Fluído extracelular

O fluído extracelular (FEC) ou líquido extracelular comprende todos os fluídos corporais que están fóra das células. Un termo similar é volume de fluído extracelular (VFEC). A auga corporal total en humanos constitúe entre o 45 e o 75% de todo o peso corporal. Aproximadamente dous terzos desta auga é fluído intracelular situado dentro das células, e o terzo restante é o fluído extracelular. O principal compoñente do fluído extracelular é o fluído intersticial que baña as células.
O fluído extracelular é o ambiente interno de todos os animais pluricelulares, e nos animais cun sistema circulatorio sanguíneo unha proporción deste fluído é plasma sanguíneo. O plasma e o fluído intersticial son os dous compartimentos que constitúen polo menos o 97% do FEC. A linfa supón unha pequena porcentaxe deste fluído. A restante pequena proporción de FEC inclúe o fluído transcelular (aproximadamente o 2, 5%, que inclúe o líquido cefalorraquídeo e líquidos ocular, sinovial, endolinfa, perilinfa). O FEC pode tamén considerarse como formado por dous compoñentes: plasma e linfa (conxuntamente) como sistema de transporte, e fluído intersticial para o intercambio de auga e solutos coas células.
O fluído extracelular, especialmente o fluído intersticial, constitúe o medio interno que baña todas as células do corpo. A composición do FEC é, por tanto, esencial para as funcións normais das células, e é mantido por varios mecanismos homeostáticos que implican unha retroalimentación negativa. A homeostase regula, entre outras cousas o pH, e as concentracións de sodio, potasio e calcio no FEC. Tamén se manteñen estritamente polos mecanismos homeostáticos o volume do fluído corporal, a glicosa sanguínea, oxíxeno e niveis de dióxido de carbono. O volume de fluído extracelular nun varón adulto mozo de 70 kg é do 20% do peso corporal, uns 14 litros, 11 dos cales son de fluído intersticial e case todo o demais plasma. Compoñentes
O principal compoñente do fluído extracelular é o fluído intersticial que rodea as células no corpo. O outro compoñente principal do FEC é o fluído intravascular do sistema circulatorio chamado plasma sanguíneo. O fluído intersticial e o plasma constitúen o 97% do FEC, e a linfa só contribúe cunha pequena porcentaxe. O resto do FEC é o fluído transcelular. Estes constituíntes adoitan denominarse compartimentos de fluídos.
Fluído intersticial
O fluído intersticial ou líquido intersticial é o fluído corporal que se encontra entre as veas e as células, rodeando as células, que contén nutrientes que difundiron desde os capilares e recolle produtos residuais que descargan as células debido ao seu metabolismo. O fluído intersticial é esencialmente comparable ao plasma sanguíneo, e esta semellanza débese a que a auga, ións e pequenos solutos están intercambiándose continuamente a través das paredes dos capilares por poros e fendas dos capilares. Non obstante, a composición iónica do fluído intersticial e do plasma sanguíneo varía debido ao efecto Gibbs–Donnan, o cal causa unha lixeira diferenza na concentación de catións e anións entre eses dous compartimentos fluídos. O fluído intersticial, xunto co plasma constitúen o 97 % do fluído extracelular, e unha pequena porcentaxe disto é linfa. 11 litros de fluído extracelular son fluído intersticial e os restantes 3 litros son plasma.
O fluído intersticial consta de auga como solvente, que contén azucres, sales, ácidos graxos, aminoácidos, coencimas, hormonas, neurotransmisores, leucocitos e produtos residuais. Esta solución supón o 26 % da auga do corpo humano. A composición do fluído intersticial depende dos intercambios entres as células no tecido biolóxico e o sangue. Isto significa que o fluído tisular ten unha diferente composición en diferentes tecidos e en diferentes áreas do corpo.
O plasma que se filtra polos capilares sanguíneos ao fluído intersticial non contén eritrocitos nin plaquetas, xa que son demasiado grandes para pasaren ao seu través pero conteñen algúns leucocitos que axudan ao sistema inmunitario.
