In medicina, sono necessarie misurazioni precise, per esempio nei dosaggi delle varie sostanze effettuati in laboratorio per valutare lo stato di salute o emettere una diagnosi. A seconda della sostanza possono essere usate diverse unità di misura. Di solito, il sistema metrico, basato sui multipli di 10, viene usato per misurare:
Massa: i grammi misurano la massa, cioè la quantità di sostanza presente in un oggetto. La massa è simile al peso, ma il peso viene influenzato dalla gravità.
Volume: i litri misurano il volume, cioè la quantità di spazio che occupa un oggetto.
Lunghezza: i metri misurano la lunghezza.
I prefissi, che indicano i multipli di 10 possono essere affiancati all’unità di base, come metro (m), litro (l), o grammo (g). L’uso dei prefissi serve a rendere più leggibile un numero. I prefissi comunemente utilizzati sono chilo (k), deci (d), centi (c), milli (m) e micro (µ).
Altre unità misurano diverse proprietà della sostanza. Per esempio, una mole (mol) è la quantità di una sostanza che contiene lo stesso numero di particelle (molecole o ioni) contenuto in 12 g di carbonio. Quindi, a prescindere dalla sostanza, 1 mole equivale sempre allo stesso numero di particelle. Tuttavia, il numero di grammi in 1 mole varia molto da sostanza a sostanza. Una mole equivale al peso molecolare (atomico) di una sostanza in grammi. Per esempio, il peso molecolare del sodio è 23, quindi 1 mole di sodio equivale a 23 grammi. Una molecola di sale da cucina (cloruro di sodio) è costituita da un atomo di sodio e un atomo di cloro (che ha un peso molecolare pari a 35 grammi). Pertanto, una mole di cloruro di sodio pesa 23 grammi + 35 grammi = 58 grammi.
L’osmolarità misura il numero delle particelle contenute in un litro di liquido, mentre l’osmolalità misura il numero di particelle in un chilogrammo (kg) di liquido. Poiché 1 litro di acqua pesa 1 kg, nelle sostanze disciolte in acqua osmolarità e osmolalità sono identiche. Un’osmole è la quantità di una sostanza che si scioglie in un liquido per formare 1 mole. Per esempio, poiché il sale da cucina in acqua si dissolve in sodio e cloro, una mole di sale da cucina sciolta in 1 litro di acqua produce 1 mole di sodio e 1 mole di cloro. Pertanto, la sua osmolarità è di 2 osmoli per litro, e l’osmolalità è di 2 osmoli per kg.
Gli equivalenti (Eq) e i milliequivalenti (mEq) misurano la capacità di una sostanza di combinarsi con un’altra. Un milliequivalente è in pratica equivalente a una milliosmole.
Le formule vengono usate per convertire un parametro da un’unità ad un’altra. La stessa quantità può essere espressa in termini di unità differenti. Per esempio, normalmente la concentrazione di calcio nel sangue è di circa 10 milligrammi per decilitro (mg/dl), 2,5 millimoli per litro (mmol/l) o 5 milliequivalenti per litro (mEq/l).
Le unità utilizzate negli esami medici variano a seconda della sostanza da misurare. Le unità classiche utilizzate negli Stati Uniti sono dette unità convenzionali e di solito esprimono la concentrazione in termini di peso per volume, e il volume è variabile. Il Sistema internazionale di unità di misura (unità SI) esprime sempre la concentrazione in moli per litro.