Wasser- und Elektrolythaushalt (Flüssigkeitshaushalt)

Der Mensch besteht zu mehr als 50 % aus Wasser, ein Mann im Durchschnitt aus 60 %, eine Frau aus zirka 50 % (der Fettanteil ist in der Regel höher) und ein Säugling aus etwa 70 % Wasser. Unser Blut besteht zu 90 % aus Wasser. Ein Wassermangel führt zu schwerwiegenden gesundheitlichen Schäden. Bereits nach 2 bis 4 Tagen ist der Organismus nicht mehr in der Lage, harnpflichtige Substanzen auszuscheiden. Es kommt im weiteren Verlauf zur Bluteindickung und zum Kreislaufversagen.

Funktionen Wasser-Elektrolyt-Haushalt

Kühlmittel

Die Körpertemperatur wird mithilfe von Wasser reguliert, damit die Körperkerntemperatur insbesondere bei Hitze und körperlicher Betätigung konstant zwischen 36 und 37 Grad Celsius bleibt.

Transportmittel

Täglich verliert der Körper zirka 2,5 Liter Flüssigkeit durch Schweiß, Atmung und Körperausscheidungen. Mithilfe des Wassers werden „Stoffwechselgifte“ wie Milchsäure (Laktat) und Harnsäure (Purine) schnell abtransportiert. Verlorene Mineralstoffe werden durch rechtzeitiges Trinken schnell wieder aufgenommen. Hier erfüllt Wasser die Funktion, Nährstoffe und Sauerstoff über die Blutbahn zu den Zellen zu transportieren.

Wohlfühl- und Vitalbrunnen

Wer regelmäßig Wasser trinkt, versorgt seine Zellen mit Wasser und den darin gelösten Nährstoffen. Der Sauerstoffgehalt der Zellen steigt an. Die Zellen können durch die verbesserte Versorgung der Zellen ihre entsprechende Funktion optimal erfüllen. Die Muskeln arbeiten schneller und kräftiger, die Hirnzellen werden besser durchblutet und arbeiten effektiver und die Immunzellen werden angeregt. Dadurch fühlt man sich leistungsfähiger, wacher und konzentrierter.

Neutralisieren

In Extremsituationen wie Stress, Überanstrengung, Fehlernährung etc. übersäuert unser Körper stark. Wasser kann, in ausreichenden Mengen aufgenommen, die Übersäuerung neutralisieren.

Wasserbilanz und Wasserhaushalt

Allgemeines

Dem Körper steht bei einer geringen Flüssigkeitszufuhr nicht ausreichend Wasser für die Neutralisation und Ausscheidung von Giftstoffen zur Verfügung. Bei einer dauerhaften Übersäuerung hortet der Körper Wasser in den Zellen, damit für den Notfall der Austrocknung eine Reserve zur Verfügung steht. Fettzellen können viel Wasser speichern. Dadurch werden besonders die Problemzonen in Mitleidenschaft gezogen. Besonders Säuren und Salze lagern sich aufgrund der mangelnden Ausscheidung von Giftstoffen an den Zellwänden ab, was die Struktur von Haut, Bindegewebe und auch Gefäßen schädigen kann. Die Langzeitfolgen sind Durchblutungsstörungen, Bluteindickung und Nährstoffmangel. Langfristig werden innere Erkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen begünstigt.

Flüssigkeitsaufnahme

Die Wasserbilanz sollte ausgeglichen sein, das heißt die Wasseraufnahme sollte der Abgabe entsprechen. Die angestrebte Wasserzufuhr pro Tag beträgt beim Erwachsenen etwa 2,6 l, davon:

  • 1,4 l durch Getränke
  • 0,9 l über den Wassergehalt der festen Nahrung
  • 0,3 l durch das im Körper entstehende Oxidationswasser

Die Aufnahme (Absorption) von Wasser im Darm hängt entscheidend von der Osmolarität ab. Das Trinken von isoosmolaren Lösungen ist während Wettkämpfen nicht sinnvoll, da die Flüssigkeit dem Körper nur verzögert zur Verfügung steht.

