Осмолярність

Від | 21.02.2025
0 Коментарів

Осмолярність – це фізіологічний і біохімічний параметр, який характеризує концентрацію осмотично активних частинок (осмолів) у розчині на одиницю маси розчинника (зазвичай виражається в міліосмолях на кілограм, мосм/кг). У клінічній практиці та біології осмолярність найчастіше застосовується до рідин організму (крові, сечі, міжклітинної рідини), де вона відображає загальну кількість розчинених частинок, здатних впливати на рух води через напівпроникні мембрани шляхом осмосу.

Основні поняття

  • Осмос: рух води через напівпроникну мембрану від зони з нижчою концентрацією розчинених речовин до зони з вищою концентрацією для вирівнювання осмотичного тиску.
  • Осмоль: одиниця вимірювання кількості осмотично активних частинок (1 моль частинок = 1 осмоль).
  • Осмолярність vs Осмоляльність:
  • Осмолярність: концентрація осмолів на літр розчину (мосм/л), залежить від об’єму.
  • Осмоляльність: концентрація осмолів на кілограм розчинника (мосм/кг), залежить від маси води, менш чутлива до температури. У біології частіше використовують осмоляльність, але терміни іноді вживають як синоніми в повсякденній практиці.

Формула осмолярності

1. Розрахункова осмолярність плазми крові

Формула:
$ \text{Osm} = 2 \times \text{[Na}^+\text{]} + \frac{\text{[Глю]} }{18} + \frac{\text{[Сеч]} }{2.8} $

  • Де:
    • $ \text{[Na}^+\text{]} $ – концентрація натрію в плазмі, у ммоль/л. Множник 2 враховує внесок Na⁺ і Cl⁻.
    • $ \text{[Глю]} $ – концентрація глюкози в плазмі, у мг/дл. Ділення на 18 переводить мг/дл у ммоль/л (молекулярна маса глюкози ≈ 180 г/моль).
    • $ \text{[Сеч]} $ – концентрація сечовини в плазмі, у мг/дл. Ділення на 2.8 переводить мг/дл у ммоль/л (молекулярна маса сечовини ≈ 60 г/моль, але враховується коефіцієнт перерахунку для BUN – Blood Urea Nitrogen, який становить половину маси сечовини, тобто 28 г/моль).
  • Одиниці результату: мосм/л.

Приклад:
Якщо $ \text{[Na}^+\text{]} = 140 , \text{ммоль/л} $, $ \text{[Глю]} = 90 , \text{мг/дл} $, $ \text{[Сеч]} = 14 , \text{мг/дл} $, то:
$ \text{Osm} = 2 \times 140 + \frac{90}{18} + \frac{14}{2.8} = 280 + 5 + 5 = 290 , \text{мосм/л} $.

2. Осмолярний розрив

Формула:
$ \text{Osmolar Gap} = \text{Osm}_{\text{виміряна}} – \left( 2 \times \text{[Na}^+\text{]} + \frac{\text{[Глю]} }{18} + \frac{\text{[Сеч]} }{2.8} \right) $

  • Де:
    • $ \text{Osm}_{\text{виміряна}} $ – осмолярність, отримана лабораторно (зазвичай у мосм/кг).
    • $ 2 \times \text{[Na}^+\text{]} + \frac{\text{[Глю]} }{18} + \frac{\text{[Сеч]} }{2.8} $ – розрахункова осмолярність, як у першій формулі.
  • Норма: <10 мосм/кг.
  • Пояснення: Розрив указує на наявність неврахованих осмотично активних речовин (наприклад, спиртів).

Осмолярність у фізіології

  • Плазма крові: у нормі становить 275–295 мосм/кг. Основний внесок роблять:
  • Натрій (Na⁺) і хлор (Cl⁻) – ≈90% осмолярності.
  • Глюкоза – ≈5 ммоль/л (≈5 мосм/кг).
  • Сечовина – ≈5 ммоль/л (≈5 мосм/кг).
  • Інші (кальцій, калій, білки) – незначний внесок.
  • Міжклітинна рідина: близька до плазми (≈280–300 мосм/кг).
  • Сеча: варіює від 50 до 1200 мосм/кг залежно від гідратації та функції нирок.
  • Внутрішньоклітинна рідина: ≈280–300 мосм/кг, підтримується іонними насосами (наприклад, Na⁺/K⁺-АТФаза).

