Что такое интерстициальная вода

Примерно 1/6 общего объема тела приходится на межклеточные пространства. Они имеют общее название «интерстиции». Жидкость, заполняющую это пространство, называют интерстициальной (тканевой) жидкостью.

Структура интерстиция. Все пространство между пучками коллагеновых волокон заполнено филаментами протеингликана. Встречаются везикулы и небольшие ручейки свободной жидкости

Структура интерстициального пространства показана на рисунке выше. Оно содержит плотные компоненты: (1) пучки коллагеновых волокон; (2) филаменты протеингликана. Пучки коллагеновых волокон имеют большую длину. Они являются особо прочными и обеспечивают значительную часть упругости тканей. Филаменты протеингликана представляют собой очень тонкие свернутые или перекрученные молекулы, состоящие на 98% из гиалуроновой кислоты и на 2% из белка. Эти молекулы настолько тонкие, что никогда не видны в световой микроскоп и с трудом определяются даже при электронной микроскопии. Тем не менее, они формируют плотную мелкоячеистую сеть, похожую на войлок.

а) Гель в интерстициальном пространстве. Жидкость интерстициального пространства образуется путем фильтрации и диффузии из просвета капилляров. Она содержит все компоненты плазмы, кроме белков, поскольку белки в основном не могут выходить из капилляров. Интерстициальная жидкость задерживается главным образом в микроскопических пространствах между молекулами протеингликана. Совокупность этих молекул и жидкости, захваченной ими, имеет свойства геля, и поэтому ее называют тканевым гелем.

Из-за большого количества молекул протеингликана жидкость с трудом протекает через тканевой гель. Вместо этого она диффундирует через гель. Это означает, что жидкость благодаря тепловому движению перемещается из одной точки в другую буквально молекула за молекулой, а не течет общим потоком, в котором участвует сразу большое количество молекул.

Скорость диффузии через гель составляет 95-99% скорости диффузии в свободной жидкости. Поскольку расстояние между капиллярами и клетками тканей очень короткое, диффузия обеспечивает быстрый транспорт не только воды, но также электролитов, низкомолекулярных питательных веществ, метаболитов, углекислого газа и др.

б) Свободная жидкость в интерстиции. Несмотря на то, что почти вся жидкость в интерстиции захвачена тканевым гелем, существуют отдельные маленькие ручейки свободной жидкости и везикулы, содержащие свободную жидкость. Эта жидкость не связана с молекулами протеингликана и поэтому течет свободно. Если в циркулирующую кровь ввести краску, можно видеть, как она протекает в интерстиции маленькими ручейками, чаще всего вдоль коллагеновых волокон или клеточных мембран.

Количество свободной жидкости в тканях обычно невелико — не более 1%. И наоборот, когда в тканях развивается отек, количество везикул и потоков свободной жидкости значительно увеличивается. В этом случае более половины объема жидкости в тканях представляет собой свободно текущую жидкость, не связанную с протеингликанами.

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 2.12.2020

Источник

ВОДЫ ИНТЕРСТИЦИАЛЬНЫЕ

Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

интерстициальные воды — laisvasis vanduo statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Nepastovus vandens kiekis, esantis medžiagos kapiliaruose bei tarpsluoksniuose ir išgaruojantis iki 105 °C. atitikmenys: angl. free water; interstitial water vok. freies… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

НЕФРИТ — НЕФРИТ. Содержание: I. Исторические данные. 288 II. Патологическая анатомия. 291 ІІІ. Подразделение нефритов. 297 IV. Этиология и патогенез нефритов. 299 V. Клиника и профилактика различных формН.: A. Острый… … Большая медицинская энциклопедия

ВВГБТАТНВЦ-АЯ — HEt BHiH С И С ГОД 4 U ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕГПНАН CIH TFMA III й*гл*. 4411^1. Jinn РИ»И рягцхш^чпт* dj ^LbH [ljii vmrlu+W 0*1 WII» *П* ЬмК Риг, П. С«ема хала волокон симпатической системы (вариант no Toldt y н MQltcr y), 1 нс, 12,… … Большая медицинская энциклопедия

Нефри́ты — (nephritis, единственное число; греч. nephros почка + itis) термин, объединяющий разные по происхождению воспалительные (иммуновоспалительные) двусторонние диффузные поражения почек. В зависимости от преимущественной локализации воспаления в… … Медицинская энциклопедия

ПЕЧЕНЬ — ПЕЧЕНЬ. Содержание: I. Аштомия печени. 526 II. Гистология печени. 542 III. Нормальная физиология печени. 548 IV. Патологическая физиология печени. 554 V. Патологическая анатомия печени. 565 VІ.… … Большая медицинская энциклопедия

