Chemische Reaktion
Säure löst das Mineral
In der sauren Grube zerfallen die Kristalle des Knochenminerals in ihre Bausteine: Calcium und Phosphat.
Das Knochenmineral Hydroxylapatit ist in Wasser und im Blut praktisch unlöslich. Deshalb bleibt ein Knochen über Jahrzehnte fest. In Säure ändert sich das.
In der Szene sehen Sie unter der Zellhülle Kristalle, die sich auflösen. Einzelne Calcium- und Phosphat-Teilchen lösen sich vom Rand und schwimmen davon.
Für Ihre KnochenHier wird Calcium aus dem Speicher freigesetzt. Das ist nützlich, weil es den Blutspiegel stabil hält. Es ist auch der Grund, warum eine dauerhaft knappe Calciumzufuhr den Knochen kostet: Der Körper holt sich, was fehlt, über mehr Abbau.
Protonen greifen die Schwachstellen an
Im Kristall halten sich positiv geladenes Calcium und negativ geladenes Phosphat gegenseitig fest. Dazwischen sitzen kleine Gruppen aus Sauerstoff und Wasserstoff, die Hydroxid-Gruppen.
Protonen lagern sich an die negativ geladenen Bausteine an. Aus einer Hydroxid-Gruppe und einem Proton wird Wasser. Phosphat nimmt ebenfalls Protonen auf und verliert dadurch einen Teil seiner Ladung. Jetzt fehlt die Anziehung, die das Calcium im Gitter gehalten hat. Der Kristall zerfällt von außen nach innen.
Die Reaktion verbraucht Säure
Jeder aufgelöste Kristall bindet Protonen. Das Mineral wirkt also selbst wie ein Säurepuffer. Würde die Zelle nicht ständig nachpumpen, wäre die Säure schnell verbraucht und der Abbau zu Ende. Pumpe, Chlorid-Kanal und Carboanhydrase arbeiten deshalb ohne Pause, solange die Grube offen ist.
Kleine und unregelmäßige Kristalle lösen sich leichter
Knochenmineral ist kein reiner Apatit. Eingebautes Carbonat und andere Fremdteilchen stören das Gitter. Solche Kristalle gehen in Säure schneller in Lösung. Junger, frisch verkalkter Knochen enthält kleinere Kristalle als alter und lässt sich leichter auflösen.
Was übrig bleibt
Ist das Mineral gelöst, liegt das Kollagen-Gerüst frei. Säure allein kann es nicht auflösen. Dafür braucht die Zelle ein Enzym.
Im Alltag
- Bei Osteoporose gelten mindestens 1.200 mg Calcium am Tag aus Essen und Trinken als Ziel. So muss der Körper weniger aus dem Knochen nachliefern.
- Ein normaler Calciumwert im Blut zeigt nicht, ob genug zugeführt wird. Er wird notfalls auf Kosten des Knochens gehalten.
In Zahlen
- Mineral
- Hydroxylapatit besteht aus Calcium, Phosphat und Hydroxid-Gruppen.
- Löslichkeit
- Im Blut ist das Mineral praktisch unlöslich, bei einem pH-Wert um 4,5 geht es in Lösung.
- Puffer
- Beim Auflösen bindet das Mineral Protonen und verbraucht damit Säure.
Passende Laborwerte
- Calcium
- Phosphat
- Parathormon