A felülvizsgált Starling-elv: A racionális folyadékterápia következményei
Jon-Emile S. Kenny
“Az egyszer elvetett tanítás mély gyökeret ereszt, és az ókor tisztelete minden emberre hatással van.”
-William Harvey
A hyperoncoticus albumin alkalmazása a folyadék elszívására az interstitialis térből áthatja az intenzív ellátás sötét sarkait. A 25%-os albumin és az azt követő furoszemid “húzása és nyomása” még mindig kissé rejtélyes hagyomány – használatáról gyakran hallgatag hangon beszélnek, mintha ezt a különleges fiziológiát csak a legszörnyűbb helyzetekben és csak a legtiszteletreméltóbb klinikusok vehetnék igénybe. Ezt a fiziológiát hívtam segítségül, amikor cirrózisos betegeket kezeltem – vagy másokat, akiknél a “hipervolémiás, de volumenhiányos” misztikus teremtmény felmerült.
Az ezt a gyakorlatot alátámasztó adatok azonban vegyesek, és a kapilláris szűrés eredeti Starling-elvének kortárs – és briliáns – újraértékelései komolyan megkérdőjelezték a gyakorlat mögötti érvelést.
Az eredeti
A 19. század végén Starling megfigyelte, hogy a kutya hátsó végtagjába injektált izotóniás sóoldat visszaszívódik, míg a szérum nem. Ebből arra következtetett, hogy a kapillárisok és a kapillárisok utáni vénák félig áteresztő membránok. A folyadék mozgása ezután a transzendothelialis hidrosztatikus nyomás, csökkentve az intersticiális téren belüli hidrosztatikus nyomást ] és a kapilláris és az intersticiális tér közötti kolloid ozmotikus nyomáskülönbség közötti versengéssé vált. A kolloid ozmotikus nyomást nagyrészt az albumin határozza meg, és azt, hogy az albumin milyen mértékben permeálja az endothelt, a Staverman-féle ozmotikus reflexiós együttható tükrözi, amely 0 és 1 között változik . A nettó folyadékáramlást meghatározó következő – egyszerűsített – egyenlet marad :
Jv = – σ
Ha az “erők összege” megközelítést alkalmazzuk, akkor a következő képi elemzést alkalmazhatjuk . Megjegyezzük, hogy a szűrésnek kedvező erő a Pc, míg a szűréssel ellentétes összegző erő a következő egyenlettel fejezhető ki
Pco = σ + Pi
1A ábra: a kapillárison belüli hidrosztatikus nyomást a ferde barna vonal mutatja. A Pc-vel szemben álló nyomások összege a Pco, amelyet a középen lévő szaggatott piros vonal ábrázol. Ha a Pc a Pco felett van, akkor szűrés történik, ha a Pc a Pco alatt van, akkor abszorpció történik. Ez a hagyományos Starling-modell.
A kapilláris szűrési ellennyomásnak intuitívnak kell lennie, mert ha a kapilláris kolloid ozmotikus nyomás emelkedik, vagy ha az interstitialis ozmotikus nyomás csökken, a folyadékot a kapillárisban kell visszatartani. Hasonlóképpen, ha a kapilláris körüli nyomás emelkedik, a szűrés ellenáll. A Pco-t az 1. & 2. ábrán szaggatott, piros vonal szemlélteti; ha értéke emelkedik, a szűrés ellentétes, míg ha csökken, a szűrés fokozódik. A 20. század elején mérték először sikeresen a Pc-t, és megállapították, hogy az artériás oldalon nagyjából 35-45 mmHg, a vénás oldalon pedig 12-15 mmHg. Abban az időben nem volt lehetséges a πi egyidejű mérése, és azt feltételezték, hogy meglehetősen alacsony. Hasonlóképpen, σ-t 1,0-nak feltételezték. Az említett feltételezések alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a Pc a kapilláris közepén a Pco alá esik, és ezért az artériás végén a szűrés dominál, míg a vénás végén az abszorpció lép fel.
