Рідинні компартменти

Людське тіло та навіть його окремі рідини можна концептуально розділити на різні рідинні компартме́нти (від англ. compartment — комірка, обмежений простір), які, хоча й не є буквально анатомічними структурами, все ж таки є реальними з точки зору розподілу в тілі води, розчинених речовин та зважених елементів. Два основні рідинні компартме́нти — це внутрішньоклітинний та позаклітинний. Внутрішньоклітинний компартме́нт — це простір у клітинах організму, від позаклітинного він відокремлений клітинними мембранами.^[1]

Клод Бернар, французький лікар, який впровадив концепцію гомеостазу

Близько двох третин загальної кількості води в організмі людини міститься в клітинах, переважно в цитозолі, а решта знаходиться в позаклітинному просторі. Позаклітинну рідину можна розділити на три типи: інтерстиціальна рідина в «інтерстиціальному просторі» (що оточує клітини і омиває їх розчином поживних та інших хімічних речовин), плазма крові та лімфа у «внутрішньосудинному просторі» (всередині кровоносних та лімфатичних судин) та невелика кількість трансклітинної рідини, такої як очна та спинномозкова рідини, у «трансклітинному просторі».

Нормальні процеси, за допомогою яких життя самостійно регулює свій біохімічний стан (гомеостаз), забезпечують баланс рідини в рідинних компартментах. Вода та електроліти безперервно рухаються через бар'єри (наприклад, клітинні мембрани, стінки судин), хоча часто в невеликих кількостях. Рух цих молекул контролюється та обмежується різними механізмами. При хворобах рівновага порушується, що може призвести до електролітного дисбалансу.

Інтерстиціальний та внутрішньосудинний компартменти легко обмінюються водою та розчиненими речовинами, але трансклітинний компартмент вважається окремим від двох інших і не перебуває з ними в динамічній рівновазі.^[2]

Знання про баланс рідини в різних компартментах має практичне застосування у внутрішньовенній терапії, коли лікарі та медсестри повинні передбачати зміни рідини та вирішувати, які внутрішньовенні рідини вводити (наприклад, ізотонічну чи гіпотонічну), скільки та як швидко їх вводити (об'єм або маса за хвилину або годину).

Внутрішньоклітинний компартмент

Внутрішньоклітинна рідина (ВКР) — це всі рідини, що містяться всередині клітин, що складаються з цитозолю та рідини в ядрі клітини.^[3] Цитозоль — це матрикс, у якому зважені клітинні органели. Цитозоль та органели разом утворюють цитоплазму. Клітинні мембрани є зовнішнім бар'єром. У людини внутрішньоклітинний простір містить в середньому близько 28 літрів рідини, і за звичайних обставин залишається в осмотичній рівновазі. Вона містить помірну кількість іонів магнію та сульфату.

У ядрі клітини рідкий компонент нуклеоплазми називається нуклеозолем.^[4]

Позаклітинний компартмент

Інтерстиціальний, внутрішньосудинний та трансклітинний компартме́нти складають позаклітинний компартме́нт. Його вміст — позаклітинна рідина (ПКР) містить приблизно третину всієї води в організмі.

Внутрішньосудинний компартме́нт

Основною внутрішньосудинною рідиною у ссавців є кров — складна суміш з елементами суспензії (клітини крові), колоїду (глобуліни) та розчинених речовин (глюкоза та іони). Кров являє собою як внутрішньоклітинний компартмент (рідина всередині клітин крові), так і позаклітинний компартмент (плазма). Середній об'єм плазми у середньостатистичного чоловіка вагою 70 кг становить приблизно 3,5 літра. Об'єм внутрішньосудинного простору регулюється частково градієнтами гідростатичного тиску та реабсорбцією в нирках.

Інтерстиціальний компартме́нт

Інтерстиціальний компартмент (також званий «тканинним компартментом») оточує клітини тканин. Він заповнений інтерстиціальною рідиною, включаючи лімфу.^[5] Інтерстиціальна рідина забезпечує безпосереднє мікросередовище, яке дозволяє переміщати іони, білки та поживні речовини через клітинний бар'єр. Ця рідина не є статичною, а постійно поповнюється через кровоносні капіляри та збирається через лімфатичні капілярами. У середньому чоловічому тілі вагою 70 кг інтерстиціальний простір має приблизно 10,5 літра рідини.

