Гидростатическое давление интерстициальной жидкости

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 05.11.2024

Осмотическое давление – диффузное давление (термодинамический параметр), характеризующий стремление раствора к понижению концентрации при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. Осмотическое давление численно равно давлению, которое оказало бы растворённое вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимало объём, равный объёму раствора.

Осмотическое давление плазмы крови создается растворенными в ней ионами (в основном создается ионами Na и Cl) и равно 304 мОсм/л. Но неионизированные вещества плазмы крови также создают осмотическое давление – так, каждый грамм глюкозы в литре плазмы крови создает давление 5,6 мОсм.

Гидростатическое давление плазмы крови – давление жидкой части крови на стенки сосудов. Гидростатическое давление плазмы крови различна в различных отделах кровеносной системы.

Коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы крови – осмотическое давление, создаваемое белками плазмы. Онкотическое давление в основном создается альбуминами плазмы. Несмотря на высокое содержание белков в плазме крови достигает (70-80 г/л), их концентрация в ней весьма невелика, около 0,8 ммоль/л, поэтому осмотическое давление, формируемое белками, равно 0,8 мОсм/л.

Однако плазма крови с указанным количеством белков создает осмотическое давление равное 1,3-1,5 мОсм/л. Объясняется это тем, что белки, будучи отрицательно заряженными ионами, удерживают вблизи своих молекул большое число положительно заряженных ионов (катионов, в основном ионов натрия). Эти добавочные катионы увеличивают величину осмотически активных веществ в плазме крови и делают ее осмотическое давление примерно на 50% больше, чем создаваемое только белками (эффект равновесия Даннона).

Значение осмотического, гидростатического и онкотического давления в транскапиллярном обмене жидкости.

Осмотическое, гидростатическое и онкотическое давление являются основными факторами, благодаря которому происходит постоянный обмен водой между плазмой крови и интерстициальной жидкостью.

В артериальном конце капилляров силы, выталкивающие жидкость из сосудов превышают силы, удерживающие жидкость в сосудах:

· капиллярного давления (выталкивает воду из сосуда) – равно 30 мм рт.ст.;

· давление интерстициальной жидкости (выталкивает воду из сосудов) – -3 мм рт.ст.;

· коллоидно-осмотическое давление интерстициальной жидкости (выталкивает жидкость из сосудов) – 8мм рт.ст.;

· коллоидно-осмотическое давление плазмы крови (удерживает жидкость в сосудах) – 25-28 мм рт.ст.

Если суммировать величину всех сил, выталкивающих жидкость из сосудов (капиллярное давление – 30, давление интерстициальной жидкости – 3, коллоидно-осмотическое давление интерстициальной жидкости – 8), то получится величина 41 мм рт.ст., что превышает силу, удерживающего жидкость в сосудах (коллоидно-осмотическое давление плазмы крови – 25-28) на 13-16 единиц.

Таким образом, величина фильтрационного (величина силы, выталкивающего жидкость из сосуда) давления на артериальном конце капилляров составляет 13-16 мм рт.ст. В результате в артериальной части капилляра имеет место выход воды (составляющий 0,5% плазмы крови) в интерстициальное пространство.

А в венозной же части капилляра гидростатическое давление крови снижается до 10 мм рт.ст., при этом сумма сил, выталкивающих жидкость из сосудов (капиллярное давление – 10, давление интерстициальной жидкости – 3, коллоидно-осмотическое давление интерстициальной жидкости – 8) становится меньше силы, удерживающего (онкотическое давление плазмы крови – 25-28 мм рт.ст.) жидкость к капиллярах.

При этом возврат воды из интерстиция в капилляр составляет 90% от объема жидкости, профильтровавшейся в артериальной части капилляра – остальное количество жидкости возвращается из интерстиция в кровоток по лимфатическим сосудам.

Онкотическое давление белков плазмы крови является одним из факторов, обеспечивающим постоянное поступление воды в кровеносные капилляры из тканей. При заболеваниях почек, при которых имеет место потеря альбуминов с мочой (альбуминурия), онкотическое давление плазмы крови резко снижается, жидкость задерживается в тканях и у больного возникают отеки.

Следует отметить, что осмотическое давление влияет не только на распределение воды между кровью и интерстициальной жидкостью, но и между последней и клетками организма.

Гидростатическое давление интерстициальной жидкости

Гидростатическое давление интерстициальной жидкости играет большую роль при поступлении веществ в корни лимфатической системы.

При регистрации тканевого давления другими методами (с помощью перфорированной капсулы и "хлопкового фитиля") в интерстиции отмечено отрицательное давление.

