Skip to main content
Global

26.1: سوائل الجسم وحجرة السوائل

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    203019

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • شرح أهمية الماء في الجسم
    • قارن تكوين السائل داخل الخلايا مع تكوين السائل خارج الخلية
    • شرح أهمية قنوات البروتين في حركة المواد المذابة
    • التعرف على أسباب وأعراض الوذمة

    تحدث التفاعلات الكيميائية للحياة في المحاليل المائية. تسمى المواد الذائبة في المحلول بالمذيبات. في جسم الإنسان، تختلف المواد المذابة في أجزاء مختلفة من الجسم، ولكنها قد تشمل البروتينات - بما في ذلك تلك التي تنقل الدهون والكربوهيدرات، والأهم من ذلك، الإلكتروليتات. غالبًا في الطب، يُطلق على المعدن المنفصل عن الملح الذي يحمل شحنة كهربائية (أيون) اسم الإلكتروليت. على سبيل المثال، غالبًا ما يشار إلى أيونات الصوديوم (Na +) وأيونات الكلوريد (Cl -) باسم الإلكتروليتات.

    في الجسم، ينتقل الماء عبر أغشية الخلايا شبه القابلة للنفاذ ومن جزء من الجسم إلى آخر من خلال عملية تسمى التناضح. التناضح هو في الأساس انتشار المياه من المناطق ذات التركيز العالي إلى المناطق ذات التركيز المنخفض، على طول التدرج الأسموزي عبر غشاء شبه منفذ. ونتيجة لذلك، سينتقل الماء إلى داخل وخارج الخلايا والأنسجة، اعتمادًا على التركيزات النسبية للمياه والمواد المذابة الموجودة هناك. يجب الحفاظ على توازن مناسب للمذيبات داخل وخارج الخلايا لضمان الوظيفة الطبيعية.

    محتوى الماء في الجسم

    يتكون البشر في الغالب من الماء، ويتراوح من حوالي 75 في المائة من كتلة الجسم عند الرضع إلى حوالي 50-60 في المائة لدى الرجال والنساء البالغين، إلى ما يصل إلى 45 في المائة في سن الشيخوخة. تتغير النسبة المئوية لمياه الجسم مع التطور، لأن نسب الجسم المعطاة لكل عضو والعضلات والدهون والعظام والأنسجة الأخرى تتغير من الطفولة إلى البلوغ (الشكل\(\PageIndex{1}\)). يحتوي الدماغ والكليتين على أعلى نسب من الماء، والتي تشكل 80-85 بالمائة من كتلهما. في المقابل، تحتوي الأسنان على أقل نسبة من الماء، بنسبة 8-10 بالمائة.

    الشكل\(\PageIndex{1}\): المحتوى المائي لأعضاء وأنسجة الجسم. يختلف محتوى الماء في أعضاء وأنسجة الجسم المختلفة، من أقل من 8 في المئة في الأسنان إلى ما يصل إلى 85 في المئة في الدماغ.

    حجرات السوائل

    يمكن مناقشة سوائل الجسم من حيث حجرة السوائل الخاصة بها، وهو موقع منفصل إلى حد كبير عن مقصورة أخرى بواسطة شكل من أشكال الحاجز المادي. حجرة السائل داخل الخلايا (ICF) هي النظام الذي يتضمن جميع السوائل المحاطة بالخلايا بواسطة أغشية البلازما. يحيط السائل خارج الخلية (ECF) بجميع خلايا الجسم. يحتوي السائل خارج الخلية على مكونين أساسيين: المكون السائل في الدم (يسمى البلازما) والسائل الخلالي (IF) الذي يحيط بجميع الخلايا غير الموجودة في الدم (الشكل\(\PageIndex{2}\)).

    الشكل\(\PageIndex{2}\): حجرات السوائل في جسم الإنسان. السائل داخل الخلايا (ICF) هو السائل داخل الخلايا. السائل الخلالي (IF) هو جزء من السائل خارج الخلية (ECF) بين الخلايا. بلازما الدم هي الجزء الثاني من ECF. تنتقل المواد بين الخلايا والبلازما في الشعيرات الدموية من خلال IF.

