渗透压的应用（三）
肾脏对水和溶质浓度的调节
由于许多激素的调节靶器官主要是肾脏，因此肾脏功能的正常是维持正常水和电解质平衡的基本保证。由于肾脏分泌的第一步是肾小球的滤过，而且它是一种非选择性的滤过，因此那些对机体有害的物质被排泄入尿液。一个正常人每天大约排泄180升的水和25,000mmol的钠入尿液。肾小管的功能是调节水和电解质的排泄以维持正常的血容量。对于一个正常的肾脏来说，大多数钠、氯和水的重吸收是由渗透压梯度所致的渗透现象来完成的，这就需要一个无疾病的肾脏来改变由肾脏中心部位所发现的高重量渗透摩尔浓度，尿液电解质和水的调节最终是通过醛固酮和抗利尿素的协同作用来完成的。当醛固酮缺乏时，滤过到尿液中的大约3-5%的钠将会流失，而ADH缺乏可使10%的水流失。图3展示了这一现象。
图3：肾小管分为多个段落以控制水和溶质状态。最初由远曲小管(a)吸收大部分溶质，约2/3的钠，以及水和氯被重吸收。在亨利择 （b）段，水被进一步吸收，钠浓度的升高致重量渗透摩尔浓度升高达1200mosm/kg。在下一个阶段（C），钠和氯被重吸收，出现几乎不含钾的重量渗透摩尔浓度相对较低的尿液。近曲小管（d）在醛固酮的作用下对钠进行重吸收，与此交换钾或氢离子。集合管（e）在ADH的作用下重吸收水，使尿液浓缩。
尿液溶质浓度的“正常”值
每当实验室被要求提供尿液溶质浓度和重量渗透摩尔浓度的“正常”值（“normal”values）时，肾功能最好是用“恰当”（appropriate）这个词来理解。例如，对于一个脱水病人来说，如果发现其尿液极度稀释，且尿液重量渗透摩尔浓度为50的时候，则应被视为是不恰当的（inappropriate），尽管这种情况可在正常人中见到。同样，如果这个病人的尿液钠浓度是100mmol/L，也应该被认为是不恰当的。在我们自己的实验室，我们是不提供尿液的重量渗透摩尔浓度和电解质浓度的正常参考值的。
浓缩和稀释
肾脏可通过肾小管的功能来排泄浓度不同的尿液。在脱水情况下，ADH刺激水的最大储存，从而使尿液的重量渗透摩尔浓度达到1200mosm/kg之高。水的摄入过多时，最大稀释可产生重量渗透摩尔浓度小至50mosm/kg。这些数值可在儿童中以及随着年龄的增长而改变；年龄大于65岁的人最大浓缩度则不能达到700mosm/kg，而最多稀释度通常不小于100-150mosm/kg。
尿液电解质
在正常人中,尿液电解质的排泄与盐的摄入有关。一个正常个体的总尿钠排泄量是钠摄入的一个很好的指标，该指标一直被用作监测高血压患者钠摄入的工具。但是,当血浆容量改变时,激素会刺激机肾脏来改变钠的排泄,以达到重新平衡的状态。在一个血容量下降的病人中，典型表现是当尿钠浓度小于10mmol/L时，醛固酮可作用于肾小管，使已被肾小球滤过的尿钠的丢失减少到小于0.5%。而当血容量过大时，尿钠的排泄会明显增加，可达已滤过尿钠的5%或更大，便尿钠浓度大于血钠浓度的2倍或更大。
Ⅲ.溶质状态的测试
渗透间隙
渗透间隙(Osmotic
Gap)是一个理论概念（与阴离子间隙相似），最初用来作为检查渗透重量摩尔浓度仪器的准确度的一个指标。渗透间隙是指实际重量渗透摩尔浓度与测量重量渗透摩尔浓度之差，它是从存在于血清中的所有主要溶质的摩尔浓度中计算出来的。常用的两个用来计算范量渗透摩尔浓度的公式如下：
公式1
【葡萄糖】 【尿素氮】 【乙醇】
1.86 x Na+ + 18 + 2.8 + 3.8
0. 93
公式2
2 x Na+ + 【葡萄糖】 + 【尿素氮】 + 【乙醇】
18 2.8 3.8
血清实际只有约93%是水，其余为悬浮于水中的脂肪和蛋白，渗透活性物质则溶解于水中而并非于血浆中。由于93%血清是水，所以全部结果除以0.93，1.86
x Na+则变成2 x
Na+，换算系数将葡萄糖和尿素氮由mg/dl换成mmol/L。虽然乙醇换算系数的期望值是4.6，但乙醇的作用不仅仅是溶质，而且是溶剂，换算系数3.8实际上是从观察乙醇在溶液中的效应而决定的。渗透间隙可大到10，这种差异是出于其他一些渗透活性物质的存在而未能被考虑入以上两个公式所致。
渗透间隙提示有一种以毫摩尔量的小分子化合物存在。为了实际应用的目的，可认为引起渗透间隙的物质只有酒精（甲醇、异丙醇、乙烯和丙烯乙二醇）、丙酮、乙酰水杨酸和三聚乙醛。乙醇如果在实验室内不能测得，而又未被考虑入以上两个公式的话，也可产生渗透间隙。只有非离子物质会对渗透间隙产生影响，例如，酸分解并与一个碱基结合，直接替代HCO3；由于我们已将阴离子乘以NA+并乘以2，从而导致“未测定”的阴离子的升高，因此不会产生渗透间隙。有无渗透间隙的存在会影响过去那些用来测量重量渗透摩尔浓度的方法。由于大多数能引起渗透间隙的物质是挥发性的（阿司匹林除外），用来测量蒸点降低的渗透压计是检测不到这些物质的存在的。幸运的是，我们国家大多数医院的实验室所采用的是冰点降低法，它可准确地测量到这些物质的存在。
自由水清除率
自由水清除率（free water
clearance）是一个理论上的概念，它是指提高肾脏的排泄能力以达到排泄或多或少的水，而非肾脏本身需要处理由肾小球滤过的渗透的量。它反映了肾小管因病人血容量的改变而进行浓缩和稀释的调节能力。自由水清除率是计算总水清除率（尿液容量）和所需水清除率（渗透清除率）之差，由下面的公式来定义：
C水 = C尿 — C渗透 = V — U渗透 x V = V x (1 — U渗透)
--------- --------
P渗透 P渗透
如果肾脏没有水的净重吸收，但排泄与血液重量渗透摩尔浓度相同的尿液的话，那么自由水清除率为零。在血容量减少的情况下，正常的响应是提高抗利尿素的分泌，从而导致排泄一种与血液相比水份含量少的浓缩性尿液，因此自由水清除率为负值。同样，水的过多摄入抑制了ADH的分泌，导致了稀释尿液的排泄，此时自由水清除率为正值。如果所有调节系统和肾脏的工作正常的话，尿液溶质浓度就会适合于身体液体的状况。
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