Osmolalität, Osmolarität und Flüssigkeitshomöostase

Was ist Flüssigkeitshomöostase?

Im Fließgleichgewicht bleiben der Gesamtwasser- und Salzgehalt des Körpers konstant. Eine Zunahme oder Abnahme der Wasser- und Salzaufnahme geht mit einer entsprechenden Änderung der Wasser- und Salzausscheidung über die Nieren einher¹ . Die Flüssigkeitshomöostase wird durch den Prozess der glomerulären Filtration des Plasmas erreicht, wobei ein Ultrafiltrat entsteht. Die Tubuli verarbeiten dann dieses Ultrafiltrat, so dass die endgültige Urinflussrate und die Ausscheidung gelöster Stoffe den homöostatischen Bedürfnissen des Körpers entsprechen.

Osmolalität und Osmolarität sind Messgrößen für die Konzentration gelöster Stoffe in einer Lösung. In der Praxis ist der Unterschied zwischen den absoluten Werten der verschiedenen Messungen vernachlässigbar. Aus diesem Grund werden beide Begriffe häufig synonym verwendet, auch wenn sie sich auf unterschiedliche Maßeinheiten beziehen² .

Veränderungen in der Wasserhomöostase können die Zellgröße und -funktion stören. Obwohl die meisten Zellen ihr Zellvolumen als Reaktion auf osmolaren Stress regulieren können, sind Neuronen besonders gefährdet. Daher ist die Regulierung des Wasserhaushalts von grundlegender Bedeutung für das Überleben³ .

Was ist Osmolalität?

Die Osmolalität ist eine Schätzung der osmolaren Konzentration des Plasmas und ist proportional zur Anzahl der Partikel pro Kilogramm Lösungsmittel; sie wird in mOsmol/kg ausgedrückt (die SI-Einheit ist mmol/kg, aber mOsmol/kg wird immer noch häufig verwendet). Diese Einheit wird verwendet, wenn die Werte in einem Labor gemessen werden. Die Osmolalität wird in klinischen Labors mit einem Osmometer gemessen - entweder mit einem Osmometer mit Gefrierpunktsdepression oder mit einem Osmometer mit Dampfdruckdepression. Die normale Osmolalität der extrazellulären Flüssigkeit liegt bei 280-295 mOsmol/kg.

Was ist Osmolarität?

Die Osmolarität ist eine Schätzung der osmolaren Konzentration des Plasmas und ist proportional zur Anzahl der Partikel pro Liter Lösung; sie wird in mmol/L ausgedrückt. Dies wird verwendet, wenn ein berechneter Wert abgeleitet wird.

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

Berechnung der Osmolalität

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 trägt den mit Natrium verbundenen negativen Ionen Rechnung, und der Ausschluss von Kalium ermöglicht die unvollständige Dissoziation von Natriumchlorid.

Der Begriff Osmolarität ist weitgehend durch Osmolalität ersetzt worden, auch wenn es sich um berechnete Werte handelt. Im weiteren Verlauf dieses Artikels wird die Osmolalität verwendet.

Osmotische Lücke

Die osmotische Lücke (auch osmolische Lücke genannt) ist ein willkürliches Maß für den Unterschied zwischen der tatsächlichen (vom Labor gemessenen) und der berechneten Osmolalität. Sie beträgt normalerweise weniger als 10-15 mOsmol/kg (die Spanne ist beim örtlichen Labor zu erfragen). Ist die osmotische Lücke erhöht, deutet 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 Bedeutung der Osmolalität

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

Dies ist wichtig, da es zeigt, dass Veränderungen der Osmolalität der ECF einen großen Einfluss auf die Osmolalität der ICF haben - Veränderungen, die zu Problemen mit der normalen Zellfunktion und dem Zellvolumen führen können (und sogar eine Zytolyse auslösen können).

• Bei normalen Menschen stimuliert eine erhöhte Osmolalität im Blut die Sekretion von antidiuretischem Hormon (ADH). Dies führt zu einer erhöhten Wasserrückresorption, einer höheren Konzentration des Urins und einer geringeren Konzentration des Blutplasmas. Diabetes insipidus ist ein Zustand, der durch eine Untersekretion von ADH oder eine Unempfindlichkeit gegenüber dessen Wirkung verursacht wird. Ein erhöhter Wert kann mit einer erhöhten Schlaganfallsterblichkeit verbunden sein.

• Eine niedrige Serumosmolalität unterdrückt die Freisetzung von ADH, was zu einer geringeren Wasserrückresorption und einer höheren Plasmakonzentration führt.

• Ein Anstieg der Plasmaosmolalität um nur 2 bis 3 % führt zu einem starken Verlangen zu trinken. Eine Veränderung des Blutvolumens und des arteriellen Drucks um 10 bis 15 % ist erforderlich, um die gleiche Reaktion hervorzurufen.

ADH

Messungen der Osmolalität⁴

• Plasmaosmolalität - diese Messung wird in der Regel zur Untersuchung einer Hyponatriämie angeordnet. Die osmotische Lücke kann auch angefordert werden, wenn der Verdacht besteht, dass osmotisch aktive Substanzen wie Mannitol und Glycin (eine Chemikalie, die in chirurgischen Spülflüssigkeiten verwendet wird) vorhanden sind.² .

• Osmolalität des Urins - wird häufig zusammen mit der Osmolalität des Plasmas angeordnet, um die Diagnose zu unterstützen - siehe Tabelle unten.

• Osmolalität des Stuhls - dies kann helfen, chronischen Durchfall zu beurteilen, der nicht auf eine bakterielle oder parasitäre Infektion zurückzuführen zu sein scheint, d. h. der Stuhl kann osmotisch aktive Substanzen (z. B. Abführmittel) enthalten. Die osmotische Lücke des Stuhls kann ebenfalls berechnet werden² .

Diese Tabelle ist eine Orientierungshilfe. Die Auswirkungen auf die Serum- und Urinosmolalität können je nach der individuellen klinischen Situation variieren - z. B. kann eine Hypernatriämie eine verringerte Urinosmolalität und eine Hyponatriämie eine unangemessen erhöhte Urinosmolalität verursachen.

Es gibt nur begrenzte Belege für den diagnostischen Nutzen einzelner klinischer Symptome, Zeichen oder Tests oder einer Kombination von Tests, die auf Wasserverlust bei älteren Menschen hinweisen.⁵ .