Osmolalität, Osmolarität und Fluidhomöostase

Osmolalität, Osmolarität und Fluidhomöostase

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Osmolalität, Osmolarität und Fluidhomöostase

  • Klinische Relevanz der Osmolalität
  • Messungen

Im stationären Zustand bleiben unser gesamter Körperwassergehalt und der Salzgehalt konstant. Eine Zunahme oder Abnahme der Wasser- und Salzaufnahme geht einher mit einer äquivalenten Änderung der Nierenwasser- und Salzausscheidung.[1]Die Homöostase wird durch den Prozess der glomerulären Filtration des Plasmas erreicht, um ein Ultrafiltrat herzustellen. Die Tubuli verarbeiten dieses Ultrafiltrat dann so, dass die endgültige Urinflussrate und die Ausscheidung des gelösten Stoffes den homöostatischen Bedürfnissen des Körpers entsprechen.

Osmolalität und Osmolarität sind Messungen der Konzentration der gelösten Stoffe einer Lösung. In der Praxis gibt es einen vernachlässigbaren Unterschied zwischen den Absolutwerten der verschiedenen Messungen. Aus diesem Grund werden beide Begriffe häufig austauschbar verwendet, obwohl sie sich auf unterschiedliche Maßeinheiten beziehen.

Osmolalität

Die Osmolalität ist eine Abschätzung der osmolaren Plasmakonzentration und ist proportional zur Anzahl der Teilchen pro Kilogramm Lösungsmittel; es wird in mOsmol / kg ausgedrückt (die SI-Einheit ist mmol / kg, aber mOsmol / kg wird immer noch häufig verwendet). Dies wird verwendet, wenn Werte von einem Labor gemessen werden. Die Osmolalität wird in klinischen Labors mit einem Osmometer gemessen - entweder einem Gefrierpunkts-Depressionsosmometer oder einem Dampfdruck-Depressionsosmometer. Die normale Osmolalität der extrazellulären Flüssigkeit beträgt 280-295 mOsmol / kg.

Osmolarität

Osmolarität ist eine Abschätzung der osmolaren Plasmakonzentration und ist proportional zur Anzahl der Teilchen pro Liter Lösung; es wird in mmol / L ausgedrückt. Dies wird verwendet, wenn ein berechneter Wert abgeleitet wird.

Es wird aus den gemessenen Na + -, K + -, Harnstoff- und Glukosekonzentrationen abgeleitet. Die Osmolarität ist unter verschiedenen Bedingungen unzuverlässig, z. B. bei Pseudohyponatriämie wie Hyperlipidämie beim nephrotischen Syndrom oder Hyperproteinämie.

Die folgenden Gleichungen können zur Berechnung der Osmolarität verwendet werden:

Berechnete Osmolarität = 2 (Na +) + 2 (K +) + Glucose + Harnstoff (alle in mmol / L); ODER Berechnete Osmolarität = 2 (Na +) + Glucose + Harnstoff (alle in mmol / L).

Die Verdoppelung des Natriums ist für die mit Natrium assoziierten negativen Ionen verantwortlich und der Ausschluss von Kalium ermöglicht ungefähr die unvollständige Dissoziation von Natriumchlorid.

Der Begriff Osmolarität wurde weitgehend durch Osmolalität ersetzt, auch wenn berechnete Werte diskutiert wurden. Osmolality wird für den Rest dieses Artikels verwendet.

Osmotische Lücke

Die osmotische Lücke (auch als osmolale Lücke bezeichnet) ist ein beliebiges Maß für die Differenz zwischen der tatsächlichen (vom Labor gemessenen) Osmolalität und der berechneten Osmolalität. Sie liegt normalerweise unter 10-15 mOsmol / kg (siehe örtliches Labor für den Bereich). Wenn der osmotische Spalt vergrößert wird, weist dies auf das Vorhandensein anderer osmotisch aktiver gelöster Stoffe hin, die bei der berechneten Osmolalität nicht berücksichtigt werden, z. B. bei der Einnahme von Methanol oder Ethylenglykol.

Klinische Relevanz der Osmolalität

Da Zellmembranen im Allgemeinen frei für Wasser durchlässig sind, entspricht die Osmolalität der extrazellulären Flüssigkeit (ECF) ungefähr derjenigen der intrazellulären Flüssigkeit (ICF). Daher ist die Plasmaosmolalität ein Leitfaden für die intrazelluläre Osmolalität.

Dies ist wichtig, da es zeigt, dass Änderungen der ECF-Osmolalität einen großen Einfluss auf die ICF-Osmolalität haben - Änderungen, die Probleme mit der normalen Zellfunktion und dem Zellvolumen verursachen können (können sogar eine Zytolyse induzieren).

