Under Pressure
Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, schmutziges Wasser durch ein feinmaschiges Netz zu filtern. Das Wasser und kleine Schmutzteilchen fließen hindurch, aber die größeren Teile können den Filter nicht passieren und bleiben zurück. Wenn es sich dabei nun um kleine Stücke von einem Spülschwamm handelt, bleibt auch ein Teil des Wassers zurück, nämlich in diesen vollgesogenen Spülschwammstücken. Die Schwammstücke erzeugen also durch den Filter hindurch einen Sog auf das Wasser (Osmose) und damit einen Druck auf das Filternetz. Je nach Anzahl der Schwammstückchen ist dieser Druck stärker oder schwächer.
In unserem Blutkreislauf wirkt der Stoff „Albumin“ in ähnlicher Weise, um den Druck in den Adern, Venen und Kapillaren zu regulieren. Aber was genau ist dieser Druck, warum ist er so wichtig und welche Rolle spielt Albumin dabei?
Was ist der kolloid-osmotische Druck?
Der kolloid-osmotische Druck, auch als onkotischer Druck bekannt, ist eine Form des osmotischen Drucks, die durch kolloidale Proteine in der Blutflüssigkeit (Plasma) erzeugt wird. Diese Proteine, vor allem Albumin, sind zu groß, um durch die Kapillarwände in das umliegende Gewebe zu gelangen. Stattdessen verbleiben sie im Blut und sorgen dafür, dass Wasser aus dem Gewebe zurück in die Blutgefäße gezogen wird. Dies verhindert, dass Flüssigkeit in das Gewebe austritt und sich dort ansammelt – ein Prozess, der Schwellungen (Ödeme) und Organschäden verursachen könnte.
Man könnte den kolloid-osmotischen Druck also als eine Art „Wasseranziehungskraft“ des Blutes beschreiben. Er hält die Flüssigkeitsverteilung zwischen Blut und Gewebe im Gleichgewicht und sorgt dafür, dass unsere Zellen weder „austrocknen“ noch „ertrinken“.
Die Rolle von Albumin im kolloid-osmotischen Druck
Albumin macht etwa 60 % der Gesamtproteine im Blutplasma aus und ist damit der wichtigste Akteur, wenn es um den kolloid-osmotischen Druck geht. Durch seine hohe Konzentration und seine große, besondere Molekülstruktur erzeugt Albumin den größten Teil dieses Drucks. Es erzeugt den Sog, der die Flüssigkeit im Blutkreislauf hält und verhindert, dass zu viel Wasser in das umliegende Gewebe austritt.
Fehlt Albumin oder ist seine Konzentration zu niedrig, sinkt der kolloid-osmotische Druck – etwa durch Lebererkrankungen, bei denen weniger Albumin produziert wird, oder bei Nierenproblemen, bei denen Albumin im Urin ausgeschieden wird. Infolgedessen kann es zu Flüssigkeitsansammlungen und Ödemen im Gewebe kommen. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist der sogenannte „Aszites“, bei dem sich Flüssigkeit im Bauchraum ansammelt.
Klinische Relevanz des kolloid-osmotischen Drucks
Eine Veränderung des kolloid-osmotischen Drucks kann eine Vielzahl von gesundheitlichen Problemen verursachen. Besonders betroffen sind, wie schon angesprochen, Patienten mit Lebererkrankungen, wie Zirrhose, oder mit Nierenerkrankungen, bei denen Albumin über den Urin ausgeschieden wird. Bei diesen Patientinnen und Patienten wird das Plasma-Albumin deshalb regelmäßig durch Laboranalysen kontrolliert.
Auch in der Intensivmedizin wird der kolloid-osmotische Druck engmaschig überwacht, da ein Ungleichgewicht schnell zu Kreislaufproblemen und Organschäden führen kann.
Bei gefährlich geringer Albuminkonzentration im Blut wird humanes Albumin als Infusion verabreicht, um den kolloid-osmotischen Druck wiederherzustellen und die Flüssigkeitsverteilung im Körper zu normalisieren. Ein eindeutiges Indiz dafür, wie entscheidend Albumin für die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitshaushalts im menschlichen Körper ist.
Forschung und Laboranwendungen
Aber auch im Forschungslabor spielt das Molekül Albumin eine wichtige Rolle, insbesondere in Bereichen wie der Biochemie, Molekularbiologie, Zellbiologie und Physiologie. Hier wird Albumin oft als Modellprotein verwendet, um Flüssigkeitsströme und Druckverhältnisse in biologischen Systemen zu simulieren. In der Zellkultur stabilisiert Albumin zudem die Zellmembranen und sorgt dafür, dass das richtige Gleichgewicht zwischen intra- und extrazellulärer Flüssigkeit aufrechterhalten wird.
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