werte, die zumindest akzeptabel sind (sonst würden die Frage wohl erst gar nicht so gestellt)?
Ja, aber warum liefert die H.-H.-Gleichung denn nicht einen völlig falschen pH-Wert? Am zweitwichtigsten (konzentrationsmäßig und auch bezogen auf die Pufferkapazität) wäre ja Hämoglobin. Das hat aber (in der Desoxyform) einen pKs von 8,25. Der weicht doch massiv ab von den 6,1 des Bicarbonatpuffers. Hämoglobin trägt aber mit 7mmol/l deutlich zur Gesamtkonzentration der Pufferbasen bei (HCO3-/H+ 24mmol/l und insgesamt 48mmol/l). Wieso darf man das einfach übergehen und erhält dennoch Werte, die zumindest akzeptabel sind (sonst würden die Frage wohl erst gar nicht so gestellt)?
Massenwirkungsgesetz ist Dir bekannt? Mal Dir mal die Reaktionsgleichungen über Kreuz auf mit H+ als Kreuzungspunkt und überleg Dir dann, ob es nicht einen Zustand gibt, wo beide Reaktionen im Gleichgewicht liegen.
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Mal Dir mal die Reaktionsgleichungen über Kreuz auf mit H+ als Kreuzungspunkt
Mir ist nicht klar was du meinst. Dass für eine konstante c(H+) der pKs laut MWG nur von dem Verhältnis der Konzentrationen des Bicarbonatpuffers abhängt ist mir klar. Ich verstehe nicht, wieso der Einfluss der anderen Puffersäuren auf den pH zu vernachlässigen ist.
Mein Grundgedanke dabei noch einmal an einem fiktiven Beispiel präzisiert: Wenn ich in einem Behälter (Blutgefäß) sowohl Essigsäure/Acetat (Bicarbonatpuffer) und Phosphorsäure/Phosphat (Phosphatpuffer) zusammenbringe, dann bestimme ich doch den pH-Wert auch nicht über das bekannte Konzentrationsverhältnis von einem Säure-Basen-Paar oder doch?
Oder darf man das, weil die bekannte Konzentration abhängig ist vom pH, der wiederum von den übrigen vorhanden Säuren und Basen abhängig ist und daher auch mit Angabe nur eines Konzentrationsverhältnisses korrekt ermittelt werden kann?
Jupp - im Prinzip ist das korrekt, man kann anhand eines Säure/Basen-Paares den pH errechnen.
Man sollte sich bewusst sein, dass dies sich auf Reaktionen im chemischen Gleichgewicht bezieht, ein Zustand, der sich in lebenden Systemen nicht finden wird. Aber gerade bei pH-Pufferung des Blutes sind die tatsächlichen Verhältnisse sehr nah am Gleichgewicht, um die Stabilität zu gewährleisten.
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Linear-Darstellung
