Trao đổi chất qua thành mạch máu: cân bằng starling

Chức năng chính của vi tuần hoàn là vận chuyển các chất dinh dưỡng đến các mô và loại bỏ các chất thải của tế bào. Các tiểu động mạch nhỏ kiểm soát lưu lượng máu đến từng mô và tình trạng tại chỗ của mô, bằng cách kiểm soát đường kính của các tiểu động mạch. Như vậy, trong hầu hết các trường hợp, việc điều chỉnh dòng chảy của mỗi mô liên quan đến nhu cầu của riêng của nó.

Thành của các mao mạch rất mỏng và được cấu tạo bởi một lớp tế bào nội mô có tính thấm cao. Vì vậy, nước, chất dinh dưỡng tế bào và sản phẩm bài tiết của tế bào có thể trao đổi một cách nhanh chóng và dễ dàng giữa các mô và máu lưu thông.

Hệ tuần hoàn ngoại vi của cơ thể người có khoảng 10 tỷ mao mạch với tổng diện tích bề mặt ước tính là 500 đến 700 mét vuông (khoảng 1/8 diện tích bề mặt của một sân bóng đá). Như vậy bất kỳ tế bào hoạt động chức năng nào cũng có một mao mạch nuôi nó không cách xa quá 20-30 micromet.

Cách đây hơn một thế kỷ, Ernest Starling đã chỉ ra trong điều kiện bình thường, màng mao mạch tồn tại một trạng thái gần như cân bằng. Có nghĩa là, lượng dịch lọc ra bên ngoài từ các đầu mao động mạch của mao mạch gần bằng lượng dịch lọc trở lại lưu thông bằng cách hấp thu. Chênh lệch một lượng dịch rất nhỏ đó về tim bằng con đường bạch huyết.

Bảng dưới đây cho thấy các nguyên lý của cân bằng Starling. Đối với bảng này, các áp suất trong các mao mạch động mạch và mao tĩnh mạch được tính trung bình để tính áp suất mao mạch chức năng trung bình cho toàn bộ chiều dài của các mao mạch. Áp suất mao mạch chức năng trung bình đã tính là 17,3 mmHg.

Lực trung bình làm dịch di chuyển ra ngoài (mmHg)

Áp suất trung bình mao mạch: 17.3

Áp suất âm của dịch tự do trong dịch kẽ: 3.0

Áp suất thẩm thấu keo của dịch kẽ: 8.0

Tổng lực đẩy ra ngoài: 28.3

Lực trung bình làm dịch di chuyển vào trong (mmHg)

Áp suất thẩm thấu keo huyết tương: 28.0

Tổng lực đưa vào trong: 28.0

Tổng hợp trung bình các lực

Ra ngoài: 28.3

Vào trong: 28.0

Lực đẩy ra ngoài thực sự: 0.3

Do đó, với tổng tuần hoàn mao mạch, chúng ta tìm thấy một sự gần cân bằng giữa tổng các lực lượng bên ngoài, 28,3 mmHg, và tổng lực vào trong, 28,0 mmHg. sự mất cân bằng này nhẹ của các lực, 0,3 mmHg, gây ra dịch được lọc vào khoảng kẽ hơn là tái hấp thu. Lượng dịch lọc thừa này được gọi là lưu lượng lọc thực (net filtration), và nó là lượng dịch lọc phải được trả lại cho lưu thông qua hệ bạch huyết. Bình thường tốc độ của lưu lượng lọc thực trong toàn bộ cơ thể, không bao gồm thận, chỉ khoảng 2 ml / phút.