Трансклітинний (трансцелюлярний) компартме́нт

Трансклітинна рідина — це частина загальної рідини організму, яка утворюється внаслідок секреторної активності епітеліальних клітин і міститься у спеціалізованих компартментах, вистелених епітелієм. Ця рідина зазвичай має малий об'єм,^[6][7] і будь-яке значне накопичення рідини в цих просторах є фізіологічно нефункціональним.^[8] Прикладами трансклітинних компартментів є око, центральна нервова система (ЦНС), черевна та плевральна порожнини, а також капсули суглобів. Водяниста волога, склоподібне тіло, спинномозкова рідина, серозна рідина, що виробляється серозними оболонками, і синовіальна рідина, що виробляється синовіальними оболонками, — це все трансклітинні рідини. Не зважаючи на малий об'єм, вони дуже важливі. Наприклад, у будь-який момент часу у всій ЦНС є лише близько 150 мілілітрів спинномозкової рідини. Усі вищезгадані рідини виробляються в результаті активних клітинних процесів, що використовують плазму крові як сировину, і всі вони більш-менш схожі на плазму крові, за винятком певних змін, що відповідають їхній функції. Наприклад, спинномозкова рідина виробляється різними клітинами ЦНС, переважно епендимальними.

Зсув рідини

Зсув рідини відбувається, коли рідини організму переміщуються між компартментами. Фізіологічно це відбувається шляхом поєднання градієнтів гідростатичного та осмотичного тиску. Вода пасивно переміщується з одного компартмента в інший через напівпроникну мембрану, доки градієнти гідростатичного та осмотичного тиску не збалансуються. Зсув рідини може бути спричинений багатьма захворюваннями. Коли рідина виходить з внутрішньосудинного компартменту (кровоносних судин), артеріальний тиск може впасти до небезпечно низьких рівнів, що наражає на небезпеку критично важливі органи, такі як мозок, серце та нирки. Коли рідина виходить з клітин (внутрішньоклітинного компартмента), клітинні процеси сповільнюються або припиняються через внутрішньоклітинне зневоднення. При накопиченні надмірної кількості рідини нав інтерстиціальному просторі, розвивається набряк, а зсув рідини в клітини мозку може спричинити підвищення черепного тиску. Зсув рідини може бути компенсовано за допомогою інфузійної терапії або використання діуретиків.

Накопичення у «третьому просторі»

Накопичення у «третьому просторі» — це аномальне накопичення рідини в позаклітинному та позасудинному компартме́нтах. У медицині цей термін часто використовується стосовно втрати рідини в інтерстиціальні простори, наприклад, при опіках або набряках, але він також може стосуватися переміщення рідини в порожнину тіла (трансцелюлярний простір), наприклад, асциту та плеврального випоту. При важких опіках, рідина може накопичуватися в ділянках термічного ураження в пухирях (і випаровуватися) та спричиняти зневоднення. При панкреатиті або кишковій непрохідності рідина може «просочуватися» в черевну порожнину, що також спричиняє зменшення об'єму рідини внутрішньоклітинного, інтерстиціального або судинного просторів.

Пацієнти, які переносять тривалі та складні операції, також можуть втрачати рідини у «третійо простір», що зменшує об'єм внутрішньосудинного кровотоку, незважаючи на великі об'єми внутрішньовенних інфузій та вливання донорської крові.

Об'єм рідини в «третіх просторах» пацієнта змінюється з часом і його важко виміряти точно.

Стани, що супроводжуються накопиченням рідини у «третьому просторі» може включати перитоніт, піометру та плевральні випоти.^[9] Гідроцефалія та глаукома теоретично також є формами втрати рідини у «третій простір», але їх об'єми занадто малі, щоб викликати значні зміни об'єму крові або загального об'ємі води в організмі, і тому їх зазвичай не відносять до цих станів.

Див. також

• Гематоенцефалічний бар'єр
• Компартмент (фармакокінетика)
• Розподіл (фармакологія) та об'єм розподілу