Hypotonische, isotonische und hypertonische Lösungen (mit Beispielen)

Hypotonische, isotonische und hypertonische Lösungen bezeichnen homogene Gemische, die von einem gelösten Stoff gebildet werden und als Kristalloide und Kolloide klassifiziert werden können (Thomas Graham, 1861). Sie haben die Fähigkeit, sich in einem Lösungsmittel wie Wasser (H ₂ O) zu lösen, das als universelles Lösungsmittel gilt.

In der Gruppe der Kristalloide wählte Graham diejenigen aus, die eine gute Fähigkeit zur Dissoziierung in Wasser und zur Bildung von Ionen aufweisen, so dass sie dialysiert und durch die semipermeablen Membranen der Zelle diffundiert werden können. Beispiele hierfür sind NaCl und / oder Zucker in unterschiedlichen Konzentrationen (Osmolaritäten) oder in unterschiedlichen Anteilen.

Kristalloide sind die gelösten Stoffe, die isotonische, hypotonische und hypertonische Lösungen bilden. Zu den Kolloiden zählen solche Substanzen, die nicht oder nur sehr langsam dialysieren und nicht durch die zytoplasmatischen Membranen diffundieren.

Wenn das Lösungsmittel, in dem sie gelöst sind, verdampft, bleibt ein gummiartiger Rückstand zurück. Im Gegensatz dazu hinterlassen die Kristalloide einen kristallinen festen Rückstand.

Hypotonische Lösungen

Um die Art der hypotonischen, isotonischen und hypertonischen Lösung zu untersuchen, ist eine Standardlösung erforderlich, die als Vergleich dient. Dazu wird es mit der Konzentration an gelösten Stoffen innerhalb der Zelle verglichen.

In einer hypotonischen Lösung ist die Konzentration aller gelösten Stoffe außerhalb der Zelle, dh in der extrazellulären Flüssigkeit (LEC), geringer als die Konzentration der gelösten Stoffe innerhalb der Zelle, die als intrazelluläre Flüssigkeit (SCI) bezeichnet wird.

In diesem Fall ist das Wasser, das den LEC bildet, viel größer, so dass es in die Zelle eindringt und ihr Volumen vergrößert. Manchmal gelangt zu viel Wasser in das Innere der Zelle, und da keine Wand vorhanden ist, können die Zellmembranen platzen und die Zelle platzen lassen. Dies ist als Cytolyse bekannt, bei roten Blutkörperchen spricht man von Hämolyse.

Plasmamembran

Es sei daran erinnert, dass Zellen einfach eine Lösung sind, die von einem semipermeablen Beutel umgeben ist: der Plasmamembran. Die Plasmamembran kann verhindern, dass gelöste Stoffe durch die Zellmembran diffundieren, während Wasser durch Osmose durch die Membran in das Zytoplasma diffundieren kann.

Die Membran besteht aus speziellen Proteinen, den sogenannten Membrantransportproteinen, die beim Transport bestimmter gelöster Stoffe durch die Membran helfen.

Andere Proteine, die als Aquaporine bezeichnet werden, haben offene Kanäle, durch die nur Wasser gelangen kann. Die Zellen müssen ihren Gehalt an gelöstem Stoff und Wasser regulieren, da sie viele ihrer chemischen und biologischen Funktionen erfüllen können.

Reduzierung des osmotischen Drucks

Bei einer intravenösen (IV) Flüssigkeitstherapie muss berücksichtigt werden, dass hypotone Lösungen den osmotischen Plasmadruck senken und die zu verabreichenden Flüssigkeiten in die Zelle eindringen.

Wenn die Tonizität der Lösung unter 150 mOsm / L liegt, können sie eine Hämolyse verursachen. Das heißt, die Zerstörung der roten Blutkörperchen oder der roten Blutkörperchen, die mit der Freisetzung von Hämoglobin einhergeht, und in den Gehirnzellen kann zu Ödemen und Hernien führen.

