Warum die Säure-Basen-Balance in unserem Körper so wichtig ist


Text: Dipl.-Ing. (FH) Stephen Hubbes, Lebensmitteltechnologe, Rapunzel Produktentwicklung

Unsere Nieren spiegeln sich an unserer Körperachse, als würden sie eine Balance zueinander und um unsere Mitte halten. Was hat sich die Evolution eigentlich mit zwei Nieren gedacht? Wir haben vielleicht zwei Lungenflügel, aber keine zwei Lungen und auch keine zwei Herzen oder eine zweite Leber. Aber wir haben zwei Nieren. Zweimal ein und dasselbe Organ. Damit wird klar, dass ihnen eine ganz besondere Bedeutung in unserem Körper zukommt. Wir sehen das manchmal etwas anrüchige Produkt ihrer Arbeit, wenn wir auf die Toilette gehen.

Wir sind uns aber oft nicht einmal ansatzweise bewusst darüber, was für eine tragende, lebenswichtige Rolle ihnen in unserem Stoffwechsel und für unser Wohlbefinden zukommt. Diese tragende Rolle kommt im Säure-Basen-Konzept gut zum Ausdruck – einem ausgeklügelten metabolischen Mechanismus, der immer um eines bemüht ist: Ausgleich und Halten einer engen (Säure-Basen-) Balance, da sonst in unserem Stoffwechsel einiges gehörig durcheinander kommt. Die Nieren sind quasi unser 'Balance-Wächter'.

Säure oder Base – ist das die Frage?

Ich hatte lange Schwierigkeiten mit dem Säure-Basen-Konzept, da jeder Autor etwas anderes behauptete, ohne auf entsprechende Quellen zu verweisen. Beim einen Autor waren bestimmte Lebensmittel gut und basenbildend, bei dem anderen wiederum schlecht, oft genug ohne konkret auf die Gründe einzugehen. Gerade im Internet grassiert diese Verwirrung recht stark. Überaus gesunde Lebensmittel werden dabei per se als „säurebildend“ abqualifiziert, die Auswahl an gesunden Lebensmitteln wird eingeschränkt und die Lebensmittelzubereitung zu einem mechanistischen Zubereiten „nach Liste“, was jeweils basenbildend und säurebildend ist. 
Das erschwert eine praxisnahe und alltags­taugliche Umsetzung erheblich. Dabei ist das Säure-Basen-Konzept eigentlich ganz einfach: viel Obst und Gemüse und möglichst pflanzenbasierte Proteinquellen. Betrachten wir also das Säure-Basen-Konzept anhand seiner ernährungs­wissen­schaftlichen Grundlagen genauer anhand von nachvollziehbar veröffentlichten Fachpublikationen der Ernährungswissenschaft und -medizin. Was genau bedeutet Säure-Basen-Balance? Was sind „Säuren“, was sind „Basen“? (Siehe hierzu Infokasten „Säuren und Basen".) Wenn wir Nahrung zu uns nehmen, dann nehmen wir damit unweigerlich Proteine, Kohlenhydrate, Fette zu uns. 
Weil diese Nährstoffe den größten Teil unserer Nahrung ausmachen, nennt man sie „Makronährstoffe“, wohingegen Mikronährstoffe Mineralstoffe, Spurenelemente und Vitamine bezeichnen. Makronährstoffe sind die klassischen Betriebsmittel unseres Körpers. Sie dienen uns als Bausubstrat und Energiequelle. Werden sie im Körper metabolisch umgesetzt, entstehen daraus als Stoffwechselendprodukte entweder „metabolische Säuren“ oder „metabolische Basen“. Das Wort „metabolisch“ steht hier dafür, wie diese Stoffwechselprodukte letztendlich wirken. Das Interessante ist nämlich, dass bekannte Säuren wie die Zitronensäure basisch wirken.

Esst mehr Obst und Gemüse

Die typischen westlichen Ernährungsmuster enthalten wenig Obst und Gemüse, sind dafür aber reich an tierischen Proteinen sowie raffiniertem Zucker und Weißmehl. Tierische Proteine, aber auch Zerealien wie Weizen und Gerste enthalten Proteine, die aus vielen schwefelhaltigen Aminosäuren bestehen (Methionin, Homocystein und Cystein). Die Konzentration dieser schwefelhaltigen Aminosäuren ist jedoch in Fleisch, Fisch und Eiern um das 2- bis 5-fache höher als in Getreiden oder Hülsenfrüchten und trägt damit maßgeblich zu einer Überfrachtung des Körpers mit metabolischen Säuren bei. Was bewirken sie im Körper? Diese schwefelhaltigen Aminosäuren werden zu Sulfat und einem Überschuss an H+-Ionen verstoffwechselt. Zudem sind häufige Begleiter von tierischen Proteinen Salz und Phosphat (Letzteres speziell aus Wurstwaren und Käse). Gleichzeitig sind diese Lebensmittel arm an Kalium und Magnesium sowie metabolisierbaren Anionen wie Zitronen- oder Äpfelsäure. Dies alles führt zu einer Akkumulation nicht-metabolisierbarer Anionen (Chlorid, Sulfat, Phosphat) und stark sauer wirkenden H+-Ionen, die zu einer Lebensspannen übergreifenden, oft übersehenen, metabolischen Azidose führen, deren Auswirkungen sich mit zunehmendem Alter verstärkt, da die Nierenfunktion mit dem Alter abnimmt.
Die potenzielle Säurelast für die Nieren lässt sich relativ gut berechnen und ist der Übersichtlichkeit halber für die relevanten Lebensmittelgruppen in folgendem Diagramm dargestellt:

