background image

Body fluid compartments 

Objectives: By the end of this lecture, you will be able to:

 

Describe  the  daily  water  intake  and  loss  by  the  human 

body.

 

Define body fluid compartments.

 

List  the  important  constituents  of  extracellular  and 

intracellular compartments.

 

Outline  the  regulation  of  fluid  exchange  and  osmotic 

equilibrium between extracellular and intracellular fluid.

 

Describe  the  volume  and  osmolality  of  Extracellular  and 

Intracellular Fluids in  abnormal States. 
 

 - Outline the fluids used in clinical practice.

 


background image

 1. It is ingested in the form of liquids or water in the food, which 
together normally add about 2100 ml/day to the body fluids. 
 2. It is synthesized in the body as a result of oxidation of 
carbohydrates, adding about 200 ml/day.  
This provides a total water intake of about 2300 ml/day.  

Daily Intake of Water 


background image

Insensible water loss about 700 ml/day by diffusion through the skin is about 300 
to 400 ml/day and through  respiratory tract  about 300 to 400 ml/day.  

Daily Loss of Body Water 


background image

Total amount of fluid in the human body is approximately 70% of 
body weight 
Body fluid has been divided into two compartments 

 

 

Intracellular fluid  (ICF) 

Inside the cells 
55% of total body water 

Extracellular fluid  

Outside the cells 
45% of total body water 

 


background image

Body Fluid Compartments 

Extracellular fluid includes

  

• Interstitial fluid  

»

Present between the cells  

»

Approximately 80% of ECF

 

• Plasma  

»

Present in blood  

»

Approximately 20% of ECF 

• Also includes  

»

Lymph                                

»

synovial fluid  

»

aqueous humor  

»

cerebrospinal fluid 

 

 vitreous body,  

 endolymph,  

 perilymph,  

 pleural, pericardial 

and peritoneal fluids 

 


background image

Blood Volume 
Blood  contains  both  extracellular  fluid  (the  fluid  in  plasma) 
and intracellular fluid (the fluid in the red blood cells).  
The  average  blood  volume  of  adults  is  about  7  per  cent  of 
body weight, or about 5 liters. About 60 per cent of the blood 
is plasma and 40 per cent is red blood cells. 


background image

Water exchange throught the body

 


background image

Important constituents Of Extracellular fluid: 
 
The  extracellular  fluid,  including  the  plasma  and  the 
interstitial  fluid,  contains  large  amounts  of  sodium  and 
chloride  ions,  reasonably  large  amounts  of  bicarbonate 
ions,  but  only  small  quantities  of  potassium,  calcium, 
magnesium, phosphate, and organic acid ions
.  
 This  allows  the  cells  to  remain  continually  bathed  in  a 
fluid that contains the proper concentration of electrolytes 
and nutrients for optimal cell function. 
 


background image

Important Constituents of the Intracellular Fluid 
 
The intracellular fluid is separated from the extracellular 
fluid  by  a  cell  membrane  that  is  highly  permeable  to 
water  but  not  to  most  of  the  electrolytes  in  the  body.  In 
contrast  to  the  extracellular  fluid,  the  intracellular  fluid 
contains  ions  large  amounts  of  potassium  and 
phosphate ions plus moderate quantities of magnesium 
and  sulfate  ions
.  Also,  cells  contain  large  amounts  of 
protein
, almost four times as much as in the plasma. 
only  small  quantities  of  sodium  and  chloride  ions  and 
almost no calcium 


background image

background image

Basic Principles of Osmosis and Osmotic Pressure 

 

Osmosis is the net diffusion of water across a selectively 
permeable  membrane  from  a  region  of  high  water 
concentration  to  one  that  has  a  lower  water 
concentration. 
 


