微循环的研究.doc

微循环的研究摘要：大家都知道，人体循环畅通百病不生，循环阻滞生百病，微循环是生命的基本特征之一，是机体与周围环境不断地进行物质、能量、信息的传递活动的交通要道。微循环就是人体皮下毛细血管网络的最小的毛细血管端末，就是毛孔与汗腺在体外的表现,疏通微循环障碍，实现体循环、脏循环畅通，心脏压力负担减轻，对于保护心脏机体正常工作有帮助作用，本文是对微循环进行全面的介绍。 关键词：微循环 微循环组成.结构 功能 影响 微循环途径及其作用：（1）迂回通路（营养通路）：组成：血液从微动脉后微动脉毛细血管前括约肌真毛细血管微静脉的通路；作用：是血液与组织细胞进行物质交换的主要场所。 （2）直捷通路：组成：血液从微动脉后微动脉通血毛细血管微静脉的通路；作用：促进血液迅速回流。此通路骨骼肌中多见。 （3）动-静脉短路：组成：血液从微动脉动-静脉吻合支微静脉的通路；作用：调节体温。此途径皮肤分布较多。 微循环组成的记忆方法：微循环是指微动脉和微静脉之间的血液循环。微循环的基本功能是进行血液和组织液之间的物质交换。正常情况下，微循环的血流量与组织器官的代谢水平相适应，保证各组织器官的血液灌流量并调节回心血量。如果微循环发生障碍，将会直接影响各器官的生理功能。 （一)微循环的组成和血流通路：微循环的组成随器官而异。典型的微循环一般由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、通血毛细血管、动静脉吻合支和微静脉等七个部分组成，微循环的血液可通过三条途径由微动脉流向微静脉。 1迂回通路：血流从微动脉经后微动脉、前毛细血管括约肌、真毛细血管网，最后汇流至微静脉。由于真毛细血管交织成网，迂回曲折，穿行于细胞之间，血流缓慢，加之真毛细血管管壁薄，通透性又高。因此，此条通路是血液与组织进行物质交换的主要场所。故又称为营养通路。真毛细血管是交替开放的。安静时，骨骼肌中真毛细血管网大约只有20处于开放状态，运动时，真毛细血管开放数量增加，提高血液和组织之间的物质交换，为组织提供更多的营养物质。 2直捷通路：血流从微动脉经后微动脉、通血毛细血管至微静脉。这条通路较直，流速较快，加之通血毛细血管管壁较厚，又承受较大的血流压力，故经常处于开放状态。因此这条通路的作用不是在于物质交换，而是使一部分血液通过微循环快速返回心脏。 3动-静脉短路：血流经被动脉通过动一静脉吻合支直接回到微静脉。动静脉吻合支的管壁厚，有完整的平滑肌层。多分布在皮肤、手掌、足底和耳廓，其口径变化与体温调节有关。当环境温度升高时，吻合支开放，上述组织的血流量增加，有利于散发热量；环境温度降低，吻合支关闭，有利于保存体内的热量。 (二)影响微循环血流量的因素：微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌和微静脉的管壁主要含有平滑肌，它们的舒缩活动直接影响到微循环的血流量。 1微动脉微动脉：是毛细血管前阻力血管，在微循环中，起“总闸门”的作用，其口径决定了微循环的血流量。微动脉平滑肌主要受交感缩血管神经和体内缩血管活性物质(如儿茶酚胺、血管紧张素、加压素)等的影响。当交感神经兴奋以及缩血管活性物质在血中浓度增加时，微动脉收缩，毛细血管前阻力增大，一方面可以提高动脉血压，另一方面却减少微循环的血流量。2. 后微动脉和毛细血管前括约肌：也属毛细血管前阻力血管。在微循环中，它们起着“分闸门”的作用，它的开闭直接影响到真毛细血管的血流量。而该处的血流量对物质交换最为重要。