Vücut Sıvıları ve Sıvı Bölmeleri

Yaşamın kimyasal tepkimeleri sulu çözeltilerde gerçekleşir. Bir çözeltideki çözünmüş maddelere çözünen denir. İnsan vücudunda çözünen maddeler vücudun farklı bölgelerine göre değişmekle birlikte, yağları, karbonhidratları ve çok önemli olarak elektrolitleri taşıyanlar da dahil olmak üzere proteinleri içerebilir. Tıpta genellikle, elektrik yükü (bir iyon) taşıyan bir tuzdan ayrışmış bir mineral elektrolit olarak adlandırılır. Örneğin, sodyum iyonları (Na+) ve klorür iyonları (Cl-) genellikle elektrolit olarak adlandırılır.

Vücutta su, hücrelerin yarı geçirgen zarlarından geçerek ve ozmoz adı verilen bir süreçle vücudun bir bölümünden diğerine hareket eder. Osmoz, temel olarak suyun yarı geçirgen bir zar boyunca ozmotik bir gradyan boyunca daha yüksek su konsantrasyonuna sahip bölgelerden daha düşük su konsantrasyonuna sahip bölgelere difüzyonudur. Sonuç olarak su, orada bulunan su ve çözünen maddelerin göreceli konsantrasyonlarına bağlı olarak hücrelerin ve dokuların içine ve dışına hareket edecektir. Normal işlevi sağlamak için hücrelerin içinde ve dışında uygun bir solüt dengesi korunmalıdır.

Vücut Su İçeriği

İnsanlar çoğunlukla sudur; bebeklerde vücut kütlesinin yaklaşık yüzde 75'inden yetişkinlerde yaklaşık yüzde 50-60'ına, yaşlılıkta ise yüzde 45'ine kadar değişir. Vücut suyunun yüzdesi gelişimle birlikte değişir, çünkü her organa ve kaslara, yağa, kemiğe ve diğer dokulara verilen vücut oranları bebeklikten yetişkinliğe değişir (aşağıdaki şekil). Beyniniz ve böbrekleriniz, kütlelerinin yüzde 80-85'ini oluşturan en yüksek su oranına sahiptir. Buna karşılık, dişler yüzde 8-10 ile en düşük su oranına sahiptir.

This illustration shows a silhouette of a human body with various organs highlighted. The percent of water contained in each organ is given. The brain typically contains 80% to 85% water, teeth contain 8% to 10% water, a single lung contains 75% to 80% water, the heart contains 75% to 80% water, the bones contain 20% to 25% water, the liver contains 70% to 75% water, the kidneys contain 80% to 85% water, the skin contains 70% to 75% water and the muscles also contain 70% to 75% water.

Vücudun Organ ve Dokularının Su İçeriği Su içeriği farklı vücut organ ve dokularında, dişlerde yüzde 8 gibi düşük bir orandan beyinde yüzde 85 gibi yüksek bir orana kadar değişkenlik gösterir.

Sıvı Bölmeleri

Vücut sıvıları, bir tür fiziksel bariyerle başka bir bölmeden büyük ölçüde ayrılan bir konum olan spesifik sıvı bölmeleri açısından tartışılabilir. Hücre içi sıvı (ICF) bölmesi, hücrelerin plazma zarları tarafından çevrelenen tüm sıvıları içeren sistemdir. Hücre dışı sıvı (ECF) vücuttaki tüm hücreleri çevreler. Ekstraselüler sıvının iki ana bileşeni vardır: kanın sıvı bileşeni (plazma olarak adlandırılır) ve kanda bulunmayan tüm hücreleri çevreleyen interstisyel sıvı (IF) (aşağıdaki şekil).

This diagram shows a small blood vessel surrounded by several body cells. The fluid between the body cells is the interstitial fluid (IF), which is a type of extracellular fluid (ECF). The fluid in the blood vessel is also an example of extracellular fluid. The fluid in the cytoplasm of each body cell is intracellular fluid, or ICF.