В то же время исследования, проведенные на крыле летучей мыши и брыжейке млекопитающих, показали наличие в терминальных лимфатических сосудах положительного давления по сравнению с атмосферным (до +0,0969 кПа).

Таким образом, если тканевое давление отрицательное, а давление внутри лимфатических сосудов положительное, то неясно, как жидкость из интерстиция попадает в просвет лимфокапилляров путем простой пассивной диффузии.

Столь явное противоречие между теоретическими предпосылками о роли градиента давления жидкости в транспорте веществ в лимфатическую систему и результатами экспериментальных измерений побудило ряд авторов провести одновременную регистрацию давления в интерстиции и просвете лимфатических сосудов, поскольку различия в применяемых методах измерений в условиях экспериментов в приведенных выше работах не исключали возможности получения несоизмеримых результатов.

Давление в лимфокапиллярах, измеряемое с помощью стеклянных микропипеток

Так, G. Clough, L. Smaje (1978) одновременно исследовали давление в интерстиции и терминальных лимфатических сосудах брыжейки кошки в абсолютно идентичных условиях выделения и орошения.

Давление в лимфокапиллярах, измеряемое с помощью стеклянных микропипеток, изменялось от -0,0133 до +0,053 кПа и от -0,019 до -0,033 кПа (в зависимости от состава орошающей жидкости; раствор Кребса в первом случае и жидкий флуорокарбон FC-80 - во втором). Давление в крупных собирательных лимфатических сосудах составляло -0,92 кПа.

Давление в лимфокапиллярах, измеряемое с помощью метода хлопкового фитиля

Измеренное с помощью метода "хлопкового фитиля" тканевое давление при тех же условиях менялось от -0,092 до + 0,013 кПа и от -0,098 до -0,026 кПа.

Такое отрицательное давление может быть следствием организации гликозаминогликанов и коллагеновых элементов ткани, а также осмотического давления, которое стремится извлечь жидкость из фитиля.

Таким образом, давление внутри терминальных лимфатических сосудов тесно связано с тканевым давлением, оно немного ниже атмосферного в норме, выше атмосферного при гипергидратации ткани вследствие орошения водными растворами.

Противоречие между отрицательным тканевым и положительным внутрисосудистым давлением в приведенных выше работах частично разрешено поставленными экспериментами, но тем не менее градиент давления и в этих исследованиях не способствует пассивному транспорту жидкости внутрь лимфокапилляров.

Л. B. Ч e p н ы ш e н к o, 1985 г.

"Гидростатическое давление интерстициальной жидкости" и другие статьи из раздела Лимфология

Коллоидно-осмотическое давление плазмы и интерстициальной жидкости

а) Белки плазмы создают коллоидно-осмотическое давление. В отдельной статье на сайте дана основная характеристика осмотического давления. Там подчеркивалось, что только те молекулы и ионы, которые не проходят через поры полупроницаемых мембран, участвуют в создании осмотического давления. Поскольку белки являются растворенными в плазме и тканевой жидкости компонентами, которые не проходят через поры капиллярной стенки, именно они ответственны за величину осмотического давления по обе стороны стенки капилляров. Чтобы отличать осмотическое давление, которое существует по обе стороны клеточной мембраны, от осмотического давления, которое существует по обе стороны стенки капилляра, последнее стали называть коллоидно-осмотическим давлением, или онкотическим давлением.

Капиллярное давление жидкости и коллоидно-осмотическое давление - силы, вызывающие движение жидкости через стенку капилляра в разных направлениях

Термин «коллоидноосмотическое давление» исторически возник из представления о том, что раствор белков является коллоидным раствором, хотя в действительности он является истинным молекулярным раствором.

б) Нормальная величина коллоидно-осмотического давления. Коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы крови здорового человека в среднем равно 28 мм рт. ст. Из них 19 мм рт. ст. создается молекулами растворенных белков, а 9 мм рт. ст. — благодаря эффекту Доннана за счет осмотического давления натрия, калия и других катионов, связанных с белками плазмы.

в) Влияние различных белков плазмы на коллоидно-осмотическое давление. Белки плазмы представляют собой смесь, содержащую альбумины (молекулярная масса которых составляет в среднем 69000), глобулины (молекулярная масса 140000), фибриноген (молекулярная масса 400000). Таким образом, 1 г глобулина содержит только половину числа молекул, которые составляют 1 г альбумина, а 1 г фибриногена содержит всего 1/6 числа молекул, составляющих 1 г альбумина. Величина осмотического давления зависит от числа молекул, растворенных в жидкости, а не от их массы. Далее в таблице приведены как концентрации разных белков в плазме крови (г/дл), так и вклад белка каждого типа в общее коллоидно-осмотическое давление плазмы (Ркопл).

