Силы Старлинга и обмен жидкостью

Силы Старлинга — это давления, которые определяют движение воды через стенку капилляра: гидростатическое давление плазмы и интерстициальной жидкости, которые стремятся вытолкнуть жидкость наружу, и коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы и интерстиция, которые стремятся удержать или втянуть ее обратно. Их чистый баланс определяет, фильтруется ли жидкость из капилляра или абсорбируется в него, и, таким образом, регулирует распределение воды в организме между кровью и тканями.

Definition

Принцип Старлинга гласит, что чистое движение жидкости через стенку капилляра пропорционально разнице между транс-капиллярным градиентом гидростатического давления и эффективным градиентом коллоидно-осмотического давления, масштабированному по фильтрационным свойствам стенки.

Scope

Эта тема охватывает четыре давления Старлинга, уравнение фильтрации, которое их объединяет, и современную ревизию принципа, которая помещает коллоидно-осмотический градиент через эндотелиальный гликокаликс, а не через всю стенку. Она предполагает структурное представление капилляра, рассмотренное в родственной теме, и фокусируется на силах и их чистом эффекте.

Core questions

• Какие четыре давления действуют через стенку капилляра?
• Как коэффициент фильтрации и коэффициент отражения входят в уравнение Старлинга?
• Почему классическая модель фильтрации на артериальном конце и реабсорбции на венозном конце требует пересмотра?
• Как эндотелиальный гликокаликс меняет понимание онкотического градиента?

Key concepts

• Капиллярное гидростатическое давление
• Интерстициальное гидростатическое давление
• Коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы
• Интерстициальное коллоидно-осмотическое давление
• Коэффициент фильтрации и коэффициент отражения
• Субгликокаликсовое пространство и правило отсутствия реабсорбции
• Роль лимфатического возврата

Key theories

Классический принцип Старлинга

Старлинг предположил, что исходящее гидростатическое давление и входящее коллоидно-осмотическое давление белков плазмы уравновешиваются через стенку капилляра, с чистой фильтрацией на конце высокого давления (артериальном) и чистой реабсорбцией на конце низкого давления (венозном).

Пересмотренный (гликокаликсный) принцип Старлинга

Левик и Мишель пересмотрели модель, чтобы показать, что соответствующий онкотический градиент находится между плазмой и небольшим субгликокаликсовым пространством под эндотелиальным поверхностным слоем, так что в большинстве тканей капилляры фильтруют по всей своей длине, и устойчивая венозная реабсорбция не происходит; возвращенная жидкость обрабатывается лимфатическими сосудами.

Mechanisms

Чистый поток жидкости через капилляр определяется уравнением Старлинга: исходящий гидростатический градиент (капиллярное минус интерстициальное давление) противостоит онкотическому градиенту (плазменное минус интерстициальное коллоидно-осмотическое давление), каждый из которых взвешивается коэффициентом фильтрации стенки и коэффициентом отражения для белка. В классическом представлении этот баланс приводил к фильтрации на артериальном конце и реабсорбции на венозном конце. Пересмотренный принцип, поддерживаемый физиологией гликокаликса, утверждает, что эффективный онкотический градиент действует через эндотелиальный поверхностный слой и бедное белком пространство под ним; следовательно, фильтрация низка и непрерывна вдоль большинства капилляров, устойчивая венозная реабсорбция является исключением, а не правилом, и отфильтрованная жидкость в значительной степени возвращается в кровоток лимфатическими сосудами.

Clinical relevance

Баланс сил Старлинга лежит в основе понимания того, как жидкость накапливается в тканях (отек) и как концентрация белков плазмы и капиллярное давление смещают этот баланс. Ревизия, основанная на гликокаликсе, изменила представление клиницистов о трансваскулярном движении жидкости. Эта запись представляет собой описательную физиологию и не содержит советов по лечению или управлению жидкостью.

Evidence & guidelines

Концепции основаны на физиологической теории и экспериментальных микрососудистых исследованиях, а не на клинических испытаниях; первоначальное наблюдение Старлинга, синтез проницаемости Мишеля и Карри, а также ревизия Левика-Мишеля (с клинически ориентированной переформулировкой Вудкока) определяют текущую концепцию.

History

Старлинг описал осмотико-гидростатический баланс обмена жидкостью в 1896 году, а Лэндис позже предоставил прямые измерения капиллярного давления, которые подтвердили это. На протяжении двадцатого века преобладала классическая модель фильтрации-реабсорбции, но накапливающиеся данные об эндотелиальном гликокаликсе привели Левика и Мишеля к публикации пересмотренного принципа в 2010 году, который Вудкок и другие перевели в гликокаликс-основанное объяснение трансваскулярного обмена жидкостью.

Debates

Происходит ли устойчивая венозная реабсорбция?

Классическая модель предсказывала реабсорбцию на венулярном конце капилляров, но пересмотренный, основанный на гликокаликсе принцип утверждает, что в большинстве тканей капилляры фильтруют по всей своей длине в стационарном состоянии, и что реабсорбция является временной или отсутствует, при этом лимфатические сосуды возвращают отфильтрованную жидкость.

Key figures

• Ernest Starling
• Eugene Landis
• C. Charles Michel
• J. Rodney Levick
• Thomas Woodcock

Seminal works

• starling-1896
• levick-michel-2010
• michel-1999

Frequently asked questions

Что такое четыре силы Старлинга?

Капиллярное гидростатическое давление и интерстициальное гидростатическое давление, а также коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы и интерстициальное коллоидно-осмотическое давление; их чистый баланс определяет направление и скорость движения жидкости через стенку капилляра.

Как пересмотренный принцип Старлинга изменил классическую модель?

Он показал, что соответствующий онкотический градиент действует через эндотелиальный гликокаликс и пространство непосредственно под ним, так что капилляры обычно фильтруют по всей своей длине, а не реабсорбируют жидкость на венозном конце, при этом лимфатические сосуды возвращают отфильтрованную жидкость.