Oxidationswasser entsteht im Körper beim Abbau der Makronährstoffe Eiweiß, Fette und Kohlenhydrate. Beim Abbau von Eiweiß entsteht nur wenig Oxidationswasser (41 ml/ 100g), deswegen muss bei hohem Eiweißverzehr vermehrt Wasser zugeführt werden. Dagegen liefern 100 g abgebautes Fett 107 ml und 100 g Kohlenhydrate zirka 55 ml Oxidationswasser. Auf diese Weise fließen dem Körper täglich etwa 0,3 l Wasser zu.

Auch ein hoher Kochsalzverzehr bedarf einer erhöhten Wasserzufuhr.

Flüssigkeitsabgabe

Gleichzeitig scheidet ein Erwachsener zirka 2,6 l Wasser am Tag wieder aus, und zwar:

  • 1,5 l über den Urin
  • 0,9 l Verdunstung über Lungen (Abatmung) und Haut (Transpiration/ Schweiß)
  • 0,2 l über den Stuhl

In einigen Situationen muss die Flüssigkeitszufuhr unbedingt gesteigert werden:

  • Durchfall, Erbrechen, Hitze, starkes Schwitzen, Fieber (Flüssigkeits- und Salzverlust ausgleichen)
  • hohe Proteinaufnahme (es wird weniger Oxidationswasser produziert)
  • hoher Kochsalzverzehr (zu viel Salz erhöht die Plasmaosmolalität)

Bei der Verbrennung der aufgenommenen Nährstoffe entsteht das sogenannte „Oxidationswasser“: 107 ml aus 100 g Fett, 41 ml aus 100 g Protein und 55 ml aus 100 g Kohlenhydraten.

WasseraufnahmeWasserabgabe
Getränke1440Urin1440
Wasser in fester Nahrung875Stuhl160
Oxidationswasser335Haut550
Lunge500
Summe2650Summe2650

Wasserhaushalt

Ein Erwachsener besteht zu etwa 60 % aus Wasser. Von diesen 60 % befinden sich 58 % im Intrazellulären Raum (= IZR, innerhalb der Zellen) und 42 % im Extrazellulären Raum (= EZR, außerhalb der Zellen). Der EZR lässt sich nochmals unterteilen. Einmal in das Interstitium, das Blutplasma und den transzellulären Raum. Das Interstitium ist der alle menschlichen Zellen unmittelbar umgebende Flüssigkeitsraum. Das Blutplasma ist der flüssige und zellfreie Anteil des Blutes und von Hohlräumen des Organismus abgetrennt. Der transzelluläre Raum hat einen Wasseranteil von 2,5 %, das Blutplasma 7,5 % und der EZR 32 %.

  • intrazellulärer Raum (IZR): 58 %
  • extrazellulärer Raum (EZR): 42 %
  • davon im transzellulären Raum: 2,5 %
  • im Blutplasma: 7,5 %
  • im EZR: 32 %

Der Gesamtwassergehalt hängt von Alter und Geschlecht ab. Je älter der Mensch wird, desto geringer wird der Anteil des Körperwassers. Beim Säugling beträgt der Wassergehalt etwa 70 %, bei Senioren nur um die 50 %. Männer weisen einen höheren Wasseranteil als Frauen auf, da der Wassergehalt des Körpers mit zunehmendem Fettgehalt abnimmt, Männer dagegen mehr Muskelmasse besitzen.

Regulation des Wasserhaushaltes

Regulation des Gesamtkörperwassers über die Nieren und das Durstgefühl

Diese Regulation erfolgt zum einen über die Hormone Adiuretin (= ADH = anitdiuretisches Hormon = Vasopressin) und Angiotensin II. ADH, das im Hypothalamus gebildet und bei erhöhter Plasmaosmolarität (= erhöhte Menge an gelösten Substanzen, beispielsweise Harnstoff), also bei Wassermangel freigesetzt wird, führt zu einer Rückresorption von Wasser in die Nieren, so dass der Wasserverlust über den Harn verringert wird. In diesem Fall ist der Harn hyperosmolal, das heißt der Urin ist stark konzentriert, was an einer dunkelgelben Farbe zu erkennen ist.

