Wasser-Elektrolyt-Haushalt

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 7. August 2017
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Der Wasser-Elektrolyt-Haushalt der Organismen ist entscheidend für den normalen Ablauf aller biochemischen Prozesse. Die für das Leben notwendigen chemischen Reaktionen finden nur im wässrigen Milieu statt. Dabei wird die Flüssigkeitsverteilung im Körper durch Elektrolyte geregelt. Zum Wasser-Elektrolyt-Haushalt gehören Wasser und die darin gelösten Elektrolyte.

Inhaltsverzeichnis

Was ist der Wasser-Elektrolyt-Haushalt?

Das Leben ist im Meer entstanden, welches von Anfang an eine bestimmte Konzentration und Zusammensetzung von Elektrolyten besaß. Auch nachdem die Organismen im Rahmen der Evolution den Ozean verließen, spielten Wasser und die gelösten Salze weiterhin eine wesentliche Rolle für die biochemischen Prozesse. So besteht der menschliche Organismus zu ca. 60 Prozent aus Wasser. Im Wasser sind verschiedene Salze gelöst, welche als Elektrolyte bezeichnet werden.

Der Körper besteht aus Zellen. Daher wird der Gesamtorganismus in verschiedene Räume eingeteilt. Am bekanntesten ist die Einteilung in den innerzellulären und den extrazellulären Raum. Beide Räume werden durch Zellmembranen voneinander getrennt. Zwischen innerzellulärem Raum (Intrazellulärraum) und extrazellulärem Raum (Extrazellulärraum) bestehen wichtige Unterschiede in der Zusammensetzung der Elektrolyte. Diese Unterschiede werden durch aktive Transportprozesse durch die Zellmembranen dauerhaft aufrechterhalten.

Da Wasser durch die Zellmembranen diffundieren kann, aber die Ionen der Elektrolyte nur durch aktive Pumpen durch die Membranen gelangen, stellt sich ein sogenannter osmotischer Druck ein. Trotz unterschiedlicher Zusammensetzung der Flüssigkeit in den unterschiedlichen Räumen (Kompartimente) gleicht sich der osmotische Druck aus.

Funktion & Aufgabe

Zwischen den verschiedenen Kompartimenten findet ein ständiger Austausch statt. Bei einem ausgeglichenen Wasser-Elektrolyt-Haushalt bestehen ständig Potenzialunterschiede zwischen dem Innerzellulärraum und dem Extrazellulärraum, da die Elektrolytzusammensetzung in diesen beiden Räumen unterschiedlich ist.

Zu den Elektrolyten gehören die positiv geladenen Kationen von Natrium, Kalium, Kalzium oder Magnesium sowie die negativ geladenen Anionen von Phosphat, Bikarbonat oder Chlorid. Es existieren noch weitere negativ geladenen Ionen von organischen Verbindungen wie beispielsweise von Proteinen.

Die unterschiedliche Zusammensetzung der Flüssigkeit innerhalb und außerhalb der Zellen gewährleistet den ungestörten Ablauf wichtiger Reaktionen, die nur unter bestimmten Bedingungen ablaufen können. Durch den sogenannten Natriumkanal innerhalb der Membranen werden Natrium- sowie Chloridionen hauptsächlich in den extrazellulären Raum und Kalium- sowie Phosphationen oder negativ geladene Proteine in den Innerzellulärraum transportiert. Nur so können die wichtigsten biochemischen Prozesse innerhalb der Zelle ablaufen. In der Zelle gibt es Zellorganellen, die wiederum eigene Räume bilden und durch Membranen vom Zytoplasma getrennt sind.

Zum Wasser-Elektrolyt-Haushalt gehören Wasser und die darin gelösten Elektrolyte.

Insgesamt bildet sich zwischen dem Innerzellulärraum und dem Extrazellulärraum ein Potenzialunterschied durch die unterschiedliche Konzentrationsverteilung aus. Konzentrationsänderungen sorgen für den Informationsaustausch zwischen den Zellen. So können Informationen weitertransportiert werden, welche für das Zusammenwirken der Zellen wichtig sind.

