L'osmolalità è una misura del numero di particelle disciolte in un fluido. Il test dell'osmolalità riflette la concentrazione di sostanze come sodio, potassio, cloro, glucosio e urea in un campione di sangue, urina o, talvolta, feci. Viene utilizzato per valutare l'equilibrio tra acqua e particelle disciolte nel sangue e nell’urina, per determinare la presenza di sostanze che possono influenzare questo equilibrio e per verificare l’abilità dei reni di concentrare l’urina.
Cos'è l'Osmolarità?
L'osmolarità esprime la concentrazione di una soluzione, sottolineando il numero di particelle in essa disciolte indipendentemente dalla carica elettrica e dalle dimensioni. L'osmolarità è espressa in osmoli per litro (osmol/L o OsM) o - quando la soluzione è particolarmente diluita - in milliosmoli per litro (mOsM/L). Il suo valore esprime la concentrazione della soluzione, ma non dice nulla sulla natura delle particelle in essa contenute.
Due soluzioni con uguale osmolarità avranno lo stesso contenuto numerico di particelle e le medesime proprietà colligative (stessa tensione di vapore, stessa pressione osmotica e stessa temperatura di congelamento ed ebollizione). In condizioni normali, l'osmolarità è identica per tutti i fluidi presenti nei vari compartimenti dell'organismo e il suo valore si aggira intorno alle 300 mOsM (eventuali gradienti vengono annullati da movimenti di acqua). Questi compartimenti sono suddivisibili in intra- ed extra-cellulari, che contengono, rispettivamente, un quantitativo di acqua pari al 40% e al 20% del peso corporeo; il compartimento extracellulare viene ulteriormente suddiviso in due compartimenti: quello plasmatico (1/3) e quello interstiziale (2/3).
È molto importante che l'osmolarità dei vari compartimenti sia uguale; infatti, se aumenta la concentrazione di soluti nel liquido extracellulare l'acqua esce dalla cellula per osmosi (e raggrinzisce), mentre nella situazione opposta la cellula richiama acqua fino a scoppiare.
Nota: Sebbene sia il numero di osmoli per Kg (osmolalità) e non quello per Litro (osmolarità) a determinare l'entità dell'osmosi, per soluzioni molto diluite - come quelle corporee - le differenze quantitative tra osmolarità ed osmolalità sono al di sotto dell'1% (perché solo una piccola parte del loro peso deriva dal soluto). Per questo i due termini sono spesso usati indifferentemente come sinonimi.
Osmolalità Plasmatica Efficace (Tonicità)
L'osmolarità plasmatica efficace (o tonicità) non corrisponde a quella totale. Infatti, determinano movimenti d'acqua dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata soltanto le molecole che non possono attraversare liberamente le membrane semipermeabili ad esse interposte. Al contrario, ne esistono altre, come l'urea, che pur contribuendo alla determinazione dell'osmolarità sono liberamente permeabili (attraversano le membrane) e come tali non riescono a creare gradienti di acqua. L'urea, pertanto, passa senza problemi la barriera cellulare e per questo non è in grado di condizionare movimenti d'acqua sui due lati della membrana.
Nel comparto idrico extracellulare l'osmole più importante è il sodio, mentre in quello intracellulare prevale il potassio. Fisiologicamente l’acqua ed il sodio sono strettamente correlati: in causo di aumento dell’acqua libera nell’organismo il sodio sierico è diluito, e la sua concentrazione può diminuire. Il rene tende a compensare questo fenomeno ritenendo il sodio ed aumentando l’escrezione di acqua. L’aldosterone, l’ormone antidiuretico plasmatico (ADH), il peptide natriuretico atriale regolano le azioni compensatorie del rene. A tale scopo, gli osmocettori ipotalamici - stimolati dalla ipersodemia - innescano lo stimolo della sete e la conseguente introduzione di acqua riporta l'osmolarità plasmatica in equilibrio.
Contemporaneamente, viene rilasciato l'ormone antidiuretico (o ADH o vasopressina), che agisce a livello renale aumentando il riassorbimento di acqua e diminuendo, di riflesso, la sua eliminazione nelle urine. Queste, dal canto loro, aumentano la loro osmolarità (perché più concentrate).
