2) низкомолекулярные вещества
3) среднемолекулярные вещества (+)
4) высокомолекулярные вещества
Конвекция — это перенос растворённых веществ через полупроницаемую мембрану потоком ультрафильтрата. В ходе гемофильтрации вода плазмы удаляется под действием трансмембранного давления, а растворённые молекулы перемещаются вместе с этим потоком по принципу растворительного увлечения (solvent drag). Эффективность переноса определяется объёмом ультрафильтрации, свойствами мембраны и коэффициентом просеивания вещества — отношением его концентрации в ультрафильтрате к концентрации в плазме.
Наиболее характерна конвективная элиминация среднемолекулярных веществ, поскольку они достаточно малы для прохождения через поры высокопоточной мембраны, но удаляются диффузией менее эффективно, чем низкомолекулярные соединения. К этой группе относят ряд пептидов и белковых фрагментов, включая β2-микроглобулин и некоторые медиаторы воспаления; степень их удаления зависит от молекулярной массы, формы молекулы и характеристик мембраны. Именно поэтому конвективный компонент особенно важен при гемофильтрации и гемодиафильтрации.
Клетки крови и крупные белковые молекулы в норме задерживаются мембраной из-за значительного размера, а низкомолекулярные вещества, например мочевина, креатинин и электролиты, могут проходить через мембрану, но преимущественно удаляются за счёт диффузии. Чрезмерное увеличение проницаемости мембраны может привести к потере альбумина и других полезных белков, поэтому клинически используют мембраны с контролируемым размером пор и оценивают баланс между удалением токсинов и сохранением плазменных белков.
| Компонент или группа веществ | Возможность прохождения через мембрану | Основной механизм удаления | Примеры | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| Клетки крови | Практически не проходят | Не удаляются конвекцией | Эритроциты, лейкоциты, тромбоциты | Задерживаются мембраной; их потеря указывает на повреждение или дефект фильтра |
| Низкомолекулярные вещества | Проходят легко | Преимущественно диффузия, также конвекция | Мочевина, креатинин, натрий, калий | Их клиренс быстро достигается при наличии концентрационного градиента |
| Среднемолекулярные вещества | Проходят через высокопоточные мембраны в различной степени | Конвекция наиболее эффективна | β2-микроглобулин, некоторые пептиды и цитокины | Удаление увеличивается при росте объёма конвективного обмена и использовании высокопроницаемых мембран |
| Высокомолекулярные белки | Обычно не проходят | Конвективный перенос ограничен размером пор | Иммуноглобулины, крупные белковые комплексы | Сохраняются в плазме при корректно выбранной мембране |
| Альбумин | В норме задерживается | Минимальный конвективный перенос | Альбумин, молекулярная масса около 66 кДа | Потеря альбумина возможна при мембранах с высокой белковой проницаемостью или нарушении режима фильтрации |
| Гемофильтрация | Формируется значительный поток ультрафильтрата | Конвекция | Замещение удалённого объёма раствором | Особенно подходит для удаления среднемолекулярных соединений |
| Гемодиафильтрация | Используются оба механизма | Диффузия и конвекция | Удаление одновременно малых и среднемолекулярных веществ | Сочетает эффективный клиренс мочевины с улучшенным удалением средних молекул |
Таким образом, среднемолекулярные вещества являются целевой группой конвективного транспорта в экстракорпоральной терапии. Их удаление зависит не только от молекулярной массы, но и от коэффициента просеивания мембраны и объёма замещения. При выборе режима лечения необходимо контролировать ультрафильтрацию, гемодинамику и концентрацию альбумина. Практическое значение конвекции особенно велико при применении высокопоточных мембран и методов гемодиафильтрации.