Осмолярность плазмы. Осмоляльность превышает стандартный показатель

Подготовка к анализу и что может повлиять на результат?

Для получения максимально точного результата, перед забором крови необходимо подготовиться :

Задайте свой вопрос врачу клинической лабораторной диагностики

Анна Поняева. Закончила нижегородскую медицинскую академию (2007-2014) и Ординатуру по клинико-лабораторной диагностике (2014-2016).

Анализы мочи характеризуют работу почек, их способность фильтровать или задерживать определенные вещества. Косвенно по ним можно судить о состоянии сердечно-сосудистой, эндокринной системы, степени тяжести больного.

Отдельной строкой в бланке анализов присутствует такой показатель, как осмолярность мочи. Это концентрация в литре различных растворенных веществ. Не стоит путать ее с удельным весом. На его изменение оказывают влияние присутствующие в моче бактерии, белок, лейкоциты. Только абсолютно чистая моча может сравниваться по показателям осмолярности и удельного веса.

Из чего складывается

Осмос – это одностороннее движение жидкости через полупроницаемую мембрану, которая разделяет два раствора с разной концентрацией веществ. Вода движется на сторону с большим содержанием растворенных веществ.

Осмотически активными в организме человека являются ионы натрия и хлора, глюкозы, белков, мочевины, гидрокарбоната. Они способны активно притягивать воду. Если говорят о концентрации этих веществ в 1 литре мочи, то это осмолярность. Когда речь идет о количестве на 1 кг жидкости – это осмоляльность. Измеряются они в мосм/л и мосм/кг соответственно.

Используется понятие осмотического окна – это разница между результатами измерения и теоретическими расчетами. Для последнего показателя необходимо определить концентрацию активных веществ.

Методы определения

Для анализа используют специальные приборы – осмометры. Их работа основана на определенных законах физики.

1. Давление пара. Для работы прибору требуется минимальное количество мочи, измеряемое микролитрами. Но они же дают самую большую погрешность. Действие основано на понижении давления пара растворителя над раствором. Чаще используются в педиатрической практике для новорожденных.
2. Повышение точки кипения (чем выше осмолярность, тем позже закипает раствор). Аппараты такого типа не нашли распространения в медицине, используются для небиологических жидкостей.
3. Понижение точки замерзания (чем выше осмолярность, тем дольше замерзает). Криоскопические осмометры получили наибольшее распространение.
4. Мембранные осмометры пропускают исследуемую жидкость через искусственную или природную мембрану и в этот момент выполняет необходимые измерения. Для анализа чаще используется кровь.

Подготовка к исследованию

За сутки до исследования нужно правильно питаться. Иногда рекомендуют в течение 12 часов до сдачи мочи не пить. На результат анализа могут повлиять некоторые лекарственные препараты (декстроза), выполнение накануне рентгенологического исследования с контрастной взвесью.

Очень важно получит мочу без бактерий. Для этого женщины и мужчины моют половые органы. Женщинам рекомендуется прикрыть влагалище ватным тампоном. Несколько капель мочи выпускают в унитаз, затем подставляют стерильную баночку, собирают остальную.

Расшифровка показателей

Нормальными показателями считаются 800-1200 мосм/л. Изменения могут быть следующие:

• 600-800 мосм/л – первичные нарушения функции почек;
• 400-600 мосм/л – умеренное снижение почечной функции;
• менее 400 мосм/л – значительные нарушения.

Гиперосмолярное состояние может быть вызвано:

• дегидратацией;
• застойной сердечной недостаточностью;
• глюкозурией;
• стенозом почечной артерии;
• шоком.

Пиелонефрит – состояние, при котором наблюдается гипоосмолярность мочи

Гипоосмолярность наблюдается при:

• избытке жидкости;
• почечной недостаточности;
• пиелонефрите;
• некрозе почечных канальцев.

Иногда гипоосмолярность – это симптом несахарного диабета.

Когда анализ обоснован

Показательно определение осмолярности при подозрении на развитие почечной недостаточности. Концентрация мочевины и креатинина изменяется, только когда поражено более 50% нефронов.

