Osmolarität

Osmolarität (Teilchenkonzentration) ist die Summe der osmotisch wirksamen Teilchen pro Liter Lösung. Sie beschreibt die Konzentration aller gelösten osmotisch aktiven Substanzen bezogen auf das Volumen und wird in mOsm/l angegeben. Im Serum bzw. Plasma (flüssiger Anteil des Blutes) wird sie im Wesentlichen durch Natrium (Blutsalz) und die begleitenden Anionen (negativ geladene Teilchen) sowie durch Glucose (Blutzucker) und Harnstoff (Abbauprodukt des Eiweißstoffwechsels) bestimmt.

In der klinischen Labordiagnostik wird die Osmolarität vor allem als berechneter Parameter zur orientierenden Beurteilung des Wasserhaushalts (Flüssigkeitsgleichgewicht), bei Hyperosmolarität (erhöhte Teilchenkonzentration), im Rahmen der Dehydratationsdiagnostik (Diagnostik bei Flüssigkeitsmangel) sowie zur Einordnung der osmotischen Lücke (Differenz zwischen gemessener und berechneter Teilchenkonzentration) verwendet. Im klinischen Alltag ist jedoch die gemessene Osmolalität (Teilchenkonzentration pro Kilogramm Lösungsmittel) der bevorzugte Standardparameter.

Synonyme

• Osmolarität
• Serumosmolarität
• Plasmaosmolarität
• berechnete Osmolarität

Das Verfahren

• Benötigtes Material:
  • Serum oder Plasma
  • Bei spezieller Fragestellung zusätzlich Urin
• Vorbereitung des Patienten:
  • Für die isolierte Berechnung meist keine spezielle Vorbereitung erforderlich
  • Für die klinische Einordnung möglichst zeitgleiche Bestimmung von Natrium, Glucose und Harnstoff; ggf. auch Kalium
  • Bei Verlaufsbeurteilungen möglichst standardisierte Präanalytik (Vorbereitung der Probe vor der Analyse)
• Störfaktoren:
  • Präanalytische (vor der Analyse liegende) und analytische (Mess-)Fehler bei Natrium-, Glucose- oder Harnstoffbestimmung
  • Pseudodysnatriämie (scheinbar falscher Natriumwert) bei indirekter ionenselektiver Elektrodenmessung (Labormessverfahren)
  • Exogene Osmole (von außen zugeführte Stoffe) (z. B. Ethanol (Alkohol), Methanol, Ethylenglykol, Isopropanol, Mannitol, Kontrastmittel) werden von Standardformeln nicht oder nur unvollständig erfasst
  • Die Osmolarität ist ein berechneter und nicht ein direkt gemessener Parameter; methodische Unterschiede der zugrunde liegenden Einzelmessungen beeinflussen den Wert
• Methode:
  • Berechnung aus den Hauptosmolen (wichtigste gelöste Stoffe), meist aus Natrium, Glucose und Harnstoff; je nach Formel zusätzlich Kalium bzw. Ethanol
  • Häufig verwendete Formel im SI-System (internationales Einheitensystem): 2 x Natrium + Glucose + Harnstoff
  • Zur klinischen Einordnung ist die Abgrenzung gegenüber der gemessenen Osmolalität erforderlich
  • Die Differenz zwischen gemessener Osmolalität und berechneter Osmolarität bzw. berechneter Osmolalität wird als osmotische Lücke bzw. osmolales Gap (Differenzwert) beurteilt

Normbereiche (je nach Labor)

Normbereiche sind methoden- und laborabhängig.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Orientierende Beurteilung des Wasser- und Elektrolythaushalts (Flüssigkeits- und Salzhaushalt)
• Abklärung von Hypernatriämie (erhöhter Natriumspiegel) und Hyponatriämie (erniedrigter Natriumspiegel) in Kombination mit der gemessenen Osmolalität
• Screening (frühe Abklärung) auf Hyperosmolarität bei Exsikkose (Austrocknung) bzw. hyperosmolarer Dehydratation
• Einordnung von Hyperglykämie (erhöhter Blutzucker) bzw. hyperosmolarem Stoffwechselzustand
• Berechnung der osmotischen Lücke bei Verdacht auf exogene osmatisch wirksame Substanzen (von außen zugeführte Stoffe)
• Ergänzende Diagnostik bei Polyurie-Polydipsie-Syndrom (vermehrtes Wasserlassen und starkes Durstgefühl); hier ist die Osmolalität klinisch vorrangig

