Osmolalità, osmolarità e omeostasi dei fluidi

I nostri corpi gestiscono milioni di reazioni chimiche ogni giorno. Queste reazioni dipendono dalla concentrazione del fluido nelle nostre cellule e nel nostro sangue, che deve essere strettamente controllata tutto il giorno, ogni giorno. Come fa a farlo? Facendoci venire sete, ad esempio, quando il fluido tende a diventare più concentrato e facendoci urinare di più quando sta diventando meno concentrato.

A volte, quando sei malato, tuttavia, i meccanismi di equilibrio naturale del tuo corpo si alterano. In queste situazioni, potresti aver bisogno di un monitoraggio regolare del sangue e di un trattamento per correggere gli squilibri.

Per comprendere l'omeostasi dei fluidi, è utile capire alcuni dei termini utilizzati quando si parla di equilibrio dei fluidi. Osmolalità e osmolarità sono termini per descrivere quanto sono concentrati i fluidi corporei.

Che cos'è l'osmolalità?

The osmolality of a fluid is a measure of the number of particles per chilogrammo del liquido that they are dissolved in (the solute). The number of particles is measured in milliosmoles, which is a measurement widely used in chemistry. The measurement is given in milliosmoles per kilogram, or mOsmol/kg for short.

L'osmolalità non dipende dalla temperatura del liquido. To take an example, if you dissolve 100 g of salt in 1 kg of water, the osmolality would be the same whether or not the water was near freezing point or at body heat. This is the difference between osmolality and osmolarity.

The osmolarity of a fluid is a measure of the number of particles per litro di liquido that they are dissolved in (the solute). The number of particles is measured in millimoles, which is another measurement widely used in chemistry. The measurement is given in millimoles per litre, or mmol/L for short.

L'osmolarità cambierà a seconda della temperatura del liquido. To take the same example as above, if you dissolve 100 g of salt in 1 kg of water, the osmolarity will decrease very slightly as the liquid warms up. This is because the same weight of water takes up slightly more room as it warms up - it expands.

Because osmolarity changes with temperature, the term l'osmolarità è preferita in medicina.

L'osmolalità viene misurata quando i medici sono preoccupati che il tuo equilibrio dei fluidi possa essere alterato per qualche motivo. Questo potrebbe essere dovuto a una malattia o come effetto collaterale di un farmaco. Potrebbe anche essere dovuto al fatto che hai sovraccaricato il tuo sistema bevendo troppa acqua.

Potrebbero anche volerlo misurare per monitorare gli effetti di farmaci progettati per modificare l'osmolarità dei tessuti del tuo corpo. Il mannitolo viene utilizzato per questo effetto per ridurre il gonfiore cerebrale se hai subito un trauma cranico o un intervento chirurgico al cervello.

The body fluid that we usually use to measure osmolality in humans is serum. Serum is what is left from sangue once the cells and proteins have been removed. The particles that make up the osmolality of serum are glucose, sodium and potassium salts (Na⁺ and K⁺) e urea. L'osmolalità sierica normale è 280-295 mOsm/kg. Spesso ti verrà chiesto un campione di urina per il test dell'osmolalità urinaria.

L'osmolarità del siero è estremamente vicina all'osmolarità all'interno delle cellule di cui è composto il nostro corpo. Questo perché le pareti delle nostre cellule sono permeabili alle particelle microscopiche (ioni e anioni) e all'acqua.

Permeabile significa che permette a queste particelle e all'acqua di muoversi liberamente dentro e fuori attraverso le pareti cellulari. Questo mantiene l'osmolarità uguale su entrambi i lati delle pareti cellulari in tutto il corpo. Questo è importante perché le cellule non funzionerebbero correttamente se ciò non accadesse.

Occasionalmente può essere testata anche l'osmolarità delle feci.

L'omeostasi dei fluidi è il termine per il modo in cui il corpo mantiene l'osmolarità dei fluidi corporei entro un intervallo molto ristretto, tutto il tempo. La parola omeostasi deriva da 'homeo' che significa simile o uguale e 'stasi' che significa rimanere lo stesso. Quindi l'omeostasi dei fluidi significa mantenere il fluido sempre uguale.

In persone normali e sane, l'osmolalità dei fluidi corporei è regolata molto attentamente dal corpo.

Quando l'osmolarità aumenta

• Ti viene voglia di bere - sete.

• Il cervello rilascia un ormone chiamato ormone antidiuretico (ADH) (noto anche come arginina vasopressina (AVP)).

• L'ADH cambia il modo in cui i reni reagiscono al sangue che scorre attraverso di essi.

• I reni filtrano continuamente il sangue e possono modificare la quantità di acqua che viene eliminata con l'urina e quella che viene riassorbita nel corpo.

• Diuretico significa essenzialmente 'farti urinare', quindi l'ormone antidiuretico (ADH), come suggerisce il nome, ti impedisce di produrre tanta urina e quindi non ne elimini tanta. L'urina che elimini sarà di colore più scuro, poiché è più concentrata.