后微动脉和毛细血管前括约肌很少或不受交感缩血管神经的支配，主要受体液因素的调节，它们的舒缩活动取决于儿茶酚胺等缩血管物质与舒血管物质的综合作用。当局部组织代谢增强或血液供给不足时，PO2降低、局部代谢产物堆积CO2、H+、腺苷等)和组胺增多时，使后微动脉和毛细血管前括约肌舒张，真毛细血管开放，血流量增加，代谢产物被运定，O2的供应改善，PO2恢复。此时后微动脉和毛细血管前括约肌处在体液中缩血管物质的影响下，产生收缩，真毛细血管血流量减少，又造成上述的局部代谢产物的堆积，使后微动脉和毛细血管前括约肌舒张，血流量又增加，如此反复，在缩血管物质和局部舒血管物质的交替作用下，使真毛细血管网交替开放，这就是微循环对血流量及血流分配所做的自身调节。当某一器官的活动增强，代谢旺盛，代谢产物增多，该器官的血流量增加，其原因就是局部代谢产物发挥的舒血管效应。 3微静脉属毛细血管后阻力血管。在微循环中，起“后闸门”的作用。其口径的变化在一定程度上控制着静脉回心血量。微静脉收缩，毛细血管后阻力增大，一方面造成微循环血液淤积；另一方面使静脉回心血量减少。微静脉平滑肌也受交感缩血管神经和体液中血管活性物质的影响。交感缩血管神经兴奋，微静脉收缩但不如微动脉明显；微静脉对儿茶酚胺的敏感性也较微动脉低，但对缺O2与酸性代谢产物的耐受性比微动脉大。安静状态时，真毛细血管仅有20开放，即可容纳全身血量的5-l0。可见微循环有很大的潜在容量。如果某些原因引起全身微循环真毛细血管大量开放，循环血量将大量的滞留在微循环内，导致静脉回心血量和心输出量减少，动脉血压即可下降。因此，微循环血流量直接与整体的循环血量密切相关。它除了要保证局部器官组织的血流量，实现物质交换， 而且要顾及到全身的循环血量，使局部血流量与循环血量相统一。 (三)毛细血管内外的物质交换：毛细血管内外物质交换是通过扩散、吞饮及滤过-重吸收三种方式，其交换的速率取决于毛细血管壁的通透性。毛细血管壁由单层内皮细胞组成，外面有一层基膜，总厚度约0.15-0.50m, 内皮细胞之间相互连接处存在有细微裂隙，间距约10-20nm，为粘多糖类物质所填充，在其中有直径为4nm左右的小孔，这是物质转运的途径之一。该小孔除了蛋白质难以通过外，血浆中和组织液中的水、各种晶体物质、小分子有机物均可以以扩散形式或滤过-重吸收的形式自由通过。内皮细胞膜的脂质双分子层是O2、CO2及脂溶性物质扩散的直接径路。此外，大分子物质的转运还可通过毛细血管内皮细胞的吞饮作用实现。 (四)组织液生成与回流的机制：根据滤过-重吸收学说，在毛细血管内存在着毛细血管血压及血浆胶体渗透压；而在组织间隙中有组织液静水压及组织液胶体渗透压毛细血管内外这四种因素构成了两对力量，一对是毛细血管血压和组织液的胶体渗透压，它们是组织液的滤过力；一对是血浆胶体渗透压和组织液的静水压，它们是组织液的重吸收力。这两对力量之差称为有效滤过压。若有效滤过压为正值，则造成组织液的生成；若有效滤过压为负值，则组织液回流入血。有效滤过压可用下式来表示：有效滤过压(毛细血管血压+组织液胶体渗透压)-(血浆胶体渗透压+组织液静水压) 人体的血浆胶体渗透压约为：25mmHg，动脉端毛细血管血压约为30mmHg；静脉端毛细血管血压约为12mmHg，组织液胶体渗透压约为15mmHg；组织液静水压约为10mmHg，故：毛细血管动脉端有效滤过压为(30+15) mmHg -(25+10) mmHg 约等于10mmHg。毛细血管静脉端有效滤过压为(12+15) mmHg-(25+10) mmHg约等于-8mmHg。由此看来，在毛细血管动脉端为净滤过，静脉端为净回收。