Das antidiuretische Hormon bewirkt außerdem ein Durstgefühl. Die Hormonsysteme Renin-Angiotensin-Mechanismus und das atriale natriuretische Peptid steuern die Freisetzung des Hormons Aldosteron der Nebennierenrinde. Aldosteron vermindert die Natrium- und Wasserausscheidung mit dem Harn. Das atriale natriuretische Peptid hemmt die Aldosteronbildung und wirkt sich folglich verstärkend auf die Wasserausscheidung aus. Es wird vom Herzen ausgeschüttet, wenn sich das Blutvolumen vergrößert und die Herzvorhöfe sich dehnen.

Osmoregulation des Wasserhaushaltes

Bei Wassermangel wird über das im Hypothalamus gebildete und im Hypophysenhinterlappen gespeicherte antidiurtische Hormon (Adiuretin, ADH) Wasser in der Niere konserviert. Wasserüberschuss führt umgekehrt zu einer Hemmung der ADH-Sekretion und damit zur vermehrten Ausscheidung in der Niere. Regulierende Einflüsse auf die ADH-Sekretion haben zentrale Osmorezeptoren im Hypothalamus, Afferenzen aus dem Pfortadergebiet (periphere Osmosensoren), Volumensensoren der Herzvorhöfe sowie Barosensoren im Karotissinus und Aortenbogen.

Mithilfe mehrerer Regulationssysteme (Bikarbonat-Phosphat-Puffer, Protein-Puffer, renale Säureexkretion) wird der pH-Wert des Plasmas und der Extrazellularflüssigkeit, der von der Menge an Wasserstoffionen abhängt, zwischen 7,36 und 7,44 konstant gehalten. Auch durch die Atmung kann Kohlenstoffdioxid abgeatmet werden. Unterhalb eines pH von 7,36 ist der Körper übersäuert (Azidose) und oberhalb von pH 7,44 liegt eine Alkalose vor. pH-Werte unter 6,8 und über 7,8 führen zum Tod.

Osmolalität – Osmolarität

Die Osmolalität gibt die gelöste Teilchenmenge in mmol/ kg an und ist temperaturunabhängig. Die Osmolarität ist dagegen temperaturabhängig und wird in mmol/ l gemessen.

Zufuhrempfehlungen

Normale Zufuhr

Die Wasserbilanz sollte ausgeglichen sein, das heißt die Wasseraufnahme sollte der Abgabe entsprechen. Die angestrebte Wasserzufuhr pro Tag beträgt beim Erwachsenen etwa 2,6 Liter oder anders gesprochen ca. 30-35 ml pro Kilogramm Körpergewicht.

Mehrbedarf

Ein erhöhter Wasserbedarf besteht bei einem hohen Energieumsatz, Hitze, trockener kalter Luft, reichlichem Kochsalzverzehr, hoher Proteinzufuhr und bei Zuständen der Krankheit, wie Fieber, Erbrechen, Durchfall etc.

Die Haut ist eine natürliche Barriere für einen zu hohen Flüssigkeitsverlust. Bei Störung dieser Barriereschicht, z. B. bei Verbrennungen, können größere Flüssigkeitsmengen verloren gehen, weshalb eine erhöhte Flüssigkeitszufuhr wichtig wird. Dieses unbemerkte Verdunsten von Wasser an der Hautoberfläche nennt man „Perspiratio insensibilis“. Auch das abgeatmete Wasser zählt dazu. Die Luft in den Lungenalveolen ist mit Wasserdampf gesättigt. Der Mensch verliert auf diese Weise rund 500 ml täglich über die Abatumung.