Proportionsbereinigte Säurebelastung der Nieren in Anlehnung an Trinchieri (2012) auf Basis des PRAL-Wertes (potential renal acid load) nach Remer & Manz (1995). Positive Werte stehen für das Säurepotenzial, negative Werte für das Basenpotenzial.
Proportionsbereinigte Säurebelastung der Nieren in Anlehnung an Trinchieri (2012) auf Basis des PRAL-Wertes (potential renal acid load) nach Remer & Manz (1995). Positive Werte stehen für das Säurepotenzial, negative Werte für das Basenpotenzial.
Proportionsbereinigte Säurebelastung der Nieren in Anlehnung an Trinchieri (2012) auf Basis des PRAL-Wertes (potential renal acid load) nach Remer & Manz (1995). Positive Werte stehen für das Säurepotenzial, negative Werte für das Basenpotenzial.
Aufgrund der ernährungsbedingt herbeigeführten, metabolischen Azidose versucht die Niere gegenzusteuern, die Säure-Basen-Balance wieder herzustellen und nicht metabolisierbare Anionen und das Übermaß an säuernden H+-Ionen auszuscheiden. Chlorid, Sulfat und Phosphat, die alle negativ geladene Ionen sind, können über die Nieren nur unter Hinzunahme positiv geladener Ionen ausgeschieden werden – wie Kalium, Magnesium und Calcium. Je niedriger der pH-Wert des Urins ist, desto höher war die Säurefracht an metabolischen Säuren. Der in den Nieren ablaufende, elektrische Neutralisierungsprozess hat jedoch zur Folge, dass sehr viele stark sauer wirkende H+-Ionen übrig bleiben, um die sich die Nieren auch noch kümmern müssen. Die überschüssigen H+-Ionen müssen unter Zuhilfenahme von Ammoniak, welches die Nieren aus Eiweißstoffen bilden, zu Ammonium (einer positiv geladenen Stickstoffbase!) umgelagert werden, bevor sie über den Urin ausgeschieden werden können.

Paradoxe Proteine

Stimmt es also, dass der Körper Eiweiß braucht, um die Folgen übermäßigen Eiweißverzehrs zu bewältigen?

Ja! Das Paradoxe ist nämlich: Obwohl wir viel Protein durch tierische Lebensmittel aufnehmen, ergibt sich über die Kompensationsfunktion überschüssiger Säuren ein Verlust an Aminosäuren, der eben umso größer ist, je mehr tierische Proteine aufgenommen werden. Daraus resultieren eine negative Stickstoffbalance und in deren Folge langfristig ein Verlust an Muskelmasse. Nochmals: Je mehr Eiweiß wir also konsumieren, desto ineffizienter läuft also unser Proteinstoffwechsel.
Junge Menschen können dies kompensieren, aber besonders im Alter zeigen sich hier die negativen Effekte, durch Sarkopenie, den Verlust an Muskelmasse und dadurch an Mobilität, der durch eine Stoffwechsellage mit metabolischer Azidose gefördert wird. Dieser Mobilitätsverlust wird durch ein deutlich höheres Osteoporoserisiko noch verstärkt, welches sich aus der metabolischen Azidose ergibt, da der Körper über viele Jahre seine Calciumdepots zum Neutralisieren der Säure­überschüsse angezapft hat. Darüber hinaus stört die metabolische Azidose den Hormonhaushalt der Nebenschilddrüse, was den knochen­abbauenden Effekt noch weiter verstärkt.
Doch nicht erst im Alter kommt die schädliche Wirkung der metabolischen Azidose zum Tragen. Durch die ständige Ammoniumgenese finden eine Reihe von Veränderungen in den Nieren statt, die letztlich zu einer Hypertrophie (Vergrößerung) des Nierengewebes führen, verbunden mit einer chronischen Schieflage des gesamten Stoffwechsels mit einem deutlich höheren Risiko für Typ-2-Diabetes, Bluthochdruck, das Entstehen von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Nierensteine und Adipositas. Es scheint dabei einen Unterschied zu machen, ob pflanzliche oder tierische Proteine konsumiert werden, da sich aus diesen nicht die gleichen negativen Folgen ergeben.

