Các Lực Starling và Trao Đổi Dịch

Các lực Starling là những áp lực điều khiển sự di chuyển của nước qua thành mao mạch: áp lực thủy tĩnh của huyết tương và dịch kẽ, có xu hướng đẩy dịch ra ngoài, và áp lực keo thẩm thấu (áp lực oncotic) của huyết tương và dịch kẽ, có xu hướng giữ hoặc kéo dịch trở lại. Cân bằng ròng của chúng quyết định liệu dịch lọc ra khỏi, hay được hấp thu vào mao mạch, và do đó điều chỉnh sự phân bố nước trong cơ thể giữa máu và mô.

Definition

Nguyên lý Starling phát biểu rằng sự di chuyển dịch ròng qua thành mao mạch tỷ lệ thuận với sự khác biệt giữa gradient áp lực thủy tĩnh xuyên mao mạch và gradient áp lực keo thẩm thấu hiệu quả, được điều chỉnh bởi các đặc tính lọc của thành mạch.

Scope

Chủ đề này bao gồm bốn áp lực Starling, phương trình lọc kết hợp chúng, và sự sửa đổi hiện đại của nguyên lý đặt gradient áp lực keo thẩm thấu qua lớp glycocalyx nội mô thay vì qua toàn bộ thành mạch. Nó giả định cấu trúc mao mạch được đề cập trong một chủ đề liên quan và tập trung vào các lực và hiệu ứng ròng của chúng.

Core questions

• Bốn áp lực tác động qua thành mao mạch là gì?
• Hệ số lọc và hệ số phản xạ được đưa vào phương trình Starling như thế nào?
• Tại sao mô hình cổ điển về lọc ở đầu động mạch và tái hấp thu ở đầu tĩnh mạch cần được sửa đổi?
• Lớp glycocalyx nội mô thay đổi cách hiểu về gradient oncotic như thế nào?

Key concepts

• Áp lực thủy tĩnh mao mạch
• Áp lực thủy tĩnh kẽ
• Áp lực keo thẩm thấu (oncotic) huyết tương
• Áp lực keo thẩm thấu kẽ
• Hệ số lọc và hệ số phản xạ
• Khoảng dưới glycocalyx và quy tắc không tái hấp thu
• Vai trò của sự trở về của bạch huyết

Key theories

Nguyên lý Starling cổ điển

Starling đề xuất rằng áp lực thủy tĩnh hướng ra ngoài và áp lực keo thẩm thấu hướng vào của protein huyết tương cân bằng qua thành mao mạch, với sự lọc ròng ở đầu áp lực cao (động mạch) và tái hấp thu ròng ở đầu áp lực thấp (tĩnh mạch).

Nguyên lý Starling sửa đổi (glycocalyx)

Levick và Michel đã sửa đổi mô hình để chỉ ra rằng gradient oncotic có liên quan là giữa huyết tương và không gian nhỏ dưới glycocalyx bên dưới lớp bề mặt nội mô, do đó ở hầu hết các mô, mao mạch lọc dọc theo chiều dài của chúng và sự tái hấp thu tĩnh mạch ở trạng thái ổn định không xảy ra; dịch được trả lại được xử lý bởi hệ bạch huyết.

Mechanisms

Lưu lượng dịch ròng qua mao mạch được xác định bởi phương trình Starling: gradient thủy tĩnh hướng ra ngoài (áp lực mao mạch trừ áp lực kẽ) đối lập với gradient oncotic (áp lực keo thẩm thấu huyết tương trừ áp lực keo thẩm thấu kẽ), mỗi yếu tố được nhân với hệ số lọc của thành mạch và hệ số phản xạ đối với protein. Theo quan điểm cổ điển, sự cân bằng này tạo ra sự lọc ở đầu động mạch và tái hấp thu ở đầu tĩnh mạch. Nguyên lý sửa đổi, được hỗ trợ bởi sinh lý học glycocalyx, cho rằng gradient oncotic hiệu quả tác động qua lớp bề mặt nội mô và không gian nghèo protein bên dưới nó; do đó, sự lọc thấp và liên tục dọc theo hầu hết các mao mạch, sự tái hấp thu tĩnh mạch bền vững là ngoại lệ chứ không phải quy tắc, và dịch lọc được trả lại tuần hoàn chủ yếu bởi hệ bạch huyết.

Clinical relevance

Sự cân bằng của các lực Starling là cơ sở để hiểu cách dịch tích tụ trong các mô (phù nề) và cách nồng độ protein huyết tương và áp lực mao mạch làm thay đổi sự cân bằng đó. Sự sửa đổi dựa trên glycocalyx đã định hình lại cách các bác sĩ lâm sàng hình dung sự di chuyển dịch xuyên mạch. Mục này là sinh lý học mô tả và không cung cấp lời khuyên điều trị hoặc quản lý dịch.

Evidence & guidelines

Các khái niệm dựa trên lý thuyết sinh lý học và các nghiên cứu vi mạch thực nghiệm hơn là các thử nghiệm lâm sàng; quan sát ban đầu của Starling, tổng hợp tính thấm của Michel và Curry, và sự sửa đổi của Levick-Michel (với sự diễn giải theo định hướng lâm sàng của Woodcock) định hình khuôn khổ hiện tại.

History

Starling đã mô tả sự cân bằng thẩm thấu-thủy tĩnh của trao đổi dịch vào năm 1896, và Landis sau đó đã cung cấp các phép đo trực tiếp áp lực mao mạch hỗ trợ điều này. Trong suốt thế kỷ XX, mô hình lọc-tái hấp thu cổ điển đã thịnh hành, nhưng bằng chứng tích lũy về glycocalyx nội mô đã khiến Levick và Michel công bố một nguyên lý sửa đổi vào năm 2010, mà Woodcock và những người khác đã chuyển thành một giải thích về trao đổi dịch xuyên mạch dựa trên glycocalyx.

Debates

Sự tái hấp thu tĩnh mạch ở trạng thái ổn định có xảy ra không?

Mô hình cổ điển dự đoán sự tái hấp thu ở đầu tiểu tĩnh mạch của mao mạch, nhưng nguyên lý sửa đổi, dựa trên glycocalyx, lập luận rằng ở hầu hết các mô, mao mạch lọc dọc theo chiều dài của chúng ở trạng thái ổn định và sự tái hấp thu là tạm thời hoặc không có, với hệ bạch huyết trả lại dịch đã lọc.

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

Bốn lực Starling là gì?

Áp lực thủy tĩnh mao mạch và áp lực thủy tĩnh kẽ, và áp lực keo thẩm thấu (oncotic) huyết tương và áp lực keo thẩm thấu kẽ; sự cân bằng ròng của chúng quyết định hướng và tốc độ di chuyển của dịch qua thành mao mạch.

Nguyên lý Starling sửa đổi đã thay đổi mô hình cổ điển như thế nào?

Nó chỉ ra rằng gradient oncotic có liên quan tác động qua glycocalyx nội mô và không gian ngay bên dưới nó, do đó các mao mạch thường lọc dọc theo chiều dài của chúng thay vì tái hấp thu dịch ở đầu tĩnh mạch, với hệ bạch huyết trả lại dịch đã lọc.