Такое наблюдается на 3-4 день снижения выработки мочи (олигоурии). Для ранней диагностики острой почечной недостаточности это непоказательно. Поэтому осмолярность мочи 400-350 мосм/л предшествует развитию острой недостаточности почек.

Типы нарушений водно-солевого баланса

В сутки человек выпивает до 2 л воды. Часть ее приходит с питьем, другая – с едой. Некоторое количество образуется после распада различных веществ. Большая часть жидкости выводится с мочой, еще часть – с калом, а остальная вместе с паром их легких или при испарении с кожи. Баланс воды должен равняться 0, количество поступившей равно выделенной.

Если он смещается в положительную сторону, то наблюдается гипергидратация (задержка воды, отеки, повышение давления). Отрицательный баланс наблюдается при обезвоживании.

Отечность нижних конечностей – проявление нарушения водно-солевого баланса в организме

Выделяют следующие нарушения соотношения жидкости и солей:

1. Гипоосмотическая гипергидратация . В организм практически не поступают соли, но в избытке – вода. Происходит «водное отравление» – развивается отек клеток, нарушаются их функции. Клинически выражается отеками различной локализации – асцитом, отеком легких, гидротораксом.
2. Гиперосмолярная гипергидратация наблюдается при поступлении в организм большого количества жидкости и электролитов. Такое состояние может возникнуть при питье морской воды. Электролиты приводят к обезвоживанию клетки, они гибнут. А человек ощущает непреодолимую жажду.
3. Гипоосмолярная гипогидратация развивается при больших потерях жидкости с электролитами и восполнении ее объема простой водой. Это возможно после тяжелой рвоты, поноса, усиленной потливости, при диабете. При этом возникает сгущение крови, что может спровоцировать тромбозы.
4. Гиперосмолярная гипогидратация – потеря жидкости не сопровождается снижением электролитов. Состояние развивается при длительном «сухом» голодании без употребления воды, больших физических нагрузках, гипервентиляции легких, злоупотреблении диуретиками, которые выводят преимущественно воду без солей.

Патология водно-солевого баланса приводит к нарушению метаболизма в целом, может вызвать тяжелые последствия.

Осмолярность - концентрация осмотически активных частиц в растворе, выраженная в количестве осмолей на килограмм растворителя, плазмы крови - одна из основных констант организма человека, колеблется в незначительных пределах, зависит в основном от концентрации в крови ионов натрия, глюкозы и мочевины.

Осмолярность и осмоляльность предста­вляют собой общую концентрацию раство­ренных частиц в 1 л раствора (осмолярность) или в 1 кг воды (осмоляльность). Осмоляль­ность крови в значительной степени зависит от концентрации ионов натрия и хлора, в ме­ньшей степени глюкозы и мочевины. В нор­ме осмоляльность сыворотки крови 275- 296 мосмоль/кг Н 2 0, осмоляльность мочи обусловлена мочевиной, ионами натрия, ка­лия, аммония. Осмоляльность мочи коле­блется значительно: от 50 до 1400 мос­моль/кг Н 2 0. При суточном диурезе около 1,5 л осмоляльность мочи здорового челове­ка составляет 600-800 мосмоль/кг Н 2 0.

Кузнецова А.А. Физиология человека / Кузнецова А.А // научный журнал, Биология - 2004 - N 3 - С.103-109

Кузнецова А.А. Физиология человека / Кузнецова А.А // научный журнал, Биология - 2008 -N 5 -С.73-79

