خوش آمدید - امروز : سه شنبه ۱۶ آذر ۱۳۹۵
خانه » علمی » تحقیق درباره مایعات داخل و خارج سلولی
تحقیق درباره مایعات داخل و خارج سلولی

تحقیق درباره مایعات داخل و خارج سلولی

مایع سلولی

 

مایع داخل سلولی / Intracellular Fluid Compartment

حدود ۲۸ لیتر از ۴۲ لیتر مایع بدن درون ۱۰۰ تریلیون سلول آن قرار دارد و به کل آن مایع داخل سلولی می گویند. لذا مایع داخل سلولی حدود ۴۰ درصد از وزن بدن یک مرد متوسط را تشکیل می دهد. ترکیب اجزای مختلف درون هر سلول مخصوص همان سلول است اما غلظت این مواد در سلول های مختلف شبیه هم است.

 

مایع خارج سلولی / extracellular fluid compartment

به مجموعه تمام مایعات بیرون از سلول ها ٬ مایع خارج سلولی می گویند. مجموع این مایعات حدود ۲۰ درصد از وزن بدن را تشکیل می دهد. دو بخش عمده ی مایع خارج سلولی عبارتند از مایع میان بافتی که حدود سه چهارم مایع خارج سلولی را تشکیل می دهد و پلاسما که حدود یک چهارم مایع خارج سلولی را تشکیل می دهد. پلاسما همان قسمت غیر سلولی خون است که همواره از طریق منافذ غشای مویرگ ها با مایع میان بافتی در ارتباط می باشد. نفوذپذیری این منافذ تقریبا نسبت به تمام مواد محلول در مایع خارج سلولی به جز پروتئین ها زیاد است. بنابراین مایعات خارج سلولی پیوسته در حال اختلاط هستند به طوری که ترکیب پلاسما و مایعات میان بافتی تقریبا یکسان است جز پروتئین ها که غلظت آنها در پلاسما بیشتر است.

 

حجم خون / blood volume

خون هم حاوی مایع خارج سلولی است (مایع پلاسما) و هم حاوی مایع داخل سلولی(مایع درون گلبول های قرمز) ٬ اما خون را یک بخش مجزای مایع در نظر می گیرند زیرا محفظه ای خاص خود دارد که همان دستگاه گردش خون است. حجم خون نقش بسیار مهمی در کنترل پویای قلب و عروق دارد.

 

متوسط حجم خون در بالغین سالم حدود ۷ درصد وزن بدن یا حدود ۵ لیتر است. حدود ۶۰ درصد خون را پلاسما و ۴۰ درصد آن را گلبول های قرمز تشکیل می دهد اما این مقادیر در افراد مختلف بسته به جنس ٬ وزن و سایر عوامل تا حد چشمگیری متفاوت است.

 

مایعات درون سلولی

 

حجم مایع داخل سلولی

حجم مایع داخل سلولی از تفاضل حجم مایع خارج سلولی از آب کل بدن بدست می آید.

 

حجم مایع میان بافتی

حجم مایع میان بافتی از تفاضل حجم پلاسما از حجم مایع خارج سلولی بدست می آید.

 

اجزای مایع داخل سلولی / constituents of the intracellular fluid

مایع داخل سلولی به وسیله ی غشای سلولی از مایع خارج سلولی جدا شده است. این غشا نسبت به آب بسیار نفوذپذیر و نسبت به اکثر الکترولیت های بدن نفوذ ناپذیر است. مایع داخل سلولی برخلاف مایع خارج سلولی حاوی تنها مقدار کمی یون سدیم و کلر است و تقریبا فاقد یون کلسیم می باشد. در عوض این مایع حاوی مقادیر زیادی یون پتاسیم و فسفات به همراه مقادیر متوسط یونهای منیزیم و سولفات است که غلظت تمام آنها در مایع خارج سلولی کم است. ضمنا سلول ها حاوی مقادیر زیادی پروتئین هستند یعنی تقریبا ۴ برابر پروتئین پلاسما.

 

اسمز و فشار اسمزی / osmosis and osmotic pressure

به انتشار مفید آب از یک ناحیه ی غلیظ از آب به ناحیه ای با غلظت کمتر آب ٬ اسمز می گویند.

