Starlingův zákon popisuje vztahy mezi plazmatickým kompartmentem a intersticiem, které jsou ovlivněny tlakem krve v cévách, hydrostatickým tlakem intersticia a koncentračním gradientem proteinů mezi plazmou a intersticiem. Svou roli hraje fyzikální povaha bariéry mezi krví a intersticiem, jejímž výsledkem je permeabilita kapilární stěny. Kapiláry a malé postkapilární venuly (společně s kapilárami tvoří tzv. výměnné cévy) jsou za normálních okolností běžně prostupné pro vodu a malé molekuly a neprostupné pro koloidy.

 

Existují dva důležité a proti sobě působící hydrostatické tlaky:

·         kapilární hydrostatický tlak,

·         tkáňový hydrostatický tlak.

Za normálních okolností je tlakový gradient umožňující filtraci z nitra kapiláry. Dále existují dva proti sobě působící onkotické tlaky,

·         onkotický tlak kapilární plazmy,

·         onkotický tlak intersticia (tkáňový).

 

Za normálních okolností je onkotický tlak plazmy podstatně vyšší než tkáňový, takže za nepřítomnosti hydrostatického gradientu by se tekutina reabsorbovala z intersticia do plazmy

 

 

Čistý filtrační tlak (Net Driving Force, NDF) je rozdíl tlakových gradientů hydrostatického a onkotického:

 

NDF = (P_c – P_t) – σ (Π_C – Π_T)

 

kde

P_C je kapilární hydrostatický tlak,

P_T je tkáňový hydrostatický tlak,

Π_C je koloidně osmotický (onkotický) tlak plazmy,

Π_T je koloidně osmotický (onkotický) tlak intersticia,

(P_C – P_T) je čistý tlak ovlivňující filtraci,

(Π_C – Π_T) je čistý koloidně osmotický (onkotický) tlak ovlivňující reabsorbci vody do kapiláry.

 

 

Pokud je hodnota čistého filtračního tlaku kladná, dochází k filtraci, pokud je negativní, dochází k reabsorpci tekutiny do kapilárního lumen.

 

 

Transkapilární tok tekutiny

Pro určitý čistý filtrační tlak je množství tekutinx filtrované nebo reabsorbované za jednotku času (transkapilární tok tekutiny, JV, fluid flux) určen permeabilitou kapilární stěny a plochou funkčních kapilár. Permeabilitu popisuje filtrační konstanta (K_F) a plocha kapilár (A, surface area) závisí na délce, průměru a počtu kapilár dostupných pro filtrování. Plocha kapilár je v některých tkáních (např. svalech, s ohledem na podmínky fyztické zátěže) poměrně dynamický pojem. Součin K_F a A se někdy označuje jako kapilární filtrační koeficient (CFC capillary filtration coefficient) nebo součin permeability a povrchu (PS, permeability-surface area product).

 

Vlastní Starlingův zákon je reprezentován rovnici

 

J_V = K_f * A * NDF  =  K_f * A (P_c – P_t) – σ (Π_C – Π_T)

 

kde

J_V je transkapilární tok tekutiny,

K_f je kapilární filtrační konstanta,

A je plocha pro výměnu tekutiny,

NDF je čistý filtrační tlak,

P_C je kapilární hydrostatický tlak,

P_T je tkáňový hydrostatický tlak,

Π_C je koloidně osmotický (onkotický) tlak plazmy,

Π_T je koloidně osmotický (onkotický) tlak intersticia,

(P_C – P_T) je čistý tlak ovlivňující filtraci,

(Π_C – Π_T) je čistý koloidně osmotický (onkotický) tlak ovlivňující absorbci vody do kapiláry.

 

Tlak krve v arteriolách je 4,93 kPa (37 torr), čistý koloidně-osmotický, tj. onkotický tlak v kapiláře je 3,33 kPa (25 torr) a hydrostatický tlak kolem 0,13 kPa (1 torr). Na počátku kapiláry tedy převládá filtrační tlak ve výši 1,47 kPa, usnadňující vstup tekutiny do intersticia (diference 1,47 kPa, tj. 11 torr je hodnota daná rozdílem 37 – 1 – 25 torr). Tlak krve ve venule (na počátku žilního systému) je 2,27 kPa (17 torr), to znamená, že na konci kapiláry převládá negativní, tj. nasávací tlak ve výši 1,20 kPa, kdy je tekutina z intersticia opět nasávána do plazmatického kompartmentu (diference -1,20 kPa, tj. -9 torr je daná rozdílem  17 – 1 – 25 torr). Onkotický tlak v arteriální části kapiláry stoupá (a současně klesá Π_C a stoupá P_T), protože ztrátou filtrující se tekutiny do intersticia se proteiny zahušťují a ve venózní části kapiláry onkotický tlak postupně klesá tak, jak se při postupném snižování tlaku krve v kapiláře opět tekutina vrací z intersticia do lumen kapiláry.

 

Tento model je velmi zjednodušen, protože předpokládá, že P_T, Π_C a Π_T jsou v průběhu kapiláry konstantní. Tak jak dochází k filtraci tekutiny z kapiláry do intersticia, zvyšuje se Π_C a P_T, zatímco Π_T se snižuje. Tyto změny působí proti filtraci. Ve většině kapilár je podíl tekutiny filtrované z kapiláry nižší než 1 %, takže změny P_T, Π_C a Π_T jsou relativně malé. Pokud však dojde ke zvýšení permeability kapilár (zánět, poškození kapilár jinými vlivy) nebo se zvýší hydrostatický tlak (žilní okluze nebo srdeční selhávání), zvyšuje se filtrační tlak a změny P_T, Π_C a Π_T  jsou výraznější a omezují filtrační efekt. Navíc model nepostihuje funkci lymfatického systému, který umožňuje udržovat přiměřený objem intersticiálnmí tekutiny a působí tak antiedematózně.

 

Z tohoto modelu však lze snadno odvodit mechanismus vzniku edému, ke kterému může dojít při

• snížení onkotického tlaku v cévách (hypoproteinémie nebo únik proteinů do intersticiálního prostoru),
• při změně rozdílu tlaku na arteriálním a venózním konci kapiláry nebo při
• poruchách tlaku hydrostatického intersticia.

 

 

Další informace

• Vodní a iontová rovnováha
• Tlak hydrostatický kapilární
• Tlak hydrostatický tkáňový
• Tlak onkotický kapilární plazmy
• Tlak onkotický tkáňový

 

Antonín Jabor, Antonín Kazda

.