临床检验信息2000年第7卷第2期
血、尿渗透量测定应受到重视
焦连亭 袁欣（天津中医院第一附属医院中心试验部 300193）
1、渗透量测定及其相关指标
渗透量（Osmole）是溶液的一种依数性质（Colligative）,是以溶解于溶液中颗粒的数量为基础的，即依赖于溶液中颗粒的总数。真正重要的不是物质的浓度，而是摩尔浓度，颗粒的实际质量与这个效果毫不相关，小分子可发挥与大分子同样的作用。渗透量浓度的表示有两种：（1）渗透重量摩尔浓度（Osmolality）,即每千克溶剂中所含溶质的摩尔数（Osm/L）;（2）渗透体积摩尔浓度（Osmolarity）,即每升溶液中所含溶质的摩尔数（Osm/kgH2O）。前一种在热力学上比较正确，因为重量不受温度变化的影响。体液中渗透量浓度较低，一般用mOsm/kgH2O表示。
由于溶质的存在而产生的四种基本变化列于下面，这些性质中的任何一种变化都可用来检测溶液中溶质的摩尔浓度。每千克溶剂中有一个摩尔溶质的变化，测：
冰点降低 | 1.86℃ |
沸点升高 | 0.52℃ |
蒸汽压降低 | 0.3mmHg |
渗透压升高 | 17,000mmHg |
在稀溶液中溶质浓度增加，依数性呈线性变化。
1.1 渗透量的测定
用渗透压的测量方法费时，也较难操作，通常用冰点（Freezing Point）或蒸汽压（VaporPressure）下降来测量渗透量。如果有挥发性溶质存在，蒸汽压法将不能显示渗透量的变化，因此冰点渗透计应用较多。
冰点是指溶液从液态变为固态的温度，确切的说，就是指固态与液态处于平衡状态下的温度。冰点下降法是冰点渗透计用处于-8— -7℃的不冻液使标本处于“过冷状态”，处于过冷状态下的液态是极不稳定的，用快速震动探针搅动，使标本很快结晶并冻结，液态变为固态时，由于分子能量突然由高能态变低能态，多的能量会以热的形式释放出来，称之为“晶化热”。使过冷的溶液在结冰形成瞬间产生温度回声现象，并形成一段温度平台，这段温度平稳时相上的温度，即为欲测之冰点。
由于1渗透量的物质可使冰点下降1.858℃，故溶液的渗透量转换公式如下：
溶液的渗透量（Osm/KgH2O）=该溶液的冰点下降度／1.858
1.2 渗透量与比重的关系
比重定义是溶液相对于水的重量,折射率反映溶液相对于水的屈光能力,如果所有溶质有相同分子量和折射率,那么这些测量与渗透压或其他依数性质成直接的比例关系.在正常尿液中,主要溶质是机体所产生的废物如尿素和肌酐以相对恒定的比例存在,比重、折射率与渗透量之间有密切关系，如果有较大分子量的物质存在，则比重或折射率与渗透量之间就会产生非比例关系，尿液中葡萄糖或蛋白质浓度的增加与比重的升高就不成比例。在血清中，比重和折射率与蛋白浓度关系较大，许多实验室用折射率测量总蛋白浓度，但用于血的渗透量测定则不敏感且显示与渗透量关系不大。最新测定比重的试带技术仅能反映尿中的离子强度变化（钾、钠），尿中的废物如尿素、肌酐和非正常组分如葡萄糖、蛋白质（电荷少）不带电荷，因此不能使用这些方法测量。正常尿液中渗透量、比重和离子强度有着密切相关性，但在病人标本中离子强度变化与总溶质浓度不直接相关，因此用离子强度来估算渗透量常会造成错误的结果。此外试剂带对尿pH（与比重呈负相关）和蛋白质浓度（与比重呈正相关）的变化很敏感，使结果解释易出现错误。
表1 溶质浓度测量的方法比较
方 法 | 被测物 | 优 点 | 缺 点 |
尿试带 | 电解质 | 简单、可自动测量。 | 异常pH、蛋白质不准确，不能准确反映病人溶质的真实浓度。 |
比 重 | Urea、Cr、电解质、其他小分子量溶质，Glu、Pro、x-射线参比剂。 | 简单、可床边测定。 | 当有蛋白质、x-射线参比剂时不准确，不能用于血清，受较大化合物的影响且不成比例，如Glu。 |
渗透量 | Urea、Cr、电解质、其他小分子溶质，如Glu。 | 与溶质总摩尔浓度有直接关系，测总溶质最准确，不受溶质分子量影响。 | 费用高，专业技术高，不能床边测定，蒸汽压法对挥发性溶质不敏感，如酒精，丙酮。 |
1.3 渗透间隙
渗透间隙的概念是实际测得的渗透量值与依据血清主要溶质摩尔浓度计算求得的渗透量值之间的差。常用的公式是式1和式2