Auch wenn wenig gegessen wird, wie beispielsweise bei einer Reduktionsdiät, muss mehr als üblich getrunken werden, da das Wasser aus den Lebensmitteln und das aufgrund dessen produzierte Oxidationswasser fehlen. Zur Deckung des täglichen Flüssigkeitsbedarfs bietet sich am besten reines Wasser an. Dieses liefert keine zusätzlichen Kalorien. Im Handel gibt es unterschiedliche Wässer zu kaufen.

Ist-Zufuhr

Aufgrund unserer Ernährungsgewohnheiten erfolgt die Flüssigkeitszufuhr oft bereits vor dem Eintreten des Durstgefühls. Das Durstgefühl ist ein Stimulus zur Flüssigkeitsaufnahme.

Vor allem Senioren empfinden häufig zu wenig Durst. In der Folge trinken sie zu wenig. Ihr Durstempfinden kann so abgeschwächt sein, dass sie nicht mehr in der Lage sind, ein bestehendes Wasserdefizit wahrzunehmen. Das macht sich in Leistungseinbußen, Verwirrtheitszuständen, Müdigkeit usw. bemerkbar.

Therapeutische Relevanz

Der bei der akuten Form zum Teil massiv auftretende Flüssigkeitsverlust birgt ein hohes Risiko für Komplikationen. Durch den entzündungsbedingt erhöhten Übertritt von Flüssigkeit ins Gewebe sowie die Mediatoren-vermittelte Gefäßerweiterung kommt es zu einem schnellen Blutdruckabfall bis hin zu Schockzuständen. Eine frühzeitige, ausreichende Flüssigkeitszufuhr ist für die Prognose daher mitunter entscheidend. Allerdings kann sowohl eine zu geringe als auch eine zu aggressive Substitution die Letalität erhöhen. Bei milden Formen ist mit etwa 2 bis 4 Litern pro 24 Stunden zu rechnen; bei einem schweren Verlauf sogar bis zu 10 Litern am Tag.

Obwohl Kopfschmerzen infolge einer unzureichenden Flüssigkeitszufuhr gut bekannt sind, findet der durch Flüssigkeitsmangel ausgelöste Kopfschmerz in der Fachliteratur wenig Beachtung.

Eine Fallstudie aus dem Jahr 2004 berichtete, dass bei etwa 10% der befragten Probanden Kopfschmerzen durch Flüssigkeitsmangel auftraten. Die Kopfschmerzen besserten sich bei 33 von 34 Patienten durch die Zufuhr von durchschnittlich 500-750 ml Wasser innerhalb von 3 Stunden. Die Autoren postulieren, dass die Schmerzen an den Hirnhäuten entstehen und ein Flüssigkeitsmangel bei Migräne eine Rolle spielen könnte – insbesondere im Hinblick auf die Anfallsdauer [Bla 2004].

Befragungen von Migränikern bestätigen den zuvor beobachteten Zusammenhang zwischen mangelnder Flüssigkeitszufuhr und dem Entstehen von Kopfschmerzen [Bla 2005]. In einer weiteren kleinen Studie mit 18 Migränepatienten wurde durch eine gesteigerte Flüssigkeitszufuhr (1 Liter Wasser pro Tag) eine Besserung hinsichtlich der Kopfschmerzdauer und -intensität beobachtet [Spi 2005].

Durch eine großzügige Flüssigkeitszufuhr wird der eher zähflüssige Schleim bei der obstruktiven Bronchitis verflüssigt. Dabei sollten kohlensäurefreie Getränke bevorzugt werden.

Um Harnsäure ausscheiden zu können, benötigen die Nieren ausreichend Flüssigkeit. Harnsäure wird hauptsächlich über den Harn ausgeschieden. Bei höherer Flüssigkeitszufuhr steigt die Harnmenge und in der Folge die Ausscheidung von Harnsäure.

Gichtpatienten wird eine Flüssigkeitsaufnahme von >2 Liter pro Tag empfohlen. Insbesondere hydrogenkarbonatreiche (alkalisierende) Mineralwässer erhöhen den pH-Wert des Urins und verbessern die Harnsäureausscheidung.

