Bookshelf

Basic Science

Edema accumulates in interstitial spaces surrounding capillary beds. Ruch płynu pomiędzy naczyniami włosowatymi a śródmiąższem reguluje wzór:

gdzie Jv jest szybkością przepływu przez błonę kapilarną, k jest stałą oznaczającą przepuszczalność błony, Pc jest kapilarnym ciśnieniem hydraulicznym, Pi jest śródmiąższowym ciśnieniem hydraulicznym, πc jest kapilarnym ciśnieniem onkotycznym, a πi, jest śródmiąższowym ciśnieniem onkotycznym. Równanie to wskazuje, że kapilarne ciśnienie hydrauliczne i śródmiąższowe ciśnienie onkotyczne zwiększają przepływ z naczyń włosowatych, podczas gdy kapilarne ciśnienie onkotyczne i śródmiąższowe ciśnienie hydrauliczne zwiększają przepływ do naczyń włosowatych. Ciśnienia te nazywane są siłami Starlinga na cześć fizjologa, który jasno wyartykułował ich związek. Chociaż ich wartości bezwzględne różnią się znacznie w różnych miejscach w organizmie, ich wzajemne oddziaływanie w danym miejscu zawsze predysponuje do akumulacji netto płynu śródmiąższowego. Na szczęście kanały limfatyczne zwracają ten płyn do krążenia systemowego tak szybko, jak się gromadzi, zapobiegając w ten sposób powstawaniu obrzęków przy jednoczesnym utrzymaniu normalnej objętości wewnątrznaczyniowej.

Występowanie obrzęków sugeruje, że objętość płynu śródmiąższowego przekracza normę o kilka litrów. Z rzadkimi wyjątkami, nerkowa retencja sodu netto generuje ten nadmiar. W tym samym czasie, obrzęk może gromadzić się tylko wtedy, gdy jedna lub więcej z sił Starlinga jest zmieniona lub drenaż limfatyczny jest przerwany. W niektórych stanach chorobowych pierwotnym uszkodzeniem jest zaburzenie równowagi sił Starlinga, które przyspiesza przesączanie płynu do śródmiąższu; wtórne zmniejszenie objętości wewnątrznaczyniowej jest odczuwane przez baroreceptory tętnic szyjnych i nerkowych, a konserwacja sodu jest stymulowana. W innych zaburzeniach niewłaściwa retencja sodu jest proksymalnym zaburzeniem; wynikające z tego rozszerzenie objętości płynu pozakomórkowego powoduje wtórne zmiany w siłach Starlinga, które prowadzą do powstania obrzęku. W co najmniej jednym stanie tworzącym obrzęk, zespole nerczycowym, niefizjologiczna retencja sodu i obniżenie ciśnienia onkotycznego występują jednocześnie. W zespole przedmiesiączkowym, obrzęku idiopatycznym i niedoczynności tarczycy pierwotne zmiany są kwestią dyskusyjną.

Mechanizmy, dzięki którym nerki zatrzymują sód w odpowiedzi na hipoperfuzję, mogą być postrzegane jako odruchy z kończynami aferentnymi (sensor) i eferentnymi (efektor). Chociaż czujniki objętości wewnątrznaczyniowej zostały opisane w wątrobie, miąższu nerek i przedsionkach serca, to prawdopodobnie najważniejszymi w warunkach tworzących obrzęk u ludzi są baroreceptor szyjny i aparat przykłębuszkowy. Impulsy pochodzące z baroreceptora szyjnego przedostają się do ośrodkowego układu nerwowego za pośrednictwem dziewiątego i dziesiątego nerwu czaszkowego; wynikający z tego wypływ współczulny do nerek moduluje hemodynamikę wewnątrzkłębuszkową i prawdopodobnie bezpośrednio stymuluje reabsorpcję sodu w kanalikach proksymalnych. W nerce hipoperfuzja powoduje autoregulacyjne rozszerzenie tętniczek dośrodkowych, co stymuluje uwalnianie reniny z wyspecjalizowanych komórek w ścianie tętniczek. Renina następnie katalizuje wewnątrzkłębuszkową syntezę angiotensyny II, która selektywnie zwiększa opór tętniczek eferentnych. Wynikający z tego wzrost trakcji filtracyjnej prowadzi do spadku ciśnienia hydraulicznego i wzrostu ciśnienia onkotycznego w kapilarach okołopęcherzykowych, zwiększając w ten sposób reabsorpcję sodu w kanalikach proksymalnych i wspomagając filtrację kłębuszkową. Ogólnoustrojowo renina zwiększa poziom krążącej angiotensyny II, która stymuluje nadnerczową syntezę aldosteronu. Hormon ten zwiększa reabsorpcję sodu w dystalnym nefronie w zamian za potas i wodór.