Гидра (род) — У этого термина существуют и другие значения, см. Гидра. Гидра (род) Гидра (Hydra) … Википедия

КОРЬ — КОРЬ, (лат. morbilli, франц. rugeole, нем. Masern, анг. measles), общее острое инфекционное заболевание, выражающееся лихорадкой, характерной сыпью на слизистых оболочках и коже (энантема и экзантема) и воспалением слизистых оболочек дыхательных… … Большая медицинская энциклопедия

РОДЫ — РОДЫ. Содержание: I. Определение понятия. Изменения в организме во время Р. Причины наступления Р. 109 II. Клиническое течение физиологических Р. . 132 Ш. Механика Р. . 152 IV. Ведение Р. 169 V … Большая медицинская энциклопедия

Веслоногие ракообразные — Cyclops Научная кла … Википедия

Источник

Анализ межклеточной жидкости

Биохимическая информация об организме чаще всего поступает из анализа крови, которая составляет только 6% жидкости организма. Но ценную информацию можно также извлечь и из анализа других биологических жидкостей, которые обычно трудно собрать. В новом исследовании был разработан способ получения интерстициальной жидкости, которая циркулирует между клетками. Для этого был использован метод малоинвазивного внедрения в кожу. Анализ интерстициальной жидкости может дать информацию о продуктах метаболизма клеток, диагностических биомаркерах и позволит оценивать потенциальные токсины, всасывающиеся через кожу. Поскольку интерстициальная жидкость не сворачивается, как кровь, экстракция с помощью пластыря с микроиглами может предложить новый подход для непрерывного мониторинга уровня глюкозы и других важных показателей здоровья.

Интерстициальная жидкость образуется в крови, а затем через капилляры попадает в ткани, чтобы доставить питательные вещества к клеткам. Исследователи предположили, что поскольку интерстициальная жидкость находится в непосредственном контакте с клетками, она должна нести больше информации о тканях, чем кровь.

Идея анализа интерстициальной жидкости не нова: уже существуют инструменты для мониторинга глюкозы в ней, а ранее другие исследователи использовали хирургически имплантированные трубки и созданные с помощью вакуума папулы для забора образцов через кожу, но эти методы не подходят для рутинной клинической диагностики.

Исследователи из Технологического института Джорджии и Университета Эмори использовали пластырь с пятью жесткими микроиглами из нержавеющей стали, длина которых составляет одну четвертую миллиметра.

Пластырь приложили к коже 50 добровольцев. Он создал микропоры, которые доходили только до наружного слоя кожи, содержащего интерстициальную жидкость, которую собрали с помощью аспиратора. В результате от каждого участника было получено достаточное количество интерстициальной жидкости для проведения трех типов анализа. Для контроля у этих же участников взяли образцы крови и получили интерстициальную жидкость с помощью более старого метода вакуумной папулы.

Исследователям нужно было избегать попадания крови в интерстициальную жидкость. В наружных слоях кожи нет крупных кровеносных сосудов, но микроиглы могут задеть капилляры. В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что если усиливать аспирацию после введения микроигл медленно, можно получить жидкость, не содержащую крови.

Процедура экстракции интерстициальной жидкости заняла около 20 минут для каждого испытуемого. Добровольцы хорошо перенесли процедуру, микроскопические поры зажили в течение дня с минимальным раздражением.

Извлеченная жидкость была проанализирована в Университете Эмори с использованием методов жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии для определения содержащихся в ней химических веществ. Всего найдено около 10 000 уникальных соединений, большинство из которых также были обнаружены в образцах крови. Однако около 12% химических веществ не были обнаружены в крови, а другие содержались в интерстициальной жидкости в более высоких концентрациях, чем в крови.

Хотя не все уникальные для интерстициальной жидкости соединения можно было проанализировать, исследовательская группа определила компоненты продуктов ухода, которые наносятся на кожу, например, лосьоны для рук и пестициды, которые могут попадать в организм через кожу. Таким образом, новая техника микроигл может оказаться полезной в дерматологических и токсикологических исследованиях для выяснения того, накапливаются ли те или иные вещества в коже с течением времени. Речь идет о материалах, которые могут сохраняться в тканях нашего тела, но не обнаруживаются в кровотоке.

