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Dal sangue alle cellule: sai come funziona il fluido extracellulare?
In biologia cellulare, il fluido extracellulare (ECF) si riferisce al fluido corporeo presente all'esterno delle cellule di tutti gli organismi multicellulari. Negli adulti sani, l'acqua rappresenta circa il 50-60% del peso corporeo totale (con un range che va dal 45% al 75%); le donne e le persone obese presentano generalmente una percentuale inferiore rispetto agli uomini magri. Il fluido extracellulare costituisce circa un terzo dei liquidi corporei, mentre i restanti due terzi sono costituiti da fluido intracellulare. Il componente principale del fluido extracellulare è il fluido interstiziale che circonda le cellule.
Il fluido extracellulare è considerato l'ambiente interno di tutti gli animali multicellulari. Per gli animali con un sistema circolatorio, questo fluido include anche il plasma.
Il plasma e il liquido interstiziale costituiscono almeno il 97% del liquido extracellulare. Il fluido linfatico costituisce una piccola parte del fluido interstiziale. La piccola quantità rimanente di liquido extracellulare comprende circa il 2,5% di liquido transcellulare. Anche il fluido extracellulare può essere considerato diviso in due parti: plasma e linfa, che riforniscono il sistema, e il fluido interstiziale, che viene utilizzato per lo scambio di acqua e soluti con le cellule.
Il fluido interstiziale, ovvero il fluido extracellulare, costituisce l'ambiente interno del corpo, bagna tutte le cellule ed è essenziale per il loro normale funzionamento. La composizione del fluido extracellulare deve essere regolata da una serie di meccanismi omeostatici, tra cui meccanismi di feedback negativo. Questi processi omeostatici regolano il pH e le concentrazioni di sodio, potassio e calcio del fluido extracellulare, stabilizzando allo stesso tempo il volume dei liquidi corporei e i livelli di glucosio nel sangue, di ossigeno e di anidride carbonica.
Componenti del fluido extracellulare
Il componente principale del fluido extracellulare è il fluido interstiziale, noto anche come fluido tissutale, che si trova tra i vasi sanguigni e le cellule. Un altro componente importante del fluido extracellulare è il plasma, che è il fluido del sistema circolatorio. Una piccola quantità di liquido extracellulare comprende il liquido transcellulare. Questi componenti sono spesso denominati "compartimenti fluidi".
In un giovane maschio di 70 kg, il liquido extracellulare rappresenta circa il 20% del peso corporeo, ovvero circa quattordici litri. Di questi fluidi, 11 litri sono costituiti da liquido interstiziale e 3 litri da plasma.
Funzione del fluido interstiziale
Il fluido interstiziale è simile per natura al plasma e costituisce la maggior parte del fluido extracellulare. La sua composizione varia a seconda dei diversi tessuti e degli scambi tra le cellule nei tessuti biologici. Il contenuto del fluido interstiziale è soggetto a diverse influenze, tra cui la diffusione dei nutrienti e lo scarico dei prodotti di scarto derivanti dal metabolismo cellulare.
Fluido transcellulare
Il fluido transcellulare, invece, è formato dalle attività di trasporto della cellula ed è il componente più piccolo del fluido extracellulare. Comprende il liquido cerebrospinale, l'umor acqueo negli occhi, il liquido sieroso nella cavità corporea, il liquido dell'orecchio anteriore e il liquido dell'orecchio interno nell'orecchio interno. La composizione del fluido transcellulare varia notevolmente a seconda della sua posizione.
Funzione del fluido extracellulare
Il fluido extracellulare fornisce un mezzo per lo scambio di sostanze, che possono essere disciolte, miscelate e trasportate nel mezzo liquido. Le sostanze presenti nel fluido extracellulare includono gas disciolti, nutrienti ed elettroliti, necessari al sostentamento della vita.
Inoltre, il fluido extracellulare contiene sostanze secrete dalle cellule che esistono in forma disciolta ma che si condensano rapidamente in fibre o precipitano in forma solida o semisolida.
Scambio di ossigeno
Una delle funzioni principali del fluido extracellulare è quella di facilitare lo scambio di ossigeno molecolare dal sangue alle cellule dei tessuti e il ritorno dell'anidride carbonica prodotta dai mitocondri cellulari al sangue. L'anidride carbonica è circa 20 volte più solubile in acqua dell'ossigeno, quindi può diffondersi tra le cellule e il sangue con relativa facilità.
Regolazione del fluido extracellulareLa stabilità dell'ambiente interno deriva dal funzionamento del meccanismo omeostatico. Molti meccanismi omeostatici complessi regolano e mantengono la composizione del fluido extracellulare. La pompa sodio-potassio presente nella membrana cellulare spinge gli ioni sodio fuori dalla cellula e lascia entrare gli ioni potassio. Questa differenza nella concentrazione degli ioni è essenziale per mantenere stabile il volume cellulare e per consentire ad alcune cellule di generare potenziali d'azione.
Interazioni tra plasma, liquido interstiziale e linfa
Il plasma arterioso, il fluido interstiziale e la linfa interagiscono a livello dei capillari vascolari. La permeabilità dei capillari consente all'acqua di fluire liberamente dentro e fuori. All'estremità arteriosa dei capillari, la pressione sanguigna è superiore alla pressione idrostatica dei tessuti, per cui l'acqua fuoriesce dai capillari nel fluido interstiziale.
Questa serie di processi garantisce che l'ambiente fluido in cui si trovano le cellule del corpo sia sempre vicino alle condizioni ideali e questi scambi continueranno finché i meccanismi omeostatici funzioneranno correttamente.
La composizione e la funzione del fluido extracellulare non sono solo il semplice flusso di fluidi corporei. Dietro di essa c'è la profonda comprensione dell'organismo dell'omeostasi fisiologica e di innumerevoli processi regolatori globali e biochimici. In definitiva, si tratta di mantenere le tue cellule e l'intero organismo in salute. Hai mai pensato profondamente al ruolo che il fluido extracellulare svolge nel tuo corpo?