Interpretation

Erhöhte Werte:

• Hyperosmolarität (erhöhte Teilchenkonzentration) bei Wasserdefizit (Flüssigkeitsmangel) bzw. hyperosmolarer Dehydratation
• Hypernatriämie (erhöhter Natriumspiegel)
• Hyperglykämie (erhöhter Blutzucker)
• Urämie (Ansammlung harnpflichtiger Substanzen) mit erhöhtem Harnstoff
• Hyperosmolare Stoffwechsellage (stark erhöhte Teilchenkonzentration im Blut), insbesondere beim hyperosmolaren hyperglykämischen Syndrom
• Erhöhte osmotische Lücke (Differenzwert) bei zusätzlichen, in der Formel nicht ausreichend berücksichtigten Osmolen

Erniedrigte Werte:

• Hypoosmolarität (erniedrigte Teilchenkonzentration) bei hypotone Hyponatriämie (niedriger Natriumspiegel mit Verdünnung)
• Wasserüberschuss bzw. Hyperhydratation (zu viel Flüssigkeit im Körper)
• Primäre Polydipsie (krankhaft erhöhtes Trinkverhalten)
• SIADH (Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion) mit erniedrigter effektiver Plasmaosmolalität; für die eigentliche Einordnung ist die gemessene Osmolalität maßgeblich

Spezifische Konstellationen:

• Normale oder nur gering veränderte berechnete Osmolarität schließt pathologisch gemessene Osmolalität nicht sicher aus
• Eine erhöhte osmotische Lücke (Differenzwert) spricht für zusätzliche, nicht routinemäßig erfasste Osmole
• Bei Polyurie-Polydipsie-Syndrom (vermehrtes Wasserlassen und starkes Durstgefühl) sind Serum-/Urinosmolalität und copeptinbasierte Protokolle (Diagnostik über ein Hormonvorläuferprotein) diagnostisch aussagekräftiger als die berechnete Osmolarität
• Bei geriatrischen Patienten (ältere Patienten) kann die berechnete Osmolarität als Screeningparameter (Suchtest) für hyperosmolare Dehydratation klinisch nützlich sein

Weiterführende Diagnostik

• Osmolalität im Serum und Urin
• Elektrolyte – Natrium, Kalium, Chlorid
• Glucose
• Harnstoff, Kreatinin
• Urinnatrium
• Berechnung der osmotischen Lücke
• Copeptin bei Polyurie-Polydipsie-Syndrom
• Toxikologisches Screening bei Verdacht auf exogene Osmole

Literatur

1. Schwarz C, Lindner G, Windpessl M, Knechtelsdorfer M, Sáemann MD. Konsensusempfehlungen zur Diagnose und Therapie der Hyponatriämie. Wien Klin Wochenschr. 2024;136 Suppl 1:1-33. https://doi.org/10.1007/s00508-024-02325-5
2. Refardt J, Atila C, Christ-Crain M. New insights on diagnosis and treatment of AVP deficiency. Rev Endocr Metab Disord. 2024;25(3):639-649. https://doi.org/10.1007/s11154-023-09862-w
3. Trimpou P, Bounias I, Ehn O, Hammarsten O, Ragnarsson O. The diagnostic performance of copeptin in clinical practice: a retrospective single-centre study. Clin Endocrinol (Oxf). 2024;101(1):23-31. https://doi.org/10.1111/cen.15018
4. Đuras A, Kocijan VC, Rade A, Lipovec R, Ostroški I, Biljak VR, Šimundić AM. Serum and urine osmolality: 8 hours, 24 hours and 1-month sample stability. Scand J Clin Lab Invest. 2022;82(4):283-289. https://doi.org/10.1080/00365513.2022.2079094
5. Munk T, Bech CB, Klausen TW, Suetta C, Knudsen AW. Accuracy of the calculated serum osmolarity to screen for hyperosmolar dehydration in older hospitalised medical patients. Clin Nutr ESPEN. 2021;43:415-419. https://doi.org/10.1016/j.clnesp.2021.03.014