（1）(1.86xNa+Glu+Urea)/0.93
（2）2 xNa+Glu+Urea
血清中纯水约占93%，其余为不溶于水的脂类和蛋白。有渗透能力的物质溶于水而不是血浆，由于水仅占血浆总量的93%，因此计算值除以0.93。渗透间隙一般在10以下，这种差异是由于有少量其他渗透活性物质如钾未包括在上述公式中。渗透间隙是指存在一个总量以毫摩尔为单位计的小分子物质。从实际意义上看，可产生渗透间隙的物质有醇、丙酮、乙酰水杨酸和二聚乙醛。只有非解离的物质才能产生渗透间隙，由于钠是以两倍来计，故“未测定”的阴离子的增加将不会产生渗透间隙。由于能产生间隙的大部分物质是挥发性的，测量蒸汽压力下降的渗透计将测不到它们的存在，故常用冰点渗透量计测定。
1.4 自由水清除率
是通过肾脏实际的排泄水量与处理肾小球滤过的渗透负荷所必需的水量比来反映肾脏功能的一个指标。自由水清除率通过计算总的水清除率（尿量）与必须的水清除率（渗透量消除值）之差而求得。
CH2O=V – (Usom x V) / Posm = V x (1 – Uosm / Posm )
V = 尿量（ml/分钟） Usom : 尿渗量 Posm : 血渗量
如果肾脏没有纯水的重吸收，排泄的尿液与血浆等渗透，自由水清除率为零。血容量减少的状态下，抗利尿激素分泌增加，导致尿液浓缩，自由水清除率是负值，同样，水摄入过多，促使抗利尿激素（ADH）的分泌减少导致尿液过度稀释，自由水清除率为正值。影响CH2O的重要因素是远曲小管和收集管的通透性，肾功能不全时CH2O的变化范围大大缩小，只有+2~-0.6ml每分钟，基本趋于零，显示肾浓缩功能基本完全丧失。
2、体液调节的生理学
体重的50-60%是水分，存在于三种间隙中即细胞内，血管内，组织间隙。渗透压是由细胞膜两侧的蛋白质和电解质数量不同而形成的，是调节细胞内和血管内水流动的重要因素，静水压迫使毛细血管床中动脉血管末端液体流动，在毛细血管床静脉末端组织间隙静水压比静脉压稍高，并且由蛋白质形成的静脉胶体渗透压驱使水流回血管中。低静脉静水压和高毛细管胶渗压的结合对控制血管内和组织间隙液体的平衡是非常重要的。
人体有一个复杂的调节系统，以防止渗透量和血浆体积的变化，参见下表。
表2渗透量和血容量的调节作用
因 素 | 刺 激 | 效 果 |
口渴 | 渗透量增加1%，血容量减少＞5% | 水摄取增加，渗透量减少。 |
抗利尿激素 | 渗透量增加1%，血容量减少＞5% | 肾，汗腺对水的重吸收增高，血渗透量减少，尿渗透量增加。 |
肾素、血管紧张素，醛固酮 | 血容量减少，尿中电解质减少 | 血压增高，血清钠轻微增加，血清钾、氢减少，尿钠减少，尿钾、氢增加。 |
前房利钠激素（ANH） | 前房血容量增加 | 尿钠升高，血容量降低，醛固酮减少。 |
肾脏能够通过肾小管的作用排泄不同的尿液，在缺水状态下，ADH使水份最大限度的保存，尿液渗透量最高可达1200mOsm/kg，水份过度摄取，高度稀释的尿渗透量最低可达50mOsm/kg。在幼年及老年期这些值所不同，幼年期渗透量值一般在200-500mOsm/kg，65岁以上的老年人，其最大的浓缩功能一般不会超过700mOsm/kg,最大的稀释功能一般不低于100-150mOsm/kg。
健康状态下，尿液电解质的排泄与盐份摄入有关，血容量减少的病人，醛固酮作用于肾小管，使钠从尿中的丢失减少，有的尿钠浓度可少于10mmol/L。血容量过载患者，尿钠排泄增加，可达血清中钠浓度的两倍多。
3、渗透量临床中的应用
渗透量测定简便，迅速，是病人治疗当中以其他方式不易获得的及时而有价值的信息，下面重点介绍其在临床诊断与治疗中的应用价值。
3.1摄入毒物的鉴别
渗透量最有价值的作用是评估患者是否摄入毒物，如果毒物以毫摩尔浓度的量存在，渗透量将增加。实测值与公式计算值的差得出的渗透间隙可对任何额外物质摩尔浓度得出可靠的评估，常用渗透量来检测的毒物有：甲醇、乙醇、乙丙醇、乙烯、乙二醇、水杨酸和三聚乙醛。例如某患者被人发现昏睡在地上，家人疑为酗酒所致，经查电解质Glu,Urea均正常，乙醇检测，尿毒物分析均阴性，但渗透量高达383mOsm/kg，进一步检查为误服乙烯乙二醇中毒。
