Diureza osmotyczna lub diureza substancji rozpuszczonych odnosi się do zwiększonego oddawania moczu, któremu towarzyszy wydalanie ponad 750 miliosmoli dobowych substancji rozpuszczonych. Zwiększenie filtracji substancji rozpuszczonych, które nie mogły zostać wchłonięte przez nerki, takich jak mocznik czy glukoza, może prowadzić do upośledzenia reabsorpcji sodu i wody. Prowadzi to do diurezy osmotycznej. Diureza osmotyczna prowadzi do utraty wody z układu nerkowego, przez co może powodować hipowolemię lub nieprawidłowo małą objętość krwi. Może wystąpić u pacjentów stosujących farmakologiczne leki moczopędne lub u pacjentów ze źle kontrolowaną cukrzycą.
Diureza odnosi się do wzrostu ilości wydalanego moczu lub oddawania moczu. Jest to ważna koncepcja w nefrologii, szczególnie dlatego, że może być stosowana do zmniejszania objętości krwi w stanach hiperwolemicznych, takich jak nadciśnienie i obrzęki. W diurezie osmotycznej substancje, które nie są łatwo wchłaniane przez kanaliki nerkowe, są zatrzymywane w świetle, powodując wzrost ciśnienia osmotycznego. Wraz ze zjawiskiem osmozy, w którym woda przechodzi przez półprzepuszczalną membranę do roztworu o wysokim stężeniu substancji rozpuszczonych, woda trafia następnie do światła. Prowadzi to do zmniejszenia wchłaniania zwrotnego wody, a tym samym do zwiększonego wydalania moczu.
Diuretyki osmotyczne to substancje, które nie są łatwo wchłaniane przez kanaliki nerkowe. Substancje te obejmują mocznik, sacharozę i mannitol. Mannitol działa głównie na kanaliki proksymalne i hamuje wchłanianie zwrotne zarówno wody, jak i substancji rozpuszczonej w kanalikach nerkowych poprzez zwiększenie osmolarności płynu kanalikowego nerkowego. Jest stosowany w stanach medycznych, w których występuje wzrost ilości płynów ustrojowych, takich jak nadciśnienie, obrzęk mózgu, niewydolność nerek i jaskra. Czasami jest stosowany w leczeniu przedawkowania aspiryny, bromków i barbituranów.
Stany chorobowe związane z niewydolnością nerek do ponownego wchłaniania nadmiaru substancji rozpuszczonych z płynu kanalikowego mogą również powodować diurezę osmotyczną. Na przykład w cukrzycy poziom stężenia glukozy we krwi staje się nienormalnie podwyższony. Gdy stężenie glukozy we krwi osiąga około 250 miligramów na decylitr, tylko bardzo niewielka ilość glukozy jest ponownie wchłaniana przez kanaliki. W tym momencie zostaje przekroczone „maksimum transportowe” kanalików.
Zwiększony ładunek glukozy w nerkach przekracza zdolność kanalików do ponownego wchłaniania glukozy. Nadmiar glukozy w kanalikach służy jako diuretyk osmotyczny, prowadzący do szybkiej utraty płynów i częstego oddawania moczu lub wielomoczu. Wielomoczowi cukrzycy towarzyszy polidypsja, czyli zwiększona częstotliwość picia. Polidypsja występuje na skutek wykrycia dużej ilości wydalanego moczu i aktywacji mechanizmu pragnienia.