Patogeneza obrzęków w różnych stanach chorobowych waha się od prostej do niezwykle złożonej. W kilku warunkach, niewłaściwa konserwacja sodu przez nerki jest początkowym zaburzeniem, z którego wynikają zmiany w obwodowych siłach Starlinga. Ostre kłębuszkowe zapalenie nerek oraz inne formy ostrej i przewlekłej niewydolności nerek należą do tej kategorii. Obrzęk przy ponownym karmieniu, który czasami komplikuje podawanie kalorii osobom niedożywionym, jest prawdopodobnie spowodowany zatrzymaniem sodu na skutek działania insuliny. Obrzęk, który może wystąpić po spożyciu niesteroidowych środków przeciwzapalnych, przypisuje się zahamowaniu syntezy prostaglandyn w nerkach. W toksemii ciążowej niewyjaśniona ekspansja objętości płynu pozakomórkowego powoduje obrzęk i nadciśnienie systemowe przy jednoczesnym tłumieniu osi renina-angiotensyna-aldosteron.

W niektórych stanach tworzących obrzęk, zmiany w obwodowych siłach Starlinga wydają się stymulować retencję sodu poprzez uszczuplenie objętości wewnątrznaczyniowej. Takie stany obejmują obwodową zakrzepicę żył głębokich i postphlebitic niewydolność żylną, w której zwiększone wewnątrzkapilarne ciśnienie hydrauliczne zwiększa przesączanie do śródmiąższu; stany charakteryzujące się nadmierną przepuszczalnością naczyń włosowatych, w których przesączanie jest ponownie przyspieszone; i choroby naczyń limfatycznych, w których płyn śródmiąższowy nagromadzony w normalnym tempie nie może być zwrócony do krążenia systemowego. Czynność nerek w stanach obrzękotwórczych charakteryzujących się dużym rzutem serca jest również fizjologicznie właściwa. Uważa się, że każdy ze stanów wysokiego rzutu serca wynika z jednego lub wielu obwodów niskooporowych w układzie sercowo-naczyniowym. Obwody te mogą obejmować mikrokrążenie, jak to prawdopodobnie ma miejsce w niedokrwistości, tyreotoksykozie, beriberi i chorobie Pageta, lub mogą być duże i jednostkowe, jak w traumatycznej przetoce tętniczo-żylnej. Stałe przekierowanie przepływu z nerek powoduje zatrzymanie sodu, podwyższenie wewnątrznaczyniowego ciśnienia hydraulicznego we wszystkich łożyskach kapilarnych i postępujący obrzęk.

Zaburzenia serca często powodują obrzęk. Niezależnie od tego, czy patologia wywołująca dotyczy tylko lewego serca, całego mięśnia sercowego, osierdzia czy płuc, ewolucja obrzęku oznacza, że średnie ciśnienie w prawym przedsionku jest podwyższone. Obwodowe ciśnienie żylne musi wtórnie wzrosnąć, aby utrzymać powrót żylny wbrew sile grawitacji, ale ta regulacja przyspiesza przesięk do obwodowego śródmiąższu. Równocześnie nadciśnienie w prawym przedsionku uniemożliwia kompensacyjne zwiększenie powrotu limfatycznego. Podczas gdy obrzęki obwodowe następują po duszności od miesięcy do lat, gdy pierwotna zmiana dotyczy lewego serca lub płuc, w kardiomiopatiach rozlanych te dwa objawy często występują jednocześnie.