    سائل داخل الخلايا

    يقع ICF داخل الخلايا وهو المكون الرئيسي للسيتوسول/السيتوبلازم. يشكل ICF حوالي 60 بالمائة من إجمالي المياه في جسم الإنسان، وفي الذكور البالغين ذوي الحجم المتوسط، يمثل ICF حوالي 25 لترًا (سبعة غالونات) من السوائل (الشكل\(\PageIndex{3}\)). يميل حجم السائل هذا إلى الاستقرار الشديد، لأن كمية الماء في الخلايا الحية يتم تنظيمها عن كثب. إذا انخفضت كمية الماء داخل الخلية إلى قيمة منخفضة جدًا، يصبح السيتوسول مركزًا جدًا بالمذيبات بحيث لا يمكنه الاستمرار في الأنشطة الخلوية العادية؛ إذا دخل الكثير من الماء إلى الخلية، فقد تنفجر الخلية ويتم تدميرها.

    الشكل\(\PageIndex{3}\): رسم بياني دائري يوضح نسبة إجمالي سوائل الجسم في كل من حجرات السوائل في الجسم. معظم الماء في الجسم عبارة عن سائل داخل الخلايا. ثاني أكبر حجم هو السائل الخلالي، الذي يحيط بالخلايا التي ليست خلايا الدم.

    سائل خارج الخلية

    يمثل ECF الثلث الآخر من محتوى الماء في الجسم. تم العثور على ما يقرب من 20 بالمائة من ECF في البلازما. تنتقل البلازما عبر الجسم في الأوعية الدموية وتنقل مجموعة من المواد، بما في ذلك خلايا الدم والبروتينات (بما في ذلك عوامل التخثر والأجسام المضادة) والإلكتروليتات والمواد المغذية والغازات والنفايات. تنتقل الغازات والمواد المغذية والنفايات بين الشعيرات الدموية والخلايا من خلال IF. يتم فصل الخلايا عن IF بواسطة غشاء خلوي قابل للاختراق بشكل انتقائي يساعد على تنظيم مرور المواد بين IF وداخل الخلية.

    يحتوي الجسم على ECF آخر قائم على الماء. ويشمل ذلك السائل النخاعي الذي يغمر الدماغ والحبل الشوكي، واللمف، والسائل الزليلي في المفاصل، والسائل الجنبي في التجاويف الجنبية، والسائل التاموري في كيس القلب، والسائل البريتوني في التجويف البريتوني، والفكاهة المائية للعين. نظرًا لوجود هذه السوائل خارج الخلايا، تعتبر هذه السوائل أيضًا من مكونات حجرة ECF.

    تكوين سوائل الجسم

    تتشابه تركيبات مكوني ECF - Plasma و IF - مع بعضها البعض أكثر من أي منهما مع ICF (الشكل\(\PageIndex{4}\)). تحتوي بلازما الدم على تركيزات عالية من الصوديوم والكلوريد والبيكربونات والبروتين. يحتوي IF على تركيزات عالية من الصوديوم والكلوريد والبيكربونات، ولكنه يحتوي على تركيز أقل نسبيًا من البروتين. في المقابل، يحتوي ICF على كميات مرتفعة من البوتاسيوم والفوسفات والمغنيسيوم والبروتين. بشكل عام، يحتوي ICF على تركيزات عالية من البوتاسيوم والفوسفات (HPO 4 2-)، في حين تحتوي كل من البلازما و ECF على تركيزات عالية من الصوديوم والكلوريد.

    الشكل\(\PageIndex{4}\): تركيزات العناصر المختلفة في سوائل الجسم الرئيسية. يوضح الرسم البياني تكوين ICF و IF والبلازما. تتشابه تركيبات البلازما و IF مع بعضها البعض ولكنها تختلف تمامًا عن تكوين ICF.
    رموز QR التي تمثل عنوان URL
    شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد عن سوائل الجسم وحجرات السوائل والإلكتروليتات. عندما ينخفض حجم الدم بسبب التعرق، من أي مصدر يتم امتصاص الماء بالدم؟

