Demielinasi osmotik dapat terjadi sebagai komplikasi ketika pasien menjalani koreksi ketidakseimbangan elektrolit yang cepat, yang menyebabkan kerusakan selubung mielin. Risiko terjadinya hal ini meningkat ketika pasien memiliki kondisi medis yang mendasarinya seperti luka bakar, alkoholisme kronis, atau malnutrisi. Gejala demielisasi osmotik tergantung pada neuron mana yang rusak, dan beberapa pasien mengalami sakit kepala sementara yang lain mengalami gangguan mobilitas. Tes diagnostik umumnya menunjukkan area yang terkena. Tidak ada obat dan pengobatan biasanya terdiri dari menghilangkan gejala dan mungkin terapi fisik.
Materi putih otak dan tulang belakang terdiri dari zat berwarna keputihan berlemak yang menutupi kumpulan sel saraf. Jika kerusakan atau kemerosotan bahan isolasi ini terjadi, transmisi kimia dan listrik gagal berjalan ke bawah akson ke sinapsis di antara sel-sel. Mirip dengan kabel listrik yang kehilangan insulasi luarnya, lengkung atau korslet dapat terjadi. Pada sel saraf, tindakan ini dapat menyebabkan transmisi sinyal yang tidak sesuai atau tidak ada sama sekali.
Perubahan kadar natrium yang cepat biasanya menyebabkan demielinasi osmotik. Pasien yang didiagnosis dengan hiponatremia, atau kadar garam rendah, sering diberikan larutan hipertonik yang mengandung elektrolit. Ketika infus terjadi terlalu cepat, tubuh tidak memiliki kesempatan untuk menyamakan kadar garam dalam darah, ruang ekstraseluler, dan ruang intraseluler. Para peneliti percaya larutan hipernatremik berdampak buruk pada mielin, menyebabkannya memburuk.
Dokter juga melihat kondisi pasien yang mendapat pengobatan hipernatremia. Mengurangi kadar garam serum terlalu cepat menyebabkan sel melepaskan ion natrium dalam upaya untuk memperbaiki ketidakseimbangan. Sel mengalami dehidrasi dan menyusut, menyebabkan kemungkinan demielinasi. Demikian pula, pasien yang menjalani dialisis untuk penyakit ginjal stadium akhir dapat mengalami demielinasi osmotik akibat ketidakseimbangan elektrolit atau perubahan gas darah. Kondisi medis lain yang dapat menyebabkan sindrom ini termasuk gagal hati, transplantasi organ, dan penggunaan diuretik yang berkepanjangan.
Di otak, demielinasi osmotik dapat terjadi di pons, ganglia basalis, dan talamus. Area di sekitar ventrikel adalah lokasi lain yang terkadang terpengaruh. Pasien yang menderita demielinasi di daerah ini mungkin mengalami mual, muntah, dan kebingungan atau kehilangan kesadaran. Jika kondisi tersebut terjadi pada tulang belakang, pasien akan mengalami tremor jenis parkinson atau kesulitan koordinasi pada kedua sisi tubuh. Anggota badan juga bisa menjadi lembek dan pasien mungkin mengalami kesulitan menelan atau berbicara.
Dokter menganggap demielinasi osmotik sebagai keadaan darurat medis dan melakukan penilaian fisik, pemeriksaan darah, dan studi pencitraan, yang menentukan kelainan darah dan lokasi demielinasi. Pasien dapat menerima koreksi infus untuk mencegah kerusakan mielin lebih lanjut. Dalam beberapa kasus, pasien pulih sepenuhnya. Di tempat lain, kerusakannya permanen. Tergantung pada lokasi kerusakan, beberapa pasien membaik dengan terapi fisik, sementara yang lain memerlukan bantuan seumur hidup dengan aktivitas sehari-hari.