אוסמולליות בדם - Blood osmolality

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
אוסמולליות בדם
Blood Osmolality
מעבדה	כימיה בדם
תחום	בדיקה המתייחסת להערכת מאזן אלקטרוליטים בדם, מצב ההידרציה של הגוף, והערכת פעילות ההורמון האנטי-דיורטי vasopressin.
יחידות מדידה	מיליאוסמול לק"ג מים.
טווח ערכים תקין	בתינוקות- 266-295 מיליאוסמול' לק"ג מים, כאשר בילדים ובמבוגרים עד גל 60 שנה תחום הערכים התקין 275-295, ובמבוגרים מעל גיל 60 שנה תחום האוסמולליות התקין בדם הוא 280-301 מיליאוסמול' לליטר. אין הבדלים בערכי אוסמולליות בין המינים. ב-CSF ובנוזלים גוף אחרים ערכי אוסמולליות זהים באופן עקרוני לאלה הנמדדים בנסיוב בו זמנית
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

אוסמולליות נמדדת כדי להעריך את ריכוז כל החלקיקים המוצקים שבנוזל הדם, כגון מלחים, מינראלים, סוכרים, חלבונים ועוד. בדיקה אוסמולליות בדם מסייעת להבין התרחשויות של ריבוי שתן (polyuria) ומיעוט שתן (oliguria), ואבחנה מבדלת בין מצבי hyponatremia ו-hypernatermia. מדידת אוסמולליות בדם נועדה לתת הערכת מצב הנוזלים בגוף, אבחון הפרשה בלתי תואמת של ההורמון נוגד ההשתנה (SIADH), והערכת תקינות בלוטת יותרת המוח המפרישה הורמון זה, כמו גם אבחון תרחיש של סוכרת תפלה (diabetes insipidus). בדיקה זו אחת הדרכים לבחון את תפקוד אבוביות הכליה, בריכוז או דילול השתן, וכן היא נדרשת בחולים עם אי-ספיקת כליה עם היפראורמיה. מצבי התייבשות (דהידרציה) מחייבים בדיקה זו, וכן היא מתבצעת בחולים עם חשד להיפונתרמיה, בחולים סוכרתיים במצבי היפרגליקמיה או הרעלת אלכוהול או פוליאתילן גליקול, לאחר ניתוחים ועירוי נוזלים לניטור מצבי דילול יתר של הדם, במצבי תרדמת סוכרתית לא קטוטית, או בתרחיש של קטואצידוזיס סוכרתית. במצבי פרכוסים, בתרדמת הנחשדת להיפראוסמולליות, במחלת כבד, במצבי התייבשות, או בחינת מאזן חומצה-בסיס בדם, או בטיפול בתכשיר המשתן מניטול.

בסיס פיזיולוגי

אוסמולליות היא מדד המבטא את מספר המולים של חלקיקי מומס (אוסמולים או Osmoles) בקילוגרם מים. אוסמולריות לעומת זאת, מבטאת את מספר המולים של חלקיקי מומס בליטר אחד של מים. אוסמול מתאר את כמות החלקיקים של המומס והוא שווה למול אחד. כאשר המומס מתחלק למספר יונים מוכפל האוסמול לפי מספר היונים. כך למשל מולר אחד של גלוקוז שווה לאוסמול אחד, אולם מולר אחד של נתרן כלורי מתפרק במים ליוני נתרן וליוני כלור ולכן מספר החלקיקים שלו כפול ושווה לשני אוסמולים.

