Wasser ist lebensnotwendig und die dominierende Flüssigkeit im menschlichen Körper. Wasser macht bei Kindern etwa 75 % des Körpergewichts aus, bei Erwachsenen 55 % und im Alter 45 %. Die Bewegung von Wasser in und aus den Zellen durch eine halbdurchlässige Membran (Osmose) ist ein passiver Prozess, der keine Energie benötigt und durch die Anzahl der gelösten Feststoffe in den Flüssigkeiten gesteuert wird.
Intrazelluläre Flüssigkeit (ICF)
Die Flüssigkeit im Inneren der Zellen, auch Zytoplasma oder Zytosol genannt, macht etwa 60 % des Wassers im menschlichen Körper aus, das sind insgesamt etwa 1,5 Liter. Organellen wie der Zellkern, das endoplasmatische Retikulum, die Mitochondrien, die Lysosomen und der Golgi-Apparat sind im ICF aufgehängt und werden von diesem unterstützt. Außerdem befinden sich in der ICF zelluläre Bausteine wie Zucker, Proteine, Kohlenhydrate und Lipide.
Extrazelluläre Flüssigkeit (ECF)
ECF sind alle Körperflüssigkeiten, die sich nicht innerhalb der Zellen befinden. Die beiden Hauptkomponenten der EKF sind Plasma und interstitielle Flüssigkeit (IF). Der Rest besteht aus Liquor, Lymphe, der Synovialflüssigkeit in den Gelenken, Pleuraflüssigkeit in den Pleurahöhlen (Lungen), Perikardflüssigkeit um das Herz, Peritonealflüssigkeit in der Bauchhöhle (Abdomen) und dem Kammerwasser des Auges. Bei Säugetieren wird auch die Milch als extrazelluläre Flüssigkeit betrachtet.
Die Bewegung von gelösten Stoffen zwischen den Kompartimenten
Die ICF hat im Vergleich zur ECF höhere Mengen an Kalium, Phosphat, Magnesium und Protein. Das Plasma hat hohe Konzentrationen an Natrium, Chlorid und Bikarbonat, aber geringere Mengen an Protein im Vergleich zur ICF. Während sich Wasser passiv über Osmose bewegt, bewegen sich Natrium- und Kaliumionen mit Hilfe aktiver Transport-Ionenpumpen in und aus den Zellen. Die Pumpen werden durch Adenosintriphosphat (ATP) angetrieben, um die Energie für die Bewegung der Ionen gegen ihren Konzentrationsgradienten bereitzustellen (d.h. Natrium bewegt sich aus der Zelle heraus und Kalium wird hineingepumpt) und die Gradienten innerhalb und außerhalb der Zelle aufrecht zu erhalten.
Die obige Abbildung zeigt die Zusammensetzung der Zellmembran, die die extrazelluläre Flüssigkeit einer Zelle von der intrazellulären Flüssigkeit (Zytoplasma) trennt.