血流动力学——Starling力

一、简介

Starling力，是以英国生理学家Ernest Starling命名，Starling力被定义为是驱动血液通过毛细血管壁进行物质交换的力。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

二、相关内容介绍

人体毛细血管内壁有一层内皮细胞，相邻细胞之间有间隙，流体可以通过三种方式穿过毛细血管：简单扩散，囊泡运输和渗透作用。最常见的是简单扩散。

正常情况下，一些水溶性的物质可以通过内皮细胞之间的缝隙扩散，例如，各种离子、葡萄糖和氨基酸等分子可以很容易地通过这些缝隙。但也有一些物质由于体积太大，无法穿过这些裂缝，比如蛋白质，但是蛋白质可以通过囊泡运输来透过毛细血管。不过有些情况例外，比肾脏和肠的毛细血管壁，它们有很大的孔，可以让蛋白质畅通无阻地通过。

另外，脂溶性的溶质、气体，如维生素D、氧气和二氧化碳，可以直接通过毛细血管壁扩散，无须通过缝隙进行扩散。所以，水溶性物质和脂溶性溶质、气体的扩散速率不相同，这一切都归结为它们可以通过的总表面积。因此，像葡萄糖这样的水溶性分子，被限制在裂缝中，而像氧气这样的东西可以扩散到内皮膜的任何表面。这就是为什么氧气能比葡萄糖更快地扩散到组织中。

当所有这些物质沿着毛细血管进行交换时，另一种物质，水，也在穿过，特别是通过内皮细胞的缝隙。它通常是通过渗透作用发生的，水通过半透膜从低溶质浓度的区域移动到高溶质浓度的区域。水的运动是由Starling力决定的，以欧内斯特·斯塔林（Ernest Starling）命名，他还提出了Starling方程。它是这样的:

公式中Jv为流体运动的力，Kf为过滤系数，Pc为毛细血管静水压，Pi为间隙静水压，σ为反射系数，πc为胶体渗透压，πi为间隙渗透压。

这个方程式简单地说明，有两种作用于毛细血管内外的力决定了流体运动的力，即P（静水压）和π（渗透压）。

Jv的大小确定液体是流入还是流出毛细血管。正常情况下，Jv小于0。而当Jv大于0时，流体会流出细胞间隙产生不同程度的水肿。

从静水压力开始介绍，它被描述为流体在封闭空间中施加的压力，在毛细血管内为，或间隙空间内。

这里的Pc，也就是毛细管静水压力，它把液体从毛细血管中挤出来。然后Pi为间隙静水压力，它将液体推入毛细血管。

πc为胶体渗透压，它是由像白蛋白这样的蛋白质引起的，白蛋白会把液体拉入毛细血管。πi为间隙渗透压和胶体渗透压作用相反，它将液体拉入间隙空间的。由于间隙中蛋白质含量很少，正常情况下间隙渗透压接近于零。

接下来，让我们看看Kf（过滤系数），它不是力，而是表达毛细血管壁的透水性。它在不同类型的毛细血管中有所不同，取决于裂隙或开孔的大小。由于肾小球毛细血管中有更大的开孔，可以让更多的水分子通过，因此，它的过滤系数很高。相比之下，大脑的毛细血管没有开孔，因此过滤系数很低。

最后是反射系数，用来描述毛细管对蛋白质的渗透性。范围是0~1，系数为1表示毛细管对蛋白质是不可渗透的，而系数为0表示它是完全可渗透的。

因此，当反射系数为1时，说明血浆蛋白如白蛋白在毛细血管血液中浓度大，施加很大的渗透压。因此，毛细血管蛋白浓度的增加可以减少水向间隙的运动。而系数若为0，则表示毛细血管对蛋白质是完全渗透的，那蛋白浓度即便很大也不会对流体与间隙之间的运动产生影响，因为这时是内皮细胞膜是完全渗透的。

若这个数字是负的，意味着水会进入毛细血管。如果这个数字是正的，就意味着水从毛细血管渗出来。

三、相关疾病

有很多情况会改变这些变量。举个例子，让我们来看看水肿的一些原因。

心力衰竭时，血液不能被有效地泵出，所以它会回流到毛细血管中。这会增加毛细血管静水压力(Pc)，导致液体“漏出”，导致下肢水肿。

当有感染、毒素或烧伤时，它会增加过滤系数(Kf)，裂缝变得更大，让更多的水通过，这也会导致水肿。

更重要的是，当淋巴阻塞时，如丝虫病，蛋白质泄漏到间隙，增加间隙渗透压(πi)，导致淋巴水肿。

在其他情况下，如肾病综合征、肝功能衰竭和蛋白质营养不良，血浆蛋白减少，导致胶体渗透压(πc)降低，这也导致水肿。