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Abstrakt

Kardiologie 2019: Der Beweis und die Gründe, dass Starlings Gesetz für den kapillarinterstitiellen Flüssigkeitstransfer falsch ist: Weiterentwicklung der Hydrodynamik eines Rohrs mit poröser Öffnung (G) als tatsächlicher Mechanismus

Ahmed N Ghanem

Einleitung und Ziel: 1886 schlug Starling eine Hypothese für den Transfer von Kapillar-Interstitielle-Flüssigkeit (ISF) vor, in der die Kapillare als Röhre mit gleichmäßigem Durchmesser betrachtet wurde, die für Plasmaproteine ​​undurchlässig ist. Der Flüssigkeitsfluss über die Wand der Kapillare wurde als abhängig von einem Gleichgewicht zwischen dem hydrostatischen Druck in ihrem Lumen, der die Flüssigkeit dazu anregt, die „Filtration“ zu verlassen, und dem osmotischen Druck der Plasmaproteine, der dazu neigt, die Flüssigkeit zurück in das Kapillarlumen zu ziehen (Absorption), wobei ähnliche entgegengesetzte kleinere Kräfte im ISF-Raum wirken. Am arteriellen Ende der Kapillare ist der Lumendruck höher als der onkotische Druck und Flüssigkeit wird herausgedrückt. Am venösen Ende ist der osmotische Druck höher und Flüssigkeit wird in das Kapillarlumen gezogen.

Die physikalische Grundlage, auf der man den Lumendruck einer Kapillare als positiv und für die Filtration verantwortlich ansah, war Poiseuilles Arbeit (1799–1869) an langen Messingröhren mit gleichmäßigem Durchmesser. Der Burnoulli-Effekt eines Flüssigkeitsstrahls und der Venturi-Effekt einer Röhrenverengung sind jedoch wohlbekannt und müssen auch unter laminaren Strömungsbedingungen als bedeutsam angesehen werden. LP bezieht sich auf den arteriellen Druck einer Kapillare.

Wir haben die Hydrodynamik eines Gummieinlassrohrs untersucht, um den auf seine Wand ausgeübten negativen Druckgradienten sowie die Fließdruckkomponenten (FP) seines Lumendrucks (LP) zu demonstrieren. Anschließend haben wir das poröse Öffnungsrohr (G) ähnlich einer Kapillare untersucht und es später in eine Kammer (C) eingeschlossen, ähnlich einem interstitiellen Flüssigkeitsraum, wodurch das GC-Gerät entstand, das das GC-Zirkulationsphänomen demonstriert.

Die Faktoren, die die Geschwindigkeit und Effizienz des GC-Kreislaufs beeinflussen, wurden ausgewertet. Dazu gehörten der proximale (PP), der distale Druck (DP) und der Einlassdurchmesser (r) im Verhältnis zum Schlauchdurchmesser (R). Das GC-Gerät war in einem Kreislaufmodell eingeschlossen, das von einer elektrischen Pumpe angetrieben und an Manometer angeschlossen wurde, um die Hydrodynamik des Kreislaufmodells zu bewerten.

Abbildung 1 zeigt die Hydrodynamik eines Einlassschlauchs aus Gummi, die den auf seine Wand ausgeübten Druckgradienten auf der negativen Seite sowie die Fließdruckkomponenten (FP) seines Lumendrucks (LP) zeigt. Abbildung 2 zeigt ein Diagramm mit FP- und SP-Gradienten. Abbildung 3 zeigt die Hydrodynamik des G-Schlauchs. Abbildung 4 zeigt das GC-Phänomen. Abbildung 5 zeigt die Beziehung zwischen PP, SP und CP. Abbildung 5 zeigt die Beziehung zwischen Öffnungsdurchmesser und SP und CP, die U-förmig oder umgekehrt glockenförmig ist, und Abbildung 6 und 7 zeigt. Abbildung 8 zeigt die Beziehung zwischen DP und SP und CP. Abbildung 9 zeigt den an verschiedenen Punkten im G-C-Kreislaufmodell beobachteten und gemessenen Druckgradienten. Abbildung 10 zeigt ein Kreislaufmodell, das die GC-Apparatur mit Manometern zur Messung verschiedener Drücke enthält.

Abschluss

Hydrodynamische Studien an einem Röhrenrohr mit poröser Öffnung (G), die auf einer Kapillar-Ultrastruktur basieren, zeigen Ergebnisse, die sich von denen von Poiseuille an einem engen Rohr unterscheiden und stellen daher die Rolle des arteriellen Drucks als Filtrationskraft in Starlings Hypothese in Frage. Eine perspektivische Literaturübersicht zeigt, dass die onkotische Druckkraft zuvor aufgehoben wurde und die Hypothese den Kapillar-ISF-Transfer in den meisten Teilen des Körpers nicht erklären konnte.

Für die Hypothese des Kapillar-ISF-Kreislaufs wird ein Konzept vorgeschlagen, das auf einem neuen hydrodynamischen Phänomen basiert. Es erklärt diesen lebenswichtigen Kreislauf in jedem Organ und Gewebe unter physiologischen und pathologischen Bedingungen. Zwischen der Flüssigkeit im Lumen der G-Röhre und einem umgebenden Flüssigkeitskompartiment C tritt ein autonomer dynamischer magnetfeldähnlicher G-C-Kreislauf auf. Basierend auf den Ergebnissen von Studien an einem Kreislaufmodell, das den G-C-Apparat umfasst, werden Faktoren diskutiert, die den G-C-Kreislauf initiieren, regulieren und beeinflussen, seine physiologische und hämodynamische Relevanz und seine klinische Bedeutung für die Pathogenese von Ödemen, Schock und dem MVOD/F-Syndrom.