生物学

細胞内液:定義と生理学的組成

細胞内液(ICF)の定義、体液全体における割合、および細胞内外の電解質濃度の違いについて解説します。

📌 主なポイント

  • 細胞内液は体液の約3分の2を占め、体重の約30〜40%に相当する。
  • 細胞内液の主要な陽イオンはカリウムであり、細胞外液の主要な陽イオンであるナトリウムとは対照的である。
  • 細胞膜を介したイオン濃度の維持は、細胞の生理機能や膜電位の形成に不可欠である。

細胞内液(さいぼうないえき、英: intracellular fluid, ICF)とは、多細胞生物の体液のうち、細胞膜の内側に存在する液体の総称です。細胞の生命活動を維持するための環境を提供し、代謝反応の場として機能します。

体液の分布

成人の体液は、大きく分けて細胞内液と細胞外液に分類されます。体重の約60%が水分で構成されており、そのうち細胞内液は全体の約3分の2(体重の約30〜40%)を占めます。残りの約3分の1は細胞外液であり、血管内を流れる血漿と、細胞の周囲を満たす間質液に分けられます。

細胞内外の組成の違い

細胞内液と細胞外液は、細胞膜を介して物質の交換を行っていますが、そのイオン組成は大きく異なります。この濃度勾配は、細胞膜に存在するポンプやチャネルによって維持されており、細胞の興奮性や浸透圧調節において重要な役割を果たします。

イオン細胞外濃度 (mMol/L)細胞内濃度 (mMol/L)
ナトリウム (Na+)14512
カリウム (K+)4140
マグネシウム (Mg2+)1.50.8
カルシウム (Ca2+)1.8<0.0002
塩素 (Cl-)1164
リン酸 (HPO4 2-)135

細胞内液はカリウムイオンやリン酸イオンを豊富に含む一方、細胞外液はナトリウムイオンや塩素イオンを主成分としています。この組成の違いは、細胞の静止膜電位の形成や、細胞内での酵素活性、シグナル伝達に不可欠です。

よくある質問

細胞内液と細胞外液の主な違いは何ですか?
細胞内液は細胞膜の内側にあり、カリウムイオンやリン酸イオンを多く含みます。一方、細胞外液は細胞の周囲や血管内にあり、ナトリウムイオンや塩素イオンが主成分です。
細胞内液は体重の何パーセントを占めますか?
一般的に体重の約30〜40%を占めるとされています。

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参考文献

  • 日本心臓財団「血圧と血中ナトリウム量の関係について教えてください」(2009年4月)
  • 獣医学大辞典編集委員会編『明解獣医学辞典』チクサン出版社、1991年