Tonizität
qualitatives Maß
From Wikipedia, the free encyclopedia
Tonizität (von altgriechisch τόνος tónos, deutsch ‚Spannung‘, ‚Anspannung‘; früher: Tonicität[1]), auch als „effektive Osmolarität“ bezeichnet,[2] ist ein qualitatives Maß für den Unterschied im osmotischen Druck zwischen zwei Lösungen bezogen auf einen Zelltyp (mit seiner jeweiligen Semipermeabilität).[3] Tonizität besitzt im Gegensatz zu Osmolarität und Osmolalität keine Einheit. Die „Tonizität [beschreibt] das osmotische Verhalten.“[4] Die Tonizität ist die effektive Osmolalität.[5] Tonizität ist ein physiologischer oder klinischer Begriff für den in einer Lösung aufrechterhaltenen osmotischen Druckzustand. Wenn semipermeable Membranen vorliegen (zum Beispiel am Auge), ist Tonizität synonym für den osmotischen Druck.[6] Synonyme sind der osmotische Gradient und die effektive Osmolarität.
Bedeutung
Der Begriff Tonizität findet häufig Verwendung in der biologischen Medizin und in der Biochemie bei der Beschreibung des Verhaltens von Zellen (das Zytoplasma ist „Lösung I“), die durch ihre Zellmembran („semipermeable Membran“) von einer sie umgebenden Flüssigkeit („Lösung II“) getrennt sind. Da die Tonizität als Unterschied des osmotischen Druckes beschrieben wird, wird sie nur durch gelöste Stoffe hervorgerufen, die – bei Einstellung eines Gleichgewichts – die Membran nicht durchqueren können. Gelöste Stoffe, die sich frei durch die Membran bewegen können, haben keinen Einfluss auf die Tonizität.
Die Osmolalität von Blutplasma in Säugern beträgt circa 290 mosm/kg H2O.[7] Typische Systeme, bei denen der Begriff Tonizität eine Rolle spielt und verwendet wird, sind zum Beispiel Blutzellen in Serum, Prokaryoten in Fermentationsmedium, eukaryotische Tier-, Pflanzen- oder Pilzzellen in einem rein chemisch zusammengesetzten Puffer oder in einem komplex zusammengesetzten Nährmedium sowie künstliche Membranvesikel (Liposomen) – z. B. bei Rekonstitutionsexperimenten – in physiologischen Puffern.
Etymologie
Tonizität ist eine moderne wissenschaftliche Wortbildung zum Adjektiv tonisch beziehungsweise zum Substantiv Tonus. Der Ursprung ist das altgriechische τόνος (tónos) mit den Bedeutungen „Spannung, Anspannung, Zug; gespannte Saite“. Das dazugehörige Verb war τείνειν (teínein) „spannen, ausstrecken“. Daraus entwickelten sich lateinisch tonus „Spannung; Ton“ und griechisch/lateinisch τονικός tonikos / tonicus „die Spannung betreffend, kräftigend“. Neuzeitliche substantivische Bildungen sind französisch la tonicité, englisch the tonicity und deutsch die Tonizität.
Begriffe
Die Tonizität wird in verschiedenen Begriffen benannt: hyperton, isoton und hypoton. Die Tonizität von menschlichen Körperflüssigkeiten wird vor allem von Natriumionen beeinflusst.
Hypertonizität
Der Begriff hyperton (syn. hypertonisch; altgriechisch ὑπέρ ‚über‘ und τόνος tónos, deutsch ‚Spannung‘, ‚Anspannung‘) bedeutet in der Biochemie und Biologie:
- Eine Lösung hat einen höheren osmotischen Druck als ein Vergleichsmedium.
- Eine Zelle (genauer: das Zytoplasma, das Medium innerhalb einer Zelle) hat einen höheren osmotischen Druck als das sie umgebende Medium (die Flüssigkeit außerhalb der Zelle).
Isotonizität
Der Begriff isoton (syn. isotonisch; von griech. ἴσος ísos, deutsch ‚gleich‘ und τόνος tónos, deutsch ‚Spannung‘, ‚Anspannung‘) bedeutet in der Biochemie und Biologie:
- Eine Lösung hat denselben osmotischen Druck wie ein Vergleichsmedium.
- Eine Zelle (genauer: das Zytoplasma, das Medium innerhalb einer Zelle) hat denselben osmotischen Druck wie das sie umgebende Medium (die Flüssigkeit außerhalb der Zelle).
In der Medizin bedeutet isotonisch:
- Eine Lösung hat denselben osmotischen Druck wie das menschliche Blut, zum Beispiel die isotonische Kochsalzlösung.
Hypotonizität
Der Begriff hypoton (syn. hypotonisch; griech. ὑπό hypo, deutsch ‚unter‘ und τόνος tónos, deutsch ‚Spannung‘, ‚Anspannung‘) bedeutet in der Biochemie und Biologie:
- Eine Lösung hat einen geringeren osmotischen Druck als ein Vergleichsmedium.
- Eine Zelle (genauer: das Zytoplasma, das Medium innerhalb einer Zelle) hat einen geringeren osmotischen Druck als das sie umgebende Medium (die Flüssigkeit außerhalb der Zelle).
Andere Bedeutungen in der Medizin
Hypertonie, hypertonisch, hyperton
- Fachbegriff für erhöhten Blutdruck
- Fachbegriff für die Spannung der Muskulatur, das heißt, der Muskeltonus ist unphysiologisch erhöht.
Isotonisch
- Fachbegriff: Der Muskel verkürzt sich ohne Kraftänderung („gleichgespannt“).
Hypotonie, hypotonisch
- Fachbegriff für niedrigen Blutdruck
- Fachbegriff für die Spannung der Muskulatur, das heißt, der Muskeltonus ist unphysiologisch niedrig.
Literatur
- Dee Unglaub Silverthorn: Physiologie, 4. aktualisierte Auflage, Pearson Studium, München 2009, ISBN 978-3-8273-7333-5, S. 236–238 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- Alfred L. George junior, Eric G. Neilson: Zell- und Molekularbiologie der Niere. In: Norbert Suttorp, Martin Möckel, Britta Siegmund, Manfred Dietel (Hrsg.): Tinsley Randolph Harrison: Harrisons Innere Medizin. 20. Auflage, ABW Wissenschaftsverlag, Georg Thieme Verlag, Berlin 2020, Band 3, Kapitel 303, ISBN 978-3-13-243524-7, S. 2602–2611, Abbildung 303-4, S. 2609 f. doi:10.1055/b000000107.
