Acid-Base Homeostasis: Latent Acidosis as a Cause of Chronic Diseases Jürgen Vormann, Thomas Goedecke Institut für Prävention und Ernährung, DE-Ismaning I n the healthy human being, the blood has a pH value of 7.4. Even slight deviations from this value may lead to severe disturbances in metabolism which may even be life-threatening. It is for this reason that the body`s exten- sive buffer systems ensure that the blood pH is maintained between the very narrow limits of 7.37 and 7.43. These buffer systems bind and neu- tralize the additional protons (H + ions) or hydroxide ions (OH – ions) respec- tively associated with excessive acidity or alkalinity and thereby prevent them f rom immediate and marked influ- ences on metabolism. In order to maintain the optimal metabolic func- tioning and there f o re the buffering capacity on a long-term basis, the organism is also dependent on the con- stant regeneration of the buffer sys- tems. Physiological regulation of acid-base homeostasis What has been said above presuppos- es precise regulation of the acid-base homeostasis which involves many fac- tors (Fig. 1). Apart from the buffering characteristics of the blood and the extracellular and intracellular com- partments, the gas exchange in the lungs and the excretion mechanisms of the kidneys are essential components of this regulatory system all of which a re in functional equilibrium with each other. The bicarbonate system is of primary importance for maintaining a constant blood pH, but plasma pro- teins as well as the hemoglobin and the phosphate buffer also play a role Background: A prerequisite for the proper functioning of the enzyme-controlled metabolic processes of the human organism is the regulation of pH both inside and outside of the cells. The ratio of acids to bases is not only important for a healthy metabolism, it also determines the struc- ture and function of proteins, the permeability of cell membranes, the distribution of electrolytes, and the function of connective tissue. Currently, long-term disturbances of the natural acid-base homeostasis are receiving increasing attention as a risk factor for chronic diseases. Objective: To determine whether there is causal evidence for the pathobiochemical effects of a low-grade chronic metabolic (latent) acidosis and for the beneficial disease-modifying aspects of a well-bal- anced acid-base homeostasis. Methods: The MEDLINE data base is systematically reviewed for scientific literature since 1990 on latent acidosis and its impact on human health. Results: A latent acidosis resulting from a gradual reduction of the buffer re s e rves, mainly due to nutritional influences, does not produce major changes of blood pH because of compensatory mechanisms through urinary acid excretion. However, there is causal evidence that this compensation, in the long term, inevitably leads to loss of bone substance and impairs the structure and function of the connective tissue. Conclusion: In the past, pH regulation was taken for granted in persons not being severely ill and the required buffering capacity of the organism was accepted as being virtually inexhaustible. But today latent acidosis resulting from a gradual reduction of the buffer reserves is increasingly the focus of interest for the development and progression of chronic dis- eases such as osteoporosis and rheumatoid disorders. Key Words: Acid-base homeostasis, latent acidosis, osteoporosis, rheumatoid disorders, nutrition, evolution Säure-Basen-Haushalt: Latente Azidose als Ursache chronischer Erkrankungen Hintergrund: Die Regulation des pH-Wertes innerhalb und außerhalb der Zellen ist eine wesent- liche Vorraussetzung für die Funktionsfähigkeit der enzymatisch gesteuerten Stoffwechselvor- gänge unseres Organismus. Das Verhältnis von Säuren zu Basen ist nicht nur für einen gesunden Stoffwechsel von Bedeutung, sondern entscheidet auch über die Struktur und Funktion von Pro- teinen, die Permeabilität von Zellmembranen, die Verteilung von Elektrolyten sowie die Funktion des Bindegewebes. Langfristige Störungen des natürlichen Säure-Basen-Gleichgewichtes finden aufgrund des gegenwärtigen wissenschaftlichen Erkenntnisstandes als Risikofaktor für chroni- sche Erkrankungen zunehmend Beachtung. Fragestellung: Lassen sich die pathobiochemischen Auswirkungen einer geringgradigen chronischen metabolischen (latenten) Azidose und die positi- ven gesundheitlichen Aspekte eines ausgeglichenen Säure-Basen-Haushalts kausal belegen? Methoden: Systematische Auswertung der wissenschaftlichen Literatur in der MEDLINE Daten- bank ab dem Jahr 1990 über die latente Azidose und deren Einfluss auf die Gesundheit. Ergeb- nisse: Eine latente Azidose als Folge einer schleichenden Verminderung der Pufferreserven, über- wiegend bedingt durch Ernährungseinflüsse, ruft aufgrund der Kompensation durch die Säu- reausscheidung über die Nieren keine wesentlichen Veränderungen des Blut-pH hervor. Aller- dings führt diese Kompensation auf lange Sicht unausweichlich zu einem Verlust von Knochen- substanz und beeinträchtigt die Struktur und Funktion des Bindegewebes. Schlussfolgerung: In der Vergangenheit wurde die pH-Regulation bei Personen, die nicht ernsthaft erkrankt sind, als Selbstverständlichkeit aufgefasst und die hierzu erforderliche Pufferkapazität des Organismus als beinahe unerschöpflich erachtet. Heute wird zunehmend erkannt, dass die latente Azidose als Folge einer allmählichen Abnahme der Pufferreserven für die Entstehung und den Verlauf chroni- scher Erkrankungen wie z.B. Osteoporose und Rheuma von Bedeutung ist. Schlüsselwörter: S ä u re-Basen-Haushalt, latente Azidose, Osteoporose, rheumatische Erkrankun- gen, Ern ä h rung, Evolution Schweiz. Zschr. GanzheitsMedizin Jg.18, Heft 5, September 2006 255 Schweiz. Zschr. GanzheitsMedizin 18, 255–266 (2006). © Verlag für GanzheitsMedizin, Basel. www.ganzheitsmedizin.ch Übersichtsarbeiten ❘ Review Articles