Жидкостные компартменты тела

Вода в организме не является единым пулом, а распределена по компартментам, разделенным клеточными мембранами и стенками капилляров. Двумя основными компартментами являются внутриклеточная жидкость внутри клеток и внеклеточная жидкость вне их, причем последняя далее подразделяется на интерстициальную жидкость и плазму крови. Состав и объем каждого компартмента строго регулируются, и вода перемещается между ними в соответствии с осмотическими градиентами.

Definition

Жидкостные компартменты тела — это функционально различные объемы, на которые делится общий объем воды в организме — главным образом внутриклеточная жидкость и внеклеточная жидкость (интерстициальная жидкость плюс плазма) — разделенные полупроницаемыми мембранами, через которые вода распределяется в соответствии с осмотическим равновесием.

Scope

Эта тема охватывает распределение общего объема воды в организме между внутриклеточным и внеклеточным компартментами, ионный состав, который их различает, и осмотические принципы, определяющие перемещение воды между компартментами. Она рассматривает компартменты как структурную основу для понимания физиологии воды и электролитов; это не клиническая оценка или руководство по управлению жидкостями.

Core questions

• Как общий объем воды в организме распределяется между внутриклеточным и внеклеточным компартментами?
• Что отличает ионный состав внутриклеточной жидкости от внеклеточной?
• Как осмотические градиенты определяют движение воды между компартментами?
• Почему добавление или удаление воды или растворенного вещества по-разному изменяет объемы компартментов?

Key concepts

• Общий объем воды в организме
• Внутриклеточная жидкость
• Внеклеточная жидкость
• Интерстициальная жидкость и плазма
• Осмотическое равновесие через клеточные мембраны
• Эффективные осмоли и сдвиги воды
• Регуляция объема клеток

Mechanisms

Общий объем воды в организме условно делится таким образом, что примерно две трети находится внутри клеток (внутриклеточная жидкость) и одна треть вне их (внеклеточная жидкость), причем внеклеточная фракция разделена между интерстициальной жидкостью и меньшим объемом плазмы. Клеточная мембрана свободно проницаема для воды, но не для большинства растворенных веществ, поэтому вода распределяется до тех пор, пока осмоляльность не станет равной по обе стороны от нее; калий преобладает во внутриклеточной жидкости, в то время как натрий преобладает во внеклеточной жидкости, этот градиент поддерживается активным транспортом. Поскольку вода следует за эффективными осмолями, изменение внеклеточной осмоляльности вызывает перемещение воды в клетки или из них до восстановления равновесия, поэтому нарушения осмоляльности изменяют объем клеток (danziger-2015, boron-2017, guyton-hall-2020, rose-postchel-2001).

Clinical relevance

Модель компартментов объясняет, почему изменения концентрации натрия в плазме влияют на объем клеток, в том числе в головном мозге, и почему тип потерянной или приобретенной жидкости имеет значение для того, какой компартмент затронут. Эта статья представляет физиологическую основу, лежащую в основе таких рассуждений, и не является основой для индивидуальной оценки жидкости или терапии.

Evidence & guidelines

Объемы и состав компартментов описаны в стандартных текстах по физиологии и физиологии электролитов, а также в обзорах осмотического гомеостаза (danziger-2015, boron-2017, guyton-hall-2020, rose-postchel-2001). Обычные фракции являются учебными приближениями, которые варьируются в зависимости от возраста, пола и состава тела.

History

Разделение воды в организме на внутриклеточный и внеклеточный компартменты и измерение их объемов методами разведения были установлены в ходе физиологических исследований двадцатого века, что обеспечило количественную основу для последующей работы по осморегуляции (boron-2017).

Key figures

• Burton Rose
• Walter Boron
• Arthur Guyton

Seminal works

• danziger-2015

Frequently asked questions

Как общий объем воды в организме распределяется между компартментами?

Согласно учебному приближению, около двух третей общего объема воды в организме является внутриклеточной и около одной трети — внеклеточной; из внеклеточной части большая часть приходится на интерстициальную жидкость, а меньшая — на плазму крови. Эти фракции варьируются в зависимости от возраста, пола и состава тела.

Почему вода перемещается между компартментами?

Клеточные мембраны свободно пропускают воду, но ограничивают большинство растворенных веществ, поэтому вода перемещается до тех пор, пока осмоляльность по обе стороны не станет равной; изменение внеклеточной осмоляльности, таким образом, перемещает воду в клетки или из них до достижения нового равновесия.