Phù: Quá nhiều dịch trong các mô
Các hệ số an toàn mà bình thường ngăn cản phù
Mặc dù nhiều rối loạn có thể gây ra phù nhưng tình trạng bất thường thường phải đủ nghiêm trọng trước khi phù nặng phát triển. Nguyên nhân cho việc tình trạng bất thường phải đủ nghiêm trọng là ba hệ số an toàn (safety factors) làm ngăn cản sự tích tụ dịch quá mức trong các khoảng kẽ: (1) dung suất thấp của khoảng kẽ khi áp suất dịch kẽ nằm trong một khoảng áp suất âm; (2) khả năng lưu lượng dịch bạch huyết tăng 10 đến 50 lần; và (3) sự giảm nồng độ protein dịch kẽ, điều mà làm giảm áp suất thẩm thấu keo dịch kẽ khi mức lọc mao mạch tăng lên.
Hệ số an toàn được tạo ra bởi dung suất thấp của dịch kẽ trong khoảng áp suất âm
Trong các bài viết trước, chúng ta đã ghi nhận rằng áp suất thủy tĩnh của dịch kẽ trong các mô dưới da lỏng lẻo của cơ thể thì hơi thấp hơn áp suất khí quyển, trung bình là khoảng -3 mm Hg. Lực hút nhẹ này trong các mô giúp giữa các mô lại với nhau. Hình 8 cho thấy các mối liên hệ gần đúng giữa các mức áp suất dịch kẽ khác nhau với thể tích dịch kẽ, được ngoại suy đối với người từ các nghiên cứu trên động vật. Chú ý trong Hình 8 là khi áp suất dịch kẽ trong khoảng giá trị âm, các sự thay đổi nhỏ trong thể tích dịch kẽ thì liên quan với các sự thay đổi tương đối lớn trong áp suất thủy tĩnh dịch kẽ. Vì thế, trong khoảng áp suất âm, dung suất (compliance) của mô, được định nghĩa là sự thay đổi thể tích cho mỗi millimeter áp suất thủy ngân thay đổi, thì thấp.
Làm thế nào dung suất thấp của các mô trong khoảng áp suất âm đóng vai trò như là một hệ số an toàn chống lại phù? Để trả lời cho câu hỏi này, hãy nhớ lại các yếu tố xác định mức lọc mao mạch đã được bàn đến trước đây. Khi áp suất thủy tĩnh dịch kẽ tăng lên thì áp suất tăng lên này có khuynh hướng chống lại mức lọc mao mạch nhiều hơn nữa. Vì thế, ngay khi áp suất thủy tĩnh dịch kẽ trong khoảng âm, các sự tăng lên nhỏ trong thể tích dịch kẽ gây ra các sự tăng lên tương đối lớn trong áp suất thủy tĩnh dịch kẽ, chống lại sự lọc nhiều hơn nữa của dịch vào trong các mô.
Bởi vì áp suất thủy tĩnh dịch kẽ là -3 mm Hg nên áp suất thủy tĩnh dịch kẽ phải tăng lên khoảng 3 mm Hg trước khi các lượng dịch lớn bắt đầu tích tụ trong các mô. Vì thế, hệ số an toàn chống lại phù là một sự thay đổi trong áp suất dịch kẽ khoảng 3 mm Hg. Trong khoảng áp suất dịch kẽ dương, hệ số an toàn chống lại phù này bị mất đi do sự tăng lên nhiều trong dung suất của các mô.
Tầm quan trọng của gel kẽ trong việc ngăn cản sự tích tụ dịch trong khoảng kẽ. Chú ý trong Hình 8 là trong các mô bình thường với áp suất dịch kẽ âm, hầu như tất cả dịch trong khoảng kẽ là ở dạng gel. Nghĩa là, dịch được liên kết với một mạng lưới proteoglycan sao cho hầu như không có các khoang dịch tự do lớn hơn một vài phần trăm micrometer đường kính. Tầm quan trọng của gel là nó ngăn cản dịch chảy một cách dễ dàng qua các mô do sự cản trở từ “giàn bàn chải” (brush bile) của hàng ngàn tỷ sợi proteoglycan. Ngoài ra, khi áp suất dịch kẽ giảm xuống các giá trị rất âm thì gel không co lại quá nhiều bởi vì mạng lưới các sợi proteoglycan sở hữu một khả năng kháng lực ép có tính đàn hồi. Trong khoảng áp suất dịch âm, thể tích dịch kẽ không thay đổi nhiều, bất kể lực hút là chỉ một vài mm Hg âm hay 10 đến 20 mm Hg âm. Nói cách khác, dung suất của các mô là rất thấp trong khoảng áp suất âm.
