In welcher Lösung schrumpfen Erythrozyten?

Erythrozyten, auch rote Blutkörperchen genannt, sind für den Sauerstofftransport im Körper unerlässlich. Ihre flexible Zellmembran ermöglicht es ihnen, sich durch die engen Kapillaren zu zwängen. Doch was passiert, wenn diese Zellen in eine Umgebung mit verändertem osmotischen Druck geraten? Speziell: Wann schrumpfen sie?

Die Antwort liegt in der Tonizität der umgebenden Lösung. Erythrozyten schrumpfen in hypertonischen Lösungen. Hyperton bedeutet, dass die Konzentration an gelösten Stoffen außerhalb der Zelle höher ist als im Zellinneren. Wasser bewegt sich immer vom Ort niedrigerer Konzentration an gelösten Stoffen (höhere Wasserkonzentration) zum Ort höherer Konzentration an gelösten Stoffen (niedrigere Wasserkonzentration), um einen Konzentrationsausgleich zu erreichen. Dieser Prozess wird Osmose genannt.

Befinden sich Erythrozyten in einer hypertonischen Lösung, strömt Wasser aus dem Zellinneren durch die semipermeable Membran nach außen. Dieser Wasserverlust führt zu einer Abnahme des Zellvolumens und die Zelle schrumpft. Die typische, dabei entstehende, verformte Gestalt wird als Stechapfelform oder auch echinocyte bezeichnet. Die Zellmembran erscheint dabei stachelig mit vielen kleinen, regelmäßigen Ausstülpungen.

Wichtig ist, diesen Vorgang von der Krenation abzugrenzen. Während die Stechapfelform durch einen graduellen Wasserverlust und regelmäßige Ausstülpungen gekennzeichnet ist, bezeichnet Krenation eine stärkere Schrumpfung mit unregelmäßigen, zackenartigen Ausstülpungen. Die Übergänge sind jedoch fließend.

Die treibende Kraft hinter diesem Phänomen ist der osmotische Druckunterschied zwischen dem Zellinneren und der umgebenden Lösung. Je größer dieser Unterschied, desto schneller und stärker der Wasserverlust und die damit einhergehende Schrumpfung der Erythrozyten.

In der medizinischen Praxis spielt das Verständnis dieser Zusammenhänge eine wichtige Rolle. So kann beispielsweise die Infusion hypertoner Lösungen therapeutisch genutzt werden, um Gehirnödeme zu behandeln, indem Flüssigkeit aus dem Gewebe in den Blutkreislauf gezogen wird. Umgekehrt kann eine hypotone Umgebung zu einer Schwellung und letztendlich zum Platzen der Erythrozyten (Hämolyse) führen. Daher ist die richtige Wahl der Infusionslösungen für die Patientenversorgung entscheidend.