Chương 2: Sinh lý học dịch cơ thể phần 1

Tài liệu này tổng hợp những hiểu biết hiện đại và các khái niệm nền tảng về sinh lý học dịch cơ thể, dựa trên quan điểm rằng tuần hoàn dịch ngoại bào là một hệ thống tuần hoàn kép, được bơm tích cực, chứ không chỉ đơn thuần là tuần hoàn máu và hệ thống dẫn lưu bạch huyết. Nguyên lý Starling truyền thống đã được sửa đổi để kết hợp vai trò then chốt của lớp glycocalyx nội mô, qua đó khẳng định rằng quá trình lọc dịch ổn định từ huyết tương vào mô là trạng thái chính, và sự tái hấp thu chỉ là hiện tượng nhất thời.

Các điểm chính bao gồm việc công nhận hệ bạch huyết là một hệ thống bơm chủ động, có vai trò thiết yếu trong việc duy trì cân bằng dịch và protein. Một phát hiện quan trọng là khả năng lưu trữ natri không thẩm thấu của cơ thể, chủ yếu ở mô kẽ của da, được điều hòa bởi các cơ chế miễn dịch và mạch bạch huyết, thách thức quan điểm cho rằng hàm lượng natri luôn quyết định trực tiếp thể tích dịch ngoại bào.

Việc điều hòa thể tích tế bào, đặc biệt là trong hệ thần kinh trung ương, phụ thuộc vào các kênh ion và các chất thẩm thấu hữu cơ, nhấn mạnh sự nguy hiểm của việc điều chỉnh quá nhanh tình trạng hạ natri máu mạn tính. Cuối cùng, các mô hình mới nổi, chẳng hạn như "Mô hình Thay thế" của Hessels, cho thấy rằng khi truyền dịch tĩnh mạch, thể tích dịch nội bào được bảo vệ chặt chẽ, và sự giãn nở chủ yếu xảy ra ở khoang dịch ngoại bào. Những hiểu biết này cung cấp một cơ sở hợp lý cho việc kê đơn và quản lý liệu pháp truyền dịch trong thực hành lâm sàng.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Tổng quan về các Khoang Dịch và Tuần hoàn Dịch Ngoại bào

Cơ thể phân chia nước thành nhiều khoang riêng biệt, được ngăn cách bởi các màng tế bào và lớp glycocalyx nội mô.

•     Các khoang dịch chính:
• Nước nội bào (Intracellular water - ICW): Chiếm phần lớn tổng lượng nước trong cơ thể.
• Nước ngoại bào (Extracellular water - ECW): Bao gồm dịch gian kẽ, dịch nội mạch (huyết tương) và dịch xuyên bào.
•     Lớp Glycocalyx Nội mô: Đây là một lớp lưới protein tích điện âm, giống như gel, bao phủ bề mặt lòng của tất cả các lớp nội mô mạch máu. Nó đóng vai trò then chốt trong việc duy trì tính toàn vẹn của mạch máu, điều hòa tính thấm và ngăn chặn sự di chuyển tự do của nước và điện giải. Sự phá hủy lớp glycocalyx là một yếu tố trung gian quan trọng gây viêm, phù và hội chứng rò rỉ mao mạch.
•    Quan điểm Hiện đại về Tuần hoàn: Thay vì coi máu là tuần hoàn nội mạch và bạch huyết là hệ thống dẫn lưu, quan điểm hiện đại xem đây là một tuần hoàn kép được bơm tích cực của dịch ngoại bào (huyết tương nội mạch, dịch gian kẽ và bạch huyết). Hệ thống này cho phép vận chuyển các chất tan quan trọng đến và đi từ dịch nội bào.

2. Nguyên lý Starling và Sự trao đổi Dịch qua Mao mạch

Nguyên lý Starling mô tả sự trao đổi dịch qua màng mao mạch, và phiên bản sửa đổi của nó cung cấp một mô hình chính xác hơn về mặt sinh lý.