Unha vez que o fluído extracelular se recolle en pequenos vasos chamados capilares linfáticos xa se considera linfa, e ditos vasos desembocan noutros máis grandes chamados vasos linfáticos, e estes en vasos sanguíneos. Polo tanto, o sistema linfático devolve o exceso de fluído intersticial e proteínas á circulación sanguínea.
Fluído transcelular
O fluído transcelular ou líquido transcelular fórmase debido ás actividades de transporte das células, e é o compoñente menor do fluído extracelular. Estes fluídos están contidos en espazos tapizados por epitelios. Exemplos deste fluído son o líquido cefalorraquídeo, o humor acuoso do ollo, o fluído seroso das membranas serosas que tapizan as cavidades corporais, a perilinfa e endolinfa do oído interno, e o líquido sinovial das articulacións. Debido ás localizacións tn diversas do fluído trasnscelular, a composición cambia drasticamente. Algúns dos electrólitos presentes no fluído transcelular son ións de sodio, ións cloruros e ións bicarbonatos. Función
O fluído extracelular proporciona o medio para o intercambio de substancias entre o FEC e as células, e este pode ter lugar a través da disolución ou por mestura e transporte no medio fluído. Entre as substancias do FEC están gases disoltos, nutrientes, e partículas químicas cargadas electricamente (ións), todos necesarios para manter a vida. O FEC tamén contén materiais secretados polas células en forma soluble, pero coalescen rapidamente formando fibras (por exemplo, coláxeno, e fibras reticulares e elásticas) ou precipita en forma sólida ou semisólida (por exemplo, os proteoglicanos que forman a principal masa da cartilaxe e os compoñentes do óso). Eses e moitas outras substancias aparecen especialmente en asociación con varios proteoglicanos para formar a matriz extracelular ou o substancia de "recheo" entre as células a través do corpo. Estas substancias encóntranse no espazo extracelular, e están, por tanto, todas bañadas no FEC, sen ser parte del.
O ambiente interno é estabilizado mediante o proceso da homeostase. Os complexos homeostáticos operan regulando e mantendo estable a composición do FEC. As células individuais poden tamén regular a súa composición interna por varios mecanismos. Hai unha diferenza significativa entre as concentracións de ións de sodio e potasio dentro e fóra da célula. A concentración de ións sodio é considerablemente maior no fluído extracelular que no fluído intracelular. O inverso é certo para as concentracións de potasio. Estas diferenzas causan que todas as membranas plasmáticas estean cargadas electricamente, con carga positiva no exterior da célula e negativa no interior. Nunha neurona en repouso (que non está a conducir un impulso) o potencial de membrana é coñecido como potencial en repouso, e ambos os lados da membrana é duns -70 mV.
Este potencial é creado polas bombas de sodio-potasio na membrana plasmática, que bombean ións sodio fóra da célula cara ao FEC, intercambiados por ións potasio que entran na célula desde o FEC. O mantemento desta diferenza na concentración de ións entre o interior e exterior da célula, é fundamental manter estables os volumes normais da célula, e tamén permite que algunhas células xeren potenciais de acción.
En varios tipos de células as canles iónicas reguladas por voltaxe nas membranas celulares poden ser abertas temporalmente baixo circunstancias específicas durante algúns microsegundos. Isto permite un breve fluxo de entrada de ións sodio nas células (impulsados polos gradientes de concentración de ión sodio que existe entre o exterior e interior da célula). Isto causa que a membrana plasmática se despolarice temporalmente (perde a súa carga eléctrica) o que é a base da formación de potenciais de acción.
Os ións sodio do FEC tamén xogan un importante papel no movemento de auga desde un compartimento corporal a outro. Cando se segregan bágoas ou se forma saliva, os ións sodio bombéanse desde o FEC aos condutos nos cales estes fluídos se forman e acumulan. O contido de auga destas solucións é o resultado de que a auga siga osmoticamente os catións sodio (e os anións que o acompañan). O mesmo principio aplícase á formación de moitos outros fluídos corporais.
