Holger Weitzel

Todesursache? Wasser!

Holger Weitzel

Das Osmose-Konzept anwenden und zur Erklärung nutzen

2015 starb bei einem Triathlon in Frankfurt am Main ein 30-jähriger Brite. Die Mediziner stellten eine Schwellung des Gehirns fest. Der Grund dafür: mangelnde Salzzufuhr. Der Sportler hatte während des Wettkampfs ausschließlich Leitungswasser getrunken.

Fast 100.000 Läufer haben 2015 allein bei einem der vier größten deutschen Marathonveranstaltungen (Berlin, Hamburg, München, Frankfurt) das Ziel erreicht (de.statista.com). An den etwa 600 Triathlonveranstaltungen 2014 in Deutschland haben mehr als 250.000 Starter teilgenommen (dtu-info.de). Ihre Zahl nimmt dabei seit Jahren stetig zu. Kurz: Ausdauersportarten erfreuen sich großer Beliebtheit. Bis vor kurzem galt für AusdauersportlerInnen die einhellige Empfehlung, vor, während und nach den Wettkämpfen möglichst viel zu trinken, um einer Austrocknung des Körpers und damit einem Leistungsverlust vorzubeugen.
Vor diesem Hintergrund erschrecken Nachrichten, die von kollabierenden Athleten und sogar von Todesfällen bei den Massenveranstaltungen berichten, die auf so genannte Wasserintoxikationen oder alltagssprachlich Wasservergiftungen zurückzuführen sind. Ursache der Wasserintoxikation ist meist eine übermäßige Aufnahme und renale Retention von Wasser, die eine Störung des Elektrolythaushaltes nach sich zieht.
Hyponatriämie
Übermäßige Wasseraufnahme in kurzer Zeit bei gleichzeitigem Elektrolytverlust über den Schweiß führt zu einer Zunahme des Extrazellulärvolumens und zu einer Abnahme der extrazellulären Osmolarität. Für die extrazelluläre Osmolarität ist in erster Linie die Natriumionenkonzentration bedeutsam. Von einer Hyponatriämie wird gesprochen, wenn die Natriumionenkonzentration im Extralzellulärraum 135mmol/l unterschreitet (Smolle 2010). Bei einem gesunden Menschen beträgt sie im Extrazellulärraum ca. 140mmol/l und im Intrazellulärraum 10mmol/l. Kontrolliert wird die Konzentration der Natriumionen über Osmosensoren im vorderen Hypothalamus. Reguliert wird sie in engen Grenzen über die durstinduzierte Wasseraufnahme und die Wasserausscheidung an den Nieren. Es genügen Abweichungen vom Normwert von 1%, um ein Durstgefühl auszulösen oder die Wasserabgabe zu reduzieren (Thews u.a. 2007).
Kommt es z.B. durch Schwitzen zu einem Wasserverlust im Körper, steigt die Natriumionenkonzentration im Serum an. Neuronen im vorderen Hypothalamus lösen in diesem Fall eine Durstempfindung aus, die Wasserrückresorption in den distalen Tubuli der Nephrone der Nieren wird als Reaktion auf eine verstärkte Ausschüttung des antidiuretischen Hormons (ADH) gefördert und damit die Flüssigkeitsausscheidung aus der Niere (Diurese) herabgesetzt (Material 3 ). Zugleich induziert ADH in höherer Konzentration eine Verengung der arteriellen Gefäße und trägt dadurch zur Steigerung des Blutdrucks bei. Daher rührt sein synonymer, heute aber nicht mehr gängiger, Name Vasopressin.
Akute Hyponatriämie durch Sport
Bei Ausdauerwettkämpfen können Hyponatriämien dann auftreten, wenn die Athleten große Wassermengen (> 3 Liter) in kurzer Zeit zu sich nehmen. Verstärkt wird der Effekt der Wasseraufnahme durch den gleichzeitigen Verlust an Natrium über den Schweiß und die verminderte Urinbildung unter der körperlichen Anstrengung. In diesem Fall kann die Natriumionenkonzentration im Serum rasch unter einen kritischen Wert von 135mmol/l sinken. Mediziner sprechen in diesem Fall von einer akuten Hyponatriämie. Mit ihr einher gehen Symptome wie Übelkeit, Erbrechen, Desorientiertheit, Verwirrtheit, Krämpfe, etc. Besonders problematisch ist die Auswirkung der Hyponatriämie auf das Zentralnervensystem. Ab einer Natriumionenkonzentration von weniger als 125 mmol/l kommt es zu einer erheblichen Verschiebung des osmotischen Gradienten zwischen Extra- und Intralzellulärraum mit der Folge der Wasseraufnahme vor allem in die Gliazellen des Gehirns. Auf Ebene des Organs entsteht ein diffuses Hirnödem.
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 419 / 2016

Sportbiologie

Friedrich+ Kennzeichnung Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 9-12