Из таблицы видно, что около 80% общего коллоидно-осмотического давления плазмы создается альбуминами, 20% — глобулинами и ничтожно малая часть — фибриногеном. Таким образом, для поддержания динамического равновесия между жидкостью в капиллярах и тканях наиболее важное значение имеют альбумины.

Коллоидно-осмотическое давление интерстициальной жидкости

Обычно размеры пор капиллярной стенки меньше, чем размеры белковых молекул, однако это справедливо не для всех пор, поэтому небольшое количество белков плазмы может проходить через стенку капилляра в интерстициальное пространство.

Общее содержание белков в 12 л интерстициальной жидкости организма немного больше, чем общее количество белков плазмы, но поскольку этот объем в 4 раза больше объема плазмы, концентрация белков интерстициальной жидкости составляет только 40% концентрации белков плазмы, т.е. примерно 3 г/дл. Легко рассчитать, что эта концентрация белков соответствует коллоидно-осмотическому (онкотическому) давлению 8 мм рт. ст.

Разница между гидростатическим и онкотическим давлением

Основное различие - гидростатическое и онкотическое давление

Артерии переносят насыщенную кислородом кровь и питательные вещества в метаболизирующие ткани организма. Эта насыщенная кислородом кровь проходит через капиллярную сеть внутри тканей. Обмен жидкостей в кровеносных капиллярах называется микроциркуляция. Гидростатическое и онкотическое давление - это два типа движущих сил, которые участвуют в движении жидкостей во время микроциркуляции. главное отличие между гидростатическим и онкотическим давлением гидростатическое давление - это сила, которая выталкивает жидкость из кровеносных капилляров, тогда как онкотическое давление - это сила, которая выталкивает жидкость в кровеносные капилляры. Общее взаимодействие между гидростатическим давлением и онкотическим давлением описывается Принцип Старлинга.

Ключевые области покрыты

1. Что такое гидростатическое давление
- Определение, Механизм, Функция
2. Что такое онкотическое давление
- Определение, Механизм, Функция
3. Каковы сходства между гидростатическим и онкотическим давлением
- Краткое описание общих черт
4. В чем разница между гидростатическим и онкотическим давлением
- Сравнение основных различий

Ключевые слова: артериальный конец, кровеносные капилляры, коллоидно-осмотическое давление, жидкость, гидростатическое давление, микроциркуляция, онкотическое давление, белки, венозный конец

Что такое гидростатическое давление

Гидростатическое давление относится к силе, прилагаемой жидкостью внутри кровеносных капилляров к стенке капилляра. Это помогает движению жидкости из кровеносных капилляров в интерстициальную жидкость. Самое высокое гидростатическое давление капилляров может быть идентифицировано около конца артериолы. Наименьшее гидростатическое давление наблюдается на венозном конце. Гидростатическое давление в кровеносных капиллярах вызвано насосным давлением сердца. Капиллярная сеть показана на Рисунок 1.

Рисунок 1: Капиллярная сеть

Чистое фильтрационное давление определяется гидростатическим давлением внутри кровеносного капилляра и осмотическим давлением интерстициальной жидкости. Если разница давлений велика, может наблюдаться высокое давление фильтрации.На артериальном конце капилляров гидростатическое давление составляет 30 мм рт. Ст., А осмотическое давление - 25 мм рт.

Что такое онкотическое давление

Онкотическое давление относится к силе альбумина и других белков в кровеносных сосудах. Поскольку он генерируется большими молекулами, онкотическое давление также называется коллоидно-осмотическое давление, Как правило, давление 20 мм рт.ст. создается большими белками внутри кровеносных капилляров. Альбумин обеспечивает около 75% онкотического давления плазмы. Онкотическое давление вызывает движение межклеточной жидкости в капилляры на их венозном конце. Интерстициальная жидкость содержит метаболические отходы и углекислый газ из клеток тканей. Следовательно, онкотическое давление вызывает удаление отходов из тканей. Это также помогает поддерживать баланс жидкости в организме. Капиллярный обмен показан в фигура 2.

Рисунок 2: Капиллярный обмен

Увеличение белкового компонента в интерстициальной жидкости снижает онкотическое давление. Это уменьшает движение жидкости в кровеносные капилляры, вызывая отек. Отек вызван онкотическим давлением менее 11 мм рт. Избыток белка в интерстициальной жидкости удаляется потоком лимфы.