При патологических состояниях осмо­ляльность крови может как снижаться, так и повышаться. Гипоосмоляльность характе­ризует снижение концентрации натрия в крови при передозировке диуретиков, из­быточной продукции антидиуретического гормона, при хронической сердечной недо­статочности, циррозе печени с асцитом, глюкокортикоидной недостаточности. Гиперосмоляльность связана с гипернатриемией и наблюдается при сахарном диабете, недо­статочности калия, гиперкальциемии, при декомпенсированном сахарном диабете (гипергликемической коме), при гиперальдостеронизме, избыточном введении кор­тикостероидов, при хронической почечной недостаточности наблюдается увеличение концентрации мочевины (каждые 5 ммоль/л мочевины увеличивают осмоляльность кро­ви на 5 мосмоль/кг Н 2 0), параллельно про­исходит снижение концентрации натрия в крови, поэтому осмоляльность крови зна­чительно не меняется. Обобщены данные литературы (более 450 источников) о концентрации катионов (Na+, K+, Са2+, Mg2+) и осмоляльности сыворотки крови у человека в зависимости от возраста, при разнообразных физиологических и патологических состояниях, действии физиологически активных веществ. Суммированы данные многих тысяч измерений физико-химических параметров сыворотки крови по данным литературы средние значения осмоляльности и концентрации катионов у здорового человека. Эти величины поддерживаются на стабильном уровне с момента рождения и в течение всей жизни, во многих случаях системы регуляции удерживают их в границах нормы и при разнообразных физиологических и патологических состояниях.

Наточин Ю.В. Успехи физиологических наук / Ю.В Наточин //Физиологический журнал - 2008 - N 5 –С.3-32

Повышение осмоляльности сыворотки:

1. Потеря свободной воды.

2. Несахарный диабет.

3. Перегрузка натрием (при ведении натрия гидрокарбоната - NaHCO 3

4. Гипергликемия.

Снижение осмоляльности сыворотки:

1. Введение диуретиков.

2. Синдром неадекватной секреции антидиуретического гормона.

3. Почечная патология (избыточная задержка воды).

4. Надпочечниковая недостаточность.

5. Потеря изотонической жидкости, возмещаемой водой или гипотоническими растворами (рвота изотоническим желудочным содержимым с замещением водой).

Одной из важнейших функций почки человека является участие в осморегуляции организма. Этот физиологический процесс способствует поддержанию постоянства осмотического давления крови, точнее - стабилизации концентрации осмотически активных веществ в плазме крови, а тем самым в жидкостях внутренней среды организма. К ним относятся внеклеточная жидкость, кровь, лимфа. Осмоляльность измеряют с помощью осмометров, физический принцип работы этих устройств в большинстве случаев основан на определении температуры замерзания раствора, криоскопической точки, реже в его основе лежит измерение давления пара. Температура замерзания и давление пара изменяются пропорционально количеству частиц растворенного вещества в 1 кг воды (растворителя). Концентрация осмотически активных веществ рассчитывается в миллиосмоль на 1 кг Н20 в исследуемой жидкости (осмоляльность) или на 1 л раствора (осмолярность) .

Наточин Ю.В. Успехи физиологических наук / Ю.В Наточин // Физиологический журнал – 2005 -N 3 -С.3-32

Концентрации глюкозы и мочевины в плазме крови

Глюкоза – это основной источник энергии в организме. Клетки человеческого организма, расщепляя глюкозу, получают энергию, необходимую для поддержания жизнедеятельности. Глюкоза поступает в организм с пищей в составе углеводов (крахмал, сахар и др.). Концентрация глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне за счет работы сложного гормонального механизма. Как повышение, так и понижение уровня глюкозы в крови опасны для здоровья человека. Концентрация глюкозы в крови определяется во время биохимического анализа крови, а также с помощью специальных аппаратов глюкометров. Повышение или понижение уровня глюкозы в крови характерно для некоторых эндокринных болезней.

Уровень глюкозы в крови варьирует в зависимости от приема пищи. После еды сахар крови всегда немного повышается, а затем нормализуется в течение нескольких часов. Повышение уровня глюкозы в крови после еды дает сигнал к выделению инсулина – гормона поджелудочной железы, способствующему усвоению глюкозы клетками организма и понижению ее концентрации в крови. Инсулин также способствует образованию запасов глюкозы в печени в виде гликогена. Параллельно с понижением уровня глюкозы в крови выделение инсулина уменьшается.