Ngược lại, khi áp suất dịch kẽ tăng đến khoảng áp suất dương, có một sự tích tụ lớn của dịch tự do trong các mô. Trong khoảng áp suất này, các mô cho phép các lượng dịch lớn tích tụ với các sự tăng lên tương đối nhỏ trong áp suất thủy tĩnh. Hầu hết dịch tăng thêm mà tích tụ trong khoảng kẽ là dịch tự do bởi vì nó đẩy “giàn bàn chải” (brush pile) của các sợi proteoglycan đi. Vì thế, dịch có thể chảy một cách tự do qua các khoảng kẽ bởi vì nó không ở dạng gel. Khi dòng dịch tự do này xuất hiện, phù được gọi là phù ấn lõm (pitting edema) bởi vì chúng ta có thể ấn ngón cái lên vùng mô và đẩy dịch ra khỏi khu vực đó. Khi bỏ ngón cái ra, một lõm thì vẫn xuất hiện trên da trong một vài giây cho đến khi các dòng dịch quay trở lại từ các mô xung quanh. Loại phù này được phân biệt với phù không ấn lõm (nonpitting edema), xảy ra khi các tế bào mô phình lên thay vì là khoảng kẽ hoặc khi dịch trong khoảng kẽ trở nên đông với fibrinogen đến nỗi nó không thể di chuyển một cách tự do bên trong các khoảng kẽ.
Tầm quan trọng của các sợi proteoglycan như là một vùng đệm cho các tế bào và trong việc ngăn cản dòng dịch nhanh trong các mô. Các sợi proteoglycan, cùng với các sợi collagen lớn hơn nhiều trong các khoảng kẽ, đóng vai trò như là vùng đệm giữa các tế bào. Các chất dinh dưỡng và các ion không khuếch tán một cách dễ dàng qua các màng tế bào; vì thế, nếu không có đầy đủ khoảng trống giữa các tế bào, các chất dinh dưỡng, các chất điện giải và các sản phẩm thải của tế bào không thể được trao đổi một cách dễ dàng giữa các mao mạch máu và các tế bào mà nằm cách nhau một khoảng cách.
Các sợi proteoglycan cũng ngăn cản dịch chảy quá dễ dàng qua các khoảng kẽ. Nếu như không có các sợi proteoglycan thì khi một người đứng lên sẽ làm cho các lượng lớn dịch kẽ chảy từ phần trên cơ thể đến phần dưới cơ thể. Khi có quá nhiều dịch tích tụ trong dịch kẽ, như xảy ra trong phù, lượng dịch thêm này sẽ tạo ra các kênh dẫn lớn mà cho phép dịch chảy dễ dàng qua khoảng kẽ. Vì thế, khi phù nghiêm trọng xảy ra trong các chân thì dịch phù thường có thể bị giảm một cách đơn giản bằng cách nâng cao chân.
Mặc dù dịch không chảy dễ dàng qua các mô trong sự có mặt của các sợi proteoglycan đặc chắc nhưng các chất khác nhau bên trong dịch có thể khuếch tán qua các mô một cách dễ dàng ít nhất bằng 95% so với bình thường chúng được khuếch tán. Vì thế, sự khuếch tán thông thường của các chất dinh dưỡng vào trong các tế bào và sự loại bỏ các sản phẩm thải khỏi các tế bào thì không bị suy giảm bởi các sợi proteoglycan của mô kẽ.
Lưu lượng dịch bạch huyết tăng lên là một hệ số an toàn chống lại phù
Một chức năng chính của hệ thống bạch huyết là hồi lưu dịch và các protein được lọc từ các mao mạch vào trong khoảng kẽ về hệ thống tuần hoàn. Nếu như không có sự hồi lưu liên tục của các protein và dịch được lọc vào trong máu thì thể tích huyết tương sẽ nhanh chóng cạn kiệt và phù kẽ sẽ xảy ra.
Dịch bạch huyết đóng vai trò như là một hệ số an toàn chống lại phù bởi vì lưu lượng bạch huyết có thể tăng 10 đến 50 lần khi dịch bắt đầu tích tụ trong các mô. Lưu lượng dịch bạch huyết tăng lên này cho phép dịch bạch huyết mang các lượng lớn protein và dịch khỏi thành phần dịch bạch huyết trong đáp ứng với mức lọc mao mạch tăng lên, ngăn cản áp suất kẽ tăng đến khoảng áp suất dương. Hệ số an toàn gây ra bởi lưu lượng bạch huyết tăng lên được tính toán là khoảng 7 mm Hg.
Sự giảm các protein dịch kẽ là một hệ số an toàn chống lại phù
Khi các lượng dịch được lọc vào trong khoảng kẽ tăng lên thì áp suất dịch kẽ tăng lên, gây ra sự tăng lên trong lưu lượng bạch huyết. Trong hầu hết các mô, nồng độ protein của khoảng kẽ giảm khi lưu lượng bạch huyết tăng lên bởi vì các lượng protein lớn hơn được mang đi khỏi so với lượng được lọc qua các mao mạch. Nguyên nhân cho hiện tượng này là các mao mạch thì tương đối không thấm với các protein so với các mạch bạch huyết. Vì thế, các protein được đưa ra khỏi dịch kẽ khi lưu lượng bạch huyết tăng lên.