Сходства между гидростатическим давлением и онкотическим давлением

Как гидростатическое, так и онкотическое давление участвуют в движении жидкости в и из кровеносных капилляров.
Как гидростатическое, так и онкотическое давление используются в микроциркуляции.

Определение

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление относится к силе, которую оказывает жидкость внутри кровеносных капилляров на стенку капилляра.

Онкотическое давление: Онкотическое давление относится к силе альбумина и других белков в кровеносных сосудах.

Механизм

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление выталкивает жидкости из кровеносных капилляров.

Онкотическое давление: Онкотическое давление выталкивает жидкости в кровеносные капилляры.

Вхождение

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление возникает в результате давления крови внутри капилляров.

Онкотическое давление: Онкотическое давление возникает из-за белков, таких как альбумин, глобулины и фибриногены внутри кровеносных капилляров.

Количество

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление составляет около 30 мм рт.

Онкотическое давление: Онкотическое давление составляет около 20 мм рт.

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление - это тип давления жидкости.

Онкотическое давление: Онкотическое давление является типом коллоидного давления.

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление возникает на артериальном конце кровеносных капилляров.

Онкотическое давление: Онкотическое давление возникает в венозном конце кровеносных капилляров.

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление увеличивает фильтрацию.

Онкотическое давление: Онкотическое давление не позволяет жидкости покинуть кровеносные капилляры.

значение

Гидростатическое давление: Гидростатическое давление способствует поступлению питательных веществ в ткани организма.

Онкотическое давление: Онкотическое давление помогает удалить метаболические отходы из тканей.

Заключение

Гидростатическое давление и онкотическое давление являются двумя типами сил, участвующих в движении жидкости в кровеносных капиллярах. Из-за насосного давления сердца в артериальном конце кровеносных капилляров возникает высокое гидростатическое давление, вызывающее движение жидкости из крови в интерстициальную жидкость. На конце вен, большие белки создают коллоидное давление внутри кровеносных капилляров. Это вызывает движение жидкости в кровеносные капилляры из интерстициальной жидкости. Основное различие между гидростатическим давлением и онкотическим давлением заключается в их механизме и роли.

Существуют несколько методов измерения давления интерстициальной жидкости, которые также дают разные результаты. Однако все они показывают, что давление в интерстиции на несколько миллиметров ртутного столба меньше атмосферного давления. Это позволяет говорить об отрицательном давлении интерстициальной жидкости.

а) Измерение давления интерстициальной жидкости с помощью микропипетки. Такой же тип микропипетки, который применяется для измерения капиллярного давления, можно использовать для измерения давления интерстициальной жидкости. Кончик микропипетки имеет диаметр около 1 мкм, однако это, по меньшей мере, в 20 раз больше, чем размеры промежутков между молекулами протеингликанов в интерстиции. Следовательно, давление может быть измерено в довольно крупной ячейке интерстиция, содержащей свободную жидкость.

Первые измерения с применением микропипетки показали, что давление в интерстиции имеет величину от -1 до +2 мм рт. ст., т.е. слегка положительное. Однако по мере усовершенствования метода и накопления опыта исследований оказалось, что в таких довольно рыхлых тканях, как кожа, давление в среднем равно -2 мм рт. ст., что несколько меньше атмосферного давления.

б) Измерение давления свободной интерстициальной жидкости с помощью вживленной перфорированной полой капсулы. Давление свободной жидкости в интерстициальном пространстве рыхлой подкожной ткани, измеренное с помощью капсулы диаметром 2 см, оказалось равным -6 мм рт. ст. Однако применение капсул меньшего диаметра показало, что в этом случае величина интерстициального давления не слишком отличается от результата -2 мм рт. ст., полученного с использованием микропипетки.

в) Измерение давления свободной интерстициальной жидкости с помощью хлопчатобумажного фитилька. Еще один метод измерения заключается во введении в ткани небольшой тефлоновой трубочки, в просвете которой находятся примерно 8 хлопчатобумажных нитей. Этот хлопчатобумажный фитилек непосредственно контактирует с тканевой жидкостью и передает давление интерстициальной жидкости в тефлоновую трубочку, которое затем измеряют обычным манометрическим методом. Исследования с применением этой методики показали, что в рыхлой подкожной ткани интерстициальное давление имеет величину от -1 до -3 мм рт. ст., т.е. является отрицательным.

