세포외액

3. 기능

세포외액은 세포 사이에서 물질이 이동하는 통로 역할을 하며, 액체 속에서 물질이 녹거나 섞이고 운반되는 방식으로 이루어진다.^[13] 세포외액에는 생명 유지에 필수적인 기체, 영양소, 전해질 등이 녹아 있다.^[14] 또한 세포에서 분비되어 콜라겐, 세망, 탄성 섬유 같은 섬유나 연골, 뼈를 구성하는 고체 또는 반고체 형태로 빠르게 변하는 물질도 포함된다. 이러한 물질들은 세포 사이를 채우는 세포외 기질을 형성하는데, 세포 바깥 공간에서 발생하므로 세포외액의 일부는 아니지만 세포외액에 의해 둘러싸여 있다.^[15]

세포외액의 주요 기능 중 하나는 혈액에서 조직 세포로 산소를 전달하고, 세포의 미토콘드리아에서 생성된 이산화탄소(CO₂)를 다시 혈액으로 운반하는 것이다. 이산화탄소는 물에 대한 용해도가 산소보다 약 20배 높아 세포와 혈액 사이에서 비교적 쉽게 이동할 수 있다.^[16]

반면, 물에 잘 녹지 않는 산소는 혈장의 지단백질에 의해 더 많이 운반될 수 있다.^{[17][18][19][20]} 적혈구 속 헤모글로빈이 혈액 내 산소의 주요 운반체라면, 혈장의 지단백질은 세포외액에서 산소를 운반하는 유일한 운반체일 수 있다.

지단백질의 산소 운반 능력은 노화나 염증 과정에서 감소하는데, 이는 세포외액 기능 변화와 조직 내 산소 공급 감소를 유발하여 조직 저산소증을 일으킬 수 있다. 이러한 지단백질 변화는 산화나 염증에 의한 손상 때문에 발생한다.^[21]

4. 조절 기전

세포외액(ECF)의 조절은 항상성 기전을 통해 이루어지며, 이는 세포 내/외부 환경을 안정적으로 유지한다. 세포 자체도 내부 구성을 조절하지만, 세포외액의 안정성은 세포 기능에 필수적이다.^[22]

나트륨-칼륨 펌프는 세포막에 존재하며, 나트륨 이온을 세포 밖으로, 칼륨 이온을 세포 안으로 펌핑하여 세포 내/외부 이온 농도 차이를 유지한다. 이 농도 차이는 세포막의 막 전위를 발생시키고, 활동 전위 생성에 중요한 역할을 한다.^[25]

세포외액의 나트륨 이온은 체액 이동에도 관여한다. 눈물, 타액 등 체액 생성 시 나트륨 이온이 펌핑되고, 물이 삼투 현상에 의해 따라 이동한다.^[26][27]

칼슘 이온은 단백질에 결합하여 구조를 변화시키는 특징이 있다.^[28] 세포외액의 이온화 칼슘 농도는 여러 단백질 기능에 영향을 미치며, 특히 혈액 응고 인자와 신경 및 근육 세포막의 나트륨 채널이 민감하게 반응한다. 혈장 이온화 칼슘 농도 변화는 저칼슘혈증 또는 고칼슘혈증을 유발하여 다양한 증상을 나타낸다.^[31]

pH 또한 단백질 구조에 영향을 주며, 세포외액의 pH는 이온화 칼슘 농도에도 영향을 준다. 과호흡은 세포외액의 이산화탄소 분압을 낮춰 낮은 혈장 이온화 칼슘 농도와 유사한 증상을 유발할 수 있다.^[29]

세포외액은 순환계를 통해 영양소, 호르몬, 산소 등을 신체 전체에 고르게 분배하고 노폐물을 제거한다. 정맥 혈장을 제외하면 세포외액은 거의 동일하게 유지된다.

4. 1. 나트륨-칼륨 펌프

4. 2. 전압 개폐 이온 채널

4. 3. 삼투 조절

4. 4. 칼슘 조절

4. 5. pH 조절

4. 6. 순환계와의 상호작용

5. 임상적 의의

세포외액의 구성 성분 농도는 신체의 여러 생리적 과정에 중요한 영향을 미친다. 따라서 세포외액의 항상성 유지는 건강에 필수적이다.

5. 1. 전해질 불균형

6. 한국의 관점

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참조

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