С помощью интерстициальной жидкости исследователи также определили фармакокинетику кофеина и фармакодинамику глюкозы, продемонстрировав, что этот метод может также нести информацию о биомаркерах в динамике. Исследователи обнаружили устойчивую корреляцию между уровнем глюкозы в крови и в интерстициальной жидкости, поэтому система на основе микроигл может обеспечить менее инвазивную альтернативу существующим имплантируемым сенсорам глюкозы, позволяя чувствительным компонентам оставаться на поверхности кожи.

В будущих исследованиях авторы планируют сократить время, необходимое для извлечения интерстициальной жидкости, и упростить процесс, отказавшись от аспирационного насоса. Кроме того, будет продолжен поиск соединений, обнаруженных в жидкости, которые имеют медицинскую диагностическую ценность.

Статья Pradnya P. Samant et al. Sampling interstitial fluid for human skin using a microneedle patch опубликована в журнале Science Translational Medicine.

Источник

Внеклеточной жидкости — Extracellular fluid

В клеточной биологии , внеклеточной жидкости ( ECF ) означают все жидкости организма за пределами клетки любого многоклеточного организма . Общая вода в организме здоровых взрослых составляет около 60% (от 45 до 75%) от общей массы тела; женщины и страдающие ожирением обычно имеют более низкий процент, чем худощавые мужчины. Внеклеточная жидкость составляет около одной трети жидкости организма, остальные две трети — это внутриклеточная жидкость внутри клеток. Основной компонент внеклеточной жидкости является интерстициальной жидкостью , которая окружает клетку.

Внеклеточная жидкость является внутренней средой всех многоклеточных животных , а также у тех животных , с кровью системой кровообращения , доля этой жидкости в плазме крови . Плазма и интерстициальная жидкость — это два компонента, которые составляют не менее 97% ЭКФ. Лимфа составляет небольшой процент интерстициальной жидкости. Оставшаяся небольшая часть ECF включает трансцеллюлярную жидкость (около 2,5%). ECF также можно рассматривать как состоящий из двух компонентов — плазмы и лимфы в качестве системы доставки и межклеточной жидкости для обмена воды и растворенных веществ с клетками.

Внеклеточная жидкость, в частности межклеточная жидкость, составляет внутреннюю среду организма, которая омывает все клетки тела. Таким образом, состав ECF имеет решающее значение для их нормального функционирования и поддерживается рядом гомеостатических механизмов, включающих отрицательную обратную связь . Гомеостаз регулирует, среди прочего, pH , концентрацию натрия , калия и кальция в ECF. Объем жидкости в организме, уровни глюкозы в крови , кислорода и углекислого газа также строго поддерживаются гомеостатически.

Объем внеклеточной жидкости у молодого взрослого мужчины весом 70 кг (154 фунта) составляет 20% от веса тела — около четырнадцати литров. Одиннадцать литров — это интерстициальная жидкость, а остальные три литра — это плазма.

СОДЕРЖАНИЕ

Компоненты

Основным компонентом внеклеточной жидкости (ECF) является интерстициальная жидкость или тканевая жидкость , которая окружает клетки в организме. Другим важным компонентом ЭКФ является внутрисосудистая жидкость кровеносной системы, называемая плазмой крови . Остающийся небольшой процент ECF включает трансцеллюлярную жидкость . Эти составляющие часто называют жидкостными отсеками . Объем внеклеточной жидкости у молодого взрослого мужчины массой 70 кг составляет 20% от массы тела — около четырнадцати литров.

Тканевая жидкость

Интерстициальная жидкость , по существу , сравнима с плазмой . Интерстициальная жидкость и плазма составляют около 97% ЭКФ, и небольшой процент из них составляет лимфа .

Интерстициальная жидкость — это жидкость организма между кровеносными сосудами и клетками, содержащая питательные вещества из капилляров путем диффузии и удерживающая продукты жизнедеятельности, выделяемые клетками в результате метаболизма . Одиннадцать литров ECF — это интерстициальная жидкость, а остальные три литра — плазма. Плазма и интерстициальная жидкость очень похожи, потому что вода, ионы и мелкие растворенные вещества постоянно обмениваются между ними через стенки капилляров, через поры и капиллярные щели .

Интерстициальная жидкость состоит из водного растворителя, содержащего сахара, соли, жирные кислоты, аминокислоты, коферменты, гормоны, нейротрансмиттеры, лейкоциты и продукты жизнедеятельности клеток. На этот раствор приходится 26% воды в организме человека. Состав межклеточной жидкости зависит от обмена между клетками биологической ткани и крови. Это означает, что тканевая жидкость имеет разный состав в разных тканях и на разных участках тела.