Измерение давления интерстициальной жидкости с помощью перфорированной капсулы

г) Давление интерстициальной жидкости в плотных тканях. Некоторые ткани организма со всех сторон плотно окружены компактными структурами. Например, головной мозг помещен в черепную коробку; почки заключены в прочную фиброзную капсулу; скелетные мышцы разделены фиброзными фасциями; ткани глазного яблока окружены плотной склерой. В большинстве таких тканей давление интерстициальной жидкости, измеренное различными методами, оказывается положительным. Однако во всех случаях интерстициальное давление оказывается все же меньше, чем давление среды, окружающей ткани внутри капсулы или костной полости. Например, давление цереброспинальной жидкости у животного, лежащего на боку, в среднем равно +10 мм рт. ст., в то время как давление интерстициальной жидкости в тканях головного мозга составляет от +4 до +6 мм рт. ст. В почках давление под капсулой, окружающей почку, равно примерно +13 мм рт. ст., в то время как давление интерстициальной жидкости в тканях почки — в среднем +6 мм рт. ст.

д) Действительно ли давление интерстициальной жидкости в рыхлых тканях ниже атмосферного? Представление о том, что давление интерстициальной жидкости во многих, если не во всех, тканях организма ниже атмосферного, возникло на основе клинических наблюдений, которые невозможно было объяснить, исходя из прежних представлений о том, что интерстициальное давление всегда положительное. К таким наблюдениям относятся следующие.

1. Когда кожный лоскут помещают на вогнутую поверхность тела (например, в области глазницы после удаления глазного яблока), прежде чем кожа приживется на месте повреждения, под ней начинает накапливаться жидкость; кожный лоскут укорачивается, возникает опасность удаления его из глазной впадины. В дальнейшем отрицательное давление под кожным лоскутом способствует абсорбции жидкости и буквально присасывает его к вогнутой поверхности глазницы.

2. Для введения больших объемов жидкости в рыхлые подкожные ткани, например в пространство под нижним веком («мешки» под глазами), подмышечную впадину или в область мошонки, требуется незначительное положительное давление величиной менее 1 мм рт. ст. Подсчитано также, что объем жидкости в этих пространствах может увеличиться в 100 раз по сравнению с нормой, если положительное давление возрастет только до 2 мм рт. ст. Известно, что в этих рыхлых тканях отсутствуют прочные волокна, способные предотвратить накопление больших объемов жидкости. Следовательно, должны быть другие механизмы, например отрицательное давление в интерстициальном пространстве, чтобы препятствовать накоплению воды в рыхлых тканях.

3. В большинстве естественных полостей организма, где свободная жидкость находится в динамическом равновесии с интерстициальной жидкостью окружающих тканей, измеренное давление имеет отрицательную величину. Например:

Плевральное пространство: -8 мм рт. ст.

Синовиальное пространство суставов: от -4 до -6 мм рт. ст.

Эпидуральное пространство: от -4 до -6 мм рт. ст.

4. Для регистрации динамических изменений величины интерстициального давления используют имплантированные капсулы. Полученные при измерении данные почти полностью совпадают с расчетными данными во всех случаях, когда: (1) происходит увеличение или уменьшение артериального давления; (2) вводится жидкость в окружающие ткани; (3) вводится в кровь коллоидно-осмотический агент в высокой концентрации, способный абсорбировать тканевую жидкость. Маловероятно, чтобы происходило такое совпадение данных, если давление в капсуле не отражает истинное интерстициальное давление.

е) Средняя величина отрицательного интерстициального давления в рыхлых подкожных тканях. Несмотря на то, что разные методы измерения дают несколько разные результаты, общее мнение большинства физиологов сводится к тому, что истинное давление интерстициальной жидкости в рыхлых подкожных тканях ниже атмосферного и в среднем составляет -3 мм рт. ст.

ж) Насосная функция лимфатической системы является основной причиной отрицательного давления в интерстиции. Лимфатическая система подробно обсуждается в этой главе далее, однако сейчас необходимо понять, что именно эта система играет основную роль в создании отрицательного давления интерстициальной жидкости. Лимфатическая система является тем «дворником», который удаляет избыток воды и белковых молекул, продукты разрушения клеток и другие частицы из межклеточных пространств. Обычно когда жидкость поступает в терминальные лимфатические капилляры, стенка лимфатических сосудов в течение нескольких секунд автоматически сокращается и перекачивает лимфу в систему кровообращения. Благодаря этому создается отрицательное давление, которое может быть измерено в жидкости интерстициального пространства.

Читайте также: