Osmolaliteetti, osmolaarisuus ja nesteiden homeostaasi

Osmolaliteetti, osmolaarisuus ja nesteiden homeostaasi

Vakioidussa tilassa elimistömme kokonaisvesipitoisuus ja suolapitoisuus pysyvät vakiona. Veden ja suolan saannin lisääntymistä tai vähenemistä seuraa vastaava muutos munuaisten veden ja suolan erittymisessä.Homeostaasi saavutetaan plasman glomerulussuodatusprosessin avulla, jolloin syntyy ultrafiltraatti. Tämän jälkeen tubulukset käsittelevät tätä ultrafiltraattia niin, että lopullinen virtsan virtausnopeus ja liuenneiden aineiden erittyminen vastaavat elimistön homeostaattisia tarpeita.

Osmolaliteetti ja osmolaarisuus ovat liuoksen liuospitoisuuden mittauksia. Käytännössä eri mittausten absoluuttisten arvojen välillä on häviävän pieni ero. Tästä syystä molempia termejä käytetään usein vaihdellen, vaikka ne viittaavat eri mittayksiköihin.

Osmolaliteetti

Osmolaliteetti on arvio plasman osmolaarisesta konsentraatiosta, ja se on verrannollinen hiukkasten lukumäärään kilogrammassa liuotinta; se ilmaistaan muodossa mOsmol/kg (SI-yksikkönä on mmol/kg, mutta mOsmol/kg on edelleen laajalti käytössä). Tätä käytetään, kun arvot mitataan laboratoriossa. Osmolaliteetti mitataan kliinisissä laboratorioissa osmometrillä – joko jäätymispisteen alenemisosmometrillä tai höyrynpaineen alenemisosmometrillä. Solunulkoisen nesteen normaali osmolaliteetti on 280-295 mOsmol/kg.

Osmolaliteetti

Osmolaliteetti on arvio plasman osmolaarisesta konsentraatiosta, ja se on verrannollinen hiukkasten lukumäärään litrassa liuosta; se ilmaistaan muodossa mmol/L. Tätä käytetään, kun johdetaan laskennallinen arvo.

Se johdetaan mitatuista Na+-, K+-, urea- ja glukoosipitoisuuksista. Osmolariteetti on epäluotettava erilaisissa tiloissa – esim. pseudohyponatraemiassa, kuten nefroottisen oireyhtymän hyperlipidemiassa, tai hyperproteinaemiassa.

Osmolariteetin laskemiseen voidaan käyttää seuraavia yhtälöitä:

Laskennallinen osmolariteetti = 2 (Na+) + 2 (K+) + Glukoosi + Urea (kaikki mmol/l); TAI Laskennallinen osmolariteetti = 2 (Na+) + Glukoosi + Urea (kaikki mmol/l).

Natriumin kaksinkertaistaminen ottaa huomioon natriumiin liittyvät negatiiviset ionit ja kaliumin jättäminen pois mahdollistaa suunnilleen natriumkloridin epätäydellisen dissosioitumisen.

Termi osmolariteetti on suurelta osin korvattu osmolaliteetilla, myös puhuttaessa lasketuista arvoista. Muualla tässä artikkelissa käytetään termiä osmolaliteetti.

Osmoottinen kuilu

Osmoottinen kuilu (myös osmolaarinen kuilu) on mielivaltainen mitta, joka kuvaa todellisen (laboratorion mittaaman) osmolaliteetin ja laskennallisen osmolaliteetin välistä eroa. Se on tavallisesti alle 10-15 mOsmol/kg (katso vaihteluväli paikallisesta laboratoriosta). Jos osmoottinen aukko on suurentunut, se viittaa muiden osmoottisesti aktiivisten liuottimien läsnäoloon, joita ei ole otettu huomioon laskennallisessa osmolaliteetissa – esim. metanolin tai etyleeniglykolin nauttimisessa.

Osmolaliteetin kliininen merkitys

Koska solukalvot yleensä läpäisevät vettä vapaasti, solunulkoisen nesteen (EKN) osmolaliteetti on likimain yhtä suuri kuin solunsisäisen nesteen (SYN). Näin ollen plasman osmolaliteetti ohjaa solunsisäistä osmolaliteettia.

