ВЭН_в_НейроРе

ЧАСТЬ II. физиология обмена жидкости и электролитов

II.1.3.4 Внутриклеточное пространство

Жизнь клетки – это непрерывно происходящие в цитоплазме химические реакции синтеза, расщепления, окисления, восстановления, переноса. Для того чтобы реакции происходили правильно, состав и температура цитоплазмы должны быть в строго определённых границах. Клетка отграничена от мира стенкой - мембраной. Для одной клетки понятие «внутриклеточное пространство» определений не требует. Электролитный состав и концентрация внутриклеточной жидкости сходны у различных животных от самых примитивных до человека. Когда мы рассуждаем о водно-электролитном гомеостазе, мы вводим условное понятие – это общее пространство внутриклеточной жидкости. В наших рассуждениях мы делаем допущение, что существуют средние значения количества жидкости внутри клеток и концентрации электролитов. Когда мы говорим о внутриклеточной жидкости, то имеем в виду общее количество воды внутри всех клеток организма (75 триллионов клеток) и усреднённые показатели концентраций электролитов. Это условное пространство ограничено клеточной мембраной. У взрослого массой 70кг суммарный объём внутриклеточной жидкости 28литров (40% массы тела).

Внутриклеточная жидкость – это жидкость, заполняющая суммарныи объём всех клеток организма и ограниченная условной общей клеточной мембраной давления.

Внутриклеточная жидкость – это самый большой компартмент, поэтому он обладает самой большой инерцией. Это значит, что состав и концентрации веществ, растворенных в цитоплазме изменяются медленнее, чем в интерстиции и, тем более, в плазме. В тех случаях, когда на фоне исходно нормального водноэлектролитного гомеостаза остро развиваются нарушения состава и концентрации веществ в плазме, мы можем рассчитывать, что грубых внутриклеточных нарушений еще не произошло. Можно использовать методы быстрой коррекции. Если нарушения водно-электролитного гомеостаза существуют длительно, попытки быстрой коррекции не только неэффективны, но и опасны. Например, при быстрой коррекции длительно существующей гипонатриемии происходит гибель нейронов (понтинный миелинолиз).

Если всю воду в организме принять за 100%, внутриклеточная жидкость составит 66%.

В зависимости от выполняемых задач метаболизм клетки меняется (мы то спим, то бегаем). Соответственно меняется скорость химических реакций внутри клетки. Для того чтобы жизнь продолжалась, клетка должна поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостаз), поэтому она выбрасывает все лишнее наружу и забирает оттуда всё, чего ей не хватает. Снаружи от клетки находится интерстициальное пространство.

II.1.3.5 Интерстициальное пространство

Интерстициальное пространство – это пространство, в котором на-

ходятся и функционируют клетки. Интерстициальное пространство играет роль буферной зоны и резервной ёмкости. Верблюд хранит запас воды в интерстициальном пространстве. Конечно, человек – не верблюд, но принцип действия интерстициального пространства такой же: избыточную воду депонирует, а при дефиците воды интерстиций сжимается, отдавая запасы, чтобы сохранить гомеостаз клеток и эффективный объём циркулирующей крови. Интерстициальное пространство содержит в себе 25,5% всей воды в организме. Интерстициальное пространство это зона обмена. Все, что получает клетка, приходит из интерстициальногопространства.Все,чтоотдаетклетка,уходитвинтерстициальноепространство. Обратите внимание, что ёмкость интерстициального пространства в два с половиной раза меньше ёмкости внутриклеточного пространства. Это значит, для того чтобы постоянно восстанавливать состав и концентрации веществ нарушенные клетками в ходе их жизнедеятельности скорость обменных процессов в интерстиции должна быть в 2,5 раза выше, чем в клетках. Причем главным двигателем этих быстрых процессов, постоянно восстанавливающих нормальный состав интерстициальной жидкости, является обмен с плазмой крови. Значительно меньшую по объёму, но абсолютно незаменимую и жизненно важную работу выполняет лимфатическая система. Интерстициальное пространство одновременно обменивается водой и растворенными веществами с плазмой и с клетками.

На данной схеме представлено взаимодействие трёх компартментов. Интерстициальное пространство изображено в виде «гармошки», чтобы подчеркнуть его свойства резервной ёмкости.

Внеклеточная жидкость

14,0л

ЧАСТЬ II. физиология обмена жидкости и электролитов

II.1.3.6 Внеклеточная жидкость

Внеклеточная жидкость. Вся жидкость, находящаяся вне клеток называется внеклеточной жидкостью. В совокупности объём внеклеточной жидкости составляет у человека массой 70 кг около 14 литров (20% от массы тела). Внеклеточная жидкость подразделяется на два основных объёма интерстициальная жидкость (3/4) и плазма (1/4). Плазма – часть крови не содержащая клеток, между плазмой и интерстициальной жидкостью происходит постоянный обмен различными веществами через поры в мембране капилляров. Эти поры легко пропускают большинство растворенных веществ, но задерживают крупные молекулы, и прежде всего, белки. Поэтому внеклеточная жидкость постоянно смешивается, и плазма и интерстициальная жидкость имеют одинаковый состав за исключением белков, концентрация которых значительно выше в плазме.

II.1.4 Состав внеклеточной и внутриклеточной жидкости

«В чём будем измерять удава? В слонёнках, в мартышках или в попугаях?» (Э. Успенский. «38 попугаев»)

Когда речь идёт о качественном составе биологических жидкостей, вопросов не возникает поскольку Натрий все называют Натрием, а Калий – Калием. При оценке количественного состава компонентов раствора нередко на страницах одного руководства мы встречаем и миллимоли, и миллиосмоли, и миллиэквиваленты. (О способах выражения концентраций мы рассказали в первой части). Посмотрите, как представлены концентрации веществ во внеклеточной и внутриклеточной жидкости, выраженные в миллимолях, миллиосмолях и миллиэквивалентах.