血液在毛细血管中流过，血压是逐渐下降的，有效滤过压也逐惭降低至零，再往下行，血压更低，有效滤过压转为负值，其结果，毛细血管动脉端滤过的液体，约90可在毛细血管静脉端重吸收入血。约10的组织液则进入毛细淋巴管，生成淋巴液，淋巴液经淋巴系统又回到循环系统中去。因此，造成了组织液生成与回流的动态平衡。 影响组织液生成与回流的因素：正常情况下，组织液的生成与回流维持着动态平衡，是保证血浆与组织液含量相对稳定的重要因素，一旦因某种原因使动态平衡失调，将产生组织液减少(脱水)或组织液过多(水肿)的不良后果。根据组织液生成与回流机制，凡影响有效滤过压和毛细血管壁通透性的各种因素，都可以影响组织液的生成与回流。 1. 毛细血管血压：毛细血管前阻力血管扩张时，毛细血管血压升高，有效滤过压增大组血管收缩或静脉压升高时，也可使组织液生成增加。 如右心衰，因中心静脉压升高，静脉回流受阻，毛细血管后阻力增大，毛细血管血压升高，结果组织液生成增加，造成组织水肿。 2. 血浆胶体渗透压：当血浆蛋白减少，如长期饥饿，肝病而使血浆蛋白减少或肾病引起蛋白尿(血浆蛋白丢失过多)，都可使血浆胶体渗透压降低，有效滤过压增大，组织液生成过多、回流减少而造成组织水肿。 3. 淋巴回流：由于约10%组织液是经淋巴管回流入血，故当淋巴液回流受阻(如丝虫病、肿瘤压迫等因素)，则受阻部位远端组织发生水肿。 4.毛细血管壁的通透性:若毛细血管壁通透性异常增加，致使部分血浆蛋白漏出血管，使得血浆胶体渗透压降低，组织液胶体渗透压升高，其结果，有效滤过压增大，组织液生成增多，回流减少，引起局部水肿。 （五）微循环观察：临床上，微循环观察主要是观察血液循环，它可以在显微镜下直接显示。目前观察微循环的部位有十几个，但最常用且能代表全身微循环状态的主要是甲襞眼球结膜两个部位，其中甲襞是观察人体微循环的最好窗口。具有操作简单、安全方便，对人体无损伤、无刺激、敏捷准确等优点，且甲襞表皮比较薄，透光性好，微血管表浅，观察方便，因此甲襞是最常用的观察微循环的部位。其检查方法：一般是检查左手无名指，如果是常用左手干活的话建议检查右手无名指。 （六）微血管网络结构：微循环包括微动脉、毛细血管和微静脉。微动脉不断分支，越来越细，分为1、2、3、4级微动脉（即A1、A2、A3、A4）。按解剖名称分为喂养微动脉另称喂养小动脉、弓形微动脉包括弓桥形微动脉和弓形微动脉、横贯微动脉或称终末微动脉和同等水平的后微动脉及其延续的毛细血管前括约肌。微动脉壁成份有内皮细胞、基底膜、内弹力板、平滑肌细胞、外弹力板和外膜。各器官微血管构型、结构和功能各有独特标志，各级微血管管壁结构亦不相同。许多组织中微动脉含有13层平滑肌细胞，呈螺旋状环绕排列，到毛细血管起始端的平滑肌，称为毛细血管前括约肌。微动脉系统是调节血流的阻力血管，口径范围为5100m，包括多层平滑肌的较大微动脉和单层平滑肌的较小微动脉，和毛细血管前括约肌一起组成毛细血管前阻力。毛细血管即真毛细血管，由终末微动脉或横贯微动脉或后微动脉分支而出，无平滑肌细胞，只有单层内皮细胞，口径510m，长度0.51mm，互相连接成毛细血管网，具有口径小、截面积大、血流慢等特点。血流通过真毛细血管提供血液和组织液之间的气体、溶质交换，称为“营养血流”。在毛细血管水平，还有一种管道从后微动脉分出后，直接进入微静脉称为直接通道口径为1020m，其血流称为“非营养血流”（或生理性分流）。微静脉按其结构特征分为： 后微静脉，口径1520m，无平滑肌细胞，由内皮细胞和周边细胞构成； 集合微静脉，口径3545m，偶有或无平滑肌细胞出现； 引流微静脉，或称弓形微静脉系统，有完整的平滑肌细胞。