باتوجه به این که غشای سلول نسبت به اکثر مواد حل شدنی نسبتا نفوذناپذیر و نسبت به آب بسیار نفوذپذیر است(یعنی نفوذپذیر انتخابی)  ٬هرگاه غلظت یک ماده ی حل شدنی در یک طرف غشا بیشتر باشد ٬ آب از طریق غشا به سمت ناحیه ی غلیظتر از نظر ماده حل شدنی منتشر می شود.

 

رابطه ی میان مول ها و اسمول ها

باتوجه به این که غلظت آب در یک محلول به تعداد ذرات ماده حل شدنی در محلول بستگی دارد ٬ برای بیان غلظت کل ذرات حل شده صرفنطر از ترکیب واقعی آنها به یک نامگذاری مشخص نیاز داریم. تعداد کل ذرات یک محلول را بر حسب اسمول اندازه می گیرند. هر اسمول(osm) معادل یک مول از ذرات حل شده است. بنابراین محلولی که حاوی یک مول گلوکز در هر لیتر باشد غلظت ۱ osm/lit دارد. اگر مولکولی به دو یون تفکیک شود محلول ۱ mol/lit آن غلظت اسمزی معادل ۲ osm/lit خواهد داشت. به همین ترتیب ۱ مول از مولکولی که به سه یون تفکیک می شود غلظت اسمزی معادل ۳ osm/lit خواهد داشت. لذا واژه ی اسمول نمایانگر تعداد ذرات محلول است که از نظر اسمزی فعال هستند نه غلظت مولی. اصولا برای بیان فعالیت اسمزی مواد حل شدنی در مایعات بدن ٬ اسمول واحدی بیش از حد بزرگ است. بنابراین معمولا از میلی اسمول(mOsm) استفاده می کنند که یک هزارم اسمول است.

 

اسمولالیته و اسمولاریته/ osmolarity and osmolality

هنگامی که غلظت را به صورت اسمول در هر کیلوگرم آب بیان می کنیم ٬ غلظت اسمولی محلول اسمولالیته نام دارد اما اگر غلظت را به صورت اسمول در هر لیتر محلول بیان کنیم ٬ نام آن اسمولاریته خواهد بود. در محلول های رقیق مثل مایعات بدن می توان این دو اصطلاح را تقریبا یکی گرفت ٬ زیرا تفاوت کمی باهم دارند. در بیشتر موارد بیان مقدار مایعات بدن برحسب لیتر آسانتر از بیان آنها برحسب کیلوگرم آب است لذا اکثر محاسبات بالینی برحسب اسمولاریته هستند نه اسمولالیته.

 

مایعات سلولی

 

مایعات ایزوتونیک ٬ هیپوتونیک و هیپرتونیک / isotonic, hypotonic, hypertonic fluids

اگر سلول را در محلولی از ماده غیر نافذ با اسمولاریته ی ۲۸۲ mOsm/lit قرار دهیم ٬ سلول ها نه چروکیده می شوند و نه متورم زیرا غلظت آب در مایعات داخل و خارج سلول برابر است و مواد حل شدنی نمی توانند به سلول وارد یا از آن خارج شوند. به چنین محلولی ایزوتونیک(isotonic) می گویند زیرا نه باعث تورم سلول ها می شود نه سبب چروکیدگی آنها. محلول ۰٫۹ درصد کلرید سدیم و محلول ۵ درصد گلوکز نمونه هایی از محلول های ایزوتونیک هستند. این محلول ها در طب بالینی مهم هستند زیرا می توان آنها را به درون خون تزریق کرد بدون آنکه تعادل اسمزی بین مایعات داخل و خارج سلول را به هم بزنند.

 

اگر سلول را در محلولی هیپوتونیک(hypotonic) قرار دهیم که غلظت مواد غیر نافذ آن کمتر از ۲۸۲ mOsm/lit باشد آب به درون سلول منتشر خواهد شد و آن را متورم خواهد کرد ٬ آب پیوسته به درون سلول منتشر می شود و ضمن رقیق سازی مایع داخل سلولی ٬ مایع خارج سلولی را غلیظ خواهد کرد ؛ این اتفاق تا زمانی ادامه می یابد که اسمولاریته در محلول تقریبا برابر شود. محلول های کلرید سدیم با غلظت کمتر از ۰٫۹ درصد هیپوتونیک هستند و سلول را متورم می سازند.