İnsan Vücudundaki Sıvı Bölmeleri Hücre içi sıvı (ICF) hücrelerin içindeki sıvıdır. İnterstisyel sıvı (IF), hücreler arasındaki ekstraselüler sıvının (ECF) bir parçasıdır. Kan plazması ECF'nin ikinci kısmıdır. Materyaller, hücreler ve plazma arasında İF aracılığıyla kılcal damarlarda hareket eder.

Hücre İçi Sıvı

ICF hücrelerin içinde yer alır ve sitozol/sitoplazmanın ana bileşenidir. ICF insan vücudundaki toplam suyun yaklaşık yüzde 60'ını oluşturur ve ortalama büyüklükteki yetişkin bir erkekte ICF yaklaşık 25 litre (yedi galon) sıvıya karşılık gelir (aşağıdaki şekil). Bu sıvı hacmi çok kararlı olma eğilimindedir, çünkü canlı hücrelerdeki su miktarı sıkı düzenlenir. Bir hücrenin içindeki su miktarı çok düşük bir değere düşerse, sitozol normal hücresel faaliyetleri sürdüremeyecek kadar solütlerle konsantre hale gelir; bir hücreye çok fazla su girerse, hücre patlayabilir ve yok olabilir.

This pie chart shows that about 55% of water in the human body is intracellular fluid. About 30% of the water in the human body is interstitial fluid. Most of the remaining 15% of water is plasma, along with a small percentage labeled “other fluid”.

Vücudun Sıvı Bölmelerinin Her Birindeki Toplam Vücut Sıvısının Oranını Gösteren Pasta Grafik Vücuttaki suyun çoğu hücre içi sıvıdır. İkinci en büyük hacim, kan hücresi olmayan hücreleri çevreleyen interstisyel sıvıdır.

Hücre Dışı Sıvı

ECF vücudun su içeriğinin diğer üçte birini oluşturur. ECF'nin yaklaşık yüzde 20'si plazmada bulunur. Plazma kan damarlarında vücutta dolaşır ve kan hücreleri, proteinler (pıhtılaşma faktörleri ve antikorlar dahil), elektrolitler, besinler, gazlar ve atıklar dahil olmak üzere bir dizi materyali taşır. Gazlar, besinler ve atık maddeler IF aracılığıyla kılcal damarlar ve hücreler arasında hareket eder. Hücreler, IF ile hücrenin içi arasındaki materyal geçişini düzenlemeye yardımcı olan seçici olarak geçirgen bir hücre zarı ile IF'den ayrılır.

Vücudun su bazlı başka ECF'leri de vardır. Bunlar arasında beyin ve omuriliği besleyen beyin omurilik sıvısı, lenf, eklemlerdeki sinovyal sıvı, plevral boşluklardaki plevral sıvı, kalp kesesindeki perikardiyal sıvı, periton boşluğundaki peritoneal sıvı ve gözün aköz hümörü yer alır. Bu sıvılar hücrelerin dışında olduğu için, bu sıvılar da ECF kompartımanının bileşenleri olarak kabul edilir.

Vücut Sıvılarının Bileşimi

ECF'nin iki bileşeni olan plazma ve IF'nin bileşimleri ICF'ye kıyasla birbirlerine daha çok benzer (aşağıdaki şekil). Kan plazmasında yüksek konsantrasyonlarda sodyum, klorür, bikarbonat ve protein bulunur. IF yüksek konsantrasyonlarda sodyum, klorür ve bikarbonat içerir, ancak nispeten daha düşük konsantrasyonda protein içerir. Buna karşılık, ICF'de yüksek miktarda potasyum, fosfat, magnezyum ve protein bulunmaktadır. Genel olarak, ICF yüksek konsantrasyonlarda potasyum ve fosfat ( HPO2-4) içerirken, hem plazma hem de ECF yüksek konsantrasyonlarda sodyum ve klorür içerir.

