Условия транспорта водных растворов в интерстициальном пространстве
Термином «интерстициальное пространство» определяют неклеточный компонент соединительной ткани, который богат углевод-содержащими биополимерами и посредством базальной мембраны отграничен от клеток других тканей. Простой перечень тех элементов, из которых построено интерстициальное пространство (волокнистый компонент и аморфное основное вещество) не раскрывает сложность и неоднородность его морфофункциональной организации.
Сеть коллагеновых и эластических волокон интерстиция образует ячейки разной формы и величины, заполненные гелеподобным основным веществом. В настоящее время установлен его химический состав [Слуцкий Л. П., 1969; Серов В. В., Шехтер А. В., 1981; Chvapil М., 1967; Laurent Т., 1972]. Показано, что межклеточный матрикс состоит из белков (в том числе белков плазмы), гликозаминогликанов (гиалуроновой кислоты, хондроитинсерных кислот, гепарина и т. д.), неорганических соединений и воды.
Макромолекулы гликозаминогликанов являются линейными полианионами, содержащими большое число углеводных групп с отрицательно заряженными концевыми невосстанавливающимися остатками. Сочетание таких свойств, как высокая молекулярная масса, большое количество гидроксилытых групп в боковых цепях, полностью доступных для растворителя, а также сильный отрицательный заряд, способствует образованию молекулами угфвод-содержащих биополимеров вязких растворов в воде. Такие физико-химические свойства межклеточного вещества, как показали результаты исследований последних лет, во многом определяют транспортные процессы в интерстициальном пространстве.
Основной гликозаминогликан соединительной ткани — гиалуроновая кислота — имеет очень высокую молекулярную массу — 14X106 дальтон. Конфигурация ее молекулы — неразветвленная: Молекулы имеют вид ригидной цепочки длиной более 1 мкм и Диаметром порядка 500 нм. Примечательно, что водные растворы гиалуроновой кислоты характеризуются высокой вязкостью в пределах 2,5—5,5 Ст1) и обладают значительным удельным гидродинамическим объемом: одна молекула гиалуроновой кислоты способна удерживать до 500 молекул воды.
Даже в слабо концентрированных растворах (в тканях концентрация гиалуроната варьирует в пределах 0,01 —1,0%) макромолекулы гиалуроновой кислоты образуют спутанную трехмерную сеть [Laurent Т., 1972]. В такой сети длинные молекулярные цепи обладают многочисленными поперечными сшивками, которые возникают главным образом за счет вандерваальсовых сил. Описанную структуру можно сравнить с ячеистым гидрофильным гелем, который имеет многочисленные поры и полости, заполненные растворителем — водой.
1Стокс — единица вязкости; 1 Ст = 10~4 м2/с (примеч. ред.).
«Микролимфология», В.В.Купирянов, Ю.И. Бородин
Необходимость конвекционного перемещения макромолекул (прежде всего белков плазмы крови) по градиенту гидростатического давления подчеркивается и в работах, посвященных гематолимфатическому транспорту [Renkin Е., 1977]. Постоянное обновление среды, окружающей соединительнотканные и паренхиматозные элементы тканей, должно базироваться на постоянном поддержании в интерстициальном пространстве градиентов сил (давлений) и концентраций веществ (особенно макромолекул). Высокое коллоидно-осмотическое давление, создаваемое благодаря взаимодействиям белков плазмы…
Элементарные объемы матрикса основного вещества в интерстициальном пространстве ограничены жестким фибриллярным каркасом, который может препятствовать увеличению объема геля при его гидратации. В экспериментах A. Guyton (1972) показано, что увеличение объема интерстициального пространства на 30% ведет к крутому возрастанию давления в нем от —7 мм рт. ст. до нуля. По всей вероятности, в нормальных условиях интерстициальный…
Двухфазная модель организации интерстициального пространства, рассмотренная выше, позволяет допускать, что через тканевые «каналы» возможен ток воды и силы, которые определяют векторное движение растворов, могут быть связаны не только с онкотическим, но и с гидростатическим давлением. Между тем результаты измерений величины интерстициального давления с помощью перфорированной капсулы позволяют подругому понять этот вопрос [Guyton А., 1963, 1972].…
Поскольку в интерстициальном пространстве, кроме белков плазмы крови, присутствуют и другие осмотически активные макромолекулы (гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат, коллаген), которые, взаимодействуя с белками плазмы, могут способствовать повышению онкотического давления тканей. Модельные эксперименты показали, что смесь, включающая 1,6% белка, 20% коллагена и 4% гиалуроновой кислоты, обусловливает онкотическое давление порядка 16,6 мм рт. ст., т. е. более высокое…
Важность вопросов о перемещениях интерстициальной жидкости трудно переоценить, поскольку именно она является той внутренней средой, которая окружает непосредственно клеточные элементы тканей [Данилов Н. В., 1974]. Обеспечение специфической деятельности любой ткани требует постоянного обмена и обновления непосредственного окружения ее «рабочих» элементов — клеток, что предвидел еще К. Bernard, который и ввел понятие внутренней среды (milieu interieur).…
Известно, что поперечносвязанные ячеистые гели являются молекулярными ситами и свободно пропускают все вещества, величина молекул которых меньше размеров ячеек сита. С увеличением размеров транспортируемых молекул скорость их переноса через молекулярные сита прогрессивно уменьшается. При этом скорость транспорта связывают с величиной концентрации соединительнотканных полисахаридов (гликозаминогликанов). Пространственная структура ячеистых гелей оказывает сопротивление прохождению через нее отдельных макромолекул…
По мнению ряда исследователей [Wiederhielm С., 1972; Zweifach В., Silberberg А., 1979; Aukland К, Nicolaysen G., 1981], интерстициальное пространство можно представить в качестве двухфазной системы. Одна фаза — богатый коллоидом гелеподобный матрикс, другая фаза — жидкость, свободная от коллоида. Считается, что между этими фазами в норме существует определенное равновесие. Однако, поскольку гелеподобный матрикс и связанный…
Показатели интерстициального давления, записанного с помощью этого метода, оказались близкими к величинам сопротивления интерстиция, которые зарегистрировал P. McMaster. Лишь в нескольких случаях было записано субатмосферное давление, которое варьировало от — 0,1 до — 1,7 мм рт. ст. Тем не менее средняя величина давления во всех опытах составила 1,25 мм рт. ст. Важно отметить, что удалось зарегистрировать…
Результаты пункционных методов измерения гидростатического давления по ряду причин не удовлетворяли исследователей. Противники этих методов обычно использовали два аргумента, направленные на доказательство неадекватности прямых пункционных методов регистрации гидростатического давления в тканях: травматизация тканей при введении металлических игл; несоответствие диаметра кончика иглы диаметру тканевых «каналов», содержащих свободную интерстициальную жидкость. В связи с этим начались поиски других…
Коэффициент отражения (reflection coefficient σ) определяется как отношение величины потока растворителя через полупроницаемую мембрану, вызванного силой осмотического притяжения, к величине потока, зависящего от разницы гидростатического давления [Kedem О., Katchalsky О., 1958]. Для идеальной полупроницаемой мембраны а — 1. Для мембран с размерами пор, достаточными для прохождения молекул растворенного вещества 0<σ<1, наблюдаемая величина осмотического давления, измеренная…
