Osmometer

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für innere Medizin) am 16. Dezember 2016
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Bei der Osmometrie handelt es sich um ein medizinisches und pharmazeutisches Verfahren, das den osmotischen Wert oder Druck einer Substanz ermittelt. Sie kommt zum Beispiel zur Messung der Plasmaosmolalität in Betracht. Um sie durchführen zu können, wird ein Osmometer benötigt.

Inhaltsverzeichnis

Was ist ein Osmometer?

Die Osmometrie blick auf eine lange Geschichte zurück, die nicht nur mit der Medizin im Zusammenhang steht – denn das Verfahren kommt auch in einer Vielzahl von anderen Anwendungsbereichen zum Einsatz. 1828 soll der Botaniker Henri Dutrochet das erste Osmometer dokumentiert haben. Statische und dynamische, direkte und indirekte Messverfahren stellen heute eine Bandbreite an verschiedenen Methoden zur Verfügung.

Ein Osmometer misst den osmotischen Wert bzw. den osmotischen Druck einer Substanz. Als Osmose bezeichnet die Biologie die Diffusion von Wasser oder anderen Flüssigkeiten durch eine halbdurchlässige (semipermeable) Membran.

Im menschlichen Körper spielen osmotische Vorgänge bei zahlreichen Prozessen auf Mikro- und Makroebene eine wichtige Rolle. Eine Störung des osmotischen Gleichgewichts kann beispielsweise zu Wassereinlagerungen im Gewebe (Ödeme) führen oder den Austausch von Molekülen zwischen Zellen und ihrer Umgebung beeinträchtigen.

Die Osmometrie ist ein Messverfahren, das sich auch die Medizin zunutze macht. Sie bringt es beispielsweise zur Bestimmung der Plasmaosmolalität zur Anwendung, die eine Eigenschaft des Blutplasmas darstellt und sich auf die Anzahl von Teilchen bezieht, die eine osmotische Wirkung besitzen.

Die Osmometrie misst die Osmolalität nicht als absoluten Wert, sondern stellt einen Vergleich zwischen der Probe, die zum Testen vorliegt, und einer Referenzsubstanz wie zum Beispiel reines Wasser (H2O). Beide Substanzen sollten dabei die gleiche Temperatur aufweisen, da die Messergebnisse sonst Ungenauigkeiten entwickeln können und möglicherweise nicht zu gebrauchen sind. Ist diese mögliche Fehlerquelle eliminiert, bleibt als wesentlicher Faktor, der auf die Osmolalität Einfluss nimmt, nur noch die Konzentration von osmotisch wirksamen Stoffen in der Probe übrig.

Formen, Arten & Typen

Bei der Osmometrie können verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen, um die gesuchten Messergebnisse zu erhalten. Zur Bestimmung der Osmolalität ziehen Osmometer einen Referenzwert heran, mit dem sie ein bestimmtes Messergebnis einer Probe vergleichen. Als Referenz können unterschiedliche Substanzen dienen; häufig greifen Osmometer jedoch auf reines Wasser zurück, das keine zusätzlichen Stoffe in sich gelöst hat. Damit weiß es einen Gefrierpunkt von 0° C auf und lässt Schlussfolgerungen über die Vergleichs-Probe zu.

Die Medizin und Pharmazie nutzen in vielen Fällen Osmometer, die die Osmolalität mithilfe der Methode der Gefrierpunkt-Osmometrie ermitteln. Dabei handelt es sich um ein spezielles Verfahren, das den Gefrierpunkt der Probe mit dem von Wasser vergleicht. Der Gefrierpunkt von Lösungen verändert sich in Abhängigkeit von den darin gelösten Stoffen. Salzwasserlösungen bzw. Blutproben, die einen hohen Salzgehalt aufweisen, frieren erst ab einer deutlich geringeren Temperatur als reines Wasser.

Aufbau & Funktionsweise

Die Osmometrie wird besipielsweise zur Bestimmung der Plasmaosmolalität genutzt, die eine Eigenschaft des Blutplasmas darstellt.

Typische Osmometer stellen äußerlich betrachtet schlichte Kästen dar, die eine Messstelle zum Einfügen einer Probe besitzen. Eine solche Probe ist im medizinischen Bereich in der Regel eine Blutprobe, zum Beispiel um die Osmolalität des Blutplasmas zu berechnen. Die Messung nimmt nur wenig Zeit in Anspruch und erlaubt dadurch ein wirtschaftlich sinnvolles Vorgehen.

Je nach technischer Gestaltung des Osmometers können Stoffe unterschiedlichen Aggregatzustands (fest, flüssig oder gasförmig) getestet werden. Einige Osmometer können über einen USB-Stecker oder über einen anderen Anschluss mit einem Computer verbunden werden und erlauben dadurch die schnelle Auswertung der Daten und das nahezu unmittelbar mögliche Betrachten der Messergebnisse. Auch Reihenmessungen und Messungen mit geringen Mengen an Testmaterial (zum Beispiel Blutproben) kommen bei vielen Geräten in Frage.

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Medizinischer & gesundheitlicher Nutzen

Die Osmometrie kann in der praktisch angewandten Medizin sowie in der medizinischen Forschung von Nutzen sein und wichtige Erkenntnisse über osmotische Vorgänge im menschlichen Körper liefern. Zum Beispiel kann sie für die Diagnostik der Plasmaosmolalität zum Einsatz kommen. Bei der Plasmaosmolalität handelt es sich um ein Charakteristikum des Blutplasmas. Die Eigenschaft beschreibt, wie viele Teilchen innerhalb des Blutplasmas eine osmotische Wirkung besitzen.

Ärzte können die Plasmaosmolalität mithilfe einer Formel berechnen, mit der in der Regel eine grobe Einschätzung möglich ist. Dazu wird der Faktor 1,86 mit dem gemessenen Natriumwert multipliziert, woraufhin die Gleichung Harnstoff- und Glukosewerte addiert. Zum Schluss kommt noch der Summand 9 hinzu. Die Formel liefert eine ungefähre Tendenz der Osmolalität.

Eine direkte Messung dieser Eigenschaft des Blutes kann unter Umständen jedoch genauere Ergebnisse liefern. Zum Beispiel berücksichtigt die Formel nicht mögliche osmotische Substanzen, die im Blut vorkommen können. Dadurch und durch weitere Einflussfaktoren ergibt sich eine sogenannte osmotische Lücke, die den Unterschied zwischen berechnetem (also eher geschätztem) und tatsächlich gemessenem Wert für die Osmolalität beschreibt. Bei gesunden Menschen ist diese osmotische Lücke geringer als der Betrag von 10.

Als normal gilt eine Osmolalität von 275–320 mosmol pro kg Körpergewicht. Wenn der gemessene Wert deutlich über diesem Normwert liegt, kann dies auf eine Erkrankung hindeuten. Bestimmte Krankheiten gehen mit einem charakteristischen Symptommuster einher, anhand derer Ärzte sie identifizieren können. Die korrekte Diagnosestellung ist eine Voraussetzung für eine möglichst erfolgreiche Behandlung.

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