Puffersysteme im menschlichen Körper bestehen aus einer schwachen Säure oder Base zusammen mit ihrer konjugierten Säure oder Base. Dieses System verhindert große pH-Schwankungen des Körpers und der Zellen durch Zugabe einer starken Säure oder Base.
Im menschlichen Körper funktionieren Zellmechanismen nur innerhalb eines bestimmten Temperatur- und pH-Bereichs. Proteine denaturieren und werden außerhalb dieser spezifischen Bereiche abgebaut, und Enzyme stellen ihre Arbeit ein, was möglicherweise zum Tod führt.
Ein Puffersystem ist eine Ansammlung von Molekülen, die Wasserstoffionen reversibel binden können. Ein gutes Beispiel ist die menschliche Blutversorgung. Das Bicarbonat-Puffersystem hält im arteriellen Blut einen pH-Wert von 7,38-7,42 aufrecht. In diesem System wandelt sich Kohlensäure ständig hin und her aus Bikarbonat um und nimmt nach Bedarf Wasserstoffionen auf oder gibt sie ab. Ein weiterer bekannter extrazellulärer Puffer ist Ammoniak. Mehrere intrazelluläre Puffersysteme wie Phosphat oder Proteine werden auch verwendet, um überschüssige Wasserstoffionen in den Zellen zu absorbieren.
Diese Pufferungsmechanismen sind im Wesentlichen die praktische Anwendung des Prinzips von Le Chatelier, das die Umwandlung von konjugierter Säure in eine Base und umgekehrt beschreibt. Wenn beispielsweise der pH-Wert im Blut sinken würde, würde der Körper dies ausgleichen, indem er die Atmung beschleunigt, um Kohlendioxid freizusetzen, wodurch der pH-Wert wieder normal werden kann.