 

اگر سلول را در محلولی هیپرتونیک(hypertonic) که غلظت مواد غیر نافذ آن بیشتر است قرار دهیم ٬ آب از سلول وارد مایع خارج سلولی خواهد شد و ضمن تغلیظ مایع داخل سلولی ٬ مایع خارج سلولی را رقیق خواهد کرد. در این مورد سلول چروکیده خواهد شد تا این که غلظت دو طرف برابر شود. محلول های کلرید سدیم با غلظت بیشتر از ۰٫۹ درصد هیپرتونیک هستند.

 

مایعات ایزوسموتیک ٬ هیپراسموتیک و هیپواسموتیک

اصطلاحات ایزوتونیک ٬ هیپوتونیک و هیپرتونیک براین مطلب دلالت می کنند که آیا محلول مورد نظر باعث تغییر حجم سلول خواهد شد یا نه. تونیسیته ی محلول ها به غلظت مواد غیر نافذ آنها بستگی دارد اما برخی از مواد حل شدنی می توانند از غشای سلول عبور کنند. اگر اسمولاریته ی محلول یا سلول یکی باشد ٬ صرفنظر از این که مواد محلول آن می توانند از غشای سلول بگذرند یا نه به آن ایزوسموتیک(isosmotic) می گویند. اصطلاحات هیپراسموتیک و هیپواسموتیک برای محلول هایی به کار می روند که به ترتیب اسمولاریته بیشتر یا کمتر نسبت به مایع طبیعی خارج سلولی دارند صرفنظر از این که مواد حل شده می توانند از غشای سلول بگذرند یا نه.

 

مواد بسیار نافذ مثل اوره می توانند باعث جابجایی موقت مایع بین بخش های داخل و خارج سلولی شوند اما اگر زمان کافی وجود داشته باشد ٬ نهایتا غلظت آنها در دو بخش باهم برابر می شود لذا این مواد در شرایط پایدار تاثیری ناچیز بر حجم داخل سلولی دارند.

 

تعادل اسمزی میان مایعات داخل و خارج سلولی به سرعت برقرار می گردد. انتقال مایع از غشای سلول چنان سریع صورت می گیرد که معمولا هرگونه اختلاف بین اسمولاریته این دو بخش ظرف ثانیه ها یا حداکثر دقایق بعد برطرف می شود. مفهوم جابجایی سریع آب از غشای سلول این نیست که تعادل کامل بین بخش های داخل و خارج سلولی کل بدن نیز ظرف همان زمان کوتاه برقرار می شود زیرا معمولا مایع از طریق روده ها وارد بدن می گردد و پیش از برقراری تعادل کامل اسمزی باید به وسیله ی خون به تمام بافت ها برسد. تعادل اسمزی معمولا حدود ۳۰ دقیقه پس از نوشیدن آب در تمام مناطق بدن برقرار می شود.

 

حجم و اسمولاریته ی مایعات داخل و خارج سلولی در حالات غیرطبیعی

برخی عوامل که می توانند حجم های داخل و خارج سلولی را به شدت تغییر دهند عبارتند از:

مصرف آب ٬ دهیدراتاسیون ٬ تزریق داخل وریدی انواع مختلف محلول ها ٬ دفع مقادیر زیاد مایع از دستگاه گوارش ٬ دفع غیر طبیعی مایع با عرق یا از راه کلیه ها.

 

با در نظر داشتن اصول زیر هم می توان تغییرات مایعات داخل و خارج سلولی را حساب کرد و هم درمان های لازم را شروع کرد:

۱- آب به سرعت از غشای سلول می گذرد ؛ لذا اسمولاریته ی مایعات داخل و خارج سلولی جز در چند دقیقه نخست پس از تغییر در هر یک از دو بخش تقریبا برابر می ماند.

۲- غشای سلول نسبت به بسیاری از مواد تقریبا به طور کامل نفوذناپذیر است ؛ بنابراین اگر ماده ای به بخش خارج سلولی افزوده نشود یا از آن خارج نگردد تعداد اسمول های مایعات داخل و خارج سلولی عموما ثابت خواهد ماند.

 

اختلالات بالینی تنظیم درجه حجم مایعات ؛ هیپوناترمی و هیپرناترمی

غالبا غلظت سدیم پلاسما اولین سنجشی است که پزشک می تواند به آسانی برای ارزیابی وضعیت مایعات بیمار انجام دهد. معمولا اسمولاریته پلاسما را اندازه گیری نمی کنند اما باتوجه به این که سدیم و آنیون های همراه آن (عمدتا کلر) بیش از ۹۰ درصد از مواد حل شدنی مایع خارج سلولی را تشکیل می دهند ٬ در بسیاری از شرایط می توان غلظت سدیم پلاسما را معرف قابل قبولی از اسمولاریته ی پلاسما در نظر گرفت. اگر غلظت سدیم پلاسما کمتر از حد طبیعی (کمتر از حدود ۱۴۲ mEq/lit) باشد می گویند فرد دچار هیپوناترمی(hyponatremia) است.

 

اگر غلظت سدیم پلاسما به بیشتر از حد طبیعی برسد فرد دچار هیپرناترمی(hypernatremia) است.

 

علل هیپوناترمی / Hyponatremia

کاهش غلظت سدیم پلاسما می تواند ناشی از دفع کلرید سدیم مایع خارج سلولی یا افزودن آب اضافی به مایع خارج سلولی باشد. معمولا از دست رفتن کلرید سدیم باعث هیپوناترمی – کم آبی(دهیدراتاسیون) می شود و با کاهش حجم مایع خارج سلولی همراه است. برخی از شرایطی که می توانند با دفع کلرید سدیم سبب هیپوناترمی شوند عبارتند از اسهال و استفراغ.

 

مصرف بیش از حد دیورتیک هایی که مانع از نگهداری سدیم در کلیه ها می شوند و نیز برخی بیماری های خاص کلیه که در آنها سدیم از دست می رود نیز می تواند باعث درجات متوسط هیپوناترمی شود. بالاخره در بیماری آدیسون هم که بر اثر کاهش ترشح هورمون آلدوسترون ایجاد می شود توان کلیه ها در بازجذب سدیم کاهش می یابد و این می تواند هیپوناترمی متوسط پدید آورد.

 

احتباس آب اضافی هم با رقیق کردن سدیم مایع خارج سلولی می تواند سبب هیپوناترمی شود که به آن هیپوناترمی-پرآبی(hyponatremia-overhydration) می گویند. مثلا ترشح مازاد هورمون آنتی دیورتیک سبب افزایش بازجذب آب در توبول های کلیه می شود و می تواند منجر به هیپوناترمی و پرآبی گردد.

 

عواقب هیپوناترمی

تغییرات سریع حجم سلولی بر اثر هیپوناترمی می تواند اثراتی عمیق بر عملکرد بافت ها و اعضا داشته باشد به ویژه در مغز. مثلا افت سریع غلظت سدیم پلاسما می تواند موجب ادم سلول های مغزی و علایم عصبی شامل سردرد ٬ تهوع ٬ خواب آلودگی و عدم درک موقعیت (disorientation) شود. اگر غلظت سدیم پلاسما به سرعت به کمتر از ۱۱۵-۱۲۰ mmol/L برسد ٬ تورم مغزی می تواند به تشنج ٬ اغما ٬ آسیب ماندگار مغز و مرگ بیانجامد. باتوجه به سفتی جمجمه ٬ زمانی که افزایش حجم مغز از حدود ۱۰ درصد فراتر رود مغز به سوی گردن رانده می شود(فتق herniation) ٬ که می تواند منجر به آسیب ماندگار مغز و مرگ شود.

 

اگر هیپوناترمی طی چند روز ایجاد شود مغز و بافت های دیگر با انتقال سدیم ٬ کلر و پتاسیم و سایر حل شدنی های آلی مانند گلوتامات از سلول ها به درون بخش خارج سلولی به آن پاسخ می دهند. بدین ترتیب جریان اسمزی آب به درون سلول ها و تورم بافت ها کمتر می شود. البته انتقال مواد حل شدنی از سلول ها طی هیپوناترمی ٬ در صورت اصلاح خیلی سریع هیپوناترمی می تواند مغز را مستعد آسیب سازد. اگر محلول های هیپوتونیک برای اصلاح هیپوناترمی به سرعت تجویز شوند ٬ ممکن است مغز نتواند با همان سرعت حل شدنی های از دست داده سلولی را بازیابد که این می تواند به آسیب اسمزی نورون ها همراه با دمیلیناسیون شود. برای پرهیز از دمیلیناسیون اسمزی نورون ها می توان اصلاح هیپوناترمی مزمن را به ۱۰-۱۲ mmol/L طی ۲۴ ساعت و ۱۸ mmol/L طی ۴۸ ساعت محدود ساخت. این سرعت کند اصلاح به مغز اجازه می دهد تا اسمول های از دست داده بر اثر سازگاری با هیپوناترمی مزمن را بازیابد.