    معظم سوائل الجسم محايدة في المسؤولية. وبالتالي، تتوازن الكاتيونات، أو الأيونات الموجبة الشحنة، والأنيونات، أو الأيونات سالبة الشحنة، في السوائل. كما هو موضح في الرسم البياني السابق، تتركز أيونات الصوديوم (Na +) وأيونات الكلوريد (Cl -) في ECF للجسم، بينما تتركز أيونات البوتاسيوم (K +) داخل الخلايا. على الرغم من أن الصوديوم والبوتاسيوم يمكن أن «يتسربا» من خلال «المسام» داخل وخارج الخلايا، على التوالي، فإن المستويات العالية من البوتاسيوم والمستويات المنخفضة من الصوديوم في ICF يتم الحفاظ عليها بواسطة مضخات الصوديوم والبوتاسيوم في أغشية الخلايا. تستخدم هذه المضخات الطاقة التي يوفرها ATP لضخ الصوديوم خارج الخلية والبوتاسيوم إلى الخلية (الشكل\(\PageIndex{5}\)).

    الشكل\(\PageIndex{5}\): مضخة الصوديوم والبوتاسيوم. يتم تشغيل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم بواسطة ATP لنقل الصوديوم من السيتوبلازم إلى ECF. تقوم المضخة أيضًا بنقل البوتاسيوم من ECF إلى السيتوبلازم. (الائتمان: تعديل العمل من قبل ماريانا رويز فياريال)

    حركة السوائل بين المقصورات

    يتسبب الضغط الهيدروستاتيكي، وهو القوة التي يمارسها السائل على الحائط، في حركة السائل بين المقصورات. الضغط الهيدروستاتيكي للدم هو الضغط الذي يمارسه الدم على جدران الأوعية الدموية عن طريق ضخ القلب. في الشعيرات الدموية، يكون الضغط الهيدروستاتيكي (المعروف أيضًا باسم ضغط الدم الشعري) أعلى من «الضغط الاسموزي الغرواني» المقابل في الدم - وهو ضغط «ثابت» ينتج أساسًا عن الألبومين المتداول - في الطرف الشرياني للشعيرات الدموية (الشكل\(\PageIndex{6}\)). يدفع هذا الضغط البلازما والمواد المغذية إلى الخروج من الشعيرات الدموية إلى الأنسجة المحيطة. تدخل السوائل والنفايات الخلوية في الأنسجة الشعيرات الدموية في نهاية الوريد، حيث يكون الضغط الهيدروستاتيكي أقل من الضغط الاسموزي في الوعاء. ضغط الترشيح يضغط السائل من البلازما في الدم إلى IF المحيط بخلايا الأنسجة. يتم تصريف السائل الفائض في الفضاء الخلالي الذي لا يتم إرجاعه مباشرة إلى الشعيرات الدموية من الأنسجة عن طريق الجهاز اللمفاوي، ثم يدخل مرة أخرى إلى نظام الأوعية الدموية في الأوردة تحت الترقوة.

    الشكل\(\PageIndex{7}\): الانتشار الميسر. تستخدم جزيئات الجلوكوز انتشارًا سهلًا للانتقال إلى أسفل تدرج التركيز عبر قنوات البروتين الحاملة في الغشاء. (الائتمان: تعديل العمل من قبل ماريانا رويز فياريال)
    اضطرابات...

    توازن السوائل: الوذمة

    الوذمة هي تراكم الماء الزائد في الأنسجة. وهو أكثر شيوعًا في الأنسجة الرخوة للأطراف. تشمل الأسباب الفسيولوجية للوذمة تسرب المياه من الشعيرات الدموية. تحدث الوذمة دائمًا تقريبًا بسبب حالة طبية كامنة، أو عن طريق استخدام بعض الأدوية العلاجية، أو الحمل، أو الإصابة الموضعية، أو رد الفعل التحسسي. في الأطراف، تشمل أعراض الوذمة تورم الأنسجة تحت الجلد، وزيادة الحجم الطبيعي للطرف، والجلد المشدود والمشدود. إحدى الطرق السريعة للتحقق من الوذمة تحت الجلد الموضعية في أحد الأطراف هي الضغط بإصبع على المنطقة المشتبه بها. من المحتمل حدوث الوذمة إذا استمر الاكتئاب لعدة ثوانٍ بعد إزالة الإصبع (وهو ما يسمى «التنقر»).

