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Osmose in hypotonen Lösungen: Wasserbewegung in die Zelle

Prozessübersicht

Wenn eine Zelle in eine hypotonische Lösung (niedrigerer Solutkonzentration als das Zytosol) gelegt wird, tritt Wasser über die semipermeable Membran osmotisch in die Zelle ein – passive Bewegung entlang des Wasserpotentialgradienten.

Schritt für Schritt

Konzentrationsgradient: Höhere Solutkonzentration innerhalb der Zelle → niedrigeres Wasserpotential innerhalb.
Semipermeable Membran: Durchlässig für Wasser, restriktiv für Solute.
Osmotischer Druck: Treibende Kraft proportional zur Konzentrationsdifferenz (van't Hoff-Gleichung).
Wasserzufluss: Wasser strömt ein, die Zelle schwillt an, wird turgid (Pflanzen) oder riskiert Lyse (Tierzellen).

Zell-Typ-Unterschiede

Zelltyp	Ergebnis
Pflanze (mit Zellwand)	Turgordruck baut sich auf; Wand verhindert Lyse; Plasmolyse wird rückgängig gemacht
Tier (keine Wand)	Schwellung → Membranruptur (Zytolyse) wenn unkontrolliert
Bakterien (starre Wand)	Ähnlich wie Pflanzen; einige haben mechanosensitive Kanäle für Notfallfreisetzung

Physiologische Relevanz

Zellvolumenregulation (regulatorischer Volumenabfall über Ionenkanäle)
Pflanzenstarre, Spaltöffnung
IV-Flüssigkeitsauswahl (hypotonisch für zelluläre Dehydratation, z. B. DKA)
Labor: Hämolyse-Assay, Plasmolyse-Demonstration (Zwiebel, Rübe)

Hypoglykämie

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