Osmotisk gap i avføring

Klinisk bakgrunn

Ved utredning av kronisk vassen diaré er det et tidlig og sentralt steg å skille osmotiske fra sekretoriske mekanismer. Begrunnelsen er praktisk: osmotisk diaré opphører ved faste, mens sekretorisk diaré fortsetter uavhengig av inntak. Denne forskjellen styrer videre diagnostikk, provokasjonstester og terapeutiske forsøk. Osmotisk gap i avføring gir et kvantitativt mål på denne forskjellen når en fastetest ikke lar seg gjennomføre, eller når man vil objektivere mekanismen før mer ressurskrevende utredning settes i gang.

Beregning av osmotisk gap i avføring

Gapet beregnes fra natrium- og kaliumkonsentrasjonene i avføringsvann under antakelsen at avføringens osmolalitet er fast på 290 mOsm/kg, tilsvarende plasmas osmolalitet:

$$\text{Osmotisk gap i avføring} = 290 - 2 \times (\text{Na}^+$${\text{avføring}} + \text{K}^+{\text{avføring}})

Faktoren 2 approksimerer de anionene (klorid, bikarbonat og andre) som nødvendigvis følger med kationene for å opprettholde elektronøytralitet. Gapet utgjør den andelen av avføringens osmolalitet som ikke forklares av disse elektrolyttene, og som dermed stammer fra osmotisk aktive, ikke målte substanser, for eksempel karbohydrater, magnesiumioner eller polyetylenglykol.

Utledningsstudien ble utført av Eherer og Fordtran ved Baylor University Medical Center i Dallas og publisert i 1992 [1]. Forfatterne induserte diaré hos friske forsøkspersoner med ulike mekanismer: fenolftalein for sekretorisk diaré, samt polyetylenglykol, magnesiumhydroksid, laktulose, sorbitol og natriumsulfat for osmotisk diaré. Avføringsvæske ble analysert med hensyn til osmotisk gap (med antatt osmolalitet på 290 mOsm/kg) og pH. Studien var den første som systematisk testet gyldigheten av konseptet osmotisk gap, som tidligere var brukt uten vitenskapelig evaluering.

Tolkning i praksis

Kalkulatoren bruker to terskler: >125 taler for osmotisk diaré og <50 taler for sekretorisk diaré. Verdier mellom 50 og 125 utgjør en gråsone der mekanismen ikke kan avgjøres med sikkerhet ut fra gapet alene.

Et høyt gap hos en pasient med vassen diaré bør dessuten vekke mistanke om skjult inntak av et dårlig absorbert salt, særlig magnesium. Magnesiumioner bidrar til avføringens osmolalitet, men fanges ikke opp av formelen, siden verken magnesium eller dets anioner måles. I denne situasjonen bør magnesium i avføring analyseres separat.

Validering og ytelse

Eherer og Fordtrans eksperimentelle studie [1] viste at sekretorisk diaré fremkalt av fenolftalein konsekvent ga et osmotisk gap under 50 mOsm/kg, mens osmotisk diaré fremkalt av polyetylenglykol, magnesiumhydroksid, laktulose og sorbitol ga gap over 50 mOsm/kg. Et viktig unntak ble imidlertid notert: natriumsulfat induserte osmotisk diaré, men ga gap under 50, fordi natrium måles i formelen. Fenolftaleinindusert sekretorisk diaré kunne i dette tilfellet skilles fra natriumsulfatindusert osmotisk diaré ved å analysere kloridkonsentrasjonen i avføring. Dette illustrerer at gapet ikke er en fullstendig diagnostisk test, men et screeningverktøy som kan overse spesifikke osmotiske agens.

Castro-Rodríguez og medarbeidere validerte konseptet hos 80 gutter i alderen 3 til 24 måneder med akutt vassen diaré [2]. De brukte en terskel ved 100 mOsm/l (med serumosmolaritet i stedet for 290) og klassifiserte 58 pasienter som osmotisk og 22 som sekretorisk diaré. Reduserende substanser i avføring (Benedicts test med hydrolyse) var den enkeltstående mest sensitive og spesifikke testen for å skille de to gruppene, og overgikk osmotisk gap. Studien begrenses av at den gjelder spedbarn med akutt, ikke kronisk, diaré, og av en annen terskel enn kalkulatorens.

