Buttersäure

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 16. November 2016
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Sie riecht penetrant nach Erbrochenem, und kriminelle Gestalten machen sich ihren Gestank und ihre ätzende Wirkung für Anschläge zunutze. Innerhalb unseres Verdauungssystems jedoch hat die Buttersäure eine wichtige Funktion, und auch für Medizin und Chemie ist sie ein wertvoller Rohstoff.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Buttersäure?

Der Name Buttersäure ist die triviale Bezeichnung für Butansäure. Sie gehört zu den Monocarbonsäuren und ist die einfachste Fettsäure überhaupt. Ihre chemische Formel lautet C4H8O2, ihre Moleküle setzten sich also zusammen aus jeweil vier Kohlenstoff-, acht Wasserstoff- und zwei Sauerstoffatomen. Die bei Raumtemperatur farblose, etwas ölige Flüssigkeit ist wasserlöslich und hat eine stark schleimhautreizende Wirkung.

Ihr penetrant ranziger Geruch wird von Mensch und Tier bereits in kleinsten Konzentrationen wahrgenommen. Wir empfinden ihn als ein Anzeichen von Fäulnis und somit als negativ. In der Natur entsteht Buttersäure beim mikrobiellen Abbau organischer Stoffe durch die sogenannte Buttersäuregärung. Ihr Schmelzpunkt liegt mit minus 5 Grad Celsius niedriger als der von Wasser, ihr Siedepunkt liegt bei 163 Grad Celsius. Salze und Ester der Butansäure werden in der Chemie als Butyrate oder Butanoate bezeichnet.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Keine gesunde Darmschleimhaut ohne Buttersäure - unter dieser Überschrift lassen sich die vielfältigen Wirkungsmechanismen zusammenfassen, an denen die reizende Flüssigkeit im menschlichen Organismus beteiligt ist.

Die oberste Zellschicht auf der Innenseite unseres Darms, das sogenannte Darmepithel, ist zuständig für die Prozesse der Schleim-Sekretion und der Resorption von Nahrungsstoffen aus dem Darm. Für dieses so wichtige Darmepithel sind Buttersäure und deren Derivate die hauptsächlichsten Energiequellen. Nur wenn ihr Spiegel im Darm-Milieu ausreichend hoch ist, kann der Stoffwechsel der Darmschleimhaut optimal funktionieren. Buttersäure regt die Darmbewegung an, schützt den Darm und fördert das Zellwachstum, vor allem jedoch das Wachstum der Blutgefäße in der Darmwand.

Darüber hinaus stärkt sie die Verbindung zwischen den einzelnen Zellen in der Darmwand, verhindert dadurch ein Eindringen der Darmflora ins Epithel und wirkt so der Entstehung von entzündlichen Prozessen entgegen. Eine Theorie, nach der die Säure sogar vor Darmkrebs schützen soll, wird derzeit durch immer mehr Studien untermauert.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Innerhalb des menschlichen Organismus entsteht Buttersäure in der Darmflora, genauer gesagt im Dickdarm. Präbiotische Kohlenhydrate, die unser Magen mit seinen Verdauungsenzymen nicht aufschließen kann, gelangen unverdaut bis hierher und werden durch Darmbakterien (unter anderem Faecalibacterium prausnitzii) verarbeitet.

Dieser Prozess entspricht der bereits genannten Buttersäuregärung, und hierbei entsteht die Buttersäure. Ist sie in ausreichendem Maß vorhanden, verschiebt sich der pH-Wert im Darm in den sauren Bereich. Salmonellen und andere Krankheitserreger haben es schwer, in diesem Milieu zu überleben, und unser Darm bleibt leichter gesund. Hat die Säure hier eine positive Wirkung, so fällt sie an anderer Stelle eher negativ auf: Sie kommt in der Mundschleimhaut und im Körperschweiß des Menschen vor und ist an beiden Stellen mitverantwortlich für den unangenehmen Geruch.

Bei der Bekämpfung von Maulwürfen, Wühlmäusen und anderen Gartenschädlingen machen sich Gärtner und Bauern wiederum genau diese Eigenschaft zunutze: Die Tierchen mögen den Gestank auch nicht und ergreifen die Flucht. Umgekehrt ist es der typische Geruch der Buttersäure, von dem Zecken und andere Insekten profitieren: Durch ihn lokalisieren sie ihre potentiellen "Opfer".

Butansäure bzw. deren (wesentlich angenehmer riechende) Ester finden übrigens Anwendung in der Herstellung von Medikamenten, hautpflegenden Kosmetika, Duftstoffen und Likören. Bestimmte Verbindungen der Säure werden zur Produktion von Zellulosebutyrat, einem besonders witterungsbeständigen und schlagfesten Kunststoff, benötigt.

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Krankheiten & Störungen

Sinkt in unserem Darm der Buttersäurespiegel ab, so kann sich die Darmschleimhaut krankhaft verändern. Das Risiko der Entstehung von Darmkrebs oder chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn steigt.

Bei Patienten, die bereits unter derartigen Erkrankungen leiden, wurde ein teils deutlich verminderter Anteil an Buttersäure in der Darmflora nachgewiesen. Unsere Ernährung hat erheblichen Einfluss darauf, wie viel Butansäure in unserem Darm gebildet wird. Vor allem ballaststoffreiche Lebensmittel und solche, die viel Stärke enthalten, begünstigen ihre Produktion und können einem Absinken des Spiegels entgegenwirken.

So wichtig die Buttersäure für unseren Organismus da ist, wo sie hingehört, so gefährlich kann es werden, wenn wir von außen mit ihr in Berührung kommen. Hier können schwerwiegende gesundheitliche Probleme auftreten. Die größte Gefahr besteht beim Einatmen der Säure oder durch Hautkontakt, denn schon kleinste Mengen davon wirken stark ätzend. Ein längeres Einatmen ihrer Dämpfe in höherer Konzentration kann so massiv die Atemwege reizen, dass es zu Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen, Schwindelgefühlen, ja sogar zu Ohnmachten kommen kann. Heftiger Reizhusten kann ebenso eine Folge sein wie eine Schädigung der Bronchien und des Lungengewebes.

Ist man den Dämpfen über einen längeren Zeitraum ungeschützt ausgesetzt, droht gar ein Lungenödem. Hautkontakt mit Buttersäure führt oft zu mittelschweren Irritationen, die einer allergischen Hautreaktion ähneln. Die der Säure entströmenden Gase reizen auch die Augen, die dadurch stark zu brennen und zu tränen beginnen. Trotz alledem wird gemäß der geltenden Gefahrstoff-Verordnung Buttersäure nicht als akut toxisch eingestuft. Durch ihren extrem unangenehmen Geruch bemerkt man sie schon in einer Konzentration, die noch keinerlei toxikologische Relevanz hat, und kann ihr somit rechtzeitig aus dem Weg gehen. Die Neutralisierung von Buttersäure gestaltet sich schwierig und gehört in die Hände von Fachleuten.

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