Il peso specifico delle urine dipende dalla quantità di sostanze in esse disciolte; tra queste, il contributo principale è fornito da urea, azoto, cloruro di sodio e vari minerali, oltre a sostanze "anomale" come glucosio e proteine. Perciò, tanto più le urine sono concentrate e tanto maggiore risulta il loro peso specifico; se beviamo molto, ad esempio, il volume urinario aumenta ed il peso specifico diminuisce; viceversa, in condizioni di marcata disidratazione l'urina risulta più concentrata ed il peso specifico è superiore.
In virtù di queste variazioni fisiologiche è stato definito un intervallo di normalità compreso tra 1002 a 1028 g/L, variabile leggermente da laboratorio a laboratorio.
L'aumento del peso specifico delle urine è comune a tutte le condizioni caratterizzate da disidratazione, come diarrea, vomito, sudorazione eccessiva e glicosuria (presenza di glucosio nelle urine).
Un alto peso specifico urinario è anche conseguente a malattie renali che diminuiscono la capacità dell'organo di riassorbire un filtrato "anomalo". Se paragoniamo i nostri reni a dei setacci, in alcune condizioni può accadere che le maglie si allentino, lasciando passare sostanze normalmente ritenute come le proteine; è il caso della sindrome nefrosica. Tra le altre malattie renali responsabili di iperstenuria ricordiamo la stenosi dell'arteria renale (che diminuisce l'afflusso di sangue ai reni) e la sindrome epatorenale.
Una rara malattia che aumenta il peso specifico delle urine è la cosiddetta sindrome da inappropriata (eccessiva) secrezione di ormone antidiuretico (ADH o vasopressina; come il nome stesso fa intuire, quest'ormone favorisce il riassorbimento di acqua a livello dei tubuli renali oponendosi alla disidratazione). Nello scompenso cardiaco congestizio il peso specifico delle urine aumenta per il ridotto afflusso di sangue al rene.
Il calo del peso specifico delle urine è spesso conseguente a eccessiva diluizione delle stesse, come accade nella terapia diuretica, nel diabete insipido sia ipofisario (in cui manca la produzione di ADH) che nefrogeno (in cui il rene è insensibile all'ADH), nel riassorbimento di edemi o più semplicemente nell'eccessiva assunzione di liquidi. Un basso peso specifico delle urine è anche conseguente a malattie renali che diminuiscono la capacità dell'organo di concentrare o diluire le urine, come accade nell'insufficienza renale cronica, nella necrosi tubulare, nella nefrite interstiziale e nelle pielonefriti acute (infezioni del rene).
Nell'insufficienza renale cronica il peso specifico delle urine tende a rimanere pressoché costante nel tempo (1007 - 1010 g/L), indipendentemente dallo stato di idratazione dell'organismo; in questi casi si parla di isostenuria per sottolineare l'emissione di urina con peso specifico costante, anche dopo restrizione idrica o introduzione di forti quantità di acqua.
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