Плазма, которая фильтруется через кровеносные капилляры в интерстициальную жидкость, не содержит эритроцитов или тромбоцитов, поскольку они слишком велики, чтобы проходить через них, но может содержать некоторые лейкоциты, помогающие иммунной системе.

Когда внеклеточная жидкость собирается в мелкие сосуды ( лимфатические капилляры ), она считается лимфой , а сосуды, по которым она возвращается в кровь, называются лимфатическими сосудами. Лимфатическая система возвращает в кровоток белок и избыток межклеточной жидкости.

Ионный состав интерстициальной жидкости и плазмы крови меняется из -за эффекта Гиббса-Доннана . Это вызывает небольшую разницу в концентрации катионов и анионов между двумя жидкостными отсеками.

Трансцеллюлярная жидкость

Трансцеллюлярная жидкость образуется в результате транспортной активности клеток и является наименьшим компонентом внеклеточной жидкости. Эти жидкости содержатся в пространствах, выстланных эпителием . Примерами этой жидкости являются спинномозговая жидкость , водянистая влага в глазу, серозная жидкость в серозных оболочках, выстилающих полости тела , перилимфа и эндолимфа во внутреннем ухе и суставная жидкость . Из-за различного расположения трансцеллюлярной жидкости состав резко меняется. Некоторые из электролитов, присутствующих в трансцеллюлярной жидкости, представляют собой ионы натрия, ионы хлора и ионы бикарбоната .

Функция

Внеклеточная жидкость обеспечивает среду для обмена веществ между ECF и клетками, и это может происходить путем растворения, смешивания и транспортировки в жидкой среде. Вещества в ECF включают растворенные газы, питательные вещества и электролиты , необходимые для поддержания жизни. ECF также содержит материалы, секретируемые клетками в растворимой форме, но которые быстро объединяются в волокна (например, коллагеновые , ретикулярные и эластичные волокна ) или осаждаются в твердую или полутвердую форму (например, протеогликаны, которые образуют основную массу хряща , и компоненты из кости ). Эти и многие другие вещества встречаются, особенно в сочетании с различными протеогликанами, с образованием внеклеточного матрикса или вещества-наполнителя между клетками по всему телу. Эти вещества находятся во внеклеточном пространстве и поэтому все купаются или пропитываются ECF, не являясь частью ECF.

Оксигенация

Одна из основных ролей внеклеточной жидкости — способствовать обмену молекулярного кислорода из крови к тканевым клеткам и углекислого газа CO ₂ , продуцируемого в митохондриях клеток, обратно в кровь. Поскольку углекислый газ примерно в 20 раз более растворим в воде, чем кислород, он может относительно легко диффундировать в водной жидкости между клетками и кровью.

Однако гидрофобный молекулярный кислород очень плохо растворим в воде и предпочитает гидрофобные липидные кристаллические структуры. В результате липопротеины плазмы могут переносить значительно больше O _2, чем в окружающей водной среде.

Если гемоглобин в эритроцитах является основным переносчиком кислорода в крови , липопротеины плазмы могут быть его единственным переносчиком в ECF.

Кислородно-пропускная способность липопротеинов, OCCL, уменьшает в старении или воспалении . Это приводит к изменению функций ЭКФ, снижению поступления O ₂ в ткани и способствует развитию тканевой гипоксии . Эти изменения липопротеинов вызваны окислительным или воспалительным повреждением.

Регулирование

Внутренняя среда стабилизируется в процессе гомеостаза . Сложные гомеостатические механизмы регулируют и поддерживают стабильный состав ECF. Отдельные клетки также могут регулировать свой внутренний состав с помощью различных механизмов.

Существует значительная разница между концентрациями ионов натрия и калия внутри и вне клетки. Концентрация ионов натрия во внеклеточной жидкости значительно выше, чем во внутриклеточной жидкости. Обратное верно для концентраций ионов калия внутри и вне клетки. Эти различия приводят к тому, что все клеточные мембраны электрически заряжаются, причем положительный заряд находится снаружи клеток, а отрицательный — внутри. В покоящемся нейроне (не проводящем импульс) мембранный потенциал известен как потенциал покоя , и между двумя сторонами мембраны составляет около -70 мВ.

Этот потенциал создается натриево-калиевыми насосами в клеточной мембране, которые выкачивают ионы натрия из клетки в ECF в обмен на ионы калия, которые попадают в клетку из ECF. Поддержание этой разницы в концентрации ионов между внутренней и внешней частью клетки имеет решающее значение для поддержания стабильных нормальных объемов клеток, а также для того, чтобы некоторые клетки могли генерировать потенциалы действия .