Bei Sportlern sollten diese Lösungen nur vor Beginn des Trainings eingenommen werden, da sie als Feuchtigkeitscreme nützlich sind. Sein Verzehr wird während des Trainings je nach Intensität empfohlen.

Pilze und Gemüse

Überlegenes Gemüse und Pilze, deren Zellen eine semipermeable Zellwand haben, kontrollieren die Umgebung ihrer Zellen so, dass sie immer in einem hypotonen Medium gehalten werden.

Dies führt dazu, dass Wasser in das Innere der mit Wasser gefüllten Zellen eindringt und das Phänomen des Turgors auftritt. Dadurch werden die Zellen aufrechter und drücken sich gegenseitig an, um starr zu bleiben. Zwischen ihnen werden gelöste Stoffe recycelt, um den richtigen Wasserstand in Ihren Zellen aufrechtzuerhalten.

Wenn einem Garten ein Düngemittel zugesetzt wird, ist die Menge an gelöstem Stoff in der LEC der Zelle höher als in der LIC. Dadurch fließt das Wasser aus dem Inneren der Zellen ab und der Garten verdorrt und stirbt.

Beispiel

Wasser ist das Inbegriff einer hypotonischen Lösung.

Isotonische Lösungen

Isotonische Lösungen sind solche, die eine Konzentration in gelösten Stoffen oder eine gleiche Osmolarität innerhalb und außerhalb der Zelle aufweisen. Der osmotische Druck ist der gleiche, so dass immer ein Gleichgewicht zwischen dem LEC und dem LIC besteht, die durch eine Membran getrennt sind.

Diese Lösungen sind unter anderem für die Hydratation des intravaskulären Kompartiments in Situationen, in denen große Flüssigkeitsmengen und Blutungen verloren gehen, von großer Bedeutung. Es ist notwendig, das 3- bis 4-fache des verlorenen Volumens zu verabreichen, um den Austausch von Flüssigkeiten zu erreichen.

Beispiele für diese Art von Lösung sind physiologische Kochsalzlösung (bestehend aus 0, 9% Kochsalzlösung), Augentropfen, die zum Auffrischen und Reinigen der Augen verwendet werden, und die 5% ige Dextroselösung namens Lactat-Ringer.

Isotonische Getränke sind solche, die eine Konzentration von Salzen, Mineralien und Zuckern enthalten, die denen im Blut mit einer Konzentration von 300 mOsm / L ähnlich sind. Ihr Zweck ist die Hydratation und der Ersatz von Elektrolyten.

Sie werden bei übermäßigem Schwitzen aufgrund starker Hitze und während des Trainings empfohlen, wenn die Dauer länger als eine Stunde ist und es sehr intensiv ist.

Beispiele

Gatorade, Iso-Drink, Iso-Energie

Hypertonische Lösungen

In dieser Klasse von Lösungen ist die Osmolarität gelöster Stoffe in der LEC größer als in der LIC. Der erzeugte osmotische Druck bewirkt, dass das in der Zelle vorhandene Wasser zum extrazellulären Teil gelangt.

Diese Lösungen sind sehr nützlich, wenn die Zellen eine Wasserintoxikation haben, wenn sie lange Zeit in einem hypotonischen Medium waren und sie gequollen sind. Daher verursacht eine Verabreichung einer hypertonischen Lösung eine Dehydratisierung der Zellen und wäre für die Zelle vorteilhaft.

Befindet sich die Zelle jedoch für längere Zeit in einem hypertonischen Medium, verliert sie Wasser bis zur Dehydrierung, so dass sie schrumpft und knittert.

Hypertonische Getränke sind Getränke mit einer höheren Zucker- und Mineralstoffkonzentration als im Blut: mehr als 300 mOsm / l. Aufgrund der großen Menge an Kohlenhydraten wird die Zelle gezwungen, Wasser freizusetzen, um diese aufnehmen zu können, was zu einer Dehydrierung der Zellen führt.

Diese Getränke werden nur nach einer sehr intensiven Übung empfohlen und es wird empfohlen, sie auf moderate Weise zu konsumieren.