滲透壓儀的臨床應用（一）

Ⅰ滲透壓的定義

溶質的特性

　　當多種溶質加入到一種溶劑中之后，該液體就會與原液體發生多種變化。溶劑中存在一種或多種溶質時，將會改變該溶劑中各分子之間的相互作用，減少他們之間的運動空間。因此，從液體到固體（或液體到氣體）的轉換能力也將會改變。這些改變，我們把它統稱為溶質的依數特性（colligativeproperties），它決定于溶液中所存在的溶質的總顆粒數。對于一種簡單的化學物質諸如尿素來說，其效應是與溶液中尿素的總摩爾數相關：向對一種可以分解的化學復合物諸如氯化鈉來說，鈉和氯都將對這種依數特性起作用。因此，從理論來說，我們在氯化鈉溶液中所得到的效應比在尿素中所得到的要大兩倍（但是，如果分解不完全，其效應則應沒有兩倍那么大），而這些顆粒的實際質量對此則是毫無關聯的。一個小分子與一個大分子所產生的效應可以是相同的。表１ 列出了溶液中存在溶質時的四種基本變化。其中任何一種特性的改變都可用來測量溶解于任何溶液中溶質的總摩爾濃度。 例如，應用冰點降低（freezing point depression）這一特性時，如果將冰點降低0.93℃，則可知溶液中有0.5摩爾的總溶質。

　　表1:依數特性

滲透壓

　　滲透壓（osmotic pressure）是指以抵擋溶劑透過一種只允許溶劑通過而不允許溶質通過的半透膜的壓力。當這種半透膜存在時，其自然趨勢是溶劑透過該半透膜以達到在膜的兩側的溶質分子的平衡。為了阻止這種溶劑的運動則需要一種壓力（見圖1）。反過來，我們可以認為正是這種壓力推動了溶劑透過半透膜。一個摩爾的溶質存在于一升溶劑中可產生一個滲透摩爾（osmole）。滲透濃度的測量通常是以容量滲透摩爾濃度（osmolarity）或重量滲透摩爾濃度（osmolality）表示。容量滲透摩爾濃度是指每升溶液中溶質的摩爾數。由于溶液的體積隨加入的溶質的量、溫度和壓力的變化而變化，因此容量滲透摩爾濃度是難以測量的。重量滲透摩爾濃度是指每公斤溶劑中所存在的溶質微粒的毫摩爾數。由于在溫度和壓力不變的情況下溶劑的量是不變的，因此重量滲透摩爾濃度是很容易評估的，因而也就成為常用的術語。從技術上來講，重量滲透摩爾濃度應由滲透后來衡量，但是，滲透壓的測量并不那么容易。由于滲透壓是與溶質的總摩爾濃度成正比，因此在滲透壓與冰點降低或蒸汽壓降低（vapor pressure depression）之間存在正相關的關系。所以，其它依數特性的測量通常是以重量滲透摩爾濃度來表示，盡管它在技術上是不夠確切的。

　　圖1.滲透壓是由于在于一個半透膜兩側的顆粒濃度差而形成的，它允許水分子（而非顆粒性物質）通過，顆粒的大小與之是不相關的。在此例中，水分子從左向右的運動，當兩側的顆粒達到平衡時這種運動即停止。

依數特性與比重的關系

　　比重（specific gravity）和折射率（refractive index）是衡量一種與水比較的溶液中固體含量的指標，比重是指某溶液重量與水重量之比較，而折射率則是描述與水比較某溶液對光的折射能力。如果所有溶質的分子量和折射率都相似的話，那么這些衡量指標則與其滲透壓或其它依數特性成正比。在正常尿液中，主要的溶質是濃度相對恒定的代謝產物尿素和肌酐，其比重與折射率及重量滲透摩爾濃度之間存在著密切的關系。如果存在大分子物質的話，這三者之間的關系將出現分歧現象。尿液中葡萄糖或蛋白質濃度的增加可使尿比重成正比例地增加。血液的比重和折射率與其蛋白質濃度密切相關。在許多實驗室中，折射率通常是用來測量總蛋白的濃度以演繹蛋白質與電解質的關系模式，血清的這些測量參數對于溶質總摩爾濃度的改變是不敏感的，并與重量滲透摩爾濃度只顯示些許的相關。

離子強度與依數特性的關系

　　一個較新的用于估計總溶質濃度的技術是尿液試紙條法，該試紙對尿液離子強度的改變發生反應。尿液中離子化的主要物質是電解質（鈉和鉀），而一些代謝產物如尿素和肌酐以及一些異常物質如葡萄糖及蛋白質是不帶電荷的，因此，這些物質是不能用此法測得，在正常尿液中，重量滲透摩爾濃度和比重及離子強度之間的關系極為密切。但病理狀態下，由于離子強度與總溶質濃度的改變不成正比例關系，因此，這些實驗所提供的重量滲透摩爾濃度的一估計值通常是不準確的，此外，試紙條對于酸堿度的改變（與報告之比重成反比）和蛋白質濃度（與報告之比重成正比）的改變極為敏感。最后由于離子強度測量的誤導而致使住院病人人數不必要的增加。

重量滲透摩爾濃度的直接測量法

　　由于從比重、折射率和離子強度估計的重量滲透摩爾濃度通常不準確，因此當需要知道確切的總溶質濃度時應該使用直接測量法來測量。因為沸點法和滲透壓法耗時，且在技術上也相對困難，臨床上通常是使用冰點降低法或蒸點降低法來直接測量重量滲透摩爾濃度，這兩種實驗設備在臨床實驗室中均可見到，兩法可提供可靠的血清和尿液的重量滲透摩爾濃度的測量參數。但是如果樣品中存在揮發性物質（如酒精或其他揮發性物質）的話，用蒸汽壓力計則不能顯示重量滲透摩爾濃度的改變。從下表可見，滲透壓間隙對于那些懷疑酒精攝入過量的患者的篩查是極為有用的，但如果使用蒸汽計測量重量滲透摩爾濃度的話，則沒有滲透壓間隙這一指標。如果實驗室需要做酒精篩選試驗的話，冰點降低測量儀則可提供唯一的重量滲透摩爾濃度直接法測量參數。

　　表2．溶質濃度測量方法比較

美國先進公司（Advanced Instrument）滲透壓儀的臨床應用(2)

Ⅱ.體液的生理調節

水與溶質的正常平衡

　　水的類型及其構成

　　人體是由大量水分子組成的。一個平均體重的個體大約50%-60%的體重實際上是由水組成（因為脂肪實際上是不含水份的，所以越胖的人所含水份就越少）。人體內水的出入由以下三方面構成（見表3）。

表3：體液的構成

　　圖2：壓力差控制了血管內和組織間體液的交換。在動脈端，高靜水壓迫使液體通過毛細血管半透膜，使循環的蛋白質濃縮，增加了膠體滲透壓.當血液到達靜脈端時,低靜水壓和高膠體滲透壓將水吸回血管.靜脈的靜水壓的升高或血漿蛋白的下降以及組織間隙中體液的增多被稱為水腫。