3.2渗透活性物质的监控
脑水肿患者治疗时，常使用甘露醇来减轻脑水肿，因测定甘露醇没有简便方法，有人建议用渗透间隙来计算其浓度，使渗透间隙维持在略高于10mOsm/kg,如果渗透间隙达到50mOsm/kg，很可能肾脏已受到甘露醇的损害。
3.3低钠血症的评估
由于钠是产生血清渗透量的主要成份，因此多数低钠患者常有血清渗透量的减少。但有时血清中的钠含量减少，并非就是低渗透量血症，常见的原因有以下几种。
3.3.1
糖可使水从细胞内液移出，使血清电解质被稀释，血钠减低，但渗透量通常升高。粗略估计，葡萄糖每增加5.6mmol/L，钠浓度下降1.6-2.0mmol/L，渗透量下降3.2-4.0mOsm/kg，由于葡萄糖使渗透量增加5.6mOsm/kg减去钠的下降值，最终血清实际渗透量增长1.5-2.5mOsm/kg。
3.3.2低渗药物制剂的吸收
当进行经尿道前列腺手术时，为提供一个清晰的工作面，常用甘氨酸液（200-220mOsm/kg）进行冲洗创面，由于有一定的压力，常会经循环系统而吸收，引起严重的低钠血症。渗透间隙可以证实甘氨酸的存在。
3.3.3抗利尿激素生成异常综合症（SIADH）
产生SIADH的诱因有两种，肺炎和中风，其他大量侵害这些器官的疾病都可导致这种综合症。起初是由于血容量不足刺激ADH的产生，脱水时由于Urea随着水被一起重吸收，导致Urea/Cr比率增加，随着病情的发展，患者Urea和Cr逐渐减少，Urea/Cr比率也随之下降。在水负荷过量患者中，这种症状很普通，患者渗透量很低，钠含量减少，而尿渗透量相对血清来说是升高的，证明了ADH的存在。盐对治疗SLADH无效，这是因为血管容量扩张刺激ANH产生，加速了钠从尿中的丢失。
3.3.4测定方法的误差
某多发性骨髓瘤患者血清，分别使用CX7和EKtachem两台生化分析仪器测定，前者用离子选择电极法，样本需稀释，而EKtachem不稀释血清直接用离子选择电极法测定，前者钠为129，后者钠为142，计算离子间隙前者为24，后者为0。由于EKtachem为直接法，钠并不低，而CX7钠低最好的解释是患者血中固体物质增多（总蛋白138g/L），因为钠是溶解在血清水中而不是血清中。该患者蛋白浓度增加，血清实际水分为85%（而正常人为93%），样本稀释时所用的实际液体样本比例减少，故造成结果偏低，但就其钠的实际浓度而言是正常的。
3.4多尿的鉴别
患者尿量增多，最常见的原因是由于神志混乱导致强迫性饮水，称为精神性烦渴。水份摄入增多，尿液稀释，典型表现为尿渗透量低于100 mOsm/kg。由于缺少ADH（中枢型尿崩症）或者因为肾脏对ADH丧失反应能力（肾性尿崩症），水份摄入过多，也可造成多尿。与烦渴症的主要区别是血渗透量在尿崩症时轻微升高，而烦渴症时降低。用限水试验评估患者，正常个体尿渗透量会迅速升到300 mOsm/kg以上，尿崩症患者无此反应。用给ADH的方法亦可区分中枢与肾性尿崩症。
头部外伤是尿崩症的常见原因，采取ADH治疗时，应每2小时测定一次尿渗透量来决定给药的剂量和指导下一步的治疗。
糖尿病患者，尿中糖浓度的增加亦导致水份丢失过多，但这种病人尿渗透量与血渗透量都升高。
3.5少尿的鉴别
少尿主要有两种病因，一种是肾血流量减少造成，称肾前性氮质血症，另一种是急性肾小管坏死（ATN）。在肾前性氮质血症中，肾脏通过产生肾素、醛固酮来调节肾血流量，会产生钠潴留，造成低钠排泄，血容量下降使ADH分泌增加，从而产生浓缩尿。对于ATN来说，主要是肾小管内部损伤（肾血流不足、药物、炎症）使其对激素的反应能力下降甚至丧失。由于肾小管损伤，尿渗透量接近血渗透量，自由水清除率接近零，最后排出与血尿等渗的尿液。由于近端小管对钠的重吸收减少，钠排泄量增加。对于ATN的诊断，许多教科书上主张用尿电解质和钠的分组排泄法鉴别，但实际上自由水清除率的异常要早于尿钠的异常。
概括来讲，低尿钠排泄提示肾前性氮质血症，而低自由水清除率显示急性肾小管坏死的存在。
通过上述介绍可见，渗透量测定所提供的诊断依据是其他方法无法取代的，可做为常规项目亦可做为急诊项目。用渗透量来表示尿中溶质的浓度比离子强度和比重法更准确。我们相信，渗透量测定会在许多医疗机构中得到广泛的应用。