في علم الأحياء الخلوية، يشير السائل خارج الخلية (ECF) إلى جميع سوائل الجسم الموجودة خارج خلايا أي كائن حي متعدد الخلايا. في البالغين الأصحاء، يشكل إجمالي الماء في الجسم ما يقرب من 50% إلى 60% من وزن الجسم (يتراوح من 45% إلى 75%)، وعادة ما تكون النسبة أقل لدى النساء والأشخاص المصابين بالسمنة مقارنة بالرجال النحيفين. يشكل السائل خارج الخلايا حوالي ثلث سوائل الجسم، والثلثان المتبقيان عبارة عن سوائل داخل الخلايا. المكون الرئيسي للسائل خارج الخلايا هو السائل الخلالي المحيط بالخلايا، وفي الحيوانات التي لديها نظام الدورة الدموية، جزء من هذا السائل هو البلازما.
يعتبر تكوين السائل خارج الخلية أمرًا بالغ الأهمية لعمل الخلايا بشكل طبيعي ويتم الحفاظ عليه من خلال مجموعة متنوعة من آليات التوازن الداخلي.
يتكون السائل خارج الخلايا بشكل أساسي من السائل الخلالي والبلازما، واللذان يشكلان معًا ما لا يقل عن 97% من السائل خارج الخلايا، بينما يشكل السائل الليمفاوي جزءًا صغيرًا. يمكن اعتبار أن السائل خارج الخلايا يتكون من مكونين: البلازما واللمف، والتي تستخدم للنقل، والسائل الخلالي، والذي يستخدم لتبادل الماء والمواد المذابة مع الخلايا. يعتبر السائل الخلالي مشابهًا بشكل أساسي للبلازما، حيث أن كلاهما لهما تركيبة مماثلة بسبب التبادل المستمر للماء والأيونات والمواد المذابة الصغيرة.
السائل الخلالي هو السائل الموجود بين الأوعية الدموية والخلايا. ويحتوي على العناصر الغذائية من الشعيرات الدموية ويحمل الفضلات الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي للخلايا. يعتمد تركيب هذا السائل على التبادل بين الخلايا في الأنسجة البيولوجية والدم، مما يعني أن تركيب السائل الخلالي يختلف في الأنسجة المختلفة والأجزاء المختلفة من الجسم.
يتكون السائل الناقل من أنشطة النقل التي تقوم بها الخلايا وهو أصغر مكون للسائل خارج الخلايا. تتواجد هذه السوائل في الفراغات داخل الظهارة، مثل السائل الدماغي الشوكي، والسائل المائي في العينين، والسائل حول المفصل، واللمف الداخلي في الأذن الداخلية، وسائل المفاصل، وما إلى ذلك. يختلف تركيب سائل النقل بشكل كبير اعتمادًا على موقعه.
يوفر السائل خارج الخلايا وسطًا لتبادل المواد، والذي يمكن تحقيقه من خلال الذوبان والخلط والنقل.
إن إحدى الوظائف الرئيسية للسائل خارج الخلايا هي تعزيز تبادل الأكسجين الجزيئي بين الدم وخلايا الأنسجة. وبما أن ثاني أكسيد الكربون أكثر قابلية للذوبان في الماء من الأكسجين بحوالي 20 مرة، فإنه يمكن أن ينتشر بين الخلايا والدم بسهولة أكبر. ومع ذلك، فإن الأكسجين الكاره للماء لديه قابلية ضعيفة للذوبان في الماء ويفضل الارتباط بالهياكل البلورية الدهنية.
يتم تثبيت البيئة الداخلية للسائل خارج الخلايا من خلال عملية التوازن الداخلي. تعمل آليات التوازن الداخلي المعقدة على تنظيم والحفاظ على تكوين مستقر للسائل خارج الخلية. هناك فروق كبيرة في تركيزات أيونات الصوديوم والبوتاسيوم داخل وخارج غشاء الخلية. يؤدي هذا الاختلاف إلى خلق الشحنة الكهربائية لغشاء الخلية، حيث تكون الشحنة الموجبة خارج الخلية والشحنة السالبة داخلها.
عندما تقوم الخلايا بأنشطة كهربائية، فإن إمكانات غشاء الخلية وحركة الأيونات تؤثر على العمليات الفسيولوجية المختلفة.
يتفاعل البلازما الشرياني والسائل الخلالي واللمف على مستوى الأوعية الدموية الدقيقة. تسمح نفاذية الشعيرات الدموية بتدفق الماء للداخل والخارج بحرية، مما يجعل تبادل المواد بين السائل الخلالي والبلازما ممكنًا. في الطرف الشرياني للشعيرات الدموية، يكون ضغط الدم أعلى من الضغط الهيدروستاتيكي في الأنسجة، مما يؤدي إلى نفاذ الماء إلى السائل الخلالي.
تشتمل الكاتيونات الرئيسية في السائل خارج الخلايا على الصوديوم والبوتاسيوم، وتشتمل الأنيونات الرئيسية على الكلوريد والبيكربونات. تؤثر التغيرات في تركيز هذه الأيونات بشكل مباشر على وظيفة الخلايا، وخاصة في الأعصاب والعضلات، ولها أهمية حاسمة للخصائص الكهربية الفيزيولوجية لهذه الخلايا.
باختصار، يعتبر السائل خارج الخلايا حجر الأساس لبقاء الكائنات متعددة الخلايا. فهو لا يوفر البيئة التي تحتاجها الخلايا فحسب، بل يحافظ أيضًا على النقل الضروري للمواد بين أجهزة الجسم. يساهم السائل خارج الخلايا في صحة الجسم على كافة المستويات، سواء عن طريق تبادل الأكسجين أو تنظيم تركيزات العناصر الغذائية. وإذا أخذنا في الاعتبار أهمية السائل خارج الخلايا، فلا يسعنا إلا أن نتساءل: هل يمكننا أن نفهم ونعتني بشكل صحيح بهذا العنصر الأساسي الذي يدعم الحياة؟