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Kompaktlexikon der Biologie: Wasser- und Mineralhaushalt

Wasser- und Mineralhaushalt, der Wasserhaushalt der Tiere hängt untrennbar mit dem Mineralhaushalt (Elektrolythaushalt, Elektrolyte) zusammen. Vergleichbar den Pflanzen (Wasserhaushalt) kann zwischen poikilosmotischen und homoiosmotischen Organismen unterschieden werden, je nachdem, ob das osmotische Potenzial (Osmose) der Körperflüssigkeiten dem der Umgebung passiv angepasst oder auf einem konstanten Niveau reguliert wird (Osmoregulation).

Wasser ist, wie bei Pflanzen, der Hauptbestandteil tierischer Organismen und als Lösungs- und Transportmittel an allen Stoffwechselprozessen beteiligt. Die Wassergehalte schwanken zwischen 45 und 98 % des Körpergewichts (zum Vergleich: erwachsener Mensch ca. 60 %). Bei den meisten Tieren führen Wasserverluste von wenigen Prozent zu körperlichen Schäden. Bei Wirbeltieren sind Verluste von 10 – 15 % des Körpergewichts tödlich, während z.B. Bärtierchen (Tardigrada) bis zu 85 % ihrer Masse verlieren und so jahrelang überleben können (Anabiose).

I.Allg. ist das Körperwasser auf zwei gegeneinander abgegrenzte Flüssigkeitsräume verteilt, den Intrazellularraum und den Extrazellularraum, wobei ersterer, als die Summe der Volumina der einzelnen Zellen mit rund 30 bis 40 % Anteil vom Körpergewicht das größte Kompartiment ist. Der Extrazellularraum kann unterschieden werden in den insterstitiellen Raum (ca. 25 % des Körpergewichts), den Plasmaraum (5 %) und den Transzellularraum, der die von Pleura, Bauchfell und Perikard umgebenen Räume, den Liquorraum, die Augenhöhlen sowie die Lumina von Magen-Darm-Trakt, Urogenitalsystem und Drüsen umfasst; er ist vom Interstitialraum durch eine Schicht von Epithelzellen getrennt. Die verschiedenen Flüssigkeitsräume zeigen unterschiedliche Elektrolytzusammensetzung. So überwiegen im Extrazellularraum Natrium- und Chloridionen, während intrazellulär Kaliumionen sowie anionische Proteine und Phosphatverbindungen dominieren. Die ungleiche Kationenverteilung ist von großer Wichtigkeit, da sie Voraussetzung für die Entstehung und Aufrechterhaltung des Membranpotenzials ist. Wasser kann zwischen allen beschriebenen Räumen frei diffundieren, wobei die treibende Kraft der osmotische bzw. in den Kapillaren der hydrostatische Druck ist.

Wichtig ist die Konstanz von Volumen und Ionenzusammensetzung der einzelnen Kompartimente, was nur durch eine ausgeglichene Wasser- und Elektrolytbilanz nach außen erreicht werden kann. Wasseraufnahme und Wasserabgabe werden normalerweise im Wesentlichen durch orale Zufuhr (Trinken), Resorption in Darm und Niere, Ausscheidung über die Niere, Schweißsekretion und Bildung von Oxidationswasser bestimmt, die Elektrolytaufnahme und -abgabe vor allem durch die Resorption in Darm und Niere sowie die Verluste über den Schweiß. ( vgl. Tab. )

An der Regulation des Wasserhaushalts homoiosmotischer Tiere sind verschiedene Rezeptoren und Hormone beteiligt. Beim Menschen, dessen extra- und intrazelluläre Flüssigkeit eine Osmolalität von etwa 290 mosmol/kg H2O aufweisen, melden Osmorezeptoren eine Erhöhung des osmotischen Potenzials an den Hypophysen-Hinterlappen, sodass vermehrt Adiuretin ausgeschüttet wird, was eine verminderte Wasserretention in der Niere zur Folge hat. Außerdem erhält das Zwischenhirn über Dehnungsrezeptoren in der linken Herzvorkammer Informationen über Blutvolumenzunahme oder -abnahme, sodass bei zu geringem Blutvolumen vermehrt Hormone ausgeschüttet werden (Renin-Angiotensin- System, Durst). Es wirken noch einige weitere Hormone auf den Wasserhaushalt, so z.B. Aldosteron.

Mangel an Wasser (Dehydratation) oder Wasserüberschuss (Hyperhydratation), die oft mit gleichzeitigem Mangel oder Überschuss an Natriumchlorid einhergehen, wirken sich u.a. über die Schwellung oder Schrumpfung von Zellen (vor allem im Gehirn), eine Abnahme des Blutvolumens, dem ein Abfall des Blutdrucks folgt, sowie einer Zunahme des interstitiellen Volumens, die zu Ödemen führt, aus und können zu lebensbedrohenden Störungen führen.

(Exkretion, Calcium, Kalium, Magnesium, Natrium, Wasser)



Wasser- und Mineralhaushalt: Täglicher Wasserumsatz im Körper eines erwachsenen Menschen (verändert nach Schmidt, Thews, Lang: Physiologie des Menschen, Heidelberg 2000)

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Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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