Neben dem Wasser sind die Elektrolyte von entscheidender Bedeutung für die Zusammensetzung der Flüssigkeitskompartimente. Allgemein chemisch sind Elektrolyte Salze, Säuren und Basen, die in wässeriger Lösung in elektrisch geladene Partikel (Ionen) dissoziieren: 

Beispiel: Kochsalz (NaCl) dissoziiert in Na⁺ und Cl^- 

In der Medizin wird der Begriff einschränkender gehandhabt. Unter Elektrolyten werden in der Regel verstanden: 

Die Kationen:

• Natrium (Na⁺)
• Kalium (K⁺)
• Calcium (Ca²⁺)
• Magnesium (Mg²⁺)

und die Anionen: 

• Chlorid (Cl^-)
• Anorganisches Phosphat (HPO₄^2-)
• Bicarbonat (HCO₃^-)

Die Konzentration der einzelnen Elektrolyte ist in den Flüssigkeitsräumen sehr unterschiedlich und weist ein charakteristische Muster auf. Sie kann durch das nach Gamble benannte Diagramm dargestellt werden. Abbildung 1 zeigt ein abgewandeltes Diagramm:

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Abb. 1: unterschiedliche Konzentration der osmotisch wirksamen Teilchen in der intravasalen und der intrazellulären Flüssigkeit. 

• EZR: Bestimmend für den osmotischen Druck des EZR sind wegen ihrer hohen Konzentration vorallem Natrium und Chlorid.
   
• IZR: Für den osmotischen Druck im Inneren der Zelle ist dagegen vorallem die Konzentration des Kaliums entscheidend. Das intrazellulär mengenmässig dominierende Anion ist das Phosphat.
   
• Proteine liegen bei physiologischem pH grösstenteils als Anionen vor. Die Konzentration der Proteine ist in den Zellen weitaus höher als im EZR. 
   
• Die ionale Zusammensetzung der interstitiellen Flüssigkeit ist derjenigen der intravasalen ähnlich, allerdings mit einem geringeren Proteingehalt.
   
• Die Ungleichverteilung von Natrium und Kalium ist die Voraussetzung für die Erregbarkeit von Membranen, wie sie z.B. bei Nerven- und Muskelzellen benötigt wird. Sie wird durch einen aktiven Transport hergestellt und aufrechterhalten.

Abb. 2: Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kompartimenten
Verteilung der mengenmässig und damit für den onkotischen Druck wesentlichen Kationen und Anionen. Wasser kann frei zwischen allen Räumen diffundieren, Elektrolyte nur durch die Gefässwand. Zwischen Zellinnerem und Interstitium wird durch aktive Transportprozesse eine bestimmte Verteilung der Ionen aufrechterhalten. Proteine sind in ihrem jeweiligen Kompartiment “gefangen”.

• Die Kompartimente sind durch unterschiedlich durchlässige Membranen voneinander getrennt. 
  Zellmembranen sind für den passiven Transport von Kationen undurchlässig, für Wasser jedoch durchlässig (Abb. 2).
   
• Der IZR und der EZR stehen im osmotischen Gleichgewicht, d.h. Veränderungen im osmotischen Druck in IZR oder EZR werden durch Wasserverschiebung zwischen diesen Kompartimenten ausgeglichen. Die messbare Serumosmolalität ist daher repräsentativ für beide Räume. Allerdings ist zu beachten: Der osmotische Druck ist intrazellulär höher als im EZR, was jedoch durch den hydrostatischen Druck (Druck der Zellwand) ausgeglichen wird. 
   
• Im EZR überwiegen Na⁺ und Cl^--Ionen, im IZR dagegen herrschen K⁺ und Phosphationen vor. Dieser Unterschied wird durch eine Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten, die unter Energieverbrauch (ATP) Natrium im Austausch gegen Kalium aus der Zelle transportiert.
   
• Proteine können die Membranen nicht durchdringen und sind daher in einem bestimmten Kompartiment eingeschlossen. Dies führt zu einer Ungleichverteilung der permeationsfähigen Ionen, die auch als Donnan-Verteilung bezeichnet wird. Vorallem Cl^- wird wegen der hohen intrazellulären Konzentration von Proteinanionen aus den Zellen gedrängt.

16.03.2001 / hpk