•     Nguyên lý Starling Truyền thống: Mô tả rằng dịch rời khỏi mao mạch ở đầu tiểu động mạch và được tái hấp thu ở đầu tiểu tĩnh mạch, dựa trên sự cân bằng giữa áp suất thủy tĩnh và áp suất keo. Quan điểm này hiện được coi là đã lỗi thời và được gọi là "Sơ đồ cần quên đi".
•      Nguyên lý Starling Sửa đổi (Mô hình Michel-Weinbaum):
•     Công nhận rằng các vi mạch có tính thấm với các đại phân tử, do đó sự cân bằng áp suất không thể ngăn chặn hoàn toàn việc trao đổi dịch.
•      Ở trạng thái ổn định, sự khác biệt áp suất keo giữa huyết tương và dịch gian kẽ phụ thuộc vào một mức độ lọc ổn định thấp từ huyết tương vào mô.
•      Các lực thẩm thấu chống lại nhưng ở trạng thái ổn định không đảo ngược dòng chảy của dịch lọc. Quá trình tái hấp thu chỉ xảy ra nhất thời sau một sự mất cân bằng đáng kể của các lực Starling (ví dụ như trong giai đoạn đầu của xuất huyết).
•     Các yếu tố chính của Lực Starling:
•      Áp suất thủy tĩnh mao mạch (Pc): Lực chính thúc đẩy quá trình lọc dịch. Tăng Pc gây phù, trong khi giảm thể tích tuần hoàn làm giảm Pc và ngăn dịch thoát ra khỏi tuần hoàn.
•      Áp suất thủy tĩnh gian kẽ (Pi): Giảm trong giai đoạn đầu của viêm, làm tăng đáng kể tốc độ lọc.
•     Áp suất keo huyết tương (Πp): Lực Starling lớn nhất, nhưng ảnh hưởng của nó bị điều chỉnh bởi áp suất keo dưới lớp glycocalyx (Πg), vốn phụ thuộc vào tốc độ lọc.
•      Áp suất keo gian kẽ (Πi): Không có tác động trực tiếp lên tốc độ lọc, nhưng protein gian kẽ khuếch tán vào các khe gian nội mô và làm thay đổi Πg.
•     Ngoại lệ của Quy tắc Không tái hấp thu: Trong một số mô đặc biệt như niêm mạc ruột, mao mạch quanh ống thận, và các hạch bạch huyết, quá trình tái hấp thu dịch có thể diễn ra liên tục do sự cung cấp liên tục một lượng dịch không chứa protein vào mô kẽ.

3. Tổng lượng Nước trong Cơ thể (TBW) và Ứng dụng Lâm sàng

Việc ước tính tổng lượng nước trong cơ thể (TBW) là rất quan trọng để đưa ra các quyết định lâm sàng hợp lý về liệu pháp truyền dịch và liều lượng thuốc.

•     Đo lường và Ước tính:
•     Phương pháp đo lường: Cộng hưởng từ hạt nhân Deuterium (2H NMR) là một phương pháp hiện đại, nhanh chóng và chính xác.
•      Ước tính theo quy tắc ngón tay cái: TBW có thể được ước tính bằng 50% trọng lượng cơ thể.
•       Các công thức nhân trắc học:
•      Công thức Watson: Tính toán TBW dựa trên chiều cao, cân nặng, tuổi và giới tính.
•     Công thức Devine: Tính Cân nặng Lý tưởng (Ideal Body Weight - IBW), được sử dụng để định liều các loại thuốc ưa nước ở bệnh nhân béo phì.
•      Công thức Boer: Tính Khối lượng Cơ thể không mỡ ước tính (estimated Lean Body Mass - eLBM), là chỉ số tốt nhất để điều chỉnh liều ban đầu của các thuốc mê ưa mỡ.
•      Cân nặng Dự đoán (Predicted Body Weight - PBW): Tính từ chiều cao và giới tính, được sử dụng để khuyến nghị thể tích khí lưu thông.
•     Tầm quan trọng Lâm sàng:
•     Liệu pháp truyền dịch: Ước tính TBW giúp đưa ra quyết định về liều lượng dịch và/hoặc điện giải cần thiết để điều chỉnh sự mất cân bằng.
•      Liều lượng thuốc:
•      Thuốc ưa nước (Hydrophilic): (ví dụ: thuốc giãn cơ, kháng sinh) nên được định liều theo TBW hoặc IBW ở bệnh nhân béo phì.
•      Thuốc ưa mỡ (Lipophilic): (ví dụ: propofol, fentanyl) liều ban đầu nên theo eLBM, nhưng liều duy trì nên theo trọng lượng cơ thể thực tế.

4. Mô gian kẽ và Hệ thống Bạch huyết

Mô gian kẽ và hệ bạch huyết cùng nhau tạo thành một hệ thống tuần hoàn ngoại bào năng động.

•      Cấu trúc Mô gian kẽ Ba pha (Triphasic Interstitium):

1.     Pha Collagen: Các bó sợi collagen liên kết với các phân tử nước.

2.     Pha Gel Hyaluronan: Các sợi proteoglycan giữ 99% lượng nước gian kẽ, tạo ra một rào cản khuếch tán và áp suất trương phồng gel.

3.     Pha Nước: Khoảng 1% nước gian kẽ tồn tại ở dạng tự do, chảy dọc theo các bó collagen và được dẫn vào các mạch bạch huyết. Tỷ lệ này tăng lên trong tình trạng phù nề.

•      Hệ thống Bạch huyết: Bơm Chủ động:

•       Đây không phải là một hệ thống "dẫn lưu" thụ động. Nó tích cực bơm dịch từ các mô và trả lại mạch máu.
•       Lymphangion: Đơn vị chức năng của một mạch bạch huyết, nằm giữa hai van bạch huyết, co bóp để đẩy bạch huyết đi.
•       Điều hòa bơm bạch huyết: Tương tự như tim, hoạt động của nó được điều hòa bởi các yếu tố như tiền tải, hậu tải, tần số co bóp và sức co bóp.
•      Hệ thống Bạch huyết Não (Glymphatic System): Một mạng lưới mạch bạch huyết trong màng cứng hấp thụ dịch não tủy và dịch gian kẽ của não, đóng vai trò tương tự hệ bạch huyết ở các cơ quan khác.
•      Vai trò trong hồi phục sốc: Hệ bạch huyết đóng vai trò thiết yếu trong việc phục hồi thể tích huyết tương sau xuất huyết bằng cách tăng dòng chảy bạch huyết ở ống ngực, đưa protein trở lại tuần hoàn.