This bar graph shows the concentration of several ions and proteins in intracellular fluid, interstitial fluid and plasma. The ions and proteins are categories on the X axis . The Y axis shows concentration, in milliequivalents per liter, ranging from zero to 160. Three different colored bars are shown above each compound on the X axis. One bar represents intracellular fluid (ICF), a second bar represents interstitial fluid (IF, which is part of ECF) and the third bar represents plasma (ECF). Intracellular fluid contains high concentrations of K plus and HPO four two minus. It has lower concentrations of MG two plus and protein, and negligible amounts of the other compounds. Interstitial fluid contains high concentrations of NA plus and CL minus, along with a smaller amount of HCO 3 minus, and negligible amounts of the other compounds. Plasma contains large concentrations of NA plus and CL minus, with smaller concentrations of HCO 3 minus and protein, and negligible amounts of the other compounds.

Temel Vücut Sıvılarındaki Farklı Elementlerin Konsantrasyonları Grafik ICF, IF ve plazmanın bileşimini göstermektedir. Plazma ve IF bileşimleri birbirine benzer ancak ICF bileşiminden oldukça farklıdır.

İNTERAKTİF BAĞLANTI
Vücut sıvıları, sıvı bölmeleri ve elektrolitler hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu videoyu izleyin. Terleme nedeniyle kan hacmi azaldığında, kan hangi kaynaktan su alır?

Çoğu vücut sıvısının yükü nötrdür. Bu nedenle, katyonlar veya pozitif yüklü iyonlar ve anyonlar veya negatif yüklü iyonlar sıvılarda dengelidir. Önceki grafikte görüldüğü gibi, sodyum (Na+) iyonları ve klorür (Cl-) iyonları vücudun ECF'sinde yoğunlaşırken, potasyum (K+) iyonları hücrelerin içinde yoğunlaşır. Sodyum ve potasyum "gözeneklerden" sırasıyla hücre içine ve dışına "sızabilse" de, ICF'deki yüksek potasyum ve düşük sodyum seviyeleri hücre zarlarındaki sodyum-potasyum pompaları tarafından korunur. Bu pompalar ATP tarafından sağlanan enerjiyi kullanarak sodyumu hücre dışına ve potasyumu hücre içine pompalar (aşağıdaki şekil).

This diagram shows a sodium potassium pump embedded in the cell membrane. In the first step, the pump is opened to the cytosol and closed to the extracellular fluid. First, three sodium ions move into the pump from the cytosol. An ATP molecule binds to the cytosol side of the pump, causing the pump to change shape and open to the extracellular fluid. The pump is now closed to the cytosol. The sodium ions are then released into the extracellular fluid, after which two potassium ions enter the pump. Also at this point, the used ADP detaches from the cytosol side of the pump, leaving a single phosphate attached. The pump then changes shape again so that it closes to the extracellular fluid and again opens to the cytosol. This releases the two potassium ions into the cytosol. The single phosphate also detaches from the pump at this point so that the cycle can start anew. Two bars along the right hand side of the figure indicate that sodium normally diffuses into the cell down its concentration gradient while potassium usually diffuses out of the cell down its concentration gradient. Therefore, the sodium potassium pump is working against these natural concentration gradients.

Sodyum-Potasyum Pompası Sodyum-potasyum pompası, sodyumu sitoplazmadan dışarı ve ECF'ye aktarmak için ATP ile çalışır. Pompa ayrıca potasyumu ECF'den dışarı ve sitoplazmaya aktarır. [(credit: modification of work by Mariana Ruiz Villarreal)]