    الوذمة الرئوية هي السوائل الزائدة في الأكياس الهوائية للرئتين، وهي أحد الأعراض الشائعة لفشل القلب و/أو الفشل الكلوي. من المرجح أن يعاني الأشخاص المصابون بالوذمة الرئوية من صعوبة في التنفس، وقد يعانون من ألم في الصدر. يمكن أن تكون الوذمة الرئوية مهددة للحياة، لأنها تضر بتبادل الغازات في الرئتين، ويجب على أي شخص تظهر عليه الأعراض طلب الرعاية الطبية على الفور.

    في الوذمة الرئوية الناتجة عن فشل القلب، يحدث تسرب مفرط للمياه بسبب «تراكم» السوائل في الشعيرات الدموية الرئوية للرئتين، عندما يكون البطين الأيسر للقلب غير قادر على ضخ كمية كافية من الدم إلى الدورة الدموية الجهازية. نظرًا لأن الجانب الأيسر من القلب غير قادر على ضخ حجمه الطبيعي من الدم، فإن الدم في الدورة الدموية الرئوية يصبح «احتياطيًا»، بدءًا من الأذين الأيسر، ثم إلى الأوردة الرئوية، ثم إلى الشعيرات الدموية الرئوية. يؤدي الضغط الهيدروستاتيكي الناتج داخل الشعيرات الدموية الرئوية، حيث لا يزال الدم يدخل من الشرايين الرئوية، إلى إخراج السوائل منها إلى أنسجة الرئة.

    تشمل الأسباب الأخرى للوذمة تلف الأوعية الدموية و/أو الأوعية اللمفاوية، أو انخفاض الضغط التناضحي في أمراض الكبد المزمنة والشديدة، حيث يكون الكبد غير قادر على تصنيع بروتينات البلازما (الشكل\(\PageIndex{8}\)). يؤدي انخفاض المستويات الطبيعية لبروتينات البلازما إلى انخفاض الضغط الاسموزي الغرواني (الذي يوازن الضغط الهيدروستاتيكي) في الشعيرات الدموية. تتسبب هذه العملية في فقدان الماء من الدم إلى الأنسجة المحيطة، مما يؤدي إلى الوذمة.

    الشكل\(\PageIndex{8}\): الوذمة. يمكن أن يتسبب رد الفعل التحسسي في تسرب الشعيرات الدموية في اليد إلى السوائل الزائدة التي تتراكم في الأنسجة. (تصوير: جين ويتني)

    قد تحدث الوذمة الخفيفة والعابرة للقدمين والساقين بسبب الجلوس أو الوقوف في نفس الوضع لفترات طويلة من الزمن، كما هو الحال في عمل جامع الرسوم أو أمين الصندوق في السوبر ماركت. وذلك لأن الأوردة العميقة في الأطراف السفلية تعتمد على تقلصات العضلات الهيكلية للضغط على الأوردة وبالتالي «ضخ» الدم مرة أخرى إلى القلب. وإلا فإن الدم الوريدي يتجمع في الأطراف السفلية ويمكن أن يتسرب إلى الأنسجة المحيطة.

    تشمل الأدوية التي يمكن أن تؤدي إلى الوذمة موسعات الأوعية الدموية وحاصرات قنوات الكالسيوم المستخدمة لعلاج ارتفاع ضغط الدم والأدوية غير الستيرويدية المضادة للالتهابات وعلاجات الإستروجين وبعض أدوية السكري. تشمل الحالات الطبية الأساسية التي يمكن أن تساهم في الوذمة فشل القلب الاحتقاني وتلف الكلى وأمراض الكلى والاضطرابات التي تؤثر على عروق الساقين وتليف الكبد واضطرابات الكبد الأخرى.

    عادةً ما يركز علاج الوذمة على القضاء على السبب. تشمل الأنشطة التي يمكن أن تقلل من آثار الحالة التمارين المناسبة للحفاظ على تدفق الدم واللمف عبر المناطق المصابة. تشمل العلاجات الأخرى رفع الجزء المصاب للمساعدة في تصريف وتدليك وضغط المناطق لإخراج السائل من الأنسجة، وتقليل تناول الملح لتقليل احتباس الصوديوم والماء.