background image

whenever  there  is  a  higher  concentration  of  solute  on 
one  side  of  the  cell  membrane,  water  diffuses  across 
the  membrane  toward  the  region  of  higher  solute 
concentration.  
Thus, if a solute such as sodium chloride is added to the 
extracellular  fluid,  water  rapidly  diffuses  from  the  cells 
through  the  cell  membranes  into  the  extracellular  fluid 
until  the  water  concentration  on  both  sides  of  the 
membrane becomes equal. 
 Conversely,  if  a  solute  such  as  sodium  chloride  is 
removed from the extracellular fluid, water diffuses from 
the  extracellular  fluid  through  the  cell  membranes  and 
into the cells.  


background image

Relation Between Moles and Osmoles. 
the water concentration of a solution depends on the number of 
solute particles in the solution. 
The  total  number  of  particles  in  a  solution  is  measured  in 
osmoles.  
One  osmole  (osm)  is  equal  to  1  mole  (mol)  (6.02  ×  10

23

)  of 

solute particles.  
a  solution  containing  1  mole  of  glucose  in  each  liter  has  a 
concentration of 1 osm/L.  
 
Thus,  the  term  osmole  refers  to  the  number  of  osmotically 
active  particles  in  a  solution  rather  than  to  the  molar 
concentration.  
 
The term milliosmole (mOsm), which equals 1/1000 osmole, is 
commonly used. 

 


background image

Osmolality and Osmolarity.  
 
The osmolal concentration of a solution is called 
osmolality when the concentration is expressed 
as osmoles per kilogram of water;  
it  is  called  osmolarity  when  it  is  expressed  as 
osmoles per liter of solution.  
 


background image

Osmotic Pressure. 
 
Osmosis  of  water  molecules  across  a  selectively 
permeable membrane can  be opposed  by applying  a 
pressure in the direction opposite that of the osmosis. 
The  precise  amount  of  pressure  required  to  prevent 
the osmosis is called the osmotic pressure.  
 
The  higher  the  osmotic  pressure  of  a  solution,  the 
lower  the  water  concentration  and  the  higher  the 
solute concentration of the solution. 


background image

Relation Between Osmotic Pressure and Osmolarity.  
The  osmotic  pressure  of  a  solution  is  directly  proportional  to 
the  concentration  of  osmotically  active  particles  in  that 
solution
.  
For  example,  one  molecule  of  albumin  with  a  molecular 
weight  of  70,000  has  the  same  osmotic  effect  as  one 
molecule of glucose with a molecular weight of 180.  
One  molecule  of  sodium  chloride,  however,  has  two 
osmotically  active  particles,Na+  and  Cl

–,  and  therefore  has 

twice  the  osmotic  effect  of  either  an  albumin  molecule  or  a 
glucose molecule.  
the  osmotic  pressure  of  a  solution  is  proportional  to  its 
osmolarity. 
for  each  milliosmole  concentration  gradient  across  the  cell 
membrane, 19.3 mm Hg osmotic pressure 
is exerted. 
 


background image

Osmolarity of the Body Fluids. 
 
the  total  osmolarity  of  each  of  the  three  compartments  is 
about  300  mOsm/L,
  with  the  plasma  being  about  1 
mOsm/L greater than that of the interstitial and intracellular 
fluids.
 The slight difference between plasma and interstitial 
fluid  is  caused  by  the  osmotic  effects  of  the  plasma 
proteins, which maintain about 20 mm Hg greater pressure 
in the capillaries than in the surrounding interstitial spaces.  
 
Osmotic  Equilibrium  Is  Maintained  Between  Intracellular 
and Extracellular Fluids.
 

 


background image

Volume and Osmolality of Extracellular and Intracellular Fluids 
in Abnormal States 
 
ingestion of water  
Dehydration 
 intravenous infusion of different types of solutions 
loss of large amounts of fluid from the gastrointestinal tract, and 
loss  of  abnormal  amounts  of  fluid  by  sweating  or  through  the 
kidneys.  


background image

basic principles are kept in mind: 
1.  Water  moves  rapidly  across  cell  membranes;  therefore,  the 
osmolarities  of  intracellular  and  extracellular  fluids  remain 
almost  exactly  equal  to  each  other  except  for  a  few  minutes 
after a change in one of the compartments. 
 