Starke Basen helfen

Bei der Verstoffwechselung von Früchten und Gemüsen hingegen bleibt überwiegend Kaliumbicarbonat übrig. Kaliumbicarbonat ist eine starke Base, die hilft, Säuren abzupuffern und überschüssige nicht metabolisierbare Anionen über die Nieren abzuführen Der Verzehr von viel Obst und Gemüse hilft somit Calcium zu sparen und die Knochen gesund zu erhalten, da aufgrund des Basenüberschusses keine Mobilisierung von Calcium zum Ausgleich notwendig ist.
(Auch Trockenfrüchte und Nüsse sind ideale Zwischenmahlzeiten, im Vergleich zu allerlei zuckerbasierten Verführungen, da sie zu den kaliumreichsten Lebensmitteln zählen. Insbesondere Mandeln haben viel basisch wirkendes Calcium, Magnesium und Kalium und basisches Protein.) Zudem enthalten pflanzliche Proteine deutlich mehr Glutaminsäure, eine anionische Aminosäure, deren Verstoffwechselung ebenfalls dazu führt, dass stark säuernde H+-Ionen verbraucht werden, da vor allem Glutaminsäure zur Ammoniumgenese verwendet wird. Soja- Proteine (enthalten in Sojamilch, Tofu, Sojaschnetzel) z. B. haben den höchsten Glutaminsäuregehalt, es ist daher nicht verwunderlich, dass Sojaprotein ein eher basisch wirkendes Protein ist.

Getreide ist nicht gleich Getreide

Auch die Getreide unterscheiden sich hierbei in ihrer Aminosäuren-Zusammen­setzung. Es gibt Getreidesorten, die relativ gesehen mehr schwefelhaltige Aminosäuren haben als andere (z. B. Weizen und Reis). Hirse, aber auch Buchweizen haben hiervon weniger und wirken auch durch ihren hohen Kalium- und Magnesiumgehalt eher basisch.

Es scheint auch einen Unterschied zu machen, ob Vollkorn oder nicht. Messe ich den pH-Wert im Urin im Rahmen meines morgendlichen Selbstversuchs, wirkt Vollkorn weit weniger säuernd als Produkte aus Auszugsmehlen und polierter Reis. Vollkorn hat 3- bis 4-mal mehr Kalium und sogar 4- bis 5-mal mehr Magnesium als Weißmehl! Das mag wohl einer der Gründe für die weniger stark säuernde Wirkung von Vollkorn sein, auch bei Verwendung vermeintlich „säuernder“ Zerealien. Man kann also Getreide nicht per se als säuernd verteufeln, sondern muss sie an dieser Stelle etwas differenzierter betrachten.

Man kann also Getreide nicht per se als säuernd verteufeln, sondern muss sie an dieser Stelle etwas differenzierter betrachten.
 
Dieses Wissen ist auch in unser Rapunzel-Basen-Müsli eingeflossen, in dem vor allem basisch wirkende Getreide rein auf Vollkornflockenbasis verwendet werden. Es hat einen eher moderaten Proteingehalt und kombiniert man es mit frischen Früchten oder frisch gepresstem Karottensaft (mein persönliches Highlight!), ist es ein basischer und genussreicher Start in den Morgen.

Die Balance ist entscheidend

Es geht nicht darum, einseitig Lebensmittel zu verdammen und nur noch Obst und Gemüse zu essen, sondern um die Balance, die für ein optimales Funktionieren unserer Körpers und seiner Gesundheit sowie dem damit verbundenen guten Lebensgefühl richtig sind. Vielleicht wirken einige Getreide säuernder als andere – aber sie bringen uns zugleich viel Eiweiß, gute Energieträger (komplexe Kohlenhydrate) sowie wichtige B-Vitamine, Eisen und Zink.
Gleichzeitig, wenn wir Obst und Gemüse dazu essen, kompensieren wir einerseits die Säuren, anderseits nehmen wir durch Vitamin C aus Obst und Gemüse Eisen und Zink besser auf. Dadurch, dass Zerealien um das 2- bis 5-fache weniger an säuernden Komponenten enthalten, sind folglich auch weniger basenbildende Lebensmittel notwendig, um die Balance wieder herzustellen oder aufrecht zu erhalten als beim Verzehr von Fisch und Fleisch.

Der Zitrat-Zyklus

Wie kann es sein, dass eine Säure „basisch wirkt“? Ist das nicht ein Widerspruch? Nein, das ist metabolisch begründet: Zitronensäure wird im sogenannten Zitratzyklus verstoffwechselt. Dabei wird sie über Zwischenstufen zu CO2 abgebaut. Das hieraus resultierende metabolische CO2 wird in seine wasserlösliche, ionische Form umgewandelt, dem Bicarbonat, auch Hydrogencarbonat (HO3) Cgenannt. Bicarbonat ist eine Base. Sie kann ein weiteres säuerndes H+- Ion einfangen und wandelt sich dann zu Kohlensäure um, die als CO2 ganz einfach über unsere Lungen abgeatmet wird. Bei dieser Reaktion bleibt lediglich Wasser übrig.
So werden über einen metabolisch ausgeklügelten Mechanismus überschüssige Säuren (H+-Ionen) abgebaut und unter anderem in Form von CO2 über unsere Lungen abgeatmet. Daher hilft auch Bewegung an frischer Luft so gut beim Abbau von Säuren. In den Zitratzyklus fließen weitere Fruchtsäuren ein, wie die Äpfelsäure, die Fumarsäure, aber auch die Abbauprodukte von Aminosäuren wie der Glutaminsäure. Die Zitronensäure hat über den Zitratzyklus also eine wichtige, alkalisierende Funktion. Und so erklärt sich, warum so saure Lebensmittel wie Zitronen überaus basisch auf den Körper wirken. Übrigens: Mineralwässer, die besonders viel Hydrogencarbonat enthalten, wirken ebenfalls sehr basisch auf unseren Stoffwechsel!

Basen und Säuren

Ein Ausflug in die Chemie: Was steckt hinter den Fachbegriffen

Um Säuren und Basen zu verstehen, kommen wir chemisch betrachtet nicht um sogenannte Ionen herum. Worum handelt es sich dabei? Wenn ich destilliertes Wasser habe, dann ist in diesem Wasser nichts anderes als reines H2O. Füge ich nun etwas Kochsalz zu – chemisch Natrium­chlorid genannt – und rühre es um, dann löst es sich auf. Das aufgelöste Kochsalz liegt nun in „ionischer Form“ vor, als positiv geladene Natrium-Ionen (Na+-Ionen) und negativ geladene Chlorid-Ionen (Cl--Ionen). Die positiv geladenen Teilchen bezeichnet man dabei als „Kationen“, die negativ geladenen als „Anionen“.
Metabolische Säuren sind saure Stoffwechselprodukte

H+-Ionen sind überschüssige, gelöste und nicht gebundene Wasserstoffatome. Es sind vor allem diese H+-Ionen, die für den sauren Effekt von Säuren sorgen, der über den pH-Wert gemessen wird. Nicht metabolisierbare Anionen sind Chlorid, Sulfat und Phosphat. Nicht metabolisierbar bedeutet, dass der Körper sie nicht weiter verar­beiten kann. Um die Säure-Basen-Balance zu halten, muss er sie daher zusammen mit anderen Stoffen ausscheiden, nämlich mit Kalium, Magne­sium und Calcium. Warum ist das so? Chlorid, Sulfat und Phosphat sind negativ geladene Ionen. Die Nieren aber sind um elektrische Neutralität bemüht. Das bedeutet, dass diese negativ geladenen Teilchen immer zusammen mit positiv geladenen Teilchen ausgeschieden werden müssen. Und das gelingt dem Körper dank der positiv geladenen Kalium-, Calciom und Magnesium-Ionen. Vor allem Sulfate sind dann entsprechend als „saurer Urin“ messbar. Viel Kalium und Magnesium im Körper hilft übrigens Calcium einzusparen.
Metabolische Basen sind basische Stoffwechselprodukte und Mineralstoffe

Kationen sind, wie bereits genannt, positiv geladene Ionen wie Kalium, Magnesium, Calcium sowie bedingt Ammonium. Bedingt deshalb, da die Niere es aus der Not heraus bildet, um überschüssige H+-Ionen auszuscheiden. Kalium und Magnesium hingegen sind reichlich in Gemüsen, Früchten, Vollkorn und Ölsaaten enthalten.

Metabolisierbare Anionen, also vom Körper verarbeitbare Säuren, umfassen Zitrat, Malat, Fumarat, die Salze der Zitronensäure, der Äpfelsäure und der Fumarsäure, die viel in Früchten und Gemüsen vorkommen.
Stephen Sven Hubbes
Dipl. Ing. (FH) Lebensmitteltechnologie, Master of Science "Consumer Science" und Produktentwickler bei Rapunzel, hat eine berufsbegleitende Promotion im Feld der Lebensmittelverfahrenstechnik an der TU München/Weihenstephan durchgeführt und schreibt derzeit seine Dissertation. Er lebt seit über 8 Jahren vegan und legt viel Wert auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Säuren und Basen.
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