Dalam biologi sel, cairan ekstraseluler (ECF) merujuk pada semua cairan tubuh yang terletak di luar sel organisme multiseluler mana pun. Pada orang dewasa yang sehat, total air tubuh mencakup sekitar 50% hingga 60% dari berat badan (kisaran 45% hingga 75%), dengan wanita dan orang gemuk biasanya memiliki rasio yang lebih rendah daripada pria kurus. Cairan ekstraseluler membentuk sekitar sepertiga dari cairan tubuh, dan dua pertiga sisanya adalah cairan intraseluler. Komponen utama cairan ekstraseluler adalah cairan interstisial yang mengelilingi sel, dan pada hewan dengan sistem peredaran darah, sebagian dari cairan ini adalah plasma.
Komposisi cairan ekstraseluler sangat penting untuk fungsi seluler normal dan dipertahankan oleh berbagai mekanisme homeostatis.
Cairan ekstraseluler sebagian besar terdiri dari cairan interstisial dan plasma, yang bersama-sama mencakup setidaknya 97% dari cairan ekstraseluler, sedangkan cairan limfatik mencakup sebagian kecil. Cairan ekstraseluler dapat dianggap memiliki dua komponen: plasma dan limfa, yang digunakan untuk transportasi, dan cairan interstisial, yang digunakan untuk pertukaran air dan zat terlarut dengan sel. Cairan interstisial pada dasarnya analog dengan plasma, dengan keduanya memiliki komposisi yang sama karena pertukaran air, ion, dan zat terlarut kecil yang berkelanjutan.
Cairan interstisial adalah cairan antara pembuluh darah dan sel. Cairan ini mengandung nutrisi dari kapiler dan membawa produk limbah yang dihasilkan oleh metabolisme sel. Komposisi cairan ini bergantung pada pertukaran antara sel-sel dalam jaringan biologis dan darah, yang berarti bahwa komposisi cairan interstisial bervariasi di berbagai jaringan dan bagian tubuh yang berbeda.
Cairan transfer dibentuk oleh aktivitas transportasi sel dan merupakan komponen terkecil dari cairan ekstraseluler. Cairan ini terdapat di dalam ruang-ruang epitel, seperti cairan serebrospinal, humor akuos di mata, cairan periartikular dan endolimfe di telinga bagian dalam, cairan sendi, dll. Komposisi cairan transfer sangat bervariasi tergantung pada lokasinya.
Cairan ekstraseluler menyediakan media untuk pertukaran zat, yang dapat dicapai melalui pelarutan, pencampuran, dan pengangkutan.
Salah satu fungsi utama cairan ekstraseluler adalah untuk mendorong pertukaran oksigen molekuler antara darah dan sel-sel jaringan. Karena karbon dioksida sekitar 20 kali lebih mudah larut dalam air daripada oksigen, ia dapat berdifusi lebih mudah antara sel dan darah. Namun, oksigen hidrofobik memiliki kelarutan yang buruk dalam air dan lebih suka mengikat struktur kristal lipid.
Lingkungan internal cairan ekstraseluler distabilkan melalui proses homeostatis. Mekanisme homeostatis yang kompleks beroperasi untuk mengatur dan mempertahankan komposisi cairan ekstraseluler yang stabil. Ada perbedaan yang signifikan dalam konsentrasi ion natrium dan kalium di dalam dan di luar membran sel. Perbedaan ini menciptakan muatan listrik membran sel, dengan muatan positif di luar sel dan muatan negatif di dalam.
Ketika sel melakukan aktivitas listrik, potensi membran sel dan pergerakan ion memengaruhi berbagai proses fisiologis.
Plasma arteri, cairan interstisial, dan limfa berinteraksi pada tingkat mikrovaskular vaskular. Permeabilitas kapiler memungkinkan air mengalir masuk dan keluar dengan bebas, yang memungkinkan terjadinya pertukaran zat antara cairan interstisial dan plasma. Di ujung arteri kapiler, tekanan darah lebih tinggi daripada tekanan hidrostatik di jaringan, yang menyebabkan air meresap ke dalam cairan interstisial.
Kation utama dalam cairan ekstraseluler meliputi natrium dan kalium, dan anion utama meliputi klorida dan bikarbonat. Perubahan konsentrasi ion-ion ini secara langsung memengaruhi fungsi sel, terutama pada saraf dan otot, dan sangat penting bagi sifat elektrofisiologis sel-sel ini.
Singkatnya, cairan ekstraseluler merupakan landasan kelangsungan hidup organisme multiseluler. Cairan ini tidak hanya menyediakan lingkungan yang dibutuhkan sel, tetapi juga menjaga transportasi zat yang diperlukan antar sistem dalam tubuh. Baik dengan menukar oksigen atau mengatur konsentrasi nutrisi, cairan ekstraseluler berkontribusi terhadap kesehatan tubuh di setiap level. Mengingat pentingnya cairan ekstraseluler, kita tidak dapat tidak bertanya: Dapatkah kita memahami dan merawat elemen fundamental yang menopang kehidupan ini dengan benar?