Bởi vì áp suất thẩm thấu keo của dịch kẽ được gây ra bởi các protein có khuynh hướng kéo dịch ra khỏi các mao mạch nên các protein dịch kẽ giảm sẽ làm giảm lực lọc toàn phần qua các mao mạch. Hệ số an toàn từ tác động này được tính toán là khoảng 7 mm Hg.
Cộng hợp các hệ số an toàn mà giúp ngăn cản phù
Khi xem xét tất cả các hệ số an toàn chống lại phù thì chúng ta sẽ phát hiện điều sau:
1. Hệ số an toàn được tạo ra bởi dung suất thấp của mô trong khoảng áp suất âm là khoảng 3 mm Hg.
2. Hệ số an toàn tạo ra bởi lưu lượng bạch huyết tăng là khoảng 7 mm Hg.
3. Hệ số an toàn được gây ra bởi sự mất protein khỏi các khoảng kẽ là khoảng 7 mm Hg.
Vì thế, tổng hệ số an toàn chống lại phù là khoảng 17 mm Hg. Điều này có nghĩa là áp suất mao mạch trong một mô ngoại vi có thể tăng 17 mm Hg về mặt lý thuyết, hoặc xấp xĩ gấp đôi giá trị bình thường, trước khi phù đáng kể sẽ xảy ra.
Các dịch trong các khoang ảo của cơ thể
Một số ví dụ về các khoang ảo là các khoang màng phổi, khoang ngoại tâm mạc, khoang phúc mạc và khoang hoạt dịch. Hầu như tất cả các khoang ảo này có các bề mặt mà gần như tiếp xúc với nhau, với chỉ một lớp mỏng dịch ở giữa và các mặt trượt lên nhau. Để tạo điều kiện cho sự trượt thì một dịch chứa protein có tính nhớt giúp bôi trơn các bề mặt.
Dịch được trao đổi giữa các mao mạch và các khoang ảo. Màng bề mặt của một khoang ảo thường không sở hữu các sức cản đáng kể đối với sự đi qua của các dịch, các chất điện giải hoặc thậm chí các protein, tất cả các thành phần này đều di chuyển qua lại giữa khoang và dịch kẽ trong mô xung quanh tương đối dễ dàng. Kết quả, dịch trong các mao mạch cạnh các khoang ảo thì khuếch tán không chỉ vào trong dịch kẽ mà còn vào trong khoang ảo.
Các mạch bạch huyết thoát protein khỏi các khoang ảo. Các proteins tích tụ trong các khoang ảo bởi vì sự thoát khỏi các mao mạch của chúng, tương tự với sự tích tụ của protein trong các khoảng kẽ trên khắp cơ thể. Protein phải được loại bỏ qua các mạch bạch huyết hoặc các kênh dẫn khác và được trở về hệ thống tuần hoàn. Mỗi khoang ảo thì kết nối một cách trực tiếp hoặc gián tiếp với các mạch bạch huyết. Trong một số trường hợp, như khoang màng phổi và khoang phúc mạc, các mạch bạch huyết lớn xuất phát một cách trực tiếp từ chính các khoang.
Dịch phù trong các khoảng ảo được gọi là sự tràn dịch. Khi phù xảy ra trong các mô dưới da cạnh các khoang ảo thì dịch phù thường cũng tích tụ trong khoang ảo; dịch này được gọi là dịch tràn. Vì thế, sự tắc bạch huyết hoặc bất cứ tình trạng nào trong số nhiều tình trạng mà gây ra mức lọc mao mạch quá mức có thể gây ra sự tràn dịch giống như cách mà phù kẽ được gây ra. Khoang bụng thì đặc biệt dễ tích tụ dịch tràn và trong trường hợp này, sự tràn dịch được gọi là cổ trướng (ascites). Trong các trường hợp nghiêm trọng, 20 lít hoặc nhiều hơn dịch cổ trướng có thể được tích tụ.
Các khoang ảo khác như khoang màng phổi, khoang ngoại tâm mạc và các khoang khớp, có thể trở nên sưng nặng khi phù nghiêm trọng xuất hiện. Ngoài ra, chấn thương hoặc nhiễm khuẩn cục bộ trong bất cứ khoang nào thường làm tắc nghẽn sự thoát dịch bạch huyết, gây ra sưng đơn lẻ trong khoang.
Các động lực học của sự trao đổi dịch trong khoang màng phổi sẽ được bàn đến chi tiết trong các bài viết tiếp theo. Các động lực học này gần như cũng là đặc trưng của tất cả các khoang ảo khác nữa. Áp suất dịch bình thường trong hầu hết hoặc tất cả các khoang ảo trong trạng thái không phù là âm giống như cách mà áp suất này là âm (dưới áp suất khí quyển) trong mô dưới da lỏng lẻo. Ví dụ, áp suất thủy tĩnh dịch kẽ bình thường là khoảng -7 đến -8 mm Hg trong khoang màng phổi; -3 đến -5 mm Hg trong các khoang khớp và -5 đến -6 mm Hg trong khoang ngoại tâm mạc.
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại các bạn trong các bài viết tiếp theo nhé !!!