    مراجعة الفصل

    يتكون جسمك في الغالب من الماء. سوائل الجسم عبارة عن محاليل مائية بتركيزات مختلفة من المواد تسمى المواد المذابة. يجب الحفاظ على توازن مناسب بين الماء وتركيزات المذاب لضمان الوظائف الخلوية. إذا أصبح السيتوسول شديد التركيز بسبب فقدان الماء، تتدهور وظائف الخلية. إذا أصبح السيتوسول مخففًا جدًا بسبب تناول الخلايا للماء، فقد تتلف أغشية الخلايا، ويمكن أن تنفجر الخلية. الضغط الهيدروستاتيكي هو القوة التي يمارسها السائل على الحائط ويسبب حركة السائل بين المقصورات. يمكن أن ينتقل السائل أيضًا بين المقصورات على طول التدرج التناضحي. تتطلب عمليات النقل النشطة من ATP نقل بعض المواد المذابة مقابل تدرجات تركيزها بين المقصورات. يعتمد النقل السلبي للجزيء أو الأيون على قدرته على المرور بسهولة عبر الغشاء، فضلاً عن وجود تدرج تركيز مرتفع إلى منخفض.

    أسئلة الرابط التفاعلي

    س: شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد عن سوائل الجسم وحجرات السوائل والإلكتروليتات. عندما ينخفض حجم الدم بسبب التعرق، من أي مصدر يتم امتصاص الماء بالدم؟

    الإجابة: السائل الخلالي (IF).

    س: شاهد هذا الفيديو لمشاهدة شرح لديناميات السوائل في مقصورات الجسم. ماذا يحدث في الأنسجة عندما يكون ضغط الدم الشعري أقل من الضغط الأسموزي؟

    الإجابة: يدخل السائل الشعيرات الدموية من المساحات الخلالية.

    مراجعة الأسئلة

    يساهم Q. المذاب في حركة الماء بين الخلايا والوسط المحيط بمقدار ________.

    أ. الضغط الاسموزي

    ب. الضغط الهيدروستاتيكي

    جيم - الحركة البراونية

    د. حركة عشوائية

    الإجابة: أ

    س: يحتوي الكاتيون على تكلفة (n) ________.

    أ. محايد

    ب. إيجابي

    ج. بالتناوب

    د. سلبي

    الإجابة: ب

    س: السائل الخلالي (IF) هو ________.

    أ. السائل الموجود في العصارة الخلوية للخلايا

    B. مكون السوائل في الدم

    C. السائل الذي يغمر جميع خلايا الجسم باستثناء خلايا الدم

    D. السوائل داخل الخلايا الموجودة بين الأغشية

    الإجابة: ج

    أسئلة التفكير النقدي

    س: تحتوي البلازما على صوديوم أكثر من الكلوريد. كيف يمكن أن يحدث ذلك إذا كانت أيونات الصوديوم والكلوريد تتوازن تمامًا مع بعضها البعض، وكانت البلازما محايدة كهربائيًا؟

    ج: هناك جزيئات إضافية سالبة الشحنة في البلازما إلى جانب الكلوريد. يقوم الصوديوم الإضافي بموازنة إجمالي الشحنات السالبة.

    س: كيف يتم نقل السائل من مقصورة إلى أخرى؟

    A. يتم تحريك السائل عن طريق مزيج من الضغوط الاسموزية والهيدروستاتيكية. ينتج الضغط الاسموزي عن الاختلافات في تركيزات المذاب عبر أغشية الخلايا. ينتج الضغط الهيدروستاتيكي عن ضغط الدم عند دخوله إلى نظام الشعيرات الدموية، مما يدفع بعض السوائل إلى الخروج من الوعاء إلى الأنسجة المحيطة.

    مسرد المصطلحات

    السائل خارج الخلية (ECF)
    السائل الخارجي للخلايا؛ يشمل السائل الخلالي وبلازما الدم والسوائل الموجودة في الخزانات الأخرى في الجسم
    مقصورة السوائل
    يشكل السائل داخل جميع خلايا الجسم نظامًا مقصورًا منفصلاً إلى حد كبير عن الأنظمة الأخرى
    الضغط الهيدروستاتيكي
    الضغط الذي يمارسه السائل على الحائط، بسبب وزنه أو قوة الضخ
    السائل الخلالي (IF)
    السائل في المساحات الصغيرة بين الخلايا غير الموجودة داخل الأوعية الدموية
    السائل داخل الخلايا (ICF)
    سائل في العصارة الخلوية للخلايا