Zudem wird so, durch die Elektrolyte, sowohl die Flüssigkeitsverteilung im Körper als auch der ungestörte Ablauf der biochemischen Prozesse auf Zellebene gewährleistet. Des Weiteren spielen sie damit auch eine wichtige Rolle für die Reizweiterleitung in den Nervenzellen.

Der Extrazellulärraum ist eingeteilt in den interstitiellen Raum und den intravasalen Raum. Der intravasale Raum umfasst die Flüssigkeit in den Blut- und Lymphgefäßen. Der interstitielle Raum ist der Raum zwischen den einzelnen Zellen. Zwei Drittel des Gesamtkörperwassers befindet sich in den Zellen und somit ein Drittel außerhalb der Zellen. Von diesem Drittel sind im interstitiellen Raum wiederum drei Viertel Flüssigkeit vorhanden, während der intravasale Raum ein Viertel des im Extrazellulärraum befindlichen Wassers enthält.

Der Wasser-Elektrolyt-Haushalt wird durch die tägliche Aufnahme von Wasser und Elektrolyten durch die Nahrung und Getränke aufrechterhalten. Dabei sollten dem Körper ca. 2,5 Liter Flüssigkeit zugeführt werden. Die Ausscheidung von Flüssigkeit und Elektrolyten geschieht hauptsächlich über die Nieren. Ein Großteil geht jedoch auch über das Schwitzen und die Atmung verloren.

Die persönliche Zusammensetzung der Nährstoffe sollte dafür sorgen, dass die erforderliche Menge an Elektrolyten über Nahrung aufgenommen wird.

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Krankheiten & Beschwerden

Störungen des Wasser-Elektrolyt-Haushaltes können zu schwerwiegenden Erkrankungen führen. Bei Erkrankungen der Nieren oder in bestimmten extremen Situationen kann die körpereigene Regulation des Wasser-Elektrolyt-Haushaltes zusammenbrechen. Das ist neben Nierenerkrankungen beispielsweise bei schweren Durchfällen, Erbrechen, Blutverlusten, starken Schwitzen oder Austrocknung durch Durst der Fall.

Die verschiedenartigen Erkrankungen können unter anderen zu Dehydratation, aber auch Hyperhydratation, Hypo- beziehungsweise Hypervolämie, Hypo- oder Hypernatriämie, Hypo- oder Hyperkaliämie und Hypo- oder Hyperkalziämie führen. Alle diese Zustände bewirken das Zusammenbrechen des normalen Potenzials zwischen Innerzellulärraum und Extrazellulärraum. Es kann zu einer lebensgefährlichen Situation kommen, die durch eine entsprechende Elektrolytinfusion behandelt werden muss.

Das System des Wasser-Elektrolyt-Haushaltes wird durch verschiedene Mechanismen gesteuert. Dazu zählt der Durstmechanismus, das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System, das antidiuretische Hormon oder nierenwirksame Peptide. Eine Störung innerhalb dieser Mechanismen kann schwerwiegende Störungen des Wasser-Elektrolyt-Gleichgewichtes hervorrufen.

So gehört das Natriumion zu den wichtigsten Ionen, die der Aufrechterhaltung des gesamten Elektrolyt- und Flüssigkeitshaushaltes dienen. Bei einer Hyponatriämie (zu geringe Natriumkonzentration) kommt es beispielsweise zu Muskelkrämpfen, Desorientierung, Lethargie oder gar Koma. Je nach konkreter Ursache muss in diesen Fällen Natrium substituiert werden. Die Symptome bei der Hypernatriämie (zu hohe Natriumionenkonzentration) sind oft unspezifisch und äußern sich in Schwächegefühlen und neurologischen Ausfällen. Die Behandlung erfolgt beispielsweise durch eine natriumarme Flüssigkeitszufuhr.

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