אוסמולליות היא אחד המאפיינים הקוליגטיביים של תמיסות התלויה במספר החלקיקים המומסים בתמיסות אלה. תכונה קוליגטיבית היא תכונה פיסיקאלית של התמיסה התלויה בריכוז חלקיקי המומס ולא בזהותו. דוגמאות לתכונות קוליגטיביות הן לחץ האדים של הממס, הורדת נקודת הקיפאון, עליית נקודת הרתיחה, וכן הלחץ האוסמוטי. שלושת סוגי הממסים הנפוצים ביותר בנוזלים ביולוגיים הם אלקטרוליטים, מולקולות אורגניות וקולואידים. ככל שגדול מספר החלקיקים המומסים, הדבר מוריד את נקודת הקיפאון של התמיסה, וכן את לחץ האדים שלה, ולעומת זאת נקודת הרתיחה והלחץ האוסמוטי שלה עולים. ראוי לציין שהבסיס לתכונות הקוליגטיביות של התמיסה הוא הריכוז המולאלי (דהינו מספר המולים של המומס בקילוגרם תמיסה). לדוגמה: בנוזלים ביולוגיים הריכוז של מלחים ושל תרכובות אורגניות עם משקל מולקולארי נמוך, כמו גלוקוז ושתנן, משפיעים על האוסמולליות הרבה יותר מאשר אלבומין, שאמנם נמצא בתמיסה במסה גדולה יותר , אך בגלל משקלו המולקולארי הגבוה יחסית, הוא מופיע בתמיסה בריכוזים מולאליים נמוכים. לכן, לכן הריכוז המולארי של NaCl בנסיוב, שהוא בריכוז של כ-0.9 גרם לדציליטר, הוא בערך 150 מילימול' לליטר; לעומת זאת הריכוז המולארי של אלבומין בנסיוב, שהוא בריכוז של כ-4.0 גרם לדציליטר, הוא רק כ-0.58 מילימול' לליטר. כלומר NaCl תורם לאוסמולליות פי 3,000 יותר מאשר מסה דומה של אלבומין.

המאפיין הקוליגטיבי הנמדד ביותר להערכת אוסמולליות הוא זה של הפחתה בנקודת הקיפאון: כאשר 1 מול של מומס מוסף ל 1 ק"ג של מים, יש הפחתה של 1.858°C בטפמרטורת הקיפאון, מה שניתן למדידה במכשיר האוסמומטר, הפועל עלידי הפעלת חיישן חום רגיש המודד את החום הנפלט על ידי הנוזל הקופא, ומייחס חום זה לנקודת הקיפאון של הנוזל.

יש מספר נוסחאות לחישוב אוסמולליות, כאשר המקובלת ביותר כיום היא נוסחת Holmes:
Calculated Osmolality (mOsmol/Kg)=1.86 [Na+] + glucose (mg/L)/180+ BUN(mg/L)/28

כאשר ריכוזי גלוקוז וחנקן של השתנן בנוסחה מחולקים על ידי משקליהם המולקולאריים, 180 ו-28 בהתאמה, כדי להסב את ריכוזיהם לערכי מילימול' לליטר. נתרן הוא כצפוי התורם העיקרי לאוסמולליות בנסיוב, כאשר חלבוני הפלסמה בעלי תרומה זניחה. היחס בין ריכוז נתרן לאוסמולליות בנסיוב בבריאות תקינה הוא 0.43-0.50.

האוסמולליות של פלזמת הדם מושפעת על ידי שינויים בתכולת המים שלה. האוסמולליות של פלזמת דם קטנה באופן זעיר מזו של האוסמולריות של נוזל זה, כיוון שסך משקל הפלזמה אינו מתייחס למשקל המומסים בה, בעוד שסך נפח הפלזמה (המשמש לקביעת אוסמולריות) כן כולל את תכולת המומסים בה. יחד עם זאת, בריכוזים נמוכים של מומסים, משקלם זניח בהשוואה למשקל הנוזל הממיס (פלזמת הדם), ולכן ערכי אוסמולליות ואוסמולריות מאוד דומים. מקובל שחישובי בדיקות המתבצעות ליד מיטת החולה, נעשים בערכי אוסמולריות, בה בשעה שמדידות המתבצעות במעבדה יינתנו בערכי אוסמולליות.