Регуляція осмолярності в організмі

Організм підтримує сталу осмолярність плазми (гомеостаз) за допомогою:

1. Гіпоталамус і АДГ (антидіуретичний гормон):

  • При підвищенні осмолярності (>295 мосм/кг) осморецептори гіпоталамуса сигналізують гіпофізу виділяти АДГ.
  • АДГ збільшує реабсорбцію води в нирках (збиральні трубочки), знижуючи осмолярність.

2. Механізм спраги:

  • Стимулює споживання води для розведення плазми.

3. Нирки:

  • Регулюють виведення води та електролітів (Na⁺, Cl⁻), концентруючи або розріджуючи сечу.

Типи розчинів за осмолярністю

  • Ізотонічні: осмолярність ≈ плазмі (наприклад, 0,9% NaCl – 308 мосм/л).
  • Гіпотонічні: нижча осмолярність (<275 мосм/кг), вода надходить у клітини (наприклад, 0,45% NaCl).
  • Гіпертонічні: вища осмолярність (>295 мосм/кг), вода виходить із клітин (наприклад, 3% NaCl).

Патології, пов’язані з осмолярністю

1. Гіперосмолярність (>295 мосм/кг):

  • Причини: зневоднення, діабетичний кетоацидоз, гіпернатріємія.
  • Наслідки: клітини зморщуються, неврологічні симптоми (сплутаність, судоми).

2. Гіпоосмолярність (<275 мосм/кг):

  • Причини: надмірне споживання води, синдром неадекватної секреції АДГ (SIADH), ниркова недостатність.
  • Наслідки: набряк клітин, особливо мозку (головний біль, кома).

3. Осмотичний дисбаланс:

  • При швидких змінах осмолярності (наприклад, корекція гіпонатріємії) може виникнути осмотичний демієлінізуючий синдром.

Діагностика

  • Вимірювання осмолярності:
  • Прямий метод: осмометрія (вимірювання точки замерзання чи тиску пари).
  • Розрахунковий метод: $ \text{Osm} = 2 \times \text{[Na}^+\text{]} + \text{[Глю]} + \text{[Сеч]} $.
  • Осмолярний розрив (osmolar gap):
  • Різниця між виміряною та розрахунковою осмолярністю. Норма: <10 мосм/кг.
  • Підвищення: отруєння етанолом, метанолом, етиленгліколем.

Клінічне значення

  • Інфузійна терапія: вибір розчину (ізотонічний, гіпертонічний) залежить від осмолярності плазми пацієнта.
  • Діабет: при гіперглікемії осмолярність зростає, викликаючи дегідратацію.
  • Ниркова функція: концентрація сечі відображає здатність нирок регулювати осмолярність.

Цікаві факти

  • Осмолярність плазми у людини стабільна (±2%), але у морських тварин може сягати 1000 мосм/кг через солоність середовища.
  • Білки плазми (альбумін) майже не впливають на осмолярність, але створюють онкотичний тиск.
  • У новонароджених осмолярність дещо вища (до 300 мосм/кг), ніж у дорослих.

Осмолярність – це критичний параметр, який визначає рух води в організмі та підтримує клітинний гомеостаз.

Примітки

  • Цей формат адаптовано для ситуацій, коли глюкоза і сечовина вимірюються в мг/дл (поширено в США), а натрій – у ммоль/л. У європейській практиці глюкоза й сечовина часто подаються в ммоль/л, і тоді формула спрощується до:
    $ \text{Osm} = 2 \times \text{[Na}^+\text{]} + \text{[Глю]} + \text{[Сеч]} $.
Переглядів: 27