Parakh og medarbeidere gjennomførte en retrospektiv gjennomgang av 44 pasienter ved University of Washington der avføringselektrolytter og osmotisk gap var bestilt i utredningen av kronisk diaré [3]. I samtlige tilfeller ble resultatene vurdert som klinisk verdifulle for videre håndtering. Studien validerte også de analytiske ytelsesegenskapene for elektrolyttmåling i avføring på Beckman Coulter AU680, med impresisjon på opptil 5,9 prosent og god overensstemmelse med en sammenlignende metode. Voskoboev og medarbeidere ved Mayo Clinic bekreftet høy korrelasjon mellom resultater fra autoanalysator og en referansemetode (ICP-OES) for natrium, kalium og magnesium i avføring, med en R² på 0,97 for beregnet osmotisk gap [4]. De bemerket også at syrebehandling av prøvene økte gjenfinningen av magnesium, noe som er klinisk relevant når magnesium i avføring skal måles for å avdekke skjult bruk av avføringsmidler.

Begrensninger

Antakelsen om at avføringens osmolalitet er 290 mOsm/kg er en approksimasjon. I virkeligheten kan bakteriell gjæring av karbohydrater i avføringen etter defekasjon øke osmolaliteten langt over plasmas nivå. Fordi formelen bruker en fast verdi i stedet for en målt osmolalitet, kan gapet bli misvisende lavt hvis den virkelige osmolaliteten er høyere enn 290. Dette er særlig relevant ved karbohydratmalabsorpsjon, der nettopp den mekanismen gapet er ment å påvise, også kan øke osmolaliteten og dermed redusere gapet. Måling av osmolalitet er foreslått som en løsning, men krever streng prøvehåndtering med umiddelbar nedfrysing.

Natriumsulfateksemplet fra utledningsstudien [1] viser at gapet kan mislykkes i å identifisere osmotisk diaré når det osmotiske agenset inneholder et kation som allerede måles i formelen. Det samme prinsippet gjelder for natriumrike avføringsmidler.

Gapet er ikke konstruert for inflammatorisk diaré. Ved leukocytter, blod eller kalprotektin i avføring bør utredningen heller rettes mot en inflammatorisk mekanisme, og osmotisk gap tilfører da ingen informasjon.

Studiene av gapets ytelse er små og delvis utdaterte. Utledningsstudien [1] var eksperimentell og brukte friske forsøkspersoner med indusert diaré, ikke pasienter med kronisk diaré i klinisk praksis. Den eneste prospektive valideringen [2] gjelder barn med akutt diaré. Laboratorievalideringene [3, 4] bekrefter at målingene er teknisk pålitelige, men sier ikke hvor godt gapet fungerer som diagnostisk test i en voksen kohort med kronisk diaré.

Kilder

1. Eherer AJ, Fordtran JS. Fecal osmotic gap and pH in experimental diarrhea of various causes. Gastroenterology. 1992;103(2):545-51. PMID: 1634072
2. Castro-Rodríguez JA, Salazar-Lindo E, León-Barúa R. Differentiation of osmotic and secretory diarrhoea by stool carbohydrate and osmolar gap measurements. Arch Dis Child. 1997;77(3):201-5. PMID: 9370895
3. Parakh R, Greene DN, Mathias PC m.fl. Laboratory Utilization and Analytical Validation of Fecal Electrolyte Tests. J Appl Lab Med. 2017;1(6):668-677. PMID: 33379818
4. Voskoboev NV, Cambern SJ, Hanley MM m.fl. Fecal electrolyte testing for evaluation of unexplained diarrhea: Validation of body fluid test accuracy in the absence of a reference method. Clin Biochem. 2015;48(16-17):1126-30. PMID: 26093046