Нилссон Л.Х. Гликоген печени человека / Л.Х.Нилссон // Скандинавский журнал клинических и лабораторных исследований - 1973 - № 32 - С. 325-330

Определение уровня сахара в крови осуществляется с помощью биохимического анализа крови. Проведение анализа по измерению глюкозы (сахара) крови рекомендуется осуществлять в утренние часы, натощак (не ранее, чем через 8 часов после последнего приема пищи). Уровень глюкозы определяют в венозной крови (кровь, взятая из вены) или в капиллярной крови (кровь из пальца). В зависимости от метода забора крови для анализа, нормальные показатели сахара крови незначительно варьируют. Так, при анализе капиллярной крови (крови, взятой из пальца), нормальный уровень глюкозы составляет 3,3 – 5,5 ммоль/л. Концентрация сахара в венозной крови немного выше, чем в капиллярной и составляет 4,1 – 5,9 ммоль/л.

Аметов А.С. // Болезни эндокринной системы / А.С. Аметов // Медицина - 2006 - № 3 - С. 52–56

Мочевина - конечный продукт белкового обмена у большинства позвоночных животных и человека. Образуется в печени, выводится с мочой. В промышленности мочевину синтезируют из аммиака и углекислого газа. Применяют для получения синтетических смол, красителей, снотворных средств (барбитала, фенобарбитала), для депарафинизации нефтей; в медицине как мочегонное средство.

Мочевина является главным конечным продуктом обмена аминокислот. Синтезируется мочевина из аммиака, который постоянно образуется в организме при окислительном и неокислительном дезаминировании аминокислот, при гидролизе амидов глутаминовой и аспарагиновой кислот, а также при распаде пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Часть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на пищевые белки (гниение белков в кишечнике) и поступает в кровь воротной вены. Аммиак - токсичное соединение. Даже небольшое повышение его концентрации оказывает неблагоприятное действие на организм, и прежде всего - на центральную нервную систему. Несмотря на то, что аммиак постоянно продуцируется в тканях, он содержится в периферической крови лишь в следовых количествах, так как быстро удаляется из кровеносной системы печенью, где входит в состав глутамата, глутамина и мочевины. Биосинтез мочевины является основным механизмом обезвреживания аммиака в организме.

Концентрация мочевины в сыворотке крови здоровых взрослых людей составляет 2,5 - 8,3 ммоль/л (660 мг/л). У женщин, по сравнению со взрослыми мужчинами, концентрация мочевины в сыворотке крови обычно ниже. У пожилых людей (старше 60 лет) наблюдается некоторое увеличение концентрации мочевины в сыворотке крови (примерно на 1 ммоль/л по сравнению с нормой здоровых взрослых людей), что обусловлено снижением у пожилых способности почек концентрировать мочу.

У детей уровень мочевины ниже, чем у взрослых, однако у новорожденных в первые 2 - 3 дня содержание ее может достигать уровня взрослого (проявление физиологической азотемии, обусловленной повышенным катаболизмом на фоне недостаточного поступления жидкости в первые 2 - 3 сут жизни и низкого уровня клубочковой фильтрации). В условиях гипертермии, эксикоза цифры мочевины могут возрасти еще больше. Нормализация наступает к концу первой недели жизни. Уровень мочевины в крови у недоношенных 1 нед. - 1,1 - 8,9 ммоль/л (6,4 - 63,5 мг/100 мл), у новорожденных - 1,4 - 4,3 ммоль/л (8,6 - 25,7 мг/100 мл), у детей после периода новорожденности - 1,8 - 6,4 ммоль/л (10,7 - 38,5 мг/100 мл).

Березов Т. Т. Коровкин Б. Ф. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин // - М «Медицина», 1990/ - С. 56 - 83

Марри Р. Биохимия человека / Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. // - том 1 - Москва, «Мир», 1993 г. – С. 90-120.

Осмотические силы играют основную роль в распределении жидкости в организме. Осмолярность плазмы зависит от взаимодействия множества компонентов, находящихся в растворе. Физиологическая концентрация осмотически активных веществ измеряется в милиосмолях (мосм).

Осмолярность плазмы не зависит от химической активности или степени ионизации соединений. Для незаряженных соединений, таких как глюкоза, 1 моль глюкозы, добавленный к 1 л дистиллированной воды, будет увеличивать ее осмолярность с 0 до 1 осм/л. Для веществ, способных к ионизации, которые диссоциируют с образованием двух ионов (такие как натрия хлорид), добавление 1 моль вещества к воде будет увеличивать ее осмолярность 2 осм/л. Основные вещества, обусловливающие осмолярность плазмы, — натрия хлорид, мочевина и глюкоза. Нормальная осмолярность плазмы составляет 285 мосм/л. Часто термины «осмолярность» и «осмоляльность» путают. Оба эти термина обозначают концентрацию осмотически активных веществ, но они выражаются в разных единицах. Осмолярность плазмы отражает содержание осмотически активного вещества в 1 л раствора (осм/л). Осмоляльность отражает содержание растворенного вещества на 1 кг растворителя (осм/кг). Лабораторные осмометры измеряют осмоляльность, но не осмолярность плазмы. Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей у человека в норме равны. Основные вещества, обусловливающие осмотическую активность плазмы, — натрия хлорид, глюкоза и мочевина.

Осмолярность может быть выражена простым уравнением:

мосм/л = 2 = Глюкоза ¸ 18 + Азот мочевины крови ¸ 2,8.

По взаимному соглашению лаборатории приводят значение измерений глюкозы и азота мочевины крови в миллиграммах на децилитр. Коэффициенты коррекции для глюкозы и мочевины в данном уравнении просто переводят миллиграммы на децилитр в миллимоль на литр. Поскольку вода свободно проникает через полупроницаемые мембраны, осмолярность внутриклеточной и внеклеточной жидкости одинакова.

Осмотическое давление

Осмотическое давление, или эффективная осмолярность, определяет движение воды сквозь клеточную мембрану. Осмотическое давление рассчитывают с учетом только концентрации не проходящих сквозь мембрану растворенных веществ. Мочевина свободно проникает сквозь клеточные мембраны, практически так же быстро, как вода. Это означает, что мочевина не вносит вклад в осмотическое давление. Нормальная эффективная осмотическая активность жидкостей организма составляет 280 мосм/кг. Снижение эффективной осмолярности плазмы подразумевает относительный избыток воды, тогда как возрастание эффективной осмолярной активности отражает относительную дегидратацию.

Регуляция осмолярности плазмы

Наибольшую роль в регуляции осмолярности внутрисосудистого объема играют почки. Осморецепторы в задней доле гипофиза улавливают малейшие изменения осмолярности сыворотки, а затем регулируют высвобождение антидиуретического гормона (АДН). Барорецепторы в почках, сонных артериях и в некоторых других зонах определяют малейшие изменения давления. Обычно барорецепторы играют лишь небольшую роль в поддержании объема жидкости.

Еще одним ключевым регулятором поддержания объемного равновесия служит ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Ренин — фермент, секретируемый юкстагломерулярными клетками афферентных артериол в ответ на снижение артериального давления, снижение объема циркулирующей жидкости, уменьшение количества натрия, доставляемого в плотное пятно (гипонатриемия), и увеличение b-адренергической активности. Ренин превращает ангиотензиноген в ангиотензин-1, который в свою очередь превращается в ангиотензин-2 под действием ангиотензин превращающего фермента (АПФ) при прохождении через легкие. Ангиотензин вызывает высвобождение альдостерона из коркового слоя надпочечников. Альдостерон в свою очередь воздействует на дистальные канальцы и собирательные трубочки, усиливая реабсорбцию натрия и экскрецию калия. Ангиотензин также повышает симпатическую активность, сердечный выброс и периферическое сопротивление.

Осмоляльность - показатель оценки водного баланса организма. Основные показания к применению: диагностика острой почечной недостаточности, выявление гиперосмолярных коматозных состояний, оценка эффективности инфузионной терапии.

Осмоль - при определении концентрации раствора в показателях количества частиц вместо граммов используют единицу, называемую осмолем.
Один осмоль является 1 грамм-молекулой осмотически активного растворенного вещества. Так, 180 г глюкозы, т.е. 1 грамм-молекула глюкозы, эквивалентны 1 осмолю глюкозы, поскольку глюкоза не диссоциирует на ионы. Если растворенное вещество диссоциирует на 2 иона, 1 грамм-молекула растворенного вещества будет соответствовать 2 осмолям, поскольку число осмотически активных частиц в этом случае вдвое больше, чем для недиссоциирующего вещества. При полной диссоциации 1 грамм-молекула хлорида натрия, или 58,5 г, эквивалентна 2 осмолям (т.е. осмолярность 1-молярного раствора NaCl составит 2 осмоль/л).