Interpretazione dell'Esame dell'Osmolarità
Il test dell'osmolarità riflette la concentrazione di sostanze come sodio, potassio, cloro, glucosio e urea in un campione di sangue, urina o, talvolta, feci. L'osmolarità plasmatica viene utilizzata per valutare l'equilibrio idrico-salino dell'organismo e individuare l'origine di una produzione di urina significativamente aumentata o diminuita.
L’equilibrio idrico dell’organismo è un processo dinamico regolato dal controllo della quantità di acqua escreta con l’urina e dall’aumento o decremento di acqua ingerita per mezzo del controllo della “sete”. Quando aumenta l’osmolalità del sangue, indicando un decremento della quantità di acqua nell’organismo o un aumento del numero di particelle, l’ipotalamo secerne l’ormone antidiuretico (ADH), che stimola i reni a trattenere liquidi. Ciò ha come risultato un’urina più concentrata con osmolalità più elevata e sangue più diluito con osmolalità più bassa.
Il dosaggio plasmatico del sodio viene effettuato di norma insieme ad altri elettroliti come il cloro e il potassio; può essere eseguito sia nell’ambito di un regolare controllo medico di routine sia nel monitoraggio del paziente affetto da patologie renali, da scompenso cardiaco o nel paziente iperteso in terapia con farmaci, come i diuretici, in grado di interferire con la regolazione del volume e dell’osmolalità dei fluidi corporei.
La determinazione sierica è principalmente una misura del sodio disciolto nel siero. Il sodio è l’elettrolita più rappresentato nel sangue, nell’urina e nelle feci, mantiene una carica elettrica neutra nell’organismo e l’equilibrio acido-base insieme a potassio, cloro e CO2 (sotto forma di bicarbonato). Anche il glucosio e l’urea, pur non essendo elettroliti ma particelle (molecole), contribuiscono all’osmolalità.
L’osmolalità è dinamica e fluttua in base alla risposta dell’organismo allo squilibrio idrico temporaneo. I test dell’osmolalità sierica e urinaria devono essere valutati insieme al quadro clinico del paziente ed al risultato di altri esami come quelli relativi alla misura di sodio, glucosio e urea.
Come si Misura l'Osmolarità Plasmatica?
L'osmolarità plasmatica viene misurata in seguito a un prelievo ematico da una vena del braccio. Questo parametro può essere determinato anche su un campione di urina random o, in qualche caso, su feci liquide fresche (refrigerate o congelate entro 30 minuti dalla raccolta).
A volte, l'esame dell'osmolarità plasmatica non richiede alcuna preparazione; in altri casi, occorre osservare un digiuno (niente cibo o bevande eccetto l'acqua) per almeno 6 ore prima di fare il test.
Valori Normali e Alterati
Nota: L'intervallo di riferimento dell'esame può cambiare in funzione di età, sesso e strumentazione in uso nel laboratorio analisi. Per questo motivo, è preferibile consultare i range riportati direttamente sul referto.
In generale, l’aumento dell’osmolalità sierica è dovuto alla diminuzione dell’acqua o all’aumento dei soluti nel sangue. Quando il valore è alto, significa che l'acqua è diminuita nel sangue e/o sono aumentati i soluti. Una diminuzione dell'osmolarità può derivare, invece, soprattutto dalla presenza nel paziente di uno stato di iponatriemia.
L'osmolalità urinaria aumenta a seguito di: disidratazione, scompenso cardiaco, ipernatriemia (aumento della concentrazione di sodio nel sangue), secrezione inappropriata di ADH, morbo di Addison, danno epatico, shock.
Cause di Alterazione dell'Osmolarità Plasmatica
Tra le varie malattie che possono essere responsabili di un incremento dell'osmolarità plasmatica si riscontrano, più comunemente, l'uremia, l'iperglicemia, il diabete insipido, l'iperlattacidemia e l'ipernatriemia.
Gap Osmotico
L’osmolalità può essere misurata o stimata tramite i principali soluti presenti nel sangue. La differenza tra i risultati misurati e stimati è chiamata gap osmotico o gap osmolale. Per il calcolo del gap osmotico, l’osmolalità stimata viene calcolata misurando la concentrazione ematica di sodio, urea e glucosio. In alcuni casi viene inclusa anche la misura dell’etanolo.
