O aumento da osmolalidade do fluido extracelular pode causar uma série de sintomas de disfunção do sistema nervoso central quando as células cerebrais estão desidratadas, incluindo sonolência, contracções musculares, coma e mesmo a morte. É uma forma de desidratação hipertónica. Quando o volume cerebral é significativamente reduzido devido à desidratação, o tónus vascular entre o crânio e o córtex cerebral aumenta, levando assim a uma hemorragia intracerebral localizada e a uma hemorragia subaracnoídea devido a uma ruptura venosa. Segue-se uma descrição detalhada das causas. Quando a pressão osmótica celular aumenta, a fim de manter o equilíbrio osmótico entre o fluido intracelular e extracelular, a água intracelular extravasa, provocando a desidratação intracelular das células cerebrais, manifestando depois a consciência afectada, irritabilidade, tonicidade do pescoço, e em casos graves, inversão corneana, tremor muscular, convulsões locais ou generalizadas. Há até sequelas. As células endoteliais dos capilares do tecido cerebral estão estreitamente ligadas às células do cérebro, e há pouco espaço intersticial entre o sangue e o cérebro, de modo que quando as células do cérebro estão desidratadas, a água flui directamente para a circulação sanguínea. Como o tecido cerebral está fechado na cavidade craniana, o amassamento das células cerebrais pode baixar a pressão craniana, enquanto que a pressão de bombeamento do coração permanece inalterada, como resultado, os vasos sanguíneos cerebrais podem ser dilatados; em casos graves, pode causar hemorragia cerebral ou trombose.