Was sind isotonische Lösungen?

Im allgemeinen Sinne sind zwei Lösungen isotonisch, wenn sie die gleichen Mengen gelöster Stoffe oder Substanzen enthalten und daher den gleichen osmotischen Druck haben. Wie im medizinischen Bereich üblich, sind isotonische Lösungen Lösungen, die die gleiche Konzentration an gelöstem Stoff aufweisen wie die Zellen im menschlichen Körper. Eine Zelle in einer isotonischen Lösung gewinnt oder verliert kein Wasser.

Wenn zwei wässrige Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen oder Stärken durch eine semipermeable Membran wie eine Zellwand getrennt werden, wandert Wasser von der weniger konzentrierten oder hypotonen Seite zur stärker konzentrierten oder hypertonischen Seite, um beides zu erreichen Seiten ins Gleichgewicht. Dieser Vorgang wird als Osmose bezeichnet. Je größer der Unterschied in den Konzentrationen der beiden Lösungen ist, desto höher ist der osmotische Druck und desto schneller ist der osmotische Transfer.

Wenn eine lebende Zelle mit einer signifikanten Konzentration an gelösten Stoffen in eine Schale mit reinem Wasser gegeben wird, wandert osmotischer Druck Wasser aus der Schale in die Zelle, wodurch die Zelle anschwillt und möglicherweise platzt. Wird die Zelle dagegen in eine Schale mit Wasser gelegt, das gelösten Stoff in einer höheren Konzentration als die Zelle enthält, fließt Wasser aus der Zelle in die Lösung, wodurch die Zelle schrumpft und stirbt. Wenn die Zelle in eine Schale mit isotonischer Lösung gestellt wird, findet keine Nettobewegung von Wasser statt.

Es liegt in der Natur der Osmose, dass die Identität des gelösten Stoffes keine Rolle spielt. Daher regulieren Salze, Zucker und andere lösliche Verbindungen den osmotischen Druck. Alle können verwendet werden, um isotonische Lösungen herzustellen.

Tonizität ist aufgrund ihrer Wirkung auf lebende Zellen in der Biologie und Medizin von entscheidender Bedeutung. Zellen wachsen nur in isotonischen Lösungen, und jedes intravenös verabreichte Arzneimittel muss so eingestellt werden, dass es mit menschlichem Blut effektiv isotonisch ist. Eine 0,9% ige Natriumchloridlösung wird als blutisoton angesehen, obwohl ihr osmotischer Druck tatsächlich etwas höher ist.

Sportgetränke sind Getränke, die mit Elektrolyten und Zucker angereichert sind, um die durch anstrengendes Training verlorenen Getränke zu ersetzen. Je nach Herstellerformel können sie entweder isotonisch, hypertonisch oder hypotonisch sein. Isotonische Lösungen, die diese Substanzen enthalten, gelten im Allgemeinen als die besten für Sportler, während die hypertonischen Versionen eher auf die Bereitstellung von Energie bei anhaltenden, lang anhaltenden Ereignissen mit hoher Ausdauer ausgerichtet sind. Die hypotonen Sportgetränke eignen sich am besten für Sportler, die die Flüssigkeiten ohne den Energieschub der zugesetzten Kohlenhydrate benötigen.