 

هیپوناترمی شایع ترین اختلال الکترولیتی در طب بالینی است و می تواند تا در ۱۵-۲۵ درصد بیماران بستری دیده شود.

 

علل هیپرناترمی / Hypernatremia

افزایش غلظت سدیم پلاسما که باعث افزایش اسمولاریته نیز می شود دو علت می تواند داشته باشد :

۱- از دست رفتن آب از مایع خارج سلولی که یون سدیم را تغلیظ می کنند

۲- سدیم اضافی در مایع خارج سلولی

 

اگر افت اولیه ی آب مایع خارج سلولی وجود داشته باشد ٬ هیپرناترمی- کمی آبی ایجاد می شود. این حالت می تواند ناشی از ناتوانی ترشح هورمون آنتی دیورتیک باشد که برای حفظ آب در کلیه ها ضروری است. نتیجه فقدان هورمون آنتی دیورتیک این است که کلیه ها مقدار زیادی ادرار رقیق دفع می کنند(اختلالی موسوم به دیابت بی مزه diabetes insipidus) و دهیدراتاسیون و افزایش غلظت کلرید سدیم در مایع خارج سلولی ایجاد می گردد. در برخی از بیماری های کلیوی هم کلیه ها نمی توانند به هورمون آنتی دیورتیک پاسخ دهند و لذا نوع کلیوی دیابت بی مزه پدید می آید. یکی از علل شایع تر هیپرناترمی همراه با کاهش حجم مایع خارج سلولی عبارتست از دهیدراتاسیون ناشی از کاستی دریافت آب نسبت به دفع آن که مثلا بر اثر تعریق هنگام فعالیت شدید پیش می آید.

 

افزودن کلرید سدیم اضافی به مایع خارج سلولی هم می تواند سبب هیپرناترمی شود. اینحالت غالبا سبب هیپرناترمی-پرآبی می گردد. زیرا معمولا وجود کلرید سدیم اضافی در خارج سلول حداقل با درجاتی از احتباس کلیوی آب نیز همراه است. مثلا ترشح بیش از حد هورمون آلدوسترون که سدیم را در بدن نگاه می دارد می تواند سبب هیپرناترمی و پرآبی خفیف گردد. علت خفیف بودن این گونه هیپرناترمی آن است که افزایش ترشح آلدوسترون سبب بازجذب بیشتر آب و سدیم در کلیه ها می شود.

 

لذا جهت تحلیل اختلالات غلظت سدیم پلاسما و تصمیم گیری در مورد درمان صحیح ابتدا لازم است مشخص کنیم که اختلال ایجاد شده حاصل دفع یا دریافت اولیه سدیم است یا حاصل دفع یا دریافت اولیه آب.

 

عواقب هیپرناترمی

شیوع هیپرناترمی بسیار کمتر از هیپوناترمی است و علایم شدید در آن تنها با افزایش زیاد غلظت سدیم پلاسما تا بالاتر از ۱۵۸-۱۶۰ mmol/L رخ می دهد. یکی از دلایل این امر آن است که هیپرناترمی تشنگی شدید را برمی انگیزد که پلاسما و مایع خارج سلولی را از افزایش زیاد سدیم حفاظت می کند. البته هیپوناترمی می تواند در مبتلایان به ضایعات هیپوتالاموس که حس تشنگی آنها مختل شده ٬ در نوزادانی که ممکن است دسترسی آسان به آب نداشته باشند یا در سالمندانی که وضعیت روانی خوبی ندارند می تواند دیده شود.

 

برای اصلاح هیپرناترمی می توان محلول کلرید سدیم هیپواسمزی یا دکستران تجویز کرد. البته در بیماران دچار افزایش مزمن غلظت سدیم پلاسما بهتر است هیپرناترمی به کندی اصلاح گردد زیرا هیپرناترمی هم مکانیسم هایی دفاعی را تحریک می کند که از سلول در برابر تغییرات حجم حفاظت می کنند. این مکانیسم های دفاعی برعکس آنهایی هستند که در هیپوناترمی اتفاق می افتند و شامل مکانیسم های افزاینده ی غلظت سدیم و سایر حل شدنی های داخل سلولی می باشد.

اشتراک گذاری مطلب

تاکنون یک نظر ثبت شده است.

  1. سلام,,ممنون عالی بود.

ایمیل شما آشکار نمی شود

نوشتن دیدگاه

تمام حقوق مادی , معنوی , مطالب و طرح قالب برای این سایت محفوظ است - طراحی شده توسط پارس تمز