О растворе, содержащем 1 осмоль растворенного вещества в каждом килограмме воды, говорят, что его осмоляльность равна 1 осмоль на 1 кг. Раствор, содержащий 1/1000 осмоля растворенного вещества на 1 кг, имеет осмоляльность 1 миллиосмоль (мосм) на 1 кг. Нормальная осмоляльность внеклеточной и внутриклеточной жидкостей равна примерно 300 мосм на 1 кг воды.

Осмоляльность сыворотки крови - количественная мера осмотически активных веществ, растворенных в сыворотке крови т. е. сумма концентраций концентраций катионов, анионов и неэлектролитов, выражающаяся в миллиосмолях на килорамм воды (мОсм/кг Н 2 О). К основным анионам, определяющим осмоляльность сыворотки относят натрий и другие анионы (ионы калия, хлора, гидрокарбоната и др.). Более точное измерение учитывает также содержание глюкозы и мочевины, находя выражение в формуле:
Осмоляльность сыворотки= 2Na + + глюкоза сыворотки + мочевина (азот мочевины)
Осмоляльность плазмы можно определить, зная концентрацию основных осмотических компонентов внеклеточной жидкости - натрия, глюкозы и мочевины. Например: натрий составляет 140 мэкв/л, глюкоза - 4 ммоль/л, мочевина крови - 6 ммоль/л. Осмоляльность плазмы = 2 х Na + глюкоза (ммоль/л) + мочевина (ммоль/л) = 2 х (140) + 4 + 6 = 290 мосм/кг Н2О

Одним из основных факторов, регулирующим секрецию антидиуретического гормона (АДГ) и жажду, является осмоляльность плазмы крови. Осморецепторы, находящиеся в гипоталамусе чувствительны к колебаниям осмоляльности. Изменение на 1% уже приводит к заметным изменениям секреции АДГ.
При определении осмоляльности крови выделяют два основных состояния - гиперосмоляльность и гипоосмоляльность.
Гиперосмоляльность вызывается повышением осмоляльности сыворотки крови, что является одной из частых причин возникновения комы при сахарном диабете, дегидратации головного мозга. При повышении осмоляльности крови секреция АДГ усиливается. При достижении осмоляльности около 295 мосм/кг, концентрация АДГ становится достаточной для обеспечения максимального антидиуретического эффекта (объем мочи менее 2 л/сут; осмоляльность мочи более 800 мосм/кг). Одновременно активируется и механизм утоления жажды, что приводит к увеличению потребления воды и препятствует дегидратации организма.
Гипоосмоляльность - снижение осмоляльности крови. Гипоосмоляльность может приводить к осмотическому отеку мозга и развитию синдрома внутричерепной гипертензии. Причиной снижения осмоляльности могут послужить различные факторы, например, превышение содержания свободной воды, содержащейся в плазме крови относительно объема растворенных в ней кинетических частиц. При снижении осмоляльность крови ниже порогового уровня (около 280 мосм/кг), секреция АДГ тормозится. Это приводит к выведению большого объема максимально разведенной мочи. Повышенное выведение воды предотвращает дальнейшее снижение осмоляльности плазмы, даже при значительном потреблении воды.
Осмоляльная концентрация мочи колеблется от 50 до 1400 мосмоль/л (в плазме 295 мосмоль/л). Когда осмоляльная концентрация мочи выше, чем плазмы, то разность между этими величинами показывает количество удаленных из плазмы растворенных веществ без эквивалентной потери воды. Например, если при суточном объеме мочи 2 литра осмоляльность составляет 100 мосмоль/л, то клиренс составит 1,43 литра свободной воды за этот период. Наиболее низкая осмоляльность наблюдается при неконтролируемом несахарном диабете.