Bölmeler Arası Sıvı Hareketi

Bir sıvının bir duvara uyguladığı kuvvet olan hidrostatik basınç, sıvının bölmeler arasında hareket etmesine neden olur. Kanın hidrostatik basıncı, kalbin pompalama hareketiyle kanın kan damarlarının duvarlarına uyguladığı basınçtır. Kılcal damarlarda hidrostatik basınç (kılcal kan basıncı olarak da bilinir), kılcal damarın arteriyolar ucunda kandaki karşıt "kolloid ozmotik basınçtan" (esas olarak dolaşımdaki albümin tarafından üretilen "sabit" basınç) daha yüksektir (aşağıdaki şekil). Bu basınç plazma ve besin maddelerini kılcal damarlardan dışarı ve çevre dokulara doğru iter. Dokulardaki sıvı ve hücresel atıklar, hidrostatik basıncın damar içindeki ozmotik basınçtan daha az olduğu venül ucundan kılcal damarlara girer. Filtrasyon basıncı, sıvıyı kandaki plazmadan doku hücrelerini çevreleyen IF'ye sıkıştırır. Doğrudan kılcal damarlara geri dönmeyen interstisyel boşluktaki fazla sıvı, lenfatik sistem tarafından dokulardan boşaltılır ve daha sonra subklavyen venlerde vasküler sisteme yeniden girer.

Kapiller Değişim Kapiller hidrostatik basınç (CHP) kan kolloidal ozmotik basıncından (BCOP) daha büyük olduğu için kapillerlerin arteriyel ucunun yakınında net filtrasyon meydana gelir. CHP = BCOP olduğundan kılcal damarın orta noktası yakınında net sıvı hareketi yoktur. BCOP, CHP'den büyük olduğu için kılcal damarın venöz ucunun yakınında net geri emilim gerçekleşir.

İNTERAKTİF BAĞLANTI
Vücut bölmelerindeki sıvı dinamiklerinin açıklamasını görmek için bu videoyu izleyin. Kılcal kan basıncı ozmotik basınçtan daha az olduğunda dokuda ne olur?

Hidrostatik basınç, idrar oluşturmak üzere kanın uygun şekilde filtrelenmesini sağlamak için böbrek nefronlarındaki suyun hareketini yönetmede özellikle önemlidir. Böbreklerdeki hidrostatik basınç arttıkça, kılcal damarlardan çıkan su miktarı da artar ve daha fazla idrar süzüntüsü oluşur. Böbreklerdeki hidrostatik basınç çok düşerse, dehidrasyonda olabileceği gibi, böbreklerin işlevleri bozulacak ve kan dolaşımından daha az azotlu atık uzaklaştırılacaktır. Aşırı dehidrasyon böbrek yetmezliğine neden olabilir.

Sıvı ayrıca ozmotik bir gradyan boyunca bölmeler arasında hareket eder. Ozmotik gradyanın, yarı geçirgen bir zarın her iki tarafındaki tüm çözünen maddelerin konsantrasyon farkı tarafından üretildiğini hatırlayın. Ozmotik gradyanın büyüklüğü, hücre zarının bir tarafındaki çözünen madde konsantrasyonu ile diğer tarafındaki çözünen madde konsantrasyonu arasındaki farkla orantılıdır. Su, konsantrasyonunun yüksek olduğu (ve çözünen madde konsantrasyonunun düşük olduğu) taraftan konsantrasyonunun düşük olduğu (ve çözünen madde konsantrasyonunun yüksek olduğu) zar tarafına osmoz yoluyla hareket edecektir. Vücutta su, ozmoz yoluyla plazmadan IF'ye (ve tersine) ve IF'den ICF'ye (ve tersine) hareket eder. Vücutta su, vücudun farklı bölgelerindeki koşullar değiştikçe sürekli olarak sıvı bölmelerine girer ve çıkar.

Örneğin, terliyorsanız, cildiniz yoluyla su kaybedersiniz. Terleme dokularınızdaki suyu tüketir ve bu dokulardaki çözünmüş madde konsantrasyonunu artırır. Bu gerçekleştiğinde, su kanınızdan ter bezlerine ve ozmotik gradyan nedeniyle susuz kalan çevre cilt dokularına yayılır. Ayrıca, su kandan ayrılırken, vücudunuzdaki susuz kalmamış diğer dokulardaki su ile yer değiştirir. Bu durum devam ederse dehidrasyon tüm vücuda yayılır. Susuz kalmış bir kişi su içip rehidrate olduğunda, su aynı gradyanla, ancak ters yönde yeniden dağıtılır ve tüm dokulardaki suyu yeniler.