הנוסחה בעזרתה ניתן לחשב את האוסמולריות של הפלזמה מנתוני האוסמולליות שלה, היא כדלקמן:
(Osmolarity= Osmolality X (ρsol –Can

כאשר ρsol מבטא צפיפות התמיסה ביחידות גרם למיליליטר, שבמקרה של פלזמת הדם היא 1.025 גרם למיליליטר, ואילו Can מבטא את ריכוז המומסים (anhydrous) מבוטא בגרם למיליליטר. כיוון ש-Can מעט גדול מ-0.03 גרם במיליליטר, האוסמולריות של פלזמת הדם קטנה מהאוסמולליות שלה בערך ב-1-2%.

אוסמולריות נבדלת מאוסמולליות בכך שהיא מודדת מולים של חלקיקי מומס ולא מולים של המומס. ההבדל נובע מכך שיש חומרים עוברים דיסוסיאציה בפלזמת הדם, ואחרים אינם עוברים דיסוסיאציה. תרכובות יוניות דוגמת מלחים, מתפרקים למרכיביהם היוניים, וכך שבמקרה זה אין יחס של 1:1 בין המולריוּת והאוסמולריוּת של התמיסה. לדוגמה, נתרן כלורי (NaCl) מתפרק ל +Na ול -Cl, לכן על כל מול של NaCl בתמיסה, ישנם 2 אוסמולים של חלקיקי מומס. תרכובות שאינן יוניות אינן עוברות דיסוסיאציה, ובמקרים אלה מול אחד של מומס נותן אוסמול אחד. לדוגמה, 1 מול של גלוקוז שווה ערך ל-1 אוסמול.

חישוב של אוסמולאריות בתמיסות מורכבות: אוסמולאריות קלה לחישוב בתמיסות פשוטות והיא שווה למולריות כפול מספר החלקיקים לכל מולקולה: לדוגמה, לגלוקוז יש חלקיק אחד, לNaCl יש 2 חלקלקים ולמגנזיום כלורי - MgCl₂ - יש 3 חלקיקים. אך בתמיסות ביולוגיות החישוב יכול להיות מסובך יותר: חלבונים עם בריכוז גבוה של equivalets/L יכולים לתרום רק מעט לאוסמולאריות, כיוון שהם מורכבים ממספר קטן מאוד של "חלקיקים" גדולים. כמו כן, לא כל נפח תמיסת הפלזמה הוא נוזלי והוא מכיל באופן נורמאלי כ-7% של חלבונים מומסים וליפידים. בנוסף, לא כל היונים בתמיסה הם במצב חופשי, כאשר קטיונים לדוגמה יכולים להיות קשורים לאניונים, או לחלבונים כאלבומין. לדיוק מרבי, כל המרכיבים והמולקולות בפלזמת הדם צריכים להיכלל בחישוב האוסמולאריות. כל הקשיים האחרונים מותירים מספר אי-ודאויות בחישוב האוסמולאריות בתמיסה כפלזמת דם.

היחידה למדידת אוסמולליות היא אוסמול כאשר 1 אוסמול מוגדר כגרם של משקל מולקולארי ( 1 מול) של כל חומר שאינו עובר דיסוסאציה דוגמת גלוקוז, המכיל מספר אבוגדרו של חלקיקים (6.02X10²³). בנוזלי הגוף המהולים יחסית, האוסמולליות נמדדת במיליאוסמול לק"ג מים. אוסמולאריות לעומת זאת נמדדת כאוסמול לליטר תמיסה. כיוון שרוב המומסים נמדדים במעבדה ביחידות של מילימול' לליטר, מיליגרם לדציליטר או מיליאקויולנט לליטר, נוסחאות ההיפוך ליחידות של מיליאוסמול לק"ג הן:

mOsmol/kg = n X mmol/l ; mOsmol/kg =‏(nXmg/dl X 10)/molecular weight; mOsmol/kg =‏(n X mEq/l)/valence