Os ións calcio teñen unha gran propensión a unirse a proteínas. Isto cambia a distribución de cargas eléctricas nas proteínas, coa consecuencia de que a estrutura terciaria das proteínas se ve alterada. A forma normal, e, por tanto, a función de moitas das proteínas extracelulares, así como as porcións extracelulares das proteínas da membrana plasmática, dependen de que haxa unha concentración de ión calcio moi precisa no FEC. As proteínas que son particularmente sensibles aos cambios na concentración de ión calcio no FEC son varios dos factores de coagulación do plasma sanguíneo, que non son funcionais en ausencia de ións calcio, pero fanse totalmente funcionais coa concentración correcta de calcio. As canles de ión sodio reguladas por voltaxe nas membranas plasmáticas dos nervios e músculos teñen unha sensibilidade aínda maior a cambios na concentración de ións calcios do FEC. Diminucións relativamente pequenas nos niveis de ión calcio no plasma (hipocalcemia) causa que estas canles filtren sodio ás células nerviosas e axóns, facéndoos hiperexcitables, causando así espasmos musculares espontáneos (tetania) e parestesia (sensación de "coxigueos") das extremidades e arredor da boca. Cando as concentracións de ións de sodio no plasma se elevan do normal (hipercalcemia) únese máis calcio a estas canles de sodio o que ten o efecto oposto, causando atonía, debilidade muscular, anorexia, estrinximento e emocións lábiles.
A estrutura terciaria das proteínas é tamén afectada polo pH das solucións onde se encontran. Ademais, o pH do FEC afecta á proporción da cantidade total de calcio no plasma que se produce en forma ionizada libre, oposta á fracción que se encontra de proteínas e ións fosfato. Un cambio no pH do FEC altera, pois, as concentraacións de calcio no FEC. Como o pH do FEC é directamente dependente da presión parcial de dióxido de carbono no FEC, a hiperventilación, que fai diminuír a presión parcial do dióxido de carbono no FEC, produce síntomas que son case indistinguibles do da diminución das concentracións de calcico no plasma.
O fluído extracelular é constantemente “mesturado” polo sistema circulatorio, o que asegura que o ambiente acuoso que baña as células do corpo é virtualmente idéntico por todo o corpo. Isto significa que os nutrientes poden ser segregados ao FEC nun lugar (por exemplo, o tracto gastrointestinal, fígado ou células adiposas) e son distribuídos, aproximadamente nun minuto, uniformemente polo corpo. As hormonas son transportadas de maneira similar rápida e uniformemente a cada célula do corpo, sen importar onde foron segregadas ao sangue. O oxíxeno captado polos pulmóns desdde o aire alveolar é tamén distribuído uniformemente e á presión parcial correcta a todas as células do corpo. Os produtos residuais son tamén espallados uniformemente por todo o FEC, e son retirados da circulación xeral en puntos ou órganos específicos, asegurando unha vez máis que non haxa xeralmente ningunha acumulación localizada de compostos non desexados ou excesos de substancias esenciais (por exemplo, ións sodio, ou de calquera outros constituíntes do FEC). A única excepción significativa a este principio xeral é o plasma das veas, onde as concentracións de substancias disoltas en determinadas veas difire en varios graos, da que hai no resto do FEC. Porén, este plasma está confinado dentro das paredes impermeables dos tubos venosos, e, por tanto, non afectan o fluído intersticial no cal viven as células do corpo. Cando o sangue de todas as veas no corpo se mestura no corazón e pulmóns, as composicións diferentes desaparecen (por exemplo, o sangue ácido dos músculos activos é neutralizado homeostaticamente polo sangue alcalino producido polos riles). Desde a aurícula esquerda en adiante, ata cada órgano no corpo, os valores normais regulados homeostaticamente de todos os compoñentes do FEC son así restaurados. Interaccións entre plasma sanguíneo, fluído intersticial e linfa
O plasma do sangue arterial, o fluído intersticial e a linfa interaccionan a nivel dos capilares. Os capilares son permeables e a auga pode moverse libremente cara a dentro e fóra deles. No extremo arteriolar dos capilares a presión sanguínea é maior que a presión hidrostática nos tecidos. A auga fíltrase saíndo dos capilares e pasando ao fluído intersticial. Os poros polos que pasa a auga son grandes dabondo como para permitir que tamén pasen todas as pequenas moléculas (ata o tamaño de pequenas proteínas, como a insulina), polo que tamén se moven libremente a través da prede dos capilares. Isto significa que as súas concentracións a ambos lados da parede capilar se igualan e, por tanto, non hai ningún efecto osmótico. A presión osmótica exercida por estas pequenas moléculas denomínase presión osmótica cristaloide para distinguila da que exercen as grandes moléculas que non poden atravesar o capilar.