Kompartmanlar Arasında Çözünen Madde Hareketi

Bazı çözünen maddelerin bölmeler arasındaki hareketi aktiftir, enerji tüketir ve aktif bir taşıma sürecidir, diğer çözünen maddelerin hareketi ise pasiftir, enerji gerektirmez. Aktif taşıma, hücrelerin ATP şeklinde enerji gerektiren bir zar proteini aracılığıyla konsantrasyon gradyanına karşı belirli bir maddeyi hareket ettirmesini sağlar. Örneğin, sodyum-potasyum pompası, sodyumu hücrelerden dışarı ve potasyumu hücrelere pompalamak için aktif taşıma kullanır ve her iki madde de konsantrasyon gradyanlarına karşı hareket eder.

Bir molekül veya iyonun pasif olarak taşınması, zardan geçme kabiliyetinin yanı sıra moleküllerin daha yüksek konsantrasyonlu bir alandan daha düşük konsantrasyonlu bir alana difüze olmasını sağlayan bir konsantrasyon gradyanının varlığına bağlıdır. Gazlar, yağlar ve suyun kendisi gibi bazı moleküller (akuaporinler adı verilen zardaki su kanallarını da kullanır) hücre zarından oldukça kolay geçer; glikoz, amino asitler ve iyonlar gibi polar moleküller de dahil olmak üzere diğerleri geçemez. Bu moleküllerden bazıları, moleküllerin zardaki spesifik protein kanalları aracılığıyla bir konsantrasyon gradyanından aşağı doğru hareket ettiği kolaylaştırılmış taşıma yöntemini kullanarak hücrelere girer ve çıkar. Bu süreç enerji gerektirmez. Örneğin glikoz, kolaylaştırılmış taşıma kullanan glikoz taşıyıcıları tarafından hücrelere aktarılır (aşağıdaki şekil).

This diagram shows a carrier protein embedded in the plasma membrane between the cytoplasm and the extracellular fluid. There are several glucose molecules in the extracellular fluid. In the first step, the carrier protein is open to the extracellular fluid and closed to the cytosol. One of the glucose molecules travels from the extracellular fluid into the carrier protein. The protein then changes shape, closing at both ends. This pushes the glucose down into the carrier protein, closer to the cytosol end. The protein then opens on the cytosol side and closes on the extracellular fluid side, allowing the glucose to enter the cytosol.

Kolaylaştırılmış Difüzyon Glikoz molekülleri, membrandaki taşıyıcı protein kanalları boyunca bir konsantrasyon gradyanında aşağı doğru hareket etmek için kolaylaştırılmış difüzyon kullanır.

…BOZUKLUKLARI
Sıvı Dengesi: Ödem
Ödem, dokularda fazla su birikmesidir. En sık ekstremitelerin yumuşak dokularında görülür. Ödemin fizyolojik nedenleri arasında kılcal kan damarlarından su sızması yer alır. Ödem neredeyse her zaman altta yatan tıbbi bir durumdan, bazı terapötik ilaçların kullanımından, hamilelikten, lokalize yaralanmadan veya alerjik tepkiden kaynaklanır. Uzuvlarda ödem belirtileri arasında deri altı dokuların şişmesi, uzvun normal boyutunda artış ve gergin, sıkı bir cilt yer alır. Bir uzuvda lokalize deri altı ödemi kontrol etmenin hızlı bir yolu, şüpheli bölgeye parmağınızı bastırmaktır. Parmak çekildikten sonra çöküntü birkaç saniye devam ederse (“çukurlaşma” olarak adlandırılır) ödem oluşması muhtemeldir.