כאשר n מבטא את מספר החלקיקים העוברים דיסוסאציה בכל מולקולה. כאשר n=1, כמו במקרה של Na+ ,Cl- ,Ca+2, שתנן או גלוקוז, mmol/l שווה ל-Osmol/kg. אם לעומת זאת אם מולקולה עוברת דיסוסאציה ל-2 או יותר חלקיקים, 1 mmol/l ייצר השפעה אוסמוטית גדולה מ-1 mOsmol/kg. אם ניקח כדוגמה מולקולה כמו NaCl, הרי שבריכוזי המומסים בפלזמה, אינטראקציות יוניות מפחיתות את התנועה החופשית של NaCl, כך שבאופן מעשי מלח זה יכול לעבר רק 75% מהדיסוסיאציה התיאורטית שלו, לכן, לכל מילימול לליטר של NaCl, נקבל 0.75 מילימול לליטר של +Na, כמו כן 0.75 מילימול לליטר של -Cl, וכן 0.25 מילימול לליטר של NaCl או 1.75 מיליאוסמול לק"ג.

יחד עם זאת, רק מומסים שאינם יכולים לחדור ממברנה המפרידה בין שני מתחמים, מייצרים לחץ אוסמוטי יעיל. לפיכך, שתנן למשל, שכן יכול לעבור דרך ממברנות , אינו תורם ליצירת לחץ אוסמוטי, אך ייכלל במסגרת מדידת האוסמולליות בפלזמה. יש לכן הבדל בין סך האוסמולליות לבין האוסמולליות האפקטיבית של תמיסה, כאשר האוסמולליות האפקטיבית נקבעת רק על ידי מומסים הפעילים אוסמוטית, כגון נתרן, ואשלגן, במעבריהם דרך ממברנות תאים.

המשמעות הקלינית: כיוון שממברנות תאים באופן כללי חדירות באופן חופשי למעבר מים, האוסמולליות של הנוזל החוץ-תאי (ECF), זהה בדרך כלל לאוסמולליות של הנוזל התוך תאי (ICF). לכן האוסמולליות בפלזמה יכולה לתת אינדיקציה לאוסמולליות בתוך תאים. במצב שה-ECF הופך היפוטוני מדי, מים יחדרו פנימה לתאים יגדילו את נפחם ועלולים לגרום להם לעבור ציטוליזה. באנשים בריאים, כאשר אוסמולליות עולה הדם יגרה הפרשת הורמון נוגד השתנה (ADH), מה שיגביר ספיגת מים באבוביות הכליה, יגרום לשתן מרוכז יותר, ולפלזמה פחות מרוכזת. לעומת זאת, אוסמולליות נמוכה בנסיוב, תדכא הפרשת ADH, תפחית ספיגה מחדש של מים באבוביות, ותגרום לפלזמה מרוכזת יותר. אוסמולליות מוגברת מתרחשת לעתים קרובות בעקבות מחלה נוירוטוקסית כרונית דוגמת מחלת Lyme, ואוסמולליות מוגברת זו עלולה להיות כרוכה עם תמותה מאירועי שבץ במחלה זו.

פער אוסמולארי/אוסמוללי או Osmolar/osmomal gap: לעתים נמצא הבדל בין האוסמולאריות המחושבת לבין האוסמולליות הנמדדת, ומתייחסים להבדל זה כאל osmomal gap או osmolar gap (להלן-OG). פער כזה יכול להיות מיוחס להבדל בדרך בה מודדים מרכיבים מומסים בדם במעבדה, לעומת הדרך בה מחשבים אותם. כאשר ריכוזי אותם מומסים מאוד נמוכים בפלזמה, ערכי האוסמולאריות והאוסמולליות יהיו כמעט זהים. קביעת OG נועדה בעיקר לגלות בפלזמה רעלנים במשקל מולקולארי נמוך כגון אתנול, מתנול, איזופרופנול, אתילן גליקול, אצטון, אתיל אתר, טריכלורואתן, שחלקם יכולים להביא להגברת ניכרת בערך OG, שבתנאים נורמאליים תחום הפרש תקין של OG הוא mOsm/kg H2O 5-10, כאשר הערך המחושב תמיד גבוה יותר מהערך המדוד.