1B ábra & 1C: Az ellennyomás hipotetikus változásai. Vegyük észre, hogy a Pco emelkedhet a πc vagy a Pi növekedésére vagy a πi csökkenésére válaszul. Ez kedvez az abszorpciónak. Ezzel szemben a Pco a πc vagy a Pi csökkenésére vagy a πi növekedésére másodlagosan csökken. Ez a szűrésnek kedvez.
Felülvizsgált modell
Amikor azonban elérhetővé váltak a Starling-erők egyidejű mérésére szolgáló technikák, a Pco meglepően alacsonynak bizonyult – a viszonylag magas πi és az alacsony Pi miatt, így a Pc a kapilláris teljes hosszában a Pco felett marad; fontos, hogy ez a legalacsonyabb Pc-vel rendelkező szövetekre is igaz. Más szóval, nincs abszorpció. Ez a legtöbb szövetre igaznak bizonyult. Vannak figyelemre méltó kivételek az állandósult felszívódás nélküli szabály alól, és ezek közé a szövetek közé tartozik a bélnyálkahártya , a vese kéreg és a medulla is. Ezeknek a szöveteknek sikerül a πi-t elég alacsonyan tartaniuk, hogy a felszívódás megfigyelhető legyen.
2. ábra: A felszívódás nélküli szabály . Vegyük észre, hogy ez a kapillárisok túlnyomó többségében előfordul. A magas πi és az alacsony Pi egyaránt csökkenti a Pco-t, így a Pc > Pco az egész kapillárisban, és a szűrés dominál .
Átmeneti versus állandósult állapot
A kapilláris abszorpció olyan szövetekben is megfigyelhető, amelyek általában nem abszorbeálnak a hosszuk mentén, amikor a Pc átmeneti csökkenése következik be; azonban néhány percen belül az erők összege visszatér a nettó szűréshez. Ez a tény rávilágít a Jv , πi és Pi közötti fontos kapcsolatra. Amikor a Jv a Pc csökkenésére válaszul csökken, az interstitium πi kolloidonkotikus nyomása az idő múlásával emelkedik, és a Pi csökken. Következésképpen a Pco csökken, és a nettó szűrés a kapillárison keresztül helyreáll; ez a hatás általában 30 percen belül következik be, mielőtt a nettó szűrés ismét megvalósul. Elméletileg a fordítottja is igaz, hogy a Pc átmeneti emelkedése pillanatnyilag fokozza a szűrést, de néhány perc alatt a Pco is emelkedni fog – ez a hatás pufferolja a Jv kezdeti növekedését.
Még egy felülvizsgálat
Fontos, hogy még az egyszerre mért “erők összegét” tartalmazó felülvizsgált modell használata esetén is nagyságrendi különbség van az előre jelzett nyirokáramlás és a megfigyelt nyirokáramlás között. A fenti modell szerint a megjósolt szűrésnek, és így az afferens nyirokelvezetésnek nagyobbnak kellene lennie, mint a megfigyeltnek. Ha a kapilláris vénás oldala nem reabszorbeálódik az állandósult állapotban, hová kerül a felesleges szűrlet? Most úgy tűnik, hogy a Jv-t meghatározó kolloidonkotikus nyomáskülönbség már nem önmagában transz-endotheliális erő, hanem inkább intra-endotheliális erő. Ez a felismerés az endothel glikokalyx jelenlétének hatására jött létre . Az EG proteoglikánokhoz és glikozaminoglikánokhoz társuló mukopoliszacharidok hálója; az EG a kapillárisokon belül ecsetszerű határként működik, amely elválasztja a vörösvértesteket és más nagy fehérjéket az endotél alatti felszíntől. Egészségben az EG térfogata 1700 ml is lehet. Valószínű, hogy a Staverman-féle ozmotikus reflexiós együttható ennek a határnak azt a képességét jelzi, hogy visszaveri az albuminokat a szubendothelialis térből. Így a módosított Starling-egyenlet a következő lesz:
Jv = – σ.