后微静脉尽管是毛细血管后阻力区的主要部份，但它没有缩小管径能力，因此需要直到300m肌性微静脉参与，才能发挥毛细血管后阻力调控作用。微静脉是组织水平血液储库，它和小静脉、静脉一起形成容量血管。微血管网络特殊吻合通道： 动静脉分流（AV shut）（或称短路）： 由微动脉直接进入微静脉或静脉丛，调节应激血流和体温； 侧支循环： 动脉系统血管闭塞后，启用邻近微动脉，（多在弓形微动脉水平）形成吻合通道，开放血流灌注缺血区。 1微血管自律运动：毛细血管前血管的自发节律性收缩舒张活动，引起毛细血管血流不同频率的节律性摆动是自律运动，小动脉、微动脉及后微动脉一系列收缩舒张活动，可改变血流分配及其速率。自律运动在一定范围内是血管平滑肌的固有舒缩行为而不依靠外源性刺激。跨壁压的升高和下降分别引起毛细血管前血管的收缩和舒张反应，但这种跨壁压引起的自律运动可因“反应过度”而丧失。 2临界关闭压：随着灌注压进行性降低，直至血流停止，血管内压仍大于静脉血压。血流停止时的灌注压称为临界关闭压或零流压。不同器官决定临界关闭压的方式不同，这种调节的可能机制有： 血管交感神经刺激强弱影响血管自律运动水平高低，从而引起临界关闭压的升降。偶见低交感张力反应者； 侧支循环； 内皮细胞折迭和血细胞聚集等血液流变因子； 高的组织压压迫微血管； 高的平滑肌张力关闭小的微动脉； 在血管扩张反应中血压不能立即驱动血流。 3自动调节：在心、脑等血管床，灌注压在一定范围内是可以忽略的。通过自动调节局部血管阻力来维持血流相对稳定，称为自动调节。这种自动调节的压-流曲线呈“S”型，中间相对平台部分反映自动调节正常，降端反映自动调节丧失，升端反映自动调节不全。自动调节的可能机制有四个方面： 肌源性调节，牵张后的肌条比牵张前的肌条缩短，是自动调节过程中产生血管阻力改变的主要原因； 代谢性调节，扩张性代谢产物在血管局部浓度增加，局部血管阻力随之降低，血流加快，继而扩血管物质减少，反应相反。如在冠脉循环中腺苷具有重要作用； 组织压调节，某些器官如肾的血管在包囊内，灌注压增加时产生液体滤过作用，随之组织压增加而压迫微动脉减少血流以利下游吸收； 在动脉和微动脉处，当血压恒定时，存在血流依赖性扩张。此外，代谢性调节和肌源性调节有时一致或重叠。最近认为，微动脉口径大小改变其优势调节方式： 大微动脉（150250m）为剪切依赖性；中微动脉（50150m）为肌原性；小微动脉（50m）为代谢性，这三种调节机制作为微血管网络整体可产生协调反应。 内皮细胞功能：近些年来研究发现内皮细胞具有高度代谢活性和内分泌功能，它能合成和释放多种生理效应物质，包括通透性屏障，止血、凝血、抗凝、纤溶调节，血管细胞生长调节，平滑肌细胞张力调节。现介绍血管活性作用和毛细血管交换二个方面在微循环中所起作用。 1血管活性作用。来自内皮细胞的血管活性物质及其功能主要有： 前列环素（PGI2）： 抑制血小板聚集及其与内皮的粘附、防止血管内凝血和扩张调节血管作用； 内皮舒张因子即EDRF（NO），能增加环磷酸鸟苷（cGMP）浓度从而降低平滑肌细胞收缩性游离钙，产生血管舒张作用。硝普钠也能增加cGMP但不是通过内皮介导的；内皮（依赖）超极化因子（EDHF）也产生血管扩张作用； 内皮素（ET-I），具有强烈的血管收缩作用，血栓素（TXA2）、前列腺素（PGH2）均有血管收缩作用，对血管张力和血压有影响并参与动脉粥样硬化、肺动脉高压、心衰和肾衰等病理过程。 2经毛细血管交换。血管内溶剂、溶质与组织液的交换主要通过毛细血管内皮完成的，水通过内皮细胞膜，更多溶质通过内皮细胞裂孔筛孔和非连续内皮连接，大分子通过内皮细胞之间裂缝（cleft），其交换转移方式有三种，即弥散、滤过和泡饮。 