Os capilares conectan as arteríolas coas vénulas, polo que teñen un extremo arteriolar e outro venular. O saída de auga do capilar no extremo arteriolar causa que a concentración de substancias que non poden cruzar a parede capilar se incremente a medida que o sangue se move cara ao extremo venular do capilar. As substancias máis importantes que están confinadas nos capilares son as proteínas albuminas do plasma, as globulinas do plasma e o fibrinóxeno. Estas, especialmente as albuminas, debido á súa abundancia no plasma, son responsables da chamada presión osmótica ”oncótica” ou "coloidal" que arrastra auga ao interior dos caspilares, especialmente no extremo venular. (Ver os diagramas da esquerda. )
O efecto neto de todo este proceso é que a auga sae e entra nos capilares, mentres que as substancias cristaloides acumuladas nos fluídos intersticiais e nos capilares se equilibran. Como o fluído capilar está renovándose de modo rápido e constante polo fluxo do sangue, a súa composición domina a concentración de equilibrio que se alcanza na rede de capilares. Isto garante que o medio interno acuoso das células do corpo estea sempre próximo ao seu ambiente ideal (establecido pola homeostase corporal).
Unha pequena proporción da solución que se filtra saíndo dos capilares non é arrastrada de volta ao interior dos capilares polas forzas osmóticas coloidais. Isto supón entre 2 e 4 litros ao día en todo o corpo. Esta auga é recollida polo sistema linfático e é finalmente descargada na vea subclavia esquerda, onde se mestura co sangue venoso que procede do brazo esquerdo que vai camiño do corazón. A linfa flúe polos capilares linfáticos ata os ganglios linfáticos, onde son retirados as bacterias e os residuos tisulares que leve, á vez que se incorporan ao fluído linfático varios tipos de leucocitos (principalmente linfocitos). Ademais, a linfa que drena o intestino delgado contén gotas de graxa chamadas quilomicrons despois da inxestión, dixestión e absorción de comidas que conteñen graxas. Esta linfa denomínase quilo e ten unha aparencia leitosa. Os vasos linfáticos do intestino delgado denomínanse vasos quilíferos. Constituíntes electrolíticos
Principais catións: Sodio (Na+ 136–151 mM)
Potasio (K+ 3, 4–5, 2 mM)
Calcio (Ca2+ 1, 4–1, 5 mM)
Principais anións: Cloruro (Cl− 99–110 mM)
Bicarbonato (HCO3− 22–28 mM)
Fosfato (HPO42− 0, 8-1, 4 mM) Descrición
O fluído intersticial é unha solución case incolora e de sabor salgado. O plasma, que contén proteínas plasmáticas, que están esencialmente ausentes do fluído extracelular, é xeralmente de cor parda. Tamén ten sabor salgado, e é algo "pegañenta" debido ao seu contido proteico. O plasma coagula en poucos minutos, debido á presenza de factores de coagulación. A linfa pode ser case incolora, pero adoita ter unha aparencia lixeiramente avolta debido ao seu contido en células (principalmente leucocitos) ou glóbulos de graxa cando que se drenan do intestino despois dunha comida.