Akciğer ödemi, akciğerlerin hava keseciklerinde aşırı sıvı bulunmasıdır ve kalp ve/veya böbrek yetmezliğinin yaygın bir belirtisidir. Akciğer ödemi olan kişiler muhtemelen nefes almakta zorluk çekecek ve göğüs ağrısı yaşayabileceklerdir. Akciğer ödemi, akciğerlerdeki gaz alışverişini tehlikeye attığı için hayatı tehdit edici olabilir ve semptomları olan herkes derhal tıbbi yardım almalıdır.

Kalp yetmezliğinden kaynaklanan pulmoner ödemde, kalbin sol ventrikülü sistemik dolaşıma yeterli kan pompalayamadığında, sıvılar akciğerlerin pulmoner kılcal damarlarında “biriktiği” için aşırı su sızıntısı meydana gelir. Kalbin sol tarafı normal hacimdeki kanı dışarı pompalayamadığı için pulmoner dolaşımdaki kan sol kulakçıktan başlayarak pulmoner toplar damarlara ve oradan da pulmoner kılcal damarlara doğru “geri döner”. Kan hala pulmoner arterlerden geldiği için pulmoner kılcal damarlar içinde artan hidrostatik basınç, sıvının bunlardan dışarı ve akciğer dokularına itilmesine neden olur.

Ödemin diğer nedenleri arasında kan damarlarının ve/veya lenfatik damarların hasar görmesi veya karaciğerin plazma proteinlerini üretemediği kronik ve şiddetli karaciğer hastalığında ozmotik basıncın düşmesi yer alır (aşağıdaki şekil). Plazma proteinlerinin normal seviyelerinde bir azalma, kılcal damarlarda kolloid ozmotik basıncın (hidrostatik basıncı dengeleyen) azalmasına neden olur. Bu süreç, kandan çevre dokulara su kaybına neden olarak ödemle sonuçlanır.

Ayak ve bacaklarda hafif, geçici ödem, gişe memurları veya süpermarket kasiyerleri gibi uzun süre aynı pozisyonda oturmak veya ayakta durmaktan kaynaklanabilir. Bunun nedeni, alt uzuvlardaki derin damarların, damarları itmek ve böylece kanı kalbe geri “pompalamak” için iskelet kası kasılmalarına dayanmasıdır. Aksi takdirde, venöz kan alt uzuvlarda toplanır ve çevre dokulara sızabilir.

Ödemle sonuçlanabilecek ilaçlar arasında damar genişleticiler, hipertansiyon tedavisinde kullanılan kalsiyum kanal blokerleri, non-steroid anti-inflamatuar ilaçlar, östrojen tedavileri ve bazı diyabet ilaçları yer almaktadır. Ödeme katkıda bulunabilecek altta yatan tıbbi durumlar arasında konjestif kalp yetmezliği, böbrek hasarı ve böbrek hastalığı, bacak damarlarını etkileyen bozukluklar ve siroz ve diğer karaciğer bozuklukları yer alır.

Ödem tedavisi genellikle nedenin ortadan kaldırılmasına odaklanır. Durumun etkilerini azaltabilecek faaliyetler arasında, etkilenen bölgelerde kan ve lenf akışını sağlamak için uygun egzersizler yer alır. Diğer tedaviler arasında drenaja yardımcı olmak için etkilenen kısmın yükseltilmesi, sıvıyı dokulardan uzaklaştırmak için bölgelere masaj ve kompresyon yapılması ve sodyum ve su tutulmasını azaltmak için tuz alımının azaltılması yer alır.

This photo shows the dorsal surfaces of a person’s right and left hands. The left hand is normal, with the several blood vessels visible under the skin. However, the top of the right hand is swollen and no blood vessels are visible.

Ödem Alerjik bir reaksiyon, eldeki kılcal damarların dokularda biriken aşırı sıvıyı sızdırmasına neden olabilir. [(credit: Jane Whitney)]

Önceki Ders: Sıvı, Elektrolit ve Asit-Baz Dengesi (Başlangıç)

Sonraki Ders: Su Dengesi

Bu Blogda Ara

Üniversite Dersleri