2. Cell membranes are almost completely impermeable to many 
solutes; 
therefore, the number of osmoles in the extracellular or 
intracellular  fluid  generally  remains  constant  unless  solutes  are 
added to or lost from the extracellular compartment.  


background image

Fluids used in clinical practice: 
(1)Isotonic fluids:  
If  a  cell  is  placed  in  a  solution  of  impermeant  solutes 
having an osmolarity of 282 mOsm/L,. Such a solution 
is  said  to  be  isotonic  because  it  neither  shrinks  nor 
swells the cells.  
Examples  of  isotonic  solutions  include  a  0.9  per  cent 
solution  of  sodium  chloride  or  a  5  per  cent  glucose 
solution.
  These  solutions  are  important  in  clinical 
medicine  because  they  can  be  infused  into  the  blood 
without  the  danger  of  upsetting  osmotic  equilibrium 
between the intracellular and extracellular fluids.  


background image

(2) Hypotonic fluid: 
If  a  cell  is  placed  into  a  hypotonic  solution  that  has  a 
lower  concentration  of  impermeant  solutes  (less  than 
282 mOsm/L), water will diffuse into the cell, causing 
it to swell; water will continue to diffuse into the cell, 
diluting the intracellular fluid while also concentrating 
the  extracellular  fluid  until  both  solutions  have  about 
the same osmolarity. Solutions of sodium chloride with 
a concentration of less than 0.9 per cent are hypotonic 
and cause cells to swell.  


background image

(3)Hypertonic fluid: 
If a cell is placed in a hypertonic solution having a 
higher  concentration  of  impermeant  solutes,  water 
will  flow  out  of  the  cell  into  the  extracellular  fluid, 
concentrating the intracellular fluid and diluting the 
extracellular  fluid.  In  this  case,  the  cell  will  shrink 
until  the  two  concentrations  become  equal.  Sodium 
chloride  solutions  of  greater  than  0.9  per  cent  are 
hypertonic. 


background image

background image

Effect of Adding Saline Solution to the Extracellular 
Fluid
 
 
If  an  isotonic  saline  solution  is  added  to  the 
extracellular  fluid  compartment,  the  osmolarity  of  the 
extracellular  fluid  does  not  change;  therefore,  no 
osmosis  occurs  through  the  cell  membranes.  The  only 
effect  is  an  increase  in  extracellular  fluid  volume  .The 
sodium and chloride largely remain in the extracellular 
fluid  because  the  cell  membrane  behaves  as  though  it 
were virtually impermeable to the sodium chloride. 


background image

If a hypertonic solution is added to the extracellular 
fluid: 
  
the extracellular osmolarity increases and causes 
osmosis of water out of the cells into the extracellular 
compartment. Again, almost all the added sodium 
chloride remains in the extracellular compartment, and 
fluid diffuses from the cells into the extracellular space 
to achieve osmotic equilibrium. The net effect is an 
increase in extracellular volume (greater than the 
volume of fluid added), a decrease in intracellular 
volume, and a rise in osmolarity in both compartments 


background image

If  a  hypotonic  solution  is  added  to  the  extracellular 
fluid: 
 
the  osmolarity  of  the  extracellular  fluid  decreases 
and  some  of  the  extracellular  water  diffuses  into  the 
cells 

until 

the 

intracellular 

and 

extracellular 

compartments  have  the  same  osmolarity.  Both  the 
intracellular and the extracellular volumes are increased 
by  the  addition  of  hypotonic  fluid,  although  the 
intracellular volume increases to a greater extent. 

Glucose and Other Solutions Administered for 
Nutritive Purposes
 




رفعت المحاضرة من قبل: Abbas Ahmed
المشاهدات: لقد قام 9 أعضاء و 146 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل