Mikrocirkulace, lymfatický systém

Prezentace na téma: "Mikrocirkulace, lymfatický systém"— Transkript prezentace:

1 Mikrocirkulace, lymfatický systém
Ústav normální, patologické a klinické fyziologie 3.LF UK

2 Předmluva Slidy z přednášky pro 2. ročník všeobecného lékařství.
Vzhledem k autorským právům nebylo možno v této veřejně šířené verzi zachovat obrazovou dokumentaci, která byla součástí přednášky. Chybějící obrázky lze najít v následujících knihách: Ganong: Přehled lékařské fyziologie Guyton, Hall: Textbook of Medical Physiology Silbernagl, Despopoulos: Atlas fyziologie člověka Uvítám jakékoliv připomínky, nejasnosti se pokusím osvětlit a dotazy zodpovědět, to vše na mailu: © 2004, MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D.

3 I. Mikrocirkulace

4 Úvod mikrocirkulace plní hlavní funkci oběhového systému: výměna živin a odpadních látek s tkáněmi extrémně tenké stěny s jednou vrstvou endoteliálních buněk 1010 kapilár s povrchem 500 m2, délka jedné okolo 1 mm do 30 μm od většiny buněk

5 Struktura kapilárního systému
arterie se větví 6-8 krát, terminální větvě průměr pod 20 μm – arterioly arterioly se větví 2-5 krát do průměru 5-9 μm – kapiláry venuly vény

6 Kapilární stěna 0.5 μm silná
jedna vrstva buněk, vnější obal tvoří bazální membrána

7 Otvory ve stěně štěrbiny mezi endoteliálními buňkami, 6-7 nm (o málo menší než albumin) tvoří 0.1 % plochy kapilární stěny vesikly jsou v buňkách přítomny, ale asi nemají na transport výraznější vliv speciální typy otvorů: mozek x játra

8 Průtok krve kapilárou nebývá kontinuální, v závislosti na prekapilárním sfinkteru krev teče nebo neteče (změny v sekundách až minutách) hlavním regulačním faktorem množství kyslíku v tkáních hovoří-li se o průtoku, tlaku, atd. má se tedy na mysli průměrná hodnota všech kapilár v dané tkáni

9 Difúze přes kapilární stěnu
hlavní transportní mechanismus kapilár obrovský počet částic putuje sem a tam mezi kapilárou a intersticiem

10 Difúze různých látek látky rozpustné v tucích: kyslík, oxid uhličitý; mohou přecházet přímo přes buněčkou membránu, a proto je jejich přestup mnohem rychlejší než látky rozpustné ve vodě: Na+, K+, Cl-, glukóza, voda; prochází pouze otvory; tok skrz ně 80x rychlejší než v kapiláře

11 Vliv velikosti molekul
permeabilita kapiláry ve svalu látka mol. hmotnost permeabilita voda 18 1.00 NaCl 58.5 0.96 glukóza 180 0.6 hemoglobin 68000 0.01 albumin 69000 0.001

12 Vliv rozdílu koncentrací
právě koncentrační rozdíl je „pohonem“ difúze a určuje i její směr rozdíly c v kapiláře a v intersticiu většinou nejsou nijak velké, ale pro potřeby difúze dostatečné

13 Intersticium a interstic. tekutina
1/6 těla tvoří mezery mezi buňkami – intersticium kolagen, proteoglykanová vlákna (98 % hyaluronová kyselina, 2 % proteiny) PG síť je velice hustá, takže tekutina zde neteče, ale spíš difunduje molekulu po molekule

14 „Volná“ tekutina v intersticiu
malé vesikly a kanálky obrovská expanze při edémech

15 Síly určující pohyb přes kapilární membránu
kapilární tlak: působí směrem ven z kapiláry tlak intersticiální tekutiny: dovnitř nebo ven, podle toho je-li pozitivní nebo negativní koloidně-osmotický tlak plazmy: dovnitř koloidně-osmotický tlak ICT: ven

16 1. Kapilární tlak (Pc) záleží na mnoha parametrech i na způsobu měření (přímá kanylace) 30-40 mm Hg na arteriálním konci 10-15 mm na venózním konci uprostřed kolem 25 mm Hg

17 2. Tlak IST (Pif) úzké spojení s lymfatickým systémem
opět velmi záleží na metodě měření většinou se pohybuje kolem –3 mm Hg může být možná i pozitivní (1 mm Hg)

18 3. Koloidně osmotický tlak plazmy (Πp)
totéž co onkotický tlak 28 mm Hg 19 mm Hg způsobeno proteiny 9 mm Hg kationty, které drží v plazmě díky proteinům (Donnanův efekt)

19 Vliv různých proteinů na Πp
nezáleží ani tak na velikosti jako na počtu molekul MW g/l Πp [mmHg] Albumin 69000 45 21.8 Globuliny 140000 25 6.0 Fibrinogen 400000 3 0.2 celkem 73 28.0

20 4. Koloidně osmotický tlak IST (Πif)
v intersticiu je asi 30 g/l proteinů (40% hodnot plazmy) jejich onkotický tlak činí asi 8 mm Hg

21 Pohyb přes membránu protože se významně liší kapilární tlak na arterielním a venózním konci kapiláry, je třeba tyto případy diskutovat odděleně

22 Arterielní konec kapiláry
síly směřující ven z kapiláry: kapilární tlak 30 tlak IST 3 onkotický tlak IST 8.0 41 síly směřující do kapiláry: onkotický tlak plazmy 28 celkem 41-28=13 mmHg směrem ven z kapiláry (0.5 % plazmy)

23 Venózní konec kapiláry
síly směřující do kapiláry: onkotický tlak plazmy 28 síly směřující ven z kapiláry: kapilární tlak 10 tlak IST 3 onkotický tlak IST 8.0 21 celkem 28-21=7 mmHg směrem do kapiláry (0.5 % plazmy)

24 Funkční důsledek tlak nasávající tekutinu na venózním konci je výrazně nižší ale: venózní konec má vyšší permeabilitu a proto: 90 % tekutiny, která vyteče na arterienmím konci se na venózním vrátí

25 Starlingova rovnováha
průměrný kapilární tlak je výpočtem 17.3 mm Hg síly působící ven jsou pak Pc + Pif + Πif = = 28.3 mm Hg směrem do kapiláry působí jen Πp = 28 celkem tedy ven 0.3 mm Hg (2 ml/min, dorovnání lymfatickým systémem)

26 Filtrační koeficient ze Stralingovy rovnováhy vyplývá, že 0.3 mm Hg koreluje s 2 ml/min, tedy 6.67 ml/min/mm Hg : filtrační koeficient 0.1 ml/min/mm Hg/kg průměrné tkáně pro různé tkáně různý (až 100x): mozek, sval, podkožní vazivo, střevo, ledvina, játra proteiny v IST: sval (15 g/l), podkožní vazivo (20), střevo (40), játra (60)

27 Porušení rovnováhy vzestup Pc o 20 mmHg (ze 17) zvýší filtrační tlak na 20.3 mmHg, tj. 68x zvýšené množstí tekutiny v ISP nestačí lymfatický systém pojmout  edémy naopak, při poklesu Pc objem IST klesá

28 II. Lymfatický systém

29 Obecné funkce alternativní cesta pro návrat tekutiny z intersticia do oběhu transport proteinů a velkých molekul z intersticia (těch, co do kapilár neprojdou) esenciální funkce hlavně [2], 24 hodin bez lymfatického systému = smrt

30 Anatomie lymfatických cest I.
až na výjimky mají všechny tkáně pro své intersticium svou lymfatickou drenáž výjimky: povrchové vrstvy kůže, CNS, kosti (prelymfatické kanály; CSF) ductus thoracicus (DT): dolní část těla, L část hlavy, L ruka, L část hrudníku ductus lymphaticus dexter: zbytek spojení v. jug. int. a v.subclavia

31 Terminální lymfatické kapiláry
10 % tekutiny z kapilár se vrací do oběhu lymfou (2-3 litry/den) na rozdíl od kapilár dokážou absorbovat i velké molekuly endoteliální buňky s kotvícími filamenty do okolní tkáně

32 Struktury lymfatické kapiláry
jednocestný ventil chlopně (překrývající se okraje endoteliálních buněk)

33 Složení lymfy v terminálních kapilárách je prakticky shodná se složením IST, včetně množství proteinů (20 g/l, střevo 40, játra 60) přes 60% lymfy v DT je z jater a střeva, proto v ní g/l tuky z GIT (po jídle až 2 % lymfy) dokonce i bakterie: úloha lymfatických uzlin

34 Průtok lymfy cévou 100 ml/h skrz DT a 20 ml DLD, celkem 120 ml/h, tedy 2-3 l/den rychlost zásadně ovlivněna tlakem intersticiální tekutiny sigmoidea, maximální hodnota (tlak na cévy)

35 Faktory zvyšující Pif a tím i tok lymfy Zvýšený kapilární tlak
Pokles koloidně osmotického tlaku plazmy Zvýšený koloidně osmotický tlak intersticiální tekutiny Zvýšená permeabilita kapilár

36 Lymfatická pumpa I. funkční segmenty oddělené chlopněmi (pozor! jiné chlopně než v terminálních kapilárách)

37 Lymfatická pumpa II. napnutí stěny cévy lymfou způsobí reflexní kontrakci hladkých svalů posun tekutiny do dalšího segmentu ve velkých cévách (DT) tato pumpa generuje tlak mmHg

38 Externí komprese („pumpy“)
kontrakce okolních kosterních svalů pohyby celého těla pulsace doprovodných arterií fyzická aktivita může zvýšit průtok lymfy až 30x

39 Pumpa v lymfatických kapilárách
chlopně v terminálních kapilárách vlastně také slouží k posunu tekutiny endotelové buňky zřejmě obsahují aktin a myosin – rytmické kontrakce

40 Tok lymfy - shrnutí Q = Pif x A tlak intersticiální tekutiny (Pif)
aktivita lymfatické pumpy (A) Q = Pif x A

41 Dynamická rovnováha I. lymfatický systém má zásadní podíl na udržování rovnováhy tří veličin: koncentrace proteinů v IST objem IST tlak IST tyto tři veličiny na sobě vzájemně závisí:

42 Dynamická rovnováha II.
proteiny (málo), které projdou kapilárou do IST se do krevních kapilár prakticky nevracejí, tím roste Πif zvýšený Πif zvyšuje množství tekutiny filtrované z kapilár do intersticia a tím objem a tlak IST zvýšený tlak IST zvyšuje odtok lymfy

43 Dynamická rovnováha III.
nárůst proteinů v IST nad určitou mez zvýší tlak IST a odtok lymfy tzn. vše se opět vrací k původním hodnotám životně důležitá dynamická rovnováha mezi mikrocirkulací a lymfatickým systémem

44 Další význam IST negativní tlak
podíl na soudržnosti buněk a tkání (mimo pojivové tkáně) edémy