Definiciones
Un osmol es la cantidad de una sustancia que produce, en solución ideal, ese número de partículas (número de Avogadro ) que deprimiría el punto de congelación del disolvente en 1.86K
La osmolalidad de una solución es el número de osmoles de soluto por kilogramo de disolvente.
La osmolaridad de una solución es el número de osmoles de soluto por litro de solución.
Por lo que la osmolalidad es una medida del número de partículas presentes en una unidad de peso de disolvente. Es independiente del tamaño, forma o peso de las partículas. Solo se puede medir mediante el uso de una propiedad de la solución que depende de la concentración de partículas. Estas propiedades se denominan colectivamente como Propiedades Colligativas . La osmolalidad se mide en el laboratorio mediante máquinas llamadas osmómetros. Las unidades de osmolalidad son mOsm/kg de soluto
La osmolaridad se calcula a partir de una fórmula que representa los solutos que en circunstancias ordinarias aportan casi toda la osmolalidad de la muestra. Hay muchas fórmulas de este tipo que se han utilizado. Una fórmula ampliamente utilizada para el plasma que se usa en mi hospital es:
\[ \text {Calculated osmolarity} = (1.86 \times [Na^{+}]) + [\text {glucose}] + [\text {urea}] + 9 \label{osmolarity} \]
Respecto a las unidades
Para la Ecuación\ ref {osmolaridad}, todas las concentraciones están en mmol/l, y no mg/100mls. El resultado será entonces en mOsm/l de solución. Esta ecuación a menudo se expresa de manera diferente en América del Norte donde la glucosa y el nitrógeno ureico en sangre (BUN) se reportan en mg/dl. Esta versión es esencialmente idéntica ya que solo incluye factores de conversión para convertir mg/dl a mmol/l:
\[ \text {Calculated osmolarity} = (1.86 \times [Na^{+}]) + \frac {\text{glucose}} {18} + \frac {BUN} {2.8} + 9 \]
Esta fórmula se popularizó después de que un estudio (de Dorwart & Chambers) comparando 13 fórmulas diferentes encontró que esta arroja los resultados más precisos.
¿Qué nivel de brecha osmolar es “anormal”? Un hueco osmolar > 10 mOsm/l a menudo se afirma que es anormal. El apoyo a esta contención es pobre. Un estudio (Hoffman RS et al, 1993) sugirió el uso de esta fórmula:
\[ \text {Calculated osmolarity} = (2 \times [Na^{+}]) + \frac {\text{glucose}} {18} + \frac {BUN} {18} + \frac {\text{ethanol}} {4.6}\]
Encontraron una brecha osmolar media de 2.2 con DE 5.5 mOsm/l, el rango de 95% (media +/- 2DE) fue de -14 a +10. Este estudio es probablemente la base para que el valor >10 sea anormal. El rango para los valores normales es muy dependiente de la fórmula particular que se utilice.
La osmolaridad es fácil de calcular porque solo requiere la medición de 3 sustancias y éstas se miden rutinariamente en cada laboratorio de bioquímica hospitalaria. Su cálculo suele programarse en el autoanalizador bioquímico y se imprime rutinariamente en la hoja de resultados estándar y está disponible para usted incluso sin tener que preguntar.
El hueco osmolar es la diferencia entre los 2 valores: la osmolalidad (que se mide) y la osmolaridad (que se calcula a partir de las concentraciones de soluto medidas).
Brecha osmolar = Osmolalidad - Osmolaridad
En personas sanas, la brecha osmolar es pequeña ya que la osmolaridad (calculada con la fórmula anterior) es una estimación bastante buena de la osmolalidad. Pero en algunas condiciones, hay cantidades significativas de sustancias anormales presentes que contribuyen a la osmolalidad total y luego la osmolaridad subestimará la osmolalidad. En consecuencia, la brecha osmolar necesariamente se incrementará. Una concentración dada de otros solutos anormales (en mg/dl) aportará más partículas (mOsm/kg) si tienen un bajo peso molecular. Se deduce entonces que si la brecha osmolar es significativamente elevada, esto proporciona evidencia indirecta de que debe haber una concentración significativa de una o más sustancias de bajo peso molecular presentes. No identifica estos solutos anormales sino que te avisa de su presencia.
Un punto menor de completitud: Las unidades de osmolalidad (mOsm/kg) y osmolaridad (mOsm/litro) son diferentes por lo que estrictamente no pueden restarse unas de otras. Dicho esto, sin embargo, el valor de la diferencia es clínicamente útil por lo que este problema será ignorado.
Tipo de Osmómetro
DEBE verificar el tipo de osmómetro utilizado por su hospital
La osmolalidad se mide en el laboratorio de patología utilizando un instrumento llamado osmómetro que utiliza una de las propiedades coligativas como base para su medición.
Los osmómetros disponibles actualmente se dividen en 2 grupos:
Aquellos que utilizan la propiedad coligativa de la depresión del punto de congelación
Aquellos que utilizan la propiedad coligativa de la depresión de presión de vapor.
Solo deben usarse osmómetros que utilicen el método de depresión del punto de congelación
¿Por qué? Porque son el único tipo de osmómetro que puede detectar todos los alcoholes volátiles que pueden aumentar anormalmente la brecha osmolar. El otro tipo de osmómetro no puede hacer esto. Una explicación para esta diferencia es:
“La osmometría de presión de vapor, a diferencia de la osmometría que usa el método de depresión del punto de congelación, requiere un equilibrio entre las fases vapor y líquida y no es confiable cuando están presentes productos químicos volátiles como el etanol y el metanol porque estos químicos tienden a permanecer en la fase de vapor” (de Glaser, 1996)
Debes verificar qué tipo está usando tu laboratorio de patología de lo contrario serás engañado por resultados de brecha osmolar espuriamente normales.
