Warum platzen Zellen, wenn man steriles Wasser trinkt?

Wenn man steriles Wasser trinkt, kann es zu einem gefährlichen Ungleichgewicht der Konzentration von gelösten Stoffen innerhalb und außerhalb der Zellen kommen. Dieses Ungleichgewicht führt dazu ´ dass die Zellen Wasser aufnehmen ` um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Da das sterile Wasser jedoch keinen Stoffgehalt hat kann kein Gleichgewicht erreicht werden und die Zellen platzen letztendlich.

Die Erklärung für dieses Phänomen liegt in der Osmose und der semipermeablen Membran der Zellen. Eine semipermeable Membran ermöglicht die Durchlässigkeit für bestimmte Moleküle, in diesem Fall für Wasser (H2O), während andere Moleküle nicht durch die Membran wandern können. Wenn sich die Konzentration von gelösten Stoffen auf beiden Seiten der Membran unterscheidet, wird ein Ungleichgewicht erzeugt.

Die Zelle besteht aus einer bestimmten Anzahl von Molekülen, darunter ebenfalls geladene Moleküle wie Natrium (Na+), Kalium (K+) und Chlorid (Cl-). Wenn nun sterile Wasser von außen in das Kompartiment der Zelle gelangt, wird das ursprüngliche Gleichgewicht gestört. Das Kompartiment außerhalb der Zelle wird hypoton, da es im Verhältnis zu den geladenen Molekülen zu viele Wassermoleküle enthält. Das Kompartiment innerhalb der Zelle wird dagegen hyperton da es im Verhältnis zu den geladenen Molekülen weniger Wassermoleküle besitzt.

Um das osmotische Ungleichgewicht auszugleichen, wandern die Wassermoleküle durch die semipermeable Membran von außen in die Zelle. Dadurch entsteht ein hydrostatischer Druck in der Zelle, da immer weiterhin Wasser hineinfließt. Da das Volumen der Zelle begrenzt ist kann sie diesem Druck irgendwann nicht mehr standhalten und platzt.

Es ist wichtig zu beachten: Dass der menschliche Körper Mechanismen hat um einer solchen Katastrophe vorzubeugen. Der Körper verfügt über natürliche Mechanismen um den Wassergehalt und die Konzentrationen von gelösten Stoffen im Gleichgewicht zu halten. Wenn jedoch eine große Menge sterile Wasser aufgenommen wird, kann dies zu Problemen führen. Eine Aufnahme von mehr als 4⸴5 Litern pro Tag kann zu einer Polydipsie führen, bei der der Körper zu viel Wasser ausscheidet. Dies kann zu verschiedenen gesundheitlichen Problemen führen, einschließlich eines elektrolytischen Ungleichgewichts.

Passt auf : Dass destilliertes Wasser ebenso wie das im Experiment verwendete sterile Wasser nicht schädlich ist, wenn es getrunken wird. Im Magen-Darm-Trakt können die oberflächlichen Zellen der Osmose gut widerstehen und das Wasser wird mit anderen Körperflüssigkeiten vermischt was zu einer höheren Osmolarität führt. Es gibt jedoch Zellen in unserem Körper ´ wie zum Beispiel rote Blutzellen ` die empfindlicher auf osmotische Veränderungen reagieren. Aus diesem Grund erhält man bei Infusionen keine destillierten Wasser, allerdings eine isotonische Salzlösung.

Insgesamt kann das Trinken großer Mengen sterilem Wasser zu einem Ungleichgewicht der Konzentration von gelösten Stoffen in den Zellen führen, mittels welchem die Zellen platzen können. Es ist wichtig den Flüssigkeitshaushalt des Körpers im Gleichgewicht zu halten und verantwortungsvoll mit der Flüssigkeitsaufnahme umzugehen um gesundheitliche Probleme zu vermeiden.