甘露醇是脱水药，主要具有组织脱水和利尿的作用。甘露醇在组织脱水方面主要通过提高血浆的渗透压，导致组织内的水分进入血管内，从而减轻组织水肿，可以降低眼内压、颅内压，以及脑脊液的容量、压力。此药还有利尿作用，主要可以通过增加血容量、扩张肾血管、增加肾血流量，从而起到一定的利尿作用。
除此之外，此药在被肾小球滤过后极少被肾小管重吸收，因此可以提高肾小管内的液体的渗透浓度。在临床上，甘露醇主要基于脱水和利尿作用，可以用于治疗各种原因所引起的脑水肿，起到降低颅内压、防止脑疝的作用。此药还可以降低眼内压，用于其它的降眼内压药物无效时的处理，甘露醇也用于眼内手术的术前准备。
由于此药具有渗透性利尿的作用，可以用于鉴别肾前性因素，或者急性肾功能衰竭所引起的少尿，还可以用于预防由于各种原因所引起的急性肾小管坏死。甘露醇也可以作为辅助的利尿措施，用于治疗肾病综合征、肝硬化腹水，尤其比较适合用于低蛋白血症的患者。除此之外，对于某些药物过量或者药物中毒，使用甘露醇也可以促进中毒药物的排泄，降低肾毒性。
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