Normális esetben a szubglikokalyx kolloidonkotikus nyomása meglehetősen alacsony, de ez az erő teljes egészében a kapillárison belül van, így a Jv az endotélen keresztül a Pc és a Pi függvénye, míg az EG-n keresztüli kolloid ozmotikus különbség egyszerűen lassítja a szűrést. A fent említett elvek még mindig érvényesek a tranziens és az állandósult hatások tekintetében, ez azonban felveti annak lehetőségét, hogy az albumin hiperonkotikus hatása egyszerűen a szubendotheliális tér és az EG dehidratálása, ahelyett, hogy jelentős mennyiségű folyadékot vonna el az interstitiumból.
3. ábra: A glikokalyx modell, amely a szűrést mutatja az egész kapillárisban, de alacsonyabb értéken, a kapillárison belüli kolloid ozmotikus nyomás közötti különbség miatt , kevesebb az alacsony kolloid ozmotikus nyomás a szubglikokalyx térben .
Következtetések a gyakorlatra
A felülvizsgált Starling-Glycocalyx modell megmagyarázza, hogy miért van kevés különbség a hemodinamikai eredmény és az infundált mennyiség között a kolloid és az izotóniás kristalloid között számos vizsgálatban. Mivel a kolloid onkotikus nyomáskülönbség nem “transz-endothelialis”, hanem “intra-endothelialis” erő, a kolloidok térfogatnövelő hatása csökken, ahogy azt a hagyományos modell előre jelezte. Azt állítják, hogy minél nagyobb a Pc csökkenése, annál erősebb az érv az izotóniás kristalloid mellett – amely “rehidratálja” az EG-t. A felülvizsgált modell így a nyomáskülönbségre, mint a kapilláris szűrés kulcsfontosságú meghatározó tényezőjére irányítja a figyelmet. Az intenzív osztályon sok beteg gyulladt – különböző okok miatt. A gyulladás kitágítja a kapillárisok előtti arteriolákat, ami növeli a Pc-t. Ezzel egyidejűleg a gyulladás megváltoztatja az interstitium jellemzőit – az extracelluláris mátrix megváltoztatja a jellemzőit, következésképpen megnő a compliance; így a Pi csökken, és a transz-endotheliális nyomáskülönbség megnő. Látszólag az ödéma kezelésének a gyulladás kiváltó okára kell összpontosítania. Ez az alfa-agonisták védőmechanizmusára is utal, amely szűkíti az arteriolákat, majd mérsékli a Pc-t. Valamint a mellkason belüli nyomás alacsonyan tartásának elő kell segítenie a nyirokdrenázst a nagy vénákba .
A fent említett fiziológia megkérdőjelezi a hiperonkotikus albumin használatát a folyadéknak az intersticiális térből való elszívására, különösen a gyulladt intenzív osztályos betegnél . Az albumin bólus megemeli a Pc-t, ami kedvez a szűrésnek, azonban a 25%-os albumin hiperonkotikus hatása állítólag ellentétes a szűréssel és még reszorpciót is okoz. Szeptikus betegeknél 200 ml 20%-os albuminnak a plazmatérfogat 430 ml-es növekedését eredményezte, a maximális hatás az első 30 percben következett be. Ez idő alatt az oxigenizáció ugyancsak átmeneti javulása következett be. Teljesen elképzelhető azonban, hogy a plazmatérfogat növekedése inkább az EG réteg dehidratációjának, mint az intersticiális folyadék felszívódásának volt köszönhető. Ezenkívül az oxigenizáció átmeneti javulása a szövetek jobb oxigénellátását tükrözheti, ami a vegyes vénás oxigénszaturáció növekedésével, valamint a holt tér perfúziójának csökkenésével járt. Fontos, hogy a FADE-kísérlet még jobban ki fogja bővíteni ismereteinket, de ha az albumin-furoszemid nem bizonyul eredményesnek, az megerősítheti, hogy sokan közülünk, köztük én is, “kolloid téveszmében szenvedünk.”
Best,
JE
JE