В некоторых типах клеток потенциалзависимые ионные каналы в клеточной мембране могут быть временно открыты при определенных обстоятельствах на несколько микросекунд за раз. Это обеспечивает кратковременный приток ионов натрия в ячейку (за счет градиента концентрации ионов натрия, который существует между внешней и внутренней частью ячейки). Это заставляет клеточную мембрану временно деполяризоваться (терять свой электрический заряд), формируя основу потенциалов действия.

Ионы натрия в ECF также играют важную роль в перемещении воды из одного отделения тела в другое. Когда секретируются слезы или образуется слюна, ионы натрия перекачиваются из ECF в протоки, в которых эти жидкости образуются и собираются. Содержание воды в этих растворах является результатом того факта, что вода следует за ионами натрия (и сопутствующими анионами ) осмотически. Тот же принцип применим к образованию многих других жидкостей организма .

Ионы кальция имеют большую склонность связываться с белками . Это изменяет распределение электрических зарядов на белке, в результате чего изменяется трехмерная (или третичная) структура белка . Нормальная форма и, следовательно, функция очень многих внеклеточных белков, а также внеклеточных частей белков клеточной мембраны зависят от очень точной концентрации ионизированного кальция в ECF. Белки, которые особенно чувствительны к изменениям концентрации ионизированного кальция в ECF, представляют собой несколько факторов свертывания в плазме крови, которые не работают в отсутствие ионов кальция, но становятся полностью функциональными при добавлении солей кальция в правильной концентрации. В напряжении ионного натрия каналов в клеточных мембранах нервов и мышц имеют еще большую чувствительность к изменениям в ECF концентрации ионизированного кальция. Относительно небольшое снижение уровня ионизированного кальция в плазме ( гипокальциемия ) приводит к тому, что эти каналы пропускают натрий в нервные клетки или аксоны, делая их сверхвозбудимыми, вызывая спонтанные мышечные спазмы ( тетанию ) и парестезию (ощущение «иголки и иголки»). ) конечностей и вокруг рта. Когда уровень ионизированного кальция в плазме поднимается выше нормы ( гиперкальциемия ), больше кальция связывается с этими натриевыми каналами, оказывая противоположный эффект, вызывая летаргию, мышечную слабость, анорексию, запоры и лабильные эмоции.

На третичную структуру белков также влияет pH раствора для ванн. Кроме того, pH ECF влияет на долю общего количества кальция в плазме, которая находится в свободной или ионизированной форме, в отличие от доли, связанной с ионами белка и фосфата. Таким образом, изменение pH ECF изменяет концентрацию ионизированного кальция в ECF. Поскольку pH ECF напрямую зависит от парциального давления углекислого газа в ECF, гипервентиляция , которая снижает парциальное давление углекислого газа в ECF, вызывает симптомы, которые почти неотличимы от низких концентраций ионизированного кальция в плазме.

Внеклеточная жидкость постоянно «перемешивается» кровеносной системой , что гарантирует, что водянистая среда, омывающая клетки тела, практически идентична по всему телу. Это означает, что питательные вещества могут секретироваться в ECF в одном месте (например, в кишечнике, печени или жировых клетках) и в течение примерно минуты будут равномерно распределяться по всему телу. Гормоны одинаково быстро и равномерно распространяются по каждой клетке тела, независимо от того, где они секретируются в кровь. Кислород, поглощаемый легкими из альвеолярного воздуха, также равномерно распределяется при правильном парциальном давлении по всем клеткам тела. Отходы также равномерно распределяются по всей ECF и удаляются из этого общего круговорота в определенных точках (или органах), что еще раз гарантирует отсутствие локального скопления нежелательных соединений или избытков других важных веществ (например, натрия ионы или любые другие составляющие ECF). Единственным существенным исключением из этого общего принципа является плазма в венах , где концентрации растворенных веществ в отдельных венах в разной степени отличаются от таковых в остальной части ECF. Однако эта плазма ограничена водонепроницаемыми стенками венозных трубок и, следовательно, не влияет на интерстициальную жидкость, в которой живут клетки организма. Когда кровь из всех вен тела смешивается в сердце и легких, различные составы нейтрализуются (например, кислая кровь из активных мышц нейтрализуется щелочной кровью, гомеостатически продуцируемой почками). Таким образом, от левого предсердия до каждого органа в организме восстанавливаются нормальные, гомеостатически регулируемые значения всех компонентов ЭКФ.

Источник

Что такое интерстициальная вода

ВОДА ИНТЕРСТИЦИАЛЬНАЯ