• Se non urini tanto, non perdi tanta acqua.

• Se non perdi molta acqua e bevi perché hai sete, c'è più acqua nel tuo corpo.

• Se c'è più acqua nel tuo corpo, la tua osmolalità diminuisce.

Man mano che l'osmolarità diminuisce

• Il cervello smette di rilasciare ADH e smetti di sentire sete.

• I reni ricominciano a produrre più urina.

• Urini più diluito.

• Perdi più acqua dal tuo corpo.

• Se c'è meno acqua nel tuo corpo, la tua osmolalità aumenta di nuovo.

E così continua, tutto il giorno, ogni giorno: il tuo cervello e i tuoi reni controllano strettamente l'ambiente all'interno delle tue cellule.

A volte. A volte no. Dipende da cosa stai facendo, da quanto fa caldo, da quanto sei grande, da quanti anni hai... ma il tuo corpo ti dirà se hai bisogno di bere, facendoti venire sete.

C'è un mito secondo cui dobbiamo bere da 1½ a 2 litri d'acqua al giorno. Non si sa da dove provenga questa cifra, ma è stata descritta come: 'non solo una sciocchezza ma ... una sciocchezza completamente smentita.' È certamente un favorito dell'industria dell'acqua in bottiglia.

Bere acqua è sicuramente meglio per noi che bere bevande zuccherate, ma per coloro che hanno la fortuna di vivere nel mondo avanzato, le forniture d'acqua sono strettamente controllate e molto sicure.

Except for people who get calcoli renali ricorrenti, there is no evidence that we should drink more than we naturally want. It may even be bad for us: if it makes us feel guilty for not achieving it - and that's not to mention the sleep deprivation from having to get up in the middle of the night, and the incontinenza urinaria.

Ci sono alcune condizioni e situazioni in cui l'omeostasi dei fluidi può andare storta. Gli effetti possono essere che l'osmolarità diventi troppo alta (iperosmolarità) o troppo bassa (ipo-osmolarità).

Ormone antidiuretico insufficiente (o ha perso il suo effetto)

• Diabete insipido:

  • This is not to be confused with diabete mellito, che è molto più comune.

  • Diabete insipido is due either to the brain not being able to make antidiuretic hormone (ADH) anymore (cranial diabetes insipidus) or the kidneys losing their ability to react to it (nephrogenic diabetes insipidus).

  • Può causare una grave mancanza di fluidi nel corpo (disidratazione).

Perdita di fluidi corporei

• Some medicines such as diuretics - for example, diuretici tiazidici oppure diuretici dell'ansa - can overwhelm the kidneys' ability to hold back water.

• Grave diarrea.

• Grave malessere (vomito).

• Sudorazione eccessiva.

• Ustioni.

Troppo ormone antidiuretico

• Neurological causes: cancro al cervello e tumori cerebrali, brain injury, sclerosi multipla, lupus eritematoso sistemico, sanguinamento nel cervello.

• Lung disorders: cancro ai polmoni, pneumonia, asma, tubercolosi.

• Other cancers: cancro allo stomaco, cancro al pancreas, leucemia e linfoma.

• Alcuni farmaci:

  • Farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) - for example, ibuprofen.

  • Inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) - for example, fluoxetine.

  • Inibitori della pompa protonica - for example, omeprazole.

  • Inibitori dell'enzima di conversione dell'angiotensina (ACE) - for example, lisinopril.

• Ecstasy (chiamato anche MDMA): aumenta l'ADH ma gli utenti tendono anche a bere eccessivamente, possibilmente per contrastare l'altro effetto dell'ecstasy, che è quello di aumentare la temperatura corporea.

• Esercizio - vedi sotto.

Bere troppa acqua

Bere una quantità eccessiva di acqua può sopraffare l'omeostasi dei fluidi del corpo, portando a intossicazione da acqua.

• È accaduto a persone che bevono in eccesso nel tentativo di sentirsi sazi mentre cercano di perdere peso.

• L'intossicazione da acqua è stata causata anche da competizioni di bevute d'acqua e cerimonie di 'iniziazione'.

• Può verificarsi con l'esercizio fisico, nel qual caso è chiamato iponatriemia associata all'esercizio (EAH):

  • Questo è stato un problema particolare per i maratoneti, che si preoccupano così tanto di non bere abbastanza da bere troppo.

  • L'esercizio fisico è un fattore scatenante per il rilascio di ADH e questo peggiorerà gli effetti del bere troppo.

  • Some people unwisely use an antidolorifico antinfiammatorio before any sporting activity, which will make EAH even more likely.

  • È stato recentemente riportato dopo esercizi meno impegnativi, incluso lo yoga.

L'effetto di questi problemi è dovuto alla bassissima osmolalità del sodio (Na⁺). This is called iponatriemia and when severe, can lead headache, dizziness, disorientation and confusion. Ultimately it can lead to coma and death.

Per ulteriori informazioni, consultare l'opuscolo separato chiamato Iponatriemia.