Молярная концентрация

ЧАСТЬ II. физиология обмена жидкости и электролитов

Концентрации в миллиосмолях

Концентрации в миллиэквивалентах

Вы можете видеть, что для ионов с зарядом плюс один или минус один цифры в трёх таблицах полностью совпадают. Недиссоцирующие мо - лекулы, естественно никакого электрического заряда не имеют (например, глюкоза или мочевина). Основные отличия между молярностью и электри - ческим потенциалом наблюдаются у молекул и ионов, несущих заряд два и более (это – Ca+2, Mg+2, H PO4-2, SO4-2, молекулы белка). Различий между молярностью и осмолярностью в этих таблицах Вы не найдёте, поскольку все вещества, диссоциирующие на ионы здесь приведены в виде ионов, иначе говоря осмотически активных частиц.

Зачем авторам нужно по ходу рассказа переходить от одной размерности к другой?

Всё зависит от того какой вид диффузии через мембрану обсуждается в данный момент.

•Если речь идет о диффузии воды через мембрану, мы говорим об осмосе, и нам удобно использовать показатели осмотической концентрации.

•Если мы говорим о перемещении растворенных веществ через мембрану в соответствии с градиентом концентрации – используется молярная концентрация.

•В том случае, если движущей силой диффузии является суммарный электрический потенциал, используется концентрация электрических эквивалентов. Показательным примером равенства электрических потенциалов по обе стороны клеточной мембраны является баланс ионов натрия и калия. Мы наблюдаем равенство потенциалов при высоком градиенте концентраций.

ЧАСТЬ II. физиология обмена жидкости и электролитов

II.1.4.1 Различия в составе плазмы и интерстициальной жидкости

Ионный состав плазмы и интерстициальной жидкости почти идентичны. Это объясняется тем, что капиллярная мембрана, разделяющая плазму и интерстициальную жидкость хорошо проницаема для воды и кристаллоидов. Основным отличием в составе плазмы и интерстициальной жидкости является высокое содержание белков в плазме. Капиллярная мембрана не пропускает крупные молекулы белков и других коллоидных частиц. Капилляры печени - исключение из общего правила и не являются препятствием для крупных молекул.

Из-за Donan's эффекта концентрация положительно заряженных ионов в плазме на 2% выше, чем в интерстициальной жидкости. Белки плазмы имеют отрицательный заряд и поэтому, притягивают катионы (Na+ и K +). Небольшое количество катионов постоянно удерживаются около белковых молекул, обеспечивая электрическую нейтральность плазмы.

Интерстициальная жидкость имеет сравнительно более высокую концентрацию отрицательно заряженных ионов (анионов), чем плазма. Это связано с тем, что белки плазмы, имеющие отрицательный заряд «выталкивают» отрицательно заряженные ионы из капилляра в интерстиций. С практической точки зрения концентрация ионов в плазме и интерстициальном пространстве рассматривается, как одинаковая.

Ионный состав плазмы и интерстициальной жидкости одинаковы. Плазма отличается от интерстициальной жидкости высоким содержанием белков.

II.1.4.2 Внутриклеточная жидкость и межклеточная жидкость.

Для того чтобы клетка нормально функционировала температура и состав цитоплазмы должны удерживаться в узких границах нормального гомеостаза.Составцитоплазмысильноотличаетсяотсоставаинтерстициальной жидкости. Клеточная мембрана свободно пропускает только воду и вещества,

Эта диаграмма показывает, каким образом при столь различном качественном составе уравновешивается общее количество катионов и анионов снаружи и внутри клетки. В результате потенциал покоя у клеточной мембраны нулевой.

ЧАСТЬ II. физиология обмена жидкостями и электролитов

Состав внутриклеточной и интерстициальной жидкости

сильно отличается.

Осмолярность внутриклеточной и интерстициальной жидкости

одинаковы.

II.1.5. Этапный эпикриз по статическим показателям водноэлектролитного обмена

Total Body Water - Общий объем воды - 42л, 60 % массы тела

Внеклеточная жидкость

34% TBW, 20% массы тела

•Вся жидкость в организме условно разделена на внеклеточную и внутриклеточную в соотношении 1:2.

•Внеклеточная жидкость – это плазма и интерстициальная жидкость. Объёмное соотношение 1:4 (плазма / интерстициальная жидкость).

•Условные пространства заполненные жидкостью называют компартментами, их три, это сосудистое русло, интерстиций и внутриклеточное пространство.

•Объёмное соотношение жидкости в компартментах 1:4:10 (плазма/ интерстициальная жидкость/внутриклеточная жидкость).

•Плазма и интерстициальная жидкость отличаются по составу только за счёт концентрации белков; в интерстициальной жидкости белка меньше.

•Различие в концентрации белков в интерстициальной жидкости и в плазме создает осмотическое давление, перемещающее жидкость из интерстиция

всосудистое русло.

•Электролитный состав плазмы и интерстициальной жидкости одинаков.

•Интерстициальная жидкость и внутриклеточная жидкость отличаются по составу, но имеют одинаковую осмолярность.

•Na+, основной фактор, определяющий осмолярность плазмы и интерстициальной жидкости, почти отсутствует в цитоплазме и не проходит в клетку.

•Вода свободно проходит через клеточную мембрану.

•Снижение концентрации Na+ в интерстиции приводит к перемещению воды

вклетку - «клетка набухает».

•Повышение концентрации Na+ в интерстиции приводит к перемещению воды из клетки в интерстиций – «клетка сморщивается».