Osmolalität, Osmolarität und Flüssigkeitshomöostase

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Unser Körper steuert jeden Tag Millionen von chemischen Reaktionen. Diese Reaktionen hängen davon ab, dass die Flüssigkeitskonzentration in unseren Zellen und in unserem Blut den ganzen Tag über genauestens kontrolliert wird. Wie macht er das? Indem er uns zum Beispiel durstig macht, wenn die Flüssigkeit zu einer höheren Konzentration neigt, und indem er uns mehr Urin ausscheiden lässt, wenn die Konzentration abnimmt.

Manchmal, wenn Sie krank sind, werden die natürlichen Gleichgewichtsmechanismen Ihres Körpers jedoch gestört. In solchen Situationen kann es erforderlich sein, das Blut regelmäßig zu überwachen und zu behandeln, um Ungleichgewichte zu korrigieren.

Was sind Osmolalität und Osmolarität?

Um die Flüssigkeitshomöostase zu verstehen, ist es hilfreich, einige der Begriffe zu kennen, die im Zusammenhang mit dem Flüssigkeitshaushalt verwendet werden. Osmolalität und Osmolarität sind Begriffe, die beschreiben, wie konzentriert die Körperflüssigkeiten sind.

Osmolalität

Die Osmolalität einer Flüssigkeit ist ein Maß für die Anzahl der Teilchen pro Kilogramm der Flüssigkeit, in der sie gelöst sind (der gelöste Stoff). Die Anzahl der Teilchen wird in Milliosmol gemessen, ein Maß, das in der Chemie weit verbreitet ist. Das Maß wird in Milliosmol pro Kilogramm, kurz mOsmol/kg, angegeben.

Die Osmolalität ist nicht von der Temperatur der Flüssigkeit abhängig. Wenn man zum Beispiel 100 g Salz in 1 kg Wasser auflöst, ist die Osmolalität gleich, egal ob das Wasser nahe dem Gefrierpunkt oder bei Körperwärme ist oder nicht. Das ist der Unterschied zwischen Osmolalität und Osmolarität.

Osmolarität

Die Osmolarität einer Flüssigkeit ist ein Maß für die Anzahl der Teilchen pro Liter der Flüssigkeit, in der sie gelöst sind (der gelöste Stoff). Die Anzahl der Teilchen wird in Millimol gemessen, ein weiteres Maß, das in der Chemie weit verbreitet ist. Das Maß wird in Millimol pro Liter, kurz mmol/L, angegeben.

Die Osmolarität ändert sich je nach Temperatur der Flüssigkeit. Um das obige Beispiel aufzugreifen: Wenn man 100 g Salz in 1 kg Wasser auflöst, sinkt die Osmolarität sehr leicht, wenn sich die Flüssigkeit erwärmt. Das liegt daran, dass das gleiche Gewicht an Wasser etwas mehr Raum einnimmt, wenn es sich erwärmt – es dehnt sich aus.

Da sich die Osmolarität mit der Temperatur ändert, wird in der Medizin der Begriff Osmolalität bevorzugt.

Was ist die normale Osmolalität von Körperflüssigkeiten?

Die Körperflüssigkeit, die wir normalerweise zur Messung der Osmolalität beim Menschen verwenden, ist das Serum. Serum ist das, was vom Blut übrig bleibt, nachdem die Zellen und Proteine entfernt wurden. Die Partikel, die die Osmolalität des Serums ausmachen, sind Glukose, Natrium- und Kaliumsalze (Na+ und K+) sowie Harnstoff. Die normale Serumosmolalität liegt bei 280-295 mOsm/kg. Häufig werden Sie auch um eine Urinprobe gebeten, um die Osmolalität des Urins zu bestimmen.

Die Osmolalität des Serums kommt der Osmolalität im Inneren der Zellen, aus denen unser Körper besteht, sehr nahe. Das liegt daran, dass die Wände unserer Zellen für die mikroskopisch kleinen Teilchen (Ionen und Anionen) und für Wasser durchlässig sind. Durchlässig bedeutet, dass diese Partikel und das Wasser frei durch die Zellwände ein- und ausströmen können. Dadurch bleibt die Osmolalität auf beiden Seiten der Zellwände im gesamten Körper gleich. Das ist wichtig, da die Zellen sonst nicht richtig funktionieren.

Gelegentlich wird auch die Osmolalität des Stuhls untersucht.

Warum wird die Osmolalität gemessen?

Die Osmolalität wird gemessen, wenn Ärzte befürchten, dass Ihr Flüssigkeitshaushalt aus irgendeinem Grund gestört ist. Dies kann durch eine Krankheit oder eine Nebenwirkung von Medikamenten bedingt sein. Es kann sogar darauf zurückzuführen sein, dass Sie Ihr System durch zu viel Wasser überlastet haben.

Die Ärzte wollen die Osmolalität auch messen, um die Wirkung von Medikamenten zu überwachen, die die Osmolalität Ihres Körpergewebes verändern. Mannitol wird zu diesem Zweck eingesetzt, um die Schwellung des Gehirns zu reduzieren, wenn Sie eine Kopfverletzung oder eine Gehirnoperation hatten.

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Was ist Flüssigkeitshomöostase?

Flüssigkeitshomöostase bezeichnet die Art und Weise, wie der Körper die Osmolalität der Körperflüssigkeiten ständig innerhalb eines sehr engen Bereichs hält. Das Wort Homöostase kommt von „homo“, was so viel wie gleich oder ähnlich bedeutet, und „stasis“, was so viel wie „gleich bleiben“ bedeutet. Flüssigkeits-Homöostase bedeutet also, dass die Flüssigkeit immer gleich bleibt.

Wie hält der Körper die Flüssigkeits-Homöostase aufrecht?

Bei normalen, gesunden Menschen wird die Osmolalität der Körperflüssigkeiten vom Körper sehr genau geregelt.

Wenn die Osmolalität ansteigt

  • Sie bekommen das Verlangen zu trinken – Durst.
  • Das Gehirn schüttet ein Hormon namens antidiuretisches Hormon (ADH) aus (auch bekannt als Arginin-Vasopressin (AVP)).
  • ADH verändert die Art und Weise, wie die Nieren auf das Blut reagieren, das durch sie fließt.
  • Die Nieren filtern ständig das Blut und können verändern, wie viel Wasser in den Urin gelangt und wie viel wieder in den Körper aufgenommen wird.
  • Diuretisch bedeutet so viel wie „zum Urinieren anregen“. Das antidiuretische Hormon (ADH) verhindert, wie der Name schon sagt, dass Sie so viel Urin produzieren, so dass Sie weniger Urin ausscheiden. Der Urin, den du dann ausscheidest, hat eine dunklere Farbe, weil er konzentrierter ist.
  • Wenn du nicht so viel Urin ausscheidest, verlierst du auch nicht so viel Wasser.
  • Wenn du nicht so viel Wasser verlierst und etwas trinkst, weil du Durst hast, ist mehr Wasser in deinem Körper.
  • Wenn mehr Wasser im Körper ist, sinkt die Osmolalität.

Wenn die Osmolalität sinkt

  • Das Gehirn hört auf, ADH freizusetzen, und man hat kein Durstgefühl mehr.
  • Die Nieren produzieren wieder mehr Urin.
  • Sie scheiden mehr Urin aus.
  • Sie verlieren mehr Wasser aus Ihrem Körper.
  • Wenn weniger Wasser in Ihrem Körper ist, steigt die Osmolalität wieder.

Und so geht es weiter, den ganzen Tag, jeden Tag: Ihr Gehirn und Ihre Nieren kontrollieren streng das Milieu in Ihren Zellen.

Brauchen Sie acht Gläser Wasser pro Tag?

Manchmal. Manchmal auch nicht. Es hängt davon ab, was du tust, wie heiß es ist, wie groß du bist, wie alt du bist … aber dein Körper wird dir sagen, ob du etwas trinken musst, indem er dich durstig macht.

Es gibt einen Mythos, dass wir 1½ bis 2 Liter Wasser pro Tag trinken müssen. Es ist nicht bekannt, woher diese Zahl stammt, aber sie wurde beschrieben als: „nicht nur Unsinn, sondern … gründlich entlarvter Unsinn“. Sie ist sicherlich ein Lieblingsthema der Mineralwasserindustrie. Wasser zu trinken ist auf jeden Fall besser für uns als zuckerhaltige Getränke, aber für diejenigen von uns, die das Glück haben, in der fortgeschrittenen Welt zu leben, wird die Wasserversorgung genau überwacht und ist sehr sicher.

Abgesehen von Menschen, die immer wieder Nierensteine bekommen, gibt es keine Beweise dafür, dass wir mehr trinken sollten, als wir von Natur aus wollen. Es kann sogar schlecht für uns sein: wenn wir uns schuldig fühlen, weil wir es nicht schaffen – ganz zu schweigen von dem Schlafentzug, wenn wir mitten in der Nacht aufstehen müssen, und von der Harninkontinenz.