  • Bei normalen Menschen stimuliert eine erhöhte Osmolalität im Blut die Sekretion des antidiuretischen Hormons (ADH). Dies führt zu einer erhöhten Wasser-Reabsorption, zu mehr konzentriertem Urin und zu weniger Blutplasma. Diabetes insipidus ist eine Erkrankung, die durch Hyposekretion oder Unempfindlichkeit gegenüber den Auswirkungen von ADH verursacht wird. Erhöhungen können mit Schlaganfallsterblichkeit in Verbindung gebracht werden.
  • Eine niedrige Osmolalität im Serum unterdrückt die Freisetzung von ADH, was zu einer verminderten Wasserreabsorption und zu mehr konzentriertem Plasma führt.
  • Eine Erhöhung der Plasmaosmolalität um nur 2% bis 3% führt zu einem starken Verlangen nach Trinken. Eine Änderung des Blutvolumens und des arteriellen Blutdrucks von 10% bis 15% ist erforderlich, um dieselbe Reaktion zu erzielen.

ADH

Die Niere kontrolliert die Wasserausscheidung weitgehend durch ADH - ein Polypeptid, das von supraoptischen und paraventrikulären Hypothalamuszellen ausgeschieden wird, wobei die Axone in der Hypophysenhinterkehle enden. Die Halbwertszeit beträgt 5-20 Minuten. Dies ermöglicht eine schnelle Anpassung an Schwankungen der Plasmaosmolalität. Die Sekretion von ADH wird durch Osmorezeptoren und Barorezeptoren kontrolliert. Obwohl der Körper versuchen wird, die Osmolalität mehr als das Volumen zu kontrollieren, wird die Niere Wasser sparen, wenn das Volumen gefährlich niedrig sinkt, und zwar auf Kosten der Osmolalität, dh selbst wenn durch die Wasserhaltung die Osmolalität von Körperflüssigkeiten verringert wird.

Andere Kontrollfaktoren sind nichtosmotische Faktoren (Betäubungsmittel, Schmerzen, Stress, Nikotin, Chlorpropamid, Cytoxan, Clofibrat, Carbamazepin, Übelkeit, Angiotensin II) und hemmende Faktoren der Freisetzung - z. B. Ethanol, Hypothermie und atriales natriuretisches Peptid.

Messungen[3]

  • Plasma-Osmolalität - Dies wird normalerweise zur Untersuchung von Hyponatriämie angeordnet. Eine osmotische Lücke kann auch verlangt werden, wenn osmotisch aktive Mittel wie Mannit und Glycin (eine in chirurgischen Spülflüssigkeiten verwendete Chemikalie) vermutet werden.
  • Urinosmolalität - diese ist häufig zusammen mit der Plasmaosmolalität angeordnet, um die Diagnose zu erleichtern - siehe nachstehende Tabelle.
  • Stuhlosmosalität - Dies kann hilfreich sein, um chronische Durchfälle zu beurteilen, die nicht auf eine bakterielle oder parasitäre Infektion zurückzuführen sind, dh der Stuhl kann osmotisch aktive Substanzen (z. B. Abführmittel) enthalten. Es kann auch ein osmotischer Spalt des Stuhls berechnet werden.
SerumosmolalitätUrinosmolalitätUrsachen
Normal oder erhöhtErhöht
  • Austrocknung
  • Nierenerkrankung und Urämie
  • Herzinsuffizienz
  • Addison-Krankheit
  • Hyperkalzämie
  • Diabetes mellitus / Hyperglykämie
  • Hypernatriämie
  • Alkoholaufnahme
  • Mannit-Therapie
Normal oder erhöhtVerringert
  • Diabetes insipidus
VerringertErhöht
  • Syndrom der unangemessenen ADH-Sekretion (SIADH)
VerringertVerringert (ohne Erhöhung der Flüssigkeitsaufnahme)
  • Überwässerung
  • Hyponatriämie
  • Nebennierenrindeninsuffizienz
  • Natriumverlust (Diuretikum oder salzarme Diät)

Diese Tabelle ist eine Anleitung. Die Wirkung auf Serum- und Urinosmolalität kann abhängig von der jeweiligen klinischen Situation variieren - Hypernatriämie kann zu einer verminderten Urinosmolalität führen, und Hyponatriämie kann zu einer unangemessen erhöhten Urinosmolalität führen.

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Weiterführende Literatur und Referenzen

  • Intravenöse Flüssigkeitstherapie bei Erwachsenen im Krankenhaus; NICE klinische Richtlinie (Dezember 2013)

  1. Lehrbuch der medizinischen Physiologie (13. Auflage) 2016

  2. Serum und Urinosmolalität; RnCeus.com

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