Причиной внутриклеточного обезвоживания является увеличение осмотического давления межклеточной жидкости, что связано с развитием гипернатриемии. В этих условиях вода по законам осмоса выходит из клеток в межклеточное пространство.
В результате обезвоживания увеличивается внутриклеточная концентрация электролитов, что ведет к нарушению гидратных оболочек белковых молекул. Уменьшается растворимость белков, они осаждаются, что, в конечном итоге, проявляется нарушениями их функций.
Кроме того, уменьшение воды в клетках приводит к уменьшению их объема и, как следствие, к уменьшению активной поверхности клеточных мембран. Результатом этого является нарушение функций, связанных с плазматической мембраной, — межклеточных взаимодействий, восприятия регуляторных сигналов, миграции и др.