Per il calcolo del gap osmotico, devono essere eseguiti il sodio ematico, l’urea e il glucosio per ottenere l’osmolalità attesa.Nota: glucosio, urea ed etanolo possono essere espressi in mg/dL (milligrammi per decilitro) o in mmol/L (millimoli per litro). I numeri nell’equazione sopra riportata sono usati per convertire i mg/dL in mmol/L.
L’aumento del gap osmotico (superiore a 10) è anomalo e indica spesso la presenza di sostanze osmoticamente attive nel sangue dovuta all’ingestione di sostanze tossiche come metanolo. L’entità del gap è proporzionale alla quantità di sostanze tossiche presenti. Altre cause possono essere la chetoacidosi, l’insufficienza renale, la chetoacidosi diabetica e lo shock.
Osmolalità Urinaria
L’osmolalità urinaria può essere prescritta insieme all’osmolalità sierica per valutare l’equilibrio idrico e per capire il motivo di una produzione aumentata o diminuita d’urina. Insieme all’osmolalità urinaria viene spesso richiesta anche la misura del sodio e della creatinina nell’urina.
L’osmolalità urinaria viene di solito valutata in considerazione della quantità d’urina prodotta dal soggetto in esame. L’aumento della produzione d’urina e la bassa osmolalità possono essere dovute all’eccessiva assunzione di liquidi, alla ridotta produzione di ADH o al diabete.
Osmolalità Fecale
L’osmolalità fecale può talvolta essere prescritta come supporto nella valutazione della diarrea cronica non imputabile ad infezione batterica o parassitica o ad altre cause identificabili come infiammazione o danno intestinale. Per il test, devono essere raccolte le feci fresche, non contaminate con l’urina, in un contenitore pulito. I pazienti con diarrea acquosa cronica possono aver assunto sostanze osmoticamente attive, come i lassativi, che inibiscono il riassorbimento di acqua nell’intestino.
Differenze Tra Osmolalità e Altri Parametri
Osmolalità vs Peso Specifico
Il peso specifico è parte dell’esame dell’urina. Valuta il peso delle particelle solide nell’acqua. L’osmolalità e il peso specifico di solito cambiano in parallelo. Tuttavia, quando nell’urina sono presenti molecole grandi e pesanti (come glucosio e proteine), i risultati divergono. Il peso specifico può aumentare di più, in relazione al peso delle molecole, mentre l’osmolalità aumenta di poco, riflettendo il numero di molecole.
Osmolalità vs Osmolarità
L’osmolalità misura la concentrazione dei soluti nel liquido, rispetto al numero di particelle per peso (kg) di liquido. L’osmolarità valuta il numero di particelle per volume (litro) di liquido. Nei liquidi diluiti, sono essenzialmente uguali; le differenze sono più evidenti in liquidi altamente concentrati.
Diabete Insipido
Il diabete insipido è una malattia rara che, a parte il nome, ha poco a che vedere con la più diffusa forma di diabete: il mellito. Le due patologie hanno un sintomo in comune, una diuresi eccessiva, causata però da ragioni totalmente diverse. Nel diabete mellito l’aumento della diuresi è la conseguenza di un eccesso di glucosio nel sangue: lo zucchero in eccesso, filtrato e non riassorbito dal rene, richiama acqua e aumenta la quantità di urina.
Se in questo caso la causa della malattia è la mancanza o il cattivo funzionamento dell’ormone insulina, l’origine del diabete insipido risiede in una alterazione della produzione, della secrezione o dei meccanismi di funzionamento dell’ormone ADH, l’ormone antidiuretico, chiamato anche arginin-vasopressina (AVP). Il diabete insipido può essere di tipo centrale o nefrogenico presentando tre sintomi fondamentali:
- L’aumento della diuresi (poliuria): da 2-3 litri a 20 litri di urina prodotta giornalmente.
- L’aumento della sete (polidipsia): per compensare la grande quantità di liquidi persi con le urine.
- La disidratazione, che è un aspetto particolarmente serio di questa malattia.
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