Tämä on tärkeää, koska se osoittaa, että ECF:n osmolaliteetin muutoksilla on suuri vaikutus ICF:n osmolaliteettiin – muutoksilla, jotka voivat aiheuttaa ongelmia solujen normaalissa toiminnassa ja tilavuudessa (voivat jopa aiheuttaa sytolyysin).

• Normaaleilla ihmisillä lisääntynyt osmolaliteetti veressä kiihdyttää antidiureettisen hormonin (ADH, Antidiureettisen hormonin (Antidiureettisen hormonin, ADH:n, eritystä.) Tämä johtaa lisääntyneeseen veden takaisinimeytymiseen, konsentroituneempaan virtsaan ja vähemmän konsentroituneeseen veriplasmaan. Diabetes insipidus on tila, joka johtuu ADH:n liikasaostumisesta tai tunnottomuudesta ADH:n vaikutuksille. Kohoaminen voi liittyä aivohalvauskuolleisuuteen.
• Alhainen seerumin osmolaliteetti tukahduttaa ADH:n vapautumisen, mikä johtaa vähentyneeseen veden takaisinimeytymiseen ja konsentroituneempaan veriplasmaan.
• Vain 2-3 %:n nousu plasman osmolaliteetissa synnyttää voimakasta juomahalua. Veren tilavuuden ja valtimopaineen 10-15 prosentin muutos tarvitaan saman vasteen aikaansaamiseksi.

ADH

Munuaiset säätelevät veden erittymistä suurelta osin ADH:n avulla – polypeptidi, jota erittävät supraoptiset ja paraventrikulaariset hypotalamuksen solut, joiden aksonit päättyvät posterioriseen aivolisäkkeeseen. Sen puoliintumisaika on 5-20 minuuttia, mikä mahdollistaa nopean sopeutumisen plasman osmolaliteetin vaihteluihin. ADH:n eritystä ohjaavat osmoreceptorit ja baroreseptorit. Vaikka elimistö pyrkii kontrolloimaan osmolaliteettia enemmän kuin tilavuutta, jos tilavuus laskee vaarallisen alas, munuaiset säästävät vettä osmolaliteetin kustannuksella, eli vaikka veden säästäminen vähentää kehon nesteiden osmolaliteettia.

Muita kontrolloivia tekijöitä ovat ei-osmoottiset tekijät (narkoottiset lääkkeet, kipu, stressi, nikotiini, klooripropamidi, sytoksaani, klofibraatti, karbamatsepiini, pahoinvointi, angiotensiini II) ja vapautumista estävät tekijät – esim. etanoli, hypotermia ja eteisnatriureettinen peptidi.

Mittaukset

• Plasman osmolaliteetti – tämä tilataan yleensä hyponatremian tutkimiseksi. Osmoottinen aukko voidaan pyytää myös, jos epäillään osmoottisesti aktiivisten aineiden, kuten mannitolin ja glysiinin (kirurgisissa huuhtelunesteissä käytetty kemikaali), läsnäoloa.
• Urinin osmolaliteetti – tämä tilataan usein yhdessä plasman osmolaliteetin kanssa diagnoosin helpottamiseksi – ks. taulukko alla.
• Jakkaran osmolaliteetti – tämä voi auttaa arvioimaan kroonista ripulia, joka ei näytä johtuvan bakteeri- tai loisinfektiosta, eli uloste voi sisältää osmoottisesti aktiivista ainetta (esim. laksatiivia). Myös ulosteen osmoottinen rako voidaan laskea.

Tämä taulukko on ohjeellinen. Vaikutus seerumin ja virtsan osmolaliteettiin voi vaihdella yksittäisen kliinisen tilanteen mukaan – esim. hypernatremia voi aiheuttaa virtsan osmolaliteetin pienenemisen ja hyponatremia voi aiheuttaa virtsan osmolaliteetin epäasianmukaisen suurenemisen.