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?

L'osmolalità di un fluido è una misura del numero di particelle per chilogrammo del liquido che sono disciolti nel (solvente). Il numero di particelle è misurato in milliosmoli, che è una misura ampiamente utilizzata in chimica. La misurazione è espressa in milliosmoli per chilogrammo, o mOsmol/kg in breve.

L'osmolalità non dipende dalla temperatura del liquido. Per fare un esempio, se sciogli 100 g di sale in 1 kg di acqua, l'osmolalità sarebbe la stessa sia che l'acqua sia vicina al punto di congelamento sia a temperatura corporea. Questa è la differenza tra osmolalità e osmolarità.

L'osmolarità di un fluido è una misura del numero di particelle per litro di liquido che sono disciolti nel (solvente). Il numero di particelle è misurato in millimoli, che è un'altra unità di misura ampiamente utilizzata in chimica. La misurazione è espressa in millimoli per litro, o mmol/L in breve.

L'osmolarità cambierà a seconda della temperatura del liquido. Prendendo lo stesso esempio di sopra, se sciogli 100 g di sale in 1 kg di acqua, l'osmolarità diminuirà leggermente man mano che il liquido si riscalda. Questo perché lo stesso peso di acqua occupa un po' più di spazio quando si riscalda - si espande.

Poiché l'osmolarità cambia con la temperatura, il termine 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.

Il fluido corporeo che di solito usiamo per misurare l'osmolalità negli esseri umani è il siero. Il siero è ciò che rimane da sangue una volta che le cellule e le proteine sono state rimosse. Le particelle che costituiscono l'osmolalità del siero sono glucosio, sali di sodio e potassio (Na⁺ e 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.

Tranne per le persone che ottengono calcoli renali ricorrenti, non ci sono prove che dovremmo bere più di quanto desideriamo naturalmente. Potrebbe persino essere dannoso per noi: se ci fa sentire in colpa per non averlo raggiunto - e questo senza menzionare la privazione del sonno dovuta al doversi alzare nel mezzo della notte, e il 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:

  • Questo non deve essere confuso con diabete mellito, che è molto più comune.

  • Diabete insipido è dovuto al fatto che il cervello non è più in grado di produrre l'ormone antidiuretico (ADH) (diabete insipido cranico) o che i reni perdono la capacità di reagire ad esso (diabete insipido nefrogenico).

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

Perdita di fluidi corporei

• Alcuni farmaci come i diuretici - per esempio, diuretici tiazidici o diuretici dell'ansa - può sopraffare la capacità dei reni di trattenere l'acqua.

• Dolore diarrea.

• Grave malessere (vomito).

• Sudorazione eccessiva.

• Ustioni.

Troppo ormone antidiuretico

• Cause neurologiche: cancro al cervello e tumori cerebrali, lesioni cerebrali, sclerosi multipla, lupus eritematoso sistemico, sanguinamento nel cervello.

• Disturbi polmonari: cancro ai polmoni, polmonite, asma, tubercolosi.

• Altri tipi di cancro: cancro allo stomaco, cancro al pancreas, leucemia e linfoma.

• Alcuni farmaci:

  • Farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) - ad esempio, ibuprofene.

  • Inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) - ad esempio, fluoxetina.

  • Inibitori della pompa protonica - ad esempio, omeprazolo.

  • Inibitori dell'enzima di conversione dell'angiotensina (ACE) - ad esempio, 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.

  • Alcune persone usano imprudentemente un antidolorifico antinfiammatorio prima di qualsiasi attività sportiva, il che renderà l'EAH ancora più probabile.

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

L'effetto di questi problemi è dovuto alla bassissima osmolalità del sodio (Na⁺). Questo è chiamato iponatriemia e quando grave, può causare mal di testa, vertigini, disorientamento e confusione. Alla fine può portare al coma e alla morte.

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