Es klingt eigentlich ganz einfach: Wenn du Sport treibst, schwitzt du. Bei intensivem oder längerem Sport schwitzt du mehr¹. Soweit so klar! Schweiß besteht aus Wasser und Elektrolyten, wie z. B. Salz. Wenn du Sport treibst, verbraucht dein Körper allmählich seinen Vorrat an Elektrolyten. Daher bietet sich ein Sportgetränk aus Wasser und Elektrolyten an, das sowohl die Leistungsfähigkeit als auch schnelle Flüssigkeitsaufnahme unterstützt².
Bereits seit den 1980er Jahren werden Sportler:innen mit speziellen Getränkeformeln gegen Flüssigkeitsverlust beim Training gewappnet. Auch heute noch hat die Sportgetränkeindustrie viel zu bieten, aber es ist wichtig, drei Arten von Sportgetränken zu unterscheiden: Hypoton, Isoton und Hyperton.
Der Hauptunterschied zwischen hypotonischen, isotonischen und hypertonischen Getränken besteht darin, dass isotonische Getränke Lösungen mit gleichem osmotischen Druck sind, während hypotonische Getränke Lösungen mit einem niedrigeren osmotischen Druck und hypertonische Getränke Lösungen mit einem hohen osmotischen Druck sind.
Klingt kompliziert, aber ist eigentlich ganz logisch, sobald wir uns das Thema Tonizität³ also den osmotischen Druck von Flüssigkeiten etwas genauer ansehen: Die Tonizität eines Getränks ist die Konzentration von Zucker und Salzen im Vergleich zu der Konzentration, die im menschlichen Körper, vor allem im Blut, herrscht.
Was bedeutet hypotonisch?
Eine hypotone (oder auch hypotonische) Lösung hat einen geringen Tonus. Sie hat eine geringere Salz- und Zuckerkonzentration als das Blut und wird daher schneller absorbiert⁴.
Wenn eine Flüssigkeit, in diesem Fall Wasser, eine geringere Salz- und Zuckerkonzentration hat als eine Zelle, z. B. eine rote Blutzelle, ist der osmotische Druck geringer – der osmotische Druck ist der Druck, der ausgeübt werden muss, um die Bewegung der gelösten Stoffe durch die Membran (eine biologische oder synthetische Membran, die Moleküle und Ionen durchlässt) zu verhindern. Diese Bewegung wird oft auch als osmotischer Fluss bezeichnet.
Das Ergebnis ist eine "Nettobewegung" von Wasser in die Zelle, die sie anschwellen und schließlich platzen lässt (Plasmolyse). Durch diese Art von Explosion wird versucht, die Konzentration der Lösungen im Zellinneren und außerhalb der Zelle anzugleichen. In diesem Fall ist der osmotische Druck, der ausgeübt werden muss, um die Bewegung zu stoppen, geringer – eine leichtere Bewegung mit einer schnelleren Geschwindigkeit.
Diese Nettobewegung ist notwendig, um einen Zustand des Gleichgewichts zu erreichen; jedes System, in diesem Fall der menschliche Körper, braucht ein Gleichgewicht, um optimal zu funktionieren.
Traditionell dienen Salz und Zucker der Konservierung von Lebensmitteln, indem sie die Mikroorganismen abtöten, die zum Verderben der Lebensmittel beitragen; eine hypotone Lösung mit ihrer geringeren Salz- und Zuckerkonzentration trägt jedoch nicht zur Konservierung von Lebensmitteln bei.
Fazit: Eine hypotone Lösung fördert den osmotischen Fluss in die Zelle mit niedrigem osmotischen Druck.
Was ist hypertonisch?
Eine hypertone (oder hypertonische) Lösung ist sehr tonisch. Sie hat eine höhere Konzentration an gelösten Salzen und Zucker als das menschliche Blut⁵.
Im Vergleich zu einer hypotonen Lösung geht es bei einer hypertonen Lösung darum, die Konzentration einer Zelle mit ihrer Umgebung auszugleichen. In diesem Fall ist der osmotische Druck höher - wegen der höheren Konzentration an gelösten Stoffen - und ermöglicht es den gelösten Stoffen, sich entlang eines Konzentrationsgefälles zu bewegen (von einer hohen zu einer niedrigen Konzentration). Wenn eine Lösung hypertonisch ist, kann dies dazu führen, dass Zellen schrumpfen und zusammenschrumpfen -– das Ergebnis einer Nettobewegung aus der Zelle heraus über die semipermeable Membran.
Hypertonische Lösungen werden zur Konservierung von Lebensmitteln verwendet, weil sie eine höhere Konzentration an Salz und Zucker enthalten⁶. Fisch wird zum Beispiel oft in einer hypertonischen Lösung eingeweicht oder verpackt, um Mikroben abzutöten, die in der Umgebung, in der der Fisch aufbewahrt wird, vorkommen können. Das liegt daran, dass die Zellen der Mikroben im Vergleich zum Wassergehalt einer hypertonischen Lösung mehr Wasser als gelöste Stoffe enthalten. Der Wassermangel lässt die Zellen schrumpfen und tötet die Mikroben schließlich ab.
Fazit: Eine hypertonische Lösung fördert den osmotischen Fluss aus der Zelle.
Was ist isotonisch?
Isotonisch ist eine Lösung, die die gleiche Konzentration an Wasser und gelösten Stoffen, z. B. Salz, enthält⁷.
Wenn die Konzentrationen der gelösten Stoffe im Inneren der Zelle und in der Umgebung gleich sind, gibt es keinen Nettogewinn oder -verlust von Wasser aus der Zelle. Eine solche Situation wird als isotonisch bezeichnet.
Und weil die Konzentration der gelösten Stoffe gleich ist, sind solche isotonischen Lösungen nicht für die Konservierung von Lebensmitteln geeignet.
Fazit: Eine isotonische Lösung fördert keinen osmotischen Fluss (weil der osmotische Druck gleich ist).
