Коллоидно-осмотическое давление. Феномен массопереноса воды
Перемещение воды между двумя компонентами внесосудистого пространства определяется прежде всего разностью концентрации белка. Коллоидно-осмотическое давление является основным фактором, благодаря которому эндотелий непроницаем для белков плазмы. При нарушениях белкового обмена в результате осмотического дисбаланса вода переходит из интерстициального пространства в кровяное русло. Молекулы кристаллоидов не создают градиента давления, поскольку они свободно проходят через мембрану капилляра. В норме 60 % КОД обеспечивается за счет различных белков (из них 75 % — за счет альбумина, остальное — за счет глобулинов и фибриногена).
40 % КОД поддерживается за счет концентрации катионов. Исходя из концентрации общего белка плазмы (ОБ) для расчета КОД можно пользоваться следующим уравнением:
КОД = 2,1 ОБ + 0,16 ОБ 2 + 0,09 ОБ 3.
Weil и соавт. обнаружили низкую корреляцию между вычисленными и измеренными значениями КОД плазмы у здоровых субъектов, а у пациентов, находящихся в критическом состоянии, эта корреляция еще ниже.
Для измерения КОД с одной стороны полупроницаемой мембраны помещают раствор белка, а с другой — раствор, не содержащий белка. Жидкость проходит через мембрану до достижения давления, которое препятствует дальнейшему осмосу. У нормальных индивидуумов КОД составляет 25 мм.рт. ст., в положении лежа — 22 мм рт. ст., а у пациентов отделения интенсивной терапии — от 18 до 20 мм рт. ст.
Инфузия изоонкотических растворов, например, 5 %-ного раствора альбумина, приводит к увеличению внутрисосудистого пространства без перемещения жидкости между другими пространствами. Введение гиперонкотического раствора, например, 25 %-ного раствора альбумина, увеличивает ОЦК непропорционально введенному раствору за счет перемещения воды и электролитов из интерстиция. Однако, если осмолярность внеклеточного сектора при этом не изменяется, то вода не покидает внутриклеточного пространства.
Феномен массопереноса воды между внутрисосудистым и интерстициальным пространствами открыл Starling в 1896 г. Математическое выражение этого процесса вывели Pappemheimer и Soto-Rivera в 1948 г., оно получило название уравнения транскапиллярного обмена Стерлинга:
Q=K[(Pc-Pi)-g(nc-ni)]
где Q — суммарный поток жидкости через капиллярную мембрану;
К — коэффициент фильтрации жидкости;
Рс — капиллярное гидростатическое давление;
Рi — интерстициальное гидростатическое давление;
g — осмотический коэффициент;
nс — капиллярное онкотическое давление;
ni — интерстициальное онкотическое давление.
Процесс фильтрации определяется градиентом давления между Рс — Рi. Гидростатическое давление в капилляре является основным фактором, способствующим перемещению жидкости в интерстициальное пространство, и обычно оно уравновешивается гидростатическим давлением интерстициального пространства. Разница между давлениями в этих секторах становится положительной при возникновении отеков. Таким образом, КОД плазмы является основным фактором, удерживающим жидкость во внутрисосудистом пространстве. Коллоидно-осмотическое давление интерстициального пространства направлено в противоположную сторону, что описывается разницей nc-ni. Кf коэффициент фильтрации, определяется двумя факторами: 1 -й из них — Lp — гидравлическая проводимость, которая отражает скорость прохождения жидкости через микрососудистый обменный барьер (капиллярная мембрана, интерстициальный гель и терминальная лимфатика). Второй — S — площадь капилляров, через которые осуществляется фильтрация. Если один из компонентов К увеличивается, например, при повреждении эндотелиальной мембраны или вазодилатации в ответ на увеличение сердечного выброса, количество фильтруемой жидкости увеличивается.
Отражающий коэффициент фильтрации g определяет свойства мембраны препятствовать переходу белка. Если g = 1, мембрана полностью непроницаема для белка; если g = 0, белки беспрепятственно проходят через капиллярную мембрану. Значения о различны в различных участках организма. Для системных капилляров ее значения составляют около 0,9, а для легочных капилляров — около 0,7.