Wasser ist unentbehrlich, um Stoffwechselprozesse aufrechtzuerhalten, das Blutvolumen und die Zellflüssigkeit konstant zu halten und die Ausscheidung von Abbauprodukten und Giftstoffen zu gewährleisten. Es schützt die Haut vor dem Austrocknen, die dann gereizter und anfälliger für Schübe ist.

Eine geringe Trinkmenge wird neben einer ballaststoffarmen Kost insbesondere bei älteren Menschen als häufige Ursache für eine anhaltende Verstopfung angesehen. Welchen Einfluss die Flüssigkeitszufuhr als Ursache tatsächlich ausübt, ist allerdings unklar. Durch eine Steigerung der Trinkmenge kann eine bestehende Obstipation nicht beseitigt werden, wohl aber kann eine hohe Ballaststoffzufuhr bei gleichzeitig niedriger Trinkmenge eine Verstopfung begünstigen. Wichtig ist daher eine stete ausreichende Flüssigkeitszufuhr.

Um ihre Quelleigenschaften zu entfalten, benötigen Ballaststoffe eine entsprechend hohe Flüssigkeitsmenge. Falls diese noch nicht ausreichend ist, ist eine Trinkmenge von mindestens 1,5 bis 2 Litern anzustreben. Hierfür eignen sich besonders Mineralwasser, ungesüßte Tees und stark verdünnte Saftschorlen. Gerade ältere Patienten trinken aufgrund eines verminderten Durstgefühls und aus Angst vor nächtlichem Harndrang nur wenig. Hier kann es hilfreich sein, die gesamte Trinkmenge morgens bereitzustellen und diese in kleinen Mengen über den Tag zu sich zu nehmen.

Eine Trinkmenge über 3 Liter hat keinen weiteren Effekt auf die Stuhlkonsistenz und ist folglich auch nicht notwendig. Zudem gibt es keine Hinweise, dass durch alleinige Erhöhung der Trinkmenge eine bestehende Obstipation beseitigt werden kann.

Eine ausreichende Zufuhr von Flüssigkeit ist die wichtigste therapeutische Maßnahme, unabhängig von Steinart/-zusammensetzung und Ursache [DGU 2018].

Eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr steigert das Harnvolumen und senkt das Risiko einer (erneuten) Steinbildung. Der Anteil der steinbildenden Bestandteile nimmt prozentual ab, eine Übersättigung wird verhindert [Pak 1980]. Zudem reduziert das häufigere „Harnlassen“ durch das erhöhte Harnvolumen die Kontakt- und Transitzeit des Urins, was die Steinbildung erschwert und die Ausscheidung der steinbildenden Substanzen fördert [Sie 2003] [Bor 2006].

Ein Harnvolumen von >2 Litern pro Tag ging beispielsweise mit einer messbar geringeren Rezidivrate von Kalziumoxalatsteinen einher [Bor 1996] [Sar 2006]. Allein eine Erhöhung der bisherigen Flüssigkeitszufuhr übt einen präventiven Effekt aus [Fin 2013]. Es empfiehlt sich daher eine genaue Protokollierung der Trinkmenge bei gleichzeitiger Bestimmung des spezifischen Harngewichts im 24-Stunden-Sammelurin [Sie 2016].

Ob die Flüssigkeitszufuhr ausreichend ist, lässt sich durch einfache Bestimmung der Harndichte mittels Teststreifen oder einer Harnspindel prüfen.

In Abhängigkeit der Umgebungstemperatur und körperlicher Aktivität werden mindestens 2,5-3 Liter pro Tag, bei Cystinsteinen >3,5 Liter pro Tag empfohlen. Um Konzentrationsspitzen zu vermeiden, ist die Flüssigkeitsaufnahme gleichmäßig über den Tag zu verteilen und vor dem Zubettgehen auf ausreichendes Trinken zu achten.

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