Los cambios bruscos de la osmolaridad sanguinea, desencadenan en algunos individuos alteraciones neurológicas por afectación de la vasculatura o el parénquima cerebral secundarios a estas variaciones oncóticas. Hay multiples situaciones que pueden responder a este mecanismo fisiopatológico, clasicamente representado por la mielinolisis central pontina secundaria a la corrección rápida de una hiponatremia crónica.
La anemia severa crónica, típicamente ferropénica, secundaria por ejemplo a un mioma uterino, si se transfunde energicamente, puede condicionar la aparición de un síndrome de encefalopatía posterior, o incluso en el otro extremo, una angiopatía por vasoespasmo. Al desencadenarse artificialmente, en ocasiones por yatrogenia, estas marcadas variaciones osmóticas, el organismo es incapaz de reamoldarse a esta nueva situación, tras una adaptación previa lenta a un estado deficitario crónico.
De forma análoga, el síndrome del desequilibrio en la diálisis y las intoxicaciones por agentes como el metanol, producen daño cerebral por este mecanismo.