השימוש ב-OG לגילוי נוכחות בדם של חומרים חיצוניים קטן-מולקולאריים, עשוי להיות שימושי מאוד ביחידות טיפול נמרץ או חדרי מיון. הסיבה השכיחה ביותר לעלייה ניכרת ב-OG בתרחיש של היפר-אוסמולאריות ותרדמת היא צריכה ניכרת של אלכוהול. אם נמצא OG מוגבר יש לבצע מייד מדידת רמת אתנול בדם. אם לא נמצא ריכוז מוגבר של אתנול, יש לסרוק לנוכחות של חומרים טוקסיים נוספים, הידועים ככאלה שיכולים להגביר אוסמולליות בנסיוב. להלן רשימת חומרים רעילים שבריכוזים טוקסיים נותנים ערכים מוגברים של OG: אתנול נותן OG של 80 מיליאוסמול לק"ג מים, ואילו איזופרופאנול נותן ערך OG של 60, מתנול נותן OG של 25, בדומה לאתיל-אתר, אצטון תורם ל-OG בערך של 10, טריכלורואתן נותן OG של 9, ודווקא אתילן גליקול (anti-freeze) מביא לערך OG צנוע של 4 הדומה לערכי POG בפלזמה תקינה.

ערכים מוגברים של OG שמעל 20 מיליאוסמול לק"ג, הם סיבה לנקוט באמצעים דחופים לברור הממצא. ערכי OG מוגברים עם ערכים מחושבים נמוכים של אוסמולליות, ניתן למצוא במצבים של היפרגלובולינמיה, היפרליפידמיה, והלם. לא מוצאים ערכי OG מוגברים במצבי כשל כליות חריף, אך דווקא במצבי כשל כליות כרוני, במצבי קטוזיס ורמה מוגברת של גופי קטו בנסיוב, מצבים של anion gap גבוה במקביל ל-OG מוגבר מתאימים להרעלה עם אתילן גליקול או עם מתנול.

רעלנות הנגרמת מעירוי מניטול: סוכר זה משמש כמְשַתן אוסמוטי לטיפול באנשים עם בצקות ובעיקר עם בצקת מוחית, על ידי הפחתת כמות המים התוך תאיים. למרות שמניטול נחשב ללא-רעלני, הוא עלול לגרום לנדק לכליות ברמות שמעל 50 מילימול לליטר. מדידת OG במטופלים בעירוי מניטול עשוי להיות שימושי בהערכת הרמה של מניטול בנסיוב. אם ה-OG גדול מ-10, אך קטן מ-80 מיליאוסמול לק"ג, נראה שמניטול נמצא בתחום הטיפול הנאות וברמה בלתי רעילה.

תכשירים ותרופות המעלים ערכי אוסמולליות בנסיוב: גלוקוז, שתנן, קורטיקוסטרואידים, גליצרין, מינונים גבוהים של אינסולין, מניטול, methoxyflurane (לאחר ניתוחים). תרופות ותכשירים המפחיתים אוסמולליות בנסיוב: Carbamazepine ,Chlorthalidone ,Cisplatin ,Cyclophosphamide ,Fluoxetine ,Lorcainide ומְשַתנים ממשפחת התיאזידים.

פענוח תוצאות הבדיקה

מצבים של היפר-אוסמולליות: התייבשות או חסר בשתייה, קטואידוזיס סוכרתית, הרעלת אתנול, מתאנול, אתילן-גליקול או עירוי תוך ורידי של מניטול, היפר-נתרמיה, סוכרת תפלה (diabetes insipidus), היפר-קלצמיה, נגעים מוחיים או חבלות ראשהעלולים לגרום לירידה בהפרשת ההורמון ADH, וכן לעתים במצבים של הזעת יתר, הזנה עם צינור, העמסת-יתר של נתרן. במצבים של היפר-גליקמיה, כל תוספת של 100 מיליגרם לדציליטר של גלוקוז מעלה את האוסמולליות ב-5.5 מיליאוסמול לק"ג; במצבים אל uremia או azotemia, כל תוספת של 10 מיליגרם לדציליטר של שתנן מעלה את האוסמולליות ב-3.5 מיליאוסמול לק"ג; במצבים של צריכת אלכוהול מוגברת, תוספת אתנול ברמה של 100 מייגרם לדציליטר, מעלה את האוסמולליות ב-22 מיליאוסמול לק"ג. האוסמולליות בנסיוב במצב של תרדמת לא-קטוטית, hyperosmotic non-ketotic coma, נמדדת בדרך כלל ברמה של 350 מיליאוסמול לק"ג.

ערכי אוסמולליות הנמוכים מ-265 מיליאוסמול לק"ג מים, או אלה הגבוהים מ-320 מיליאוסמול לק"ג מים נחשבים לערכי חרום. בהיפרגליקמיה ניתן להגיע למצב ערםול הכרה (stupor) בערך אוסמולליות של 385 מיליאוסמול לק"ג מים, כאשר ערכי אוסמולליות של 400-420 לולים לגרום לפרכוסים טוניים-קלוניים (grand mal), וערכי אוסמולליות של למעלה מ-420 מיליאוסמול הם קטלניים.

מצבים של היפו-אוסמולליות: מצבים של תת-פעילות של התירואיד, אי-ספיקה של קליפת בלוטת יותרת הכליה (מחלת אדיסון), תת-פעילות של בלוטת יותרת המוח, במצבים של שתיית יתר עד כדי "הרעלת מים", היפונתרמיה, במצבים בתר-ניתוחיים, בעיקר כתוצאה מעירוי יתר של נוזלים, וכן בתסמונת הפרשה לא סדירה של ההורמון ADH, מצבי היפונתרמיה מתונים מפחיתים האוסמולליות באופן גבולי.

הוראות לביצוע הבדיקה

אין צורך בהכנות מיוחדות, אך רצוי צום של 6-8 שעות לפני מתן הדגימה. הדם נלקח במבחנה כימית (פקק אדום או צהוב) ויש להקפיד לא ליטול דם במבחנה עם נוגד קרישה. אמנם לנסיוב ולפלזמה במבחנת הפארין יש אוסמולליות דומה, כי התרומה של פיברינוגן לאוסמולליות קטנה, אך יכולה חלהיות לה חשיבות במקרים של מדידת לחץ אוסמוטי קולואידאלי. אך נוגדי קרישה אחרים פרט להפארין, יכולים להגדיל את ערך האוסמולליות הנמדד: מבחנת ספירת דם (EDTA) תיתן ערך מוגדל ב-15-30 מיליאוסמול לק"ג, מבחנת פלואוריד-אוקסלאט תיתן ערך מוגדל ב-150 מיליאוסמול לק"ג (!!), ומבחנת יודואצטאט-ליתיום תיתן ערך מוגדל של 5-10 מיליאוסמול לק"ג. יש גם משמעות אם לקיחת הדם נעשית מעמדה זקופה או במצב שכיבה, וצריך לגלות עקביות בנקודה זו אם הנבדק נדגם בסדרת מדידות רצופה לאוסמולליות. ניתן להשהות את הדם למשך זמן מרבי של עד 3 שעות בטמפרטורת החדר או עד 3 ימים במקרר, או למספר שבועות בהקפאה. יש להקפיד על פקיקה של מבחנת הדם למנוע נידוף הפלזמה וריכוזה בשל כך. תכשירים כדקסטרן או סוכרוז.

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן עמי סלע