Osmose, Osmolarität und Tonizität

Konzept
Prüfungsrelevanz: hoch

Wasser tritt durch eine Membran zu der Seite mit mehr gelösten Teilchen über; so schwellen Zellen an oder schrumpfen.

Aktualisiert 1 Nov 2026

Auch genannt: Osmotischer Druck, Effektive Osmolalität

Worum es geht

Osmose ist die Nettobewegung von Wasser durch eine semipermeable Membran zu der Seite mit mehr gelösten Teilchen. Die Osmolarität zählt alle Teilchen; die Tonizität zählt nur jene, die die Zellmembran nicht passieren können (effektive Osmole), und sagt daher voraus, ob eine Zelle anschwillt oder schrumpft. Dieser Unterschied erklärt das Verhalten von Infusionslösungen und der Hyponatriämie.

Wie es funktioniert, Schritt für Schritt

Ein gelöster Stoff, der die Membran nicht passieren kann, ist auf einer Seite stärker konzentriert.
Auf dieser Seite ist die Wasserkonzentration niedriger.
Wasser diffundiert entlang seines eigenen Gradienten durch die Doppelschicht und die Aquaporine.
Das Volumen dieser Seite nimmt zu, bis die Konzentrationen gleich sind oder ein Druck es stoppt.
Der Druck, der nötig ist, um diese Wasserbewegung zu stoppen, ist der osmotische Druck der Lösung.

Gleichungen

Osmotischer Druck (van 't Hoff)π = i × C × R × T

i: Teilchen pro Molekül (NaCl ≈2)
C: molare Konzentration
R: Gaskonstante
T: absolute Temperatur

Bei 37 °C erzeugt jedes nicht permeierende mOsm/L ≈19,3 mmHg.

Berechnete PlasmaosmolalitätOsm_ber ≈ 2 × Na⁺ + Glukose/18 + BUN/2,8

Na⁺: mEq/L
Glukose und BUN: mg/dL

Die effektive Osmolalität (Tonizität) lässt BUN weg. Osmotische Lücke = gemessen − berechnet; normal < 10.

Referenzwerte

Parameter	Wert	Hinweis
Plasmaosmolalität	≈285–295 mOsm/kg
Serum-Na⁺	≈135–145 mEq/L
Osmotische Lücke	< 10 mOsm/kg	erhöht bei Methanol, Ethylenglykol, Ethanol oder Mannitol
Druck pro 1 mOsm/L	≈19,3 mmHg	bei 37 °C

Ungefähre Werte eines gesunden Erwachsenen in Ruhe; jedes Labor legt eigene Referenzbereiche fest.

Infusionslösungen und ihre Wirkung auf Zellen

Lösung	Osmolarität (mOsm/L)	Tonizität im Körper	Wirkung auf die Zelle
NaCl 0,9 %	≈308	Isoton	Keine Veränderung; erweitert die Extrazellulärflüssigkeit
NaCl 0,45 %	≈154	Hypoton	Nimmt Wasser auf
NaCl 3 %	≈1026	Hyperton	Verliert Wasser
Glukose 5 %	≈278	Hypoton nach der Verstoffwechselung	Nimmt Wasser auf; verteilt sich wie freies Wasser

Klinischer Bezug

Schwere Hyperglykämie: Glukose zieht Wasser aus den Zellen und verdünnt das Na⁺ (Translokationshyponatriämie), obwohl die Osmolalität hoch ist.
Urämie: Harnstoff erhöht die gemessene Osmolalität, nicht aber die Tonizität; für sich allein dehydriert er die Zellen nicht.
Hohe osmotische Lücke mit Azidose: spricht für eine Methanol- oder Ethylenglykolvergiftung, häufig bei gepanschten Spirituosen.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Warum lässt eine mit dem Plasma isoosmotische Harnstofflösung Erythrozyten platzen?

Harnstoff passiert die Membran in die Zelle; die Lösung wird effektiv zu Wasser, das ihm bis zur Hämolyse folgt. Isoosmotisch ist nicht isoton.

Ein Patient hat eine sehr hohe Glukose und ein Na⁺ von 128 mEq/L. Liegt eine hypotone Hyponatriämie vor?

Nicht unbedingt: Glukose ist ein effektives Osmol, das Wasser aus den Zellen zieht und das Na⁺ verdünnt. Die Tonizität kann normal oder hoch sein.

Worauf weist eine hohe osmotische Lücke bei metabolischer Azidose mit erhöhter Anionenlücke hin?

Auf einen nicht gemessenen niedermolekularen gelösten Stoff wie Methanol oder Ethylenglykol, dessen saure Metaboliten die Azidose verursachen.

Warum ist Glukose 5 % ein schlechter Plasmaexpander?

Die Glukose wird verstoffwechselt und hinterlässt freies Wasser, das sich im gesamten Körperwasser verteilt: Nur ≈1/12 bleibt im Plasma.