5. Lưu trữ Natri, Cân bằng Điện giải và Điều hòa Thể tích Tế bào

Những hiểu biết gần đây đã thay đổi các khái niệm truyền thống về cân bằng natri và điều hòa thể tích tế bào.

•     Lưu trữ Natri không Thẩm thấu:
•      Cơ thể có khả năng lưu trữ natri mà không đi kèm với việc giữ nước tương ứng.
•       Kho dự trữ chính là mô kẽ của da.
•      Cơ chế điều hòa: Các tế bào miễn dịch (đại thực bào) trong mô kẽ cảm nhận nồng độ điện giải. Khi nồng độ tăng, chúng sản xuất VEGF-C, kích thích sự phát triển của các mao mạch bạch huyết (lymphangiogenesis) để tăng cường khả năng thanh thải dịch gian kẽ, bảo vệ cơ thể khỏi biến động thể tích dịch do natri gây ra.
•      Cân bằng Kali và Magie:
•      Kali là cation nội bào chính.
•     Magie là một đồng yếu tố quan trọng. Tình trạng hạ magie máu thường hạn chế khả năng điều chỉnh kali huyết tương, vì magie cần thiết cho hoạt động của các kênh kali ở thận (ví dụ: kênh ROMK) để giữ lại kali.
•      Điều hòa Thể tích Tế bào:
•      Hiệu ứng Double Donnan: Thể tích tế bào được duy trì ổn định nhờ sự cân bằng giữa hai hiệu ứng Gibbs-Donnan. Một là do protein nội bào (có xu hướng kéo nước vào), và hai là do bơm Na-K-ATPase tích cực đẩy natri ra ngoài (có xu hướng kéo nước ra).
•       Điều hòa Thể tích ở Não:
•       Hạ natri máu cấp tính (<24 giờ) có thể gây phù não nghiêm trọng và gây tử vong.
•     Trong hạ natri máu mạn tính (>48 giờ), não thích nghi bằng cách thải ra các chất thẩm thấu hữu cơ thông qua các Kênh Anion Điều hòa theo Thể tích (VRAC).
•     Nguy cơ Hủy Myelin do Thẩm thấu: Việc điều chỉnh hạ natri máu mạn tính quá nhanh sẽ gây tổn thương não, vì quá trình tái hấp thu các chất thẩm thấu hữu cơ chậm hơn quá trình mất đi của chúng.

6. Mô hình Thay thế của Hessels và Những Hiểu biết Mới nổi

Kinh nghiệm lâm sàng và nghiên cứu gần đây đã đặt ra câu hỏi về các mô hình phân phối dịch truyền thống.

•      Mô hình Thay thế của Hessels:
•      Dựa trên các nghiên cứu ở bệnh nhân phẫu thuật, mô hình này cho rằng việc truyền dịch tĩnh mạch (bất kể độ trương lực) chủ yếu làm giãn nở khoang dịch ngoại bào (gây phù nề gian kẽ).
•       Thể tích nội bào được điều hòa chặt chẽ và được bảo tồn gần mức bình thường.
•       Điều này cho thấy tế bào có khả năng thải hoặc tạo ra các chất thẩm thấu thay thế để duy trì thể tích của chúng khi đối mặt với sự thay đổi độ trương lực của cơ thể.
•      Natri và Chloride "bị thiếu": Các nghiên cứu trên bệnh nhân nặng đã xác nhận sự tồn tại của các ion natri và chloride ngoại bào "bị thiếu", cho thấy chúng có thể được lưu trữ không thẩm thấu hoặc chuyển vào dịch nội bào. Cần có thêm nghiên cứu để làm rõ cơ chế này.

7. Các Điểm Chính Cần Ghi nhớ

1.     Việc xem xét định lượng thể tích nước trong cơ thể của bệnh nhân là rất cần thiết để kê đơn tốc độ và tổng liều truyền dịch phù hợp.

2.     Sự phân bố dịch ngoại bào giữa huyết tương và mô kẽ được quản lý hiệu quả nhất bằng cách xem xét áp suất mao mạch (Pc).

3.     Mặc dù áp suất keo của huyết tương (Πp) có ý nghĩa lịch sử, nhưng hiện nay chúng ta biết rằng nó không thể tạo ra sự tái hấp thu dịch gian kẽ vào huyết tương một cách bền vững (trạng thái ổn định).

4.     Trong khi hàng rào máu não khỏe mạnh gần như không thấm, tất cả các mao mạch khác đều có mức độ rò rỉ dung môi và chất tan khác nhau.

5.     Các mao mạch dạng xoang (sinusoidal) nhận 1/4 cung lượng tim và hoàn toàn rò rỉ, do đó chúng ta phải bác bỏ quan niệm sai lầm rằng albumin và protein huyết tương bị giới hạn trong không gian nội mạch.