Wie kann die Flüssigkeitshomöostase gestört werden?

Es gibt einige Bedingungen und Situationen, in denen die Flüssigkeitshomöostase gestört werden kann. Dies kann dazu führen, dass die Osmolalität zu hoch (Hyperosmolalität) oder zu niedrig (Hypoosmolalität) ist.

Was verursacht eine zu hohe Osmolalität?

Nicht genügend antidiuretisches Hormon (oder es hat seine Wirkung verloren)

  • Diabetes insipidus:
    • Dies ist nicht zu verwechseln mit Diabetes mellitus, der viel häufiger ist.
    • Diabetes insipidus entsteht entweder dadurch, dass das Gehirn nicht mehr in der Lage ist, antidiuretisches Hormon (ADH) zu bilden (kranialer Diabetes insipidus), oder dass die Nieren nicht mehr in der Lage sind, darauf zu reagieren (nephrogener Diabetes insipidus).
    • Es kann zu einem schweren Flüssigkeitsmangel im Körper kommen (Dehydration).

Verlust von Körperflüssigkeit

  • Einige Arzneimittel wie Diuretika – zum Beispiel Thiaziddiuretika oder Schleifendiuretika – können die Fähigkeit der Nieren, Wasser zurückzuhalten, überfordern.
  • Schwerer Durchfall.
  • Schwere Übelkeit (Erbrechen).
  • Übermäßiges Schwitzen.
  • Verbrennungen.

Was verursacht eine zu niedrige Osmolalität?

Zuviel antidiuretisches Hormon

  • Neurologische Ursachen: Hirnkrebs und Hirntumore, Hirnverletzungen, Multiple Sklerose, systemischer Lupus erythematodes, Blutungen ins Gehirn.
  • Lungenerkrankungen: Lungenkrebs, Lungenentzündung, Asthma, Tuberkulose.
  • Andere Krebsarten: Magenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Leukämie und Lymphome.
  • Einige Arzneimittel:
    • Nichtsteroidale Antirheumatika (NSAIDs) – zum Beispiel Ibuprofen.
    • Selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI) – z. B. Fluoxetin.
    • Protonenpumpenhemmer – z. B. Omeprazol.
    • Angiotensin-konvertierende Enzyme (ACE-Hemmer) – z. B. Lisinopril.
  • Ecstasy (auch MDMA genannt): erhöht den ADH-Spiegel, aber die Konsumenten neigen auch zu übermäßigem Alkoholkonsum, möglicherweise um der anderen Wirkung von Ecstasy entgegenzuwirken, die darin besteht, die Körpertemperatur zu erhöhen.
  • Bewegung – siehe unten.

Zuviel Wasser trinken

Übermäßiges Trinken kann die Flüssigkeitshomöostase des Körpers stören und zu einer Wasserintoxikation führen.

  • Sie tritt bei Menschen auf, die zu viel trinken, um sich satt zu fühlen, wenn sie versuchen, Gewicht zu verlieren.
  • Eine Wasserintoxikation ist auch bei Trinkwettbewerben und Initiationszeremonien aufgetreten.
  • Sie kann bei sportlicher Betätigung auftreten, in diesem Fall spricht man von einer trainingsassoziierten Hyponatriämie (EAH):
    • Dies ist ein besonderes Problem bei Marathonläufern, die sich so sehr Sorgen machen, nicht genug zu trinken, dass sie zu viel trinken.
    • Bewegung ist ein Auslöser für die Freisetzung von ADH, was die Auswirkungen von zu viel Trinken verschlimmert.
    • Einige Menschen nehmen unvorsichtigerweise vor jeder sportlichen Betätigung ein entzündungshemmendes Schmerzmittel ein, was EAH noch wahrscheinlicher macht.
    • In jüngster Zeit wurde über EAH nach weniger anstrengenden Übungen, einschließlich Yoga, berichtet.

Die Auswirkungen dieser Probleme sind auf die sehr niedrige Osmolalität von Natrium (Na+) zurückzuführen. Dies wird als Hyponatriämie bezeichnet und kann in schweren Fällen zu Kopfschmerzen, Schwindel, Desorientierung und Verwirrung führen. Letztendlich kann es zu Koma und Tod führen.

Weitere Informationen finden Sie in der separaten Packungsbeilage Hyponatriämie.

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