¿Cuál es el significado y utilidad de una brecha osmolar alta?
Una brecha osmolar elevada proporciona evidencia indirecta de la presencia de un soluto anormal que está presente en cantidades significativas. Para tener mucho efecto sobre la brecha osmolar, la sustancia necesita tener un bajo peso molecular y estar sin carga para que pueda estar presente en una concentración (medida en mmol/l) suficiente para elevar el hueco osmolar.
Etanol, metanol , etilenglicol (utilizado en soluciones anticongelantes), isopropanol y propilenglicol (usado como vehículo con algunos medicamentos, por ejemplo, lorazepam) son solutos que causan una brecha osmolar elevada. Si sospecha que su paciente puede haber ingerido una de estas sustancias entonces, como herramienta de tamizaje, debe determinar la brecha osmolar. (Ver Lynd et al, y Krasowski et al.) Esta prueba está fácilmente disponible en los hospitales. Aparte de los niveles de etanol, la determinación de los niveles de otros glicoles y alcoholes tóxicos es mucho menos común en los laboratorios de patología.
Uso principal de la brecha osmolar: Prueba de cribado para detectar solutos anormales de bajo MW
El etilenglicol se utiliza como anticongelante en radiadores de automóviles.
Brecha Osmolar: Usar con Precaución Es necesario hacer importantes reservas sobre la utilidad clínica de la brecha osmolar, en particular:
Su cálculo depende de la medición de tres sustancias y una medición de osmolalidad, por lo que el error es la suma de los errores de todas estas mediciones
Hay muchas fórmulas disponibles para calcular la osmolaridad y el valor calculado varía significativamente dependiendo de cuál se use
La brecha osmolar tiene un amplio rango normal en la población
La brecha osmolar puede ser normal con la ingestión de etilenglicol debido a su mayor PM (en comparación con el metanol). La sensibilidad de la prueba en la detección de ingestión tóxica de etilenglicol no es alta
A medida que el etilenglicol y el metanol se metabolizan, la brecha osmolar disminuye (y la brecha aniónica aumenta) por lo que un valor 'normal' es más probable si el paciente se presenta tarde.
El encubrimiento de etanol: un problema práctico
Una brecha osmolar elevada indica un soluto desconocido pero no lo identifica. Es importante hacer un seguimiento y determinar qué sustancia (o sustancias) es responsable. Como ejemplo, considere la siguiente situación:
Considera a un paciente que haya ingerido etanol así como etilenglicol o metanol . El etanol aumentará la brecha osmolar y se puede perder la presencia de las sustancias más tóxicas si se hace la suposición de que la brecha se debe solo al etanol. Este error podría tener graves consecuencias adversas para el paciente.
Solución 1: Por esta razón, es recomendable solicitar un nivel de etanol siempre que se solicite una osmolalidad medida. Luego puede corregir la brecha osmolar para cualquier etanol presente y determinar una brecha osmolar 'corregida'. Este enfoque es generalmente fácilmente disponible en los hospitales y tiene la ventaja de detectar indirectamente la presencia de CUALQUIER otra toxina de bajo peso molecular y no solo etanol. Aún no sabrás qué es este otro soluto pero tus sospechas se levantan y puedes proceder a análisis más específicos.
Nota
Para convertir los niveles de etanol en mg/dl a mmol/l se dividen por 4.6. Por ejemplo, un nivel de etanol de 0.05% es de 50 mg/dl. Dividir por 4.6 da 10.9mmols/l
Solución 2: Otra forma de resolver esto es si hay sospecha clínica Y su laboratorio cuenta con las instalaciones, es solicitar ensayos específicos para metanol o etilenglicol. Sin embargo, dependiendo de la técnica que use tu laboratorio, puedes o no detectar otras ingestiones raras. Puedes pasar por alto las toxinas específicas que intentas medir si ha pasado el tiempo y ya han sido ampliamente metabolizadas a sus productos tóxicos. En este último caso, se le engañaría en cuanto al potencial tóxico que acecha en su paciente.
El problema con esta solución es que muchos laboratorios no miden estos niveles por lo que es posible que su espécimen deba ser enviado a un laboratorio grande distante. El método utilizado en nuestro laboratorio de referencia es una separación cromatográfica de gases seguida de una detección espectroscópica de masas. Esto requiere mucha mano de obra y requiere mucho tiempo, por lo que el laboratorio agrega una capa adicional de la necesidad de discutir el caso con un patólogo químico antes de acordar el análisis. Solo alrededor del 15% de las solicitudes pasan por este paso en nuestra experiencia local.
Referencias
Dorwart W & Chambers L. Comparación de métodos para calcular la osmolalidad sérica a partir de concentraciones químicas y el valor pronóstico de dichos cálculos. Clin Chem 1975; 21:190-194.
Glaser DS. Utilidad de la brecha de osmol sérico en el diagnóstico de la ingestión de metanol o etilenglicol. Ann Emerg Med; 1996:343-346)
Hoffman RS y col. Brechas de osmol revisadas: Valores normales y limitaciones. Clin Toxicol 1993; 31:81-93.
Lynd LD y col. Evaluación de la brecha de osmol como prueba de screeninhg para intoxicación por alcohol tóxico. BMC Medicina de Urgencias 2008; 8:5.
Krasowski MD. Un análisis retrospectivo de la ingestión de glicol y alcohol tóxico: utilidad de los huecos aniónicos y osmolales. BMC Patología Clínica. 2012; 12:1