Uświęcone tradycją wyjaśnienie zespołu nerczycowego stwierdza, że utrata białka przez nerki prowadzi do zmniejszenia ciśnienia onkotycznego koloidów w osoczu; wynikająca z tego nierównowaga w siłach Starlinga sprzyja gromadzeniu się płynu śródmiąższowego kosztem objętości osocza, którą nerki próbują odtworzyć poprzez zatrzymanie soli i wody. Niestety, ponieważ hipoalbuminemia utrzymuje się, odpowiedź nerek jedynie przywraca brak równowagi, który zapoczątkował tworzenie obrzęku, a proces ten trwa nadal bez zahamowań.

As attractive as this formulation is, it is at variance with several observations. Po pierwsze, stężenie albuminy w surowicy, przy którym tworzy się obrzęk w zespole nerczycowym, różni się znacznie u poszczególnych pacjentów. Po drugie, wrodzona analbuminemia może w ogóle nie być związana z obrzękiem. Po trzecie, nawet gdy białkomoczowi nie towarzyszy zapalenie kłębuszków nerkowych, jak to ma miejsce w chorobie nerek, objętość krwi i ciśnienie tętnicze są często wyższe niż w okresie remisji zespołu nerczycowego. Po czwarte, u pacjentów z zespołem nerczycowym nie ma korelacji pomiędzy stężeniem albuminy w surowicy a aktywnością reninową osocza, która jest zwykle czułym markerem hipoperfuzji nerek; w niektórych przypadkach, pomimo hipoalbuminemii, aktywność reninowa osocza może być obniżona. Nawet gdy reninernia jest znaczna, inhibicja konwertazy angiotensyny ma niewielki wpływ na ciśnienie krwi; gdyby oś reninaldosteronowa była aktywowana w odpowiedzi na zmniejszenie objętości, nastąpiłoby obniżenie ciśnienia. Łącznie te obserwacje sugerują, że nerki często zatrzymują sód w sposób niewłaściwy w zespole nerczycowym, nawet gdy kłębuszkowe zapalenie nerek nie jest ewidentne. Chociaż klasyczne sformułowanie patogenezy może być dokładne w niektórych przypadkach, wydaje się, że hipoalbuminemia najczęściej przyczynia się do obrzęku, a nie jest jego jedyną przyczyną.

Modyfikacje układu krążenia wynikające z zaawansowanej marskości wątroby są złożone. Wewnątrzwątrobowe zwłóknienie podnosi ciśnienie w zatokach; chłonka wątrobowa jest w konsekwencji produkowana szybciej niż może być zwrócona do krążenia i gromadzi się wodobrzusze. Równocześnie w wątrobowym układzie wrotnym i w łożyskach kapilarnych skóry, płuc i trzewi brzusznych powstają przetoki, które odwracają przepływ z nerek. Ostre zapalenie wątroby, jeśli jest obecne, powoduje zwiększenie przepływu w tętnicach wątrobowych. Ostatecznie napięte wodobrzusze powoduje zewnątrzpochodny ucisk żyły głównej dolnej, zwiększając hydrauliczne ciśnienie kapilarne w kończynach. Wynikające z tego przesączanie jest niewątpliwie wzmocnione przez hipoalbuminemię.

Although inappropriate salt retention may occur early in the course of cirrhosis, these combined hemodynamic sequelae deprive the kidneys of blood flow as the disease progresses, and avid sodium retention follows. Skrajnym wynikiem tych zaburzeń jest zespół wątrobowo-nerkowy, w którym rosnąca kreatynina w surowicy i praktycznie całkowite zachowanie filtrowanego sodu są związane z masywną sekwestracją płynów w łożyskach śródmiąższowych i jamach ciała.

.