Osmolaliteit, osmolariteit en vloeistofhomeostase

Osmolaliteit, osmolariteit en vloeistofhomeostase

In de stabiele toestand blijven het totale watergehalte en het zoutgehalte van ons lichaam constant. Een toe- of afname van de water- en zoutinname gaat gepaard met een evenredige verandering in de renale water- en zoutuitscheiding. De homeostase wordt bereikt door glomerulaire filtratie van plasma om een ultrafiltraat te produceren. De tubuli verwerken dit ultrafiltraat vervolgens zodanig dat het uiteindelijke urinestroomdebiet en de uitscheiding van oplosmiddelen voldoen aan de homeostatische behoeften van het lichaam.

Osmolaliteit en osmolariteit zijn metingen van de oplosmiddelconcentratie van een oplossing. In de praktijk is er een verwaarloosbaar verschil tussen de absolute waarden van de verschillende metingen. Daarom worden beide termen vaak door elkaar gebruikt, ook al verwijzen zij naar verschillende meeteenheden.

Osmolaliteit

Osmolaliteit is een schatting van de osmolaire concentratie van plasma en is evenredig met het aantal deeltjes per kilogram oplosmiddel; zij wordt uitgedrukt in mOsmol/kg (de SI-eenheid is mmol/kg, maar mOsmol/kg wordt nog steeds veel gebruikt). Dit is wat wordt gebruikt wanneer de waarden door een laboratorium worden gemeten. Osmolaliteit wordt door klinische laboratoria gemeten met een osmometer – hetzij een osmometer voor vriespuntdepressie, hetzij een osmometer voor dampdrukdepressie. De normale osmolaliteit van extracellulaire vloeistof is 280-295 mOsmol/kg.

Osmolariteit

Osmolariteit is een schatting van de osmolaire concentratie van plasma en is evenredig met het aantal deeltjes per liter oplossing; zij wordt uitgedrukt in mmol/L. Dit is wat wordt gebruikt wanneer een berekende waarde wordt afgeleid.

Het wordt afgeleid van de gemeten Na+, K+, ureum en glucose concentraties. De osmolariteit is onbetrouwbaar in verschillende omstandigheden – bv. pseudohyponatriëmie zoals hyperlipidemie bij nefrotisch syndroom, of hyperproteïnemie.

De volgende vergelijkingen kunnen worden gebruikt om de osmolariteit te berekenen:

Gecalculeerde osmolariteit = 2 (Na+) + 2 (K+) + Glucose + Ureum (alles in mmol/L); OF Berekende osmolariteit = 2 (Na+) + Glucose + Ureum (alles in mmol/L).

De verdubbeling van natrium zorgt voor de negatieve ionen geassocieerd met natrium en de uitsluiting van kalium maakt ongeveer de onvolledige dissociatie van natriumchloride mogelijk.

De term osmolariteit is grotendeels verdrongen door osmolaliteit, zelfs bij het bespreken van berekende waarden. In de rest van dit artikel wordt osmolaliteit gebruikt.

Osmosekloof

De osmosekloof (ook wel osmolaliteitskloof genoemd) is een arbitraire maat voor het verschil tussen de werkelijke osmolaliteit (gemeten door het laboratorium) en de berekende osmolaliteit. Gewoonlijk is dit minder dan 10-15 mOsmol/kg (zie het plaatselijke laboratorium voor het bereik). Wanneer de osmotische kloof groter is, wijst dit op de aanwezigheid van andere osmotisch actieve solventen waarmee geen rekening wordt gehouden in de berekende osmolaliteit – bv. bij inname van methanol of ethyleenglycol.

Klinische relevantie van osmolaliteit

Aangezien celmembranen in het algemeen vrij permeabel zijn voor water, is de osmolaliteit van de extracellulaire vloeistof (ECF) ongeveer gelijk aan die van de intracellulaire vloeistof (ICF). Daarom is de osmolaliteit van plasma een richtlijn voor de intracellulaire osmolaliteit.

Dit is belangrijk, omdat het aantoont dat veranderingen in de osmolaliteit van de ECF een grote invloed hebben op de osmolaliteit van de ICF – veranderingen die problemen kunnen veroorzaken met de normale celwerking en het volume (kunnen zelfs cytolyse induceren).

• In normale mensen zal een verhoogde osmolaliteit in het bloed de secretie van antidiuretisch hormoon (ADH) stimuleren. Dit zal resulteren in een verhoogde waterreabsorptie, geconcentreerdere urine en minder geconcentreerd bloedplasma. Diabetes insipidus is een aandoening die wordt veroorzaakt door hyposecretie van, of ongevoeligheid voor, de effecten van ADH. Een verhoging kan in verband worden gebracht met sterfte door beroerte.
• Een lage osmolaliteit van het serum zal de afgifte van ADH onderdrukken, wat resulteert in een verminderde waterreabsorptie en meer geconcentreerd plasma.
• Een verhoging van de osmolaliteit van het plasma met slechts 2% tot 3% zal een sterk verlangen om te drinken veroorzaken. Een verandering van 10% tot 15% in bloedvolume en arteriële druk is nodig om dezelfde reactie te veroorzaken.

ADH

De nier regelt de uitscheiding van water grotendeels via ADH – een polypeptide dat wordt afgescheiden door de supraoptische en paraventriculaire hypothalamacellen met axonen die eindigen in de achterste hypofyse. De halfwaardetijd bedraagt 5-20 minuten; hierdoor kan snel worden ingespeeld op schommelingen in de osmolaliteit van het plasma. De secretie van ADH wordt gecontroleerd door osmoreceptoren en baroreceptoren. Hoewel het lichaam de osmolaliteit meer zal trachten te controleren dan het volume, zal de nier, als het volume gevaarlijk laag wordt, water conserveren ten koste van de osmolaliteit, d.w.z. ook al zal de conservering van water de osmolaliteit van de lichaamsvloeistoffen verminderen.

Andere controlerende factoren zijn niet-osmotische factoren (narcotica, pijn, stress, nicotine, chloropropamide, cytoxan, clofibraat, carbamazepine, misselijkheid, angiotensine II) en afgifte remmende factoren – b.v. ethanol, hypothermie en atriaal natriuretisch peptide.

Metingen

• Plasma osmolaliteit – dit wordt gewoonlijk bevolen om hyponatriëmie te onderzoeken. Osmotische kloof kan ook worden gevraagd als de aanwezigheid van osmotisch actieve stoffen zoals mannitol en glycine (een chemische stof die wordt gebruikt in chirurgische irrigatievloeistoffen) wordt vermoed.
• Uriene osmolaliteit – deze wordt vaak samen met plasma osmolaliteit besteld om te helpen bij de diagnose – zie onderstaande tabel.
• Osmolaliteit van de ontlasting – dit kan helpen bij de beoordeling van chronische diarree die niet het gevolg lijkt te zijn van een bacteriële of parasitaire infectie, d.w.z. dat de ontlasting een osmotisch actieve stof kan bevatten (bv. een laxeermiddel). De osmotische kloof van de ontlasting kan ook worden berekend.

Deze tabel is een leidraad. Het effect op de osmolaliteit van serum en urine kan variëren afhankelijk van de individuele klinische situatie – zo kan hypernatriëmie leiden tot een verlaagde osmolaliteit van de urine en hyponatriëmie tot een onterecht verhoogde osmolaliteit van de urine.