2.1弥散是经毛细血管交换的主要方式，按Fick定律： J=-PS(Co-Ci) 其中P为毛细血管物质通透性，S为毛细血管表面积，Ci为毛细血管内物质浓度，Co为毛细血管外物质浓度。各种物质分子经毛细血管内皮弥散是否受限，与其脂溶性、分子量、内皮微孔形态、分子上电荷与内皮电荷之间关系等有关。脂溶性分子如氧和二氧化碳与内皮脂膜有高度亲和力，弥散不受限；非脂溶性小分子很少受限，低反射系数小分子弥散取决于血流向毛细血管转移速度即血流限制，只有当毛细血管与组织细胞间距离（交换距离）变大时（组织水肿、毛细血管密度减少）才有弥散限制。随着非脂溶性分子增大弥散更加受限，分子量60000时弥散作用最小。衡量氧弥散的指标有氧的弥散系数、弥散距离、毛细血管密度、血流和组织氧耗。可直接测定微血管中的氧分压和血氧饱和度（SaO2），很多组织液进入毛细血管的SaO2已降到80，反映了微动脉、小动脉的氧弥散和程度。 2.2滤过:水经毛细血管壁移动的方向和多少，取决于穿膜的静水压和胶体渗透压，按starling理论： QfK(Pc+i)-(Pi+p)其中Qf为液体滤过系数，K为毛细血管滤过常数、Pc为毛细血管静水压、Pi为间质液体静水压、i为血浆肿胀压、p为间质液体肿胀压。当总值为正时，则发生滤过；总值为负时，则发生吸收。Am为毛细血管有效滤过面积，P为通过内皮的静水压和渗透压代数和，X为经过毛细血管壁的距离，为滤过粘度。动脉血压改变很少影响滤过作用，因为血压改变可以通过毛细血管前阻力血管自动调节加以对抗。但失血时低血压可致吸收优于滤过以供血压代偿性增高；直立时足部“单独”静水压升高可增加滤过作用，但跨壁压增加又引起毛细血管前血管关闭，防止大量体液进入组织间隙（水肿）。 2.3泡饮： 毛细血管内皮上存在一些微小的泡饮小泡（pinocyticvesicle），可从管壁一边纳取物质，通过“热动能”穿过内皮细胞，把小泡内含物转移并存放于管壁另一边。这种泡饮作用可能是非脂溶性大分子物质经毛细血管交换的主要方式。泡饮随组织不同而有差异（肌肉肺脑），且从毛细血管动脉端到静脉端逐渐增加。 （七）疾病过程微循环机制 有关休克、炎症、缺血、肿瘤和高粘综合征等典型疾病过程的微循环机制及其变化特征：1休克： 各种原因引起休克的共同途径是血容量低下引起组织灌注不足。休克微循环改变特征： （1） 从大小循环关系上分为： 低排高阻型，低血压、微动脉收缩（冷休克）； 高排低阻型，血压正常，短路开放（热休克）； 低排低阻型（微循环衰竭）。（2） 从局部微循环改变分为： 缺血缺氧（早、中期）； 淤血缺氧（中、后期）； 或伴渗漏综合症； 或伴DIC。（3） 微循环代偿调节、调节障碍和微循环衰竭分别是机体应激反应、多器官功能损害（MODS）和多器官衰竭（MOF）主要参与机制。 2炎症： 全身炎症反应综合征（SIRS），由于感染（败血症）、非感染（胰腺炎、心肌梗死、脑梗死）、创伤（外伤、手术）等引起机体炎症反应。表现为三个阶段： （1） 局部炎症反应期；（2） 局部炎症反应增强期；（3） 瀑布样反应期（SIRS）。诊断标准： 具备以下二条或二条以上体征： （1） 体温38或36；（2） 心率90次/分；（3） 呼吸频率20次/分或PaCO232mmHg（4.27kPa）；（4） 外周白细胞计数12000/mm3或4000/mm3或幼稚粒细胞10。微循环水平表现为血液应激综合征： （1） 白细胞活化与“氧化暴发”；（2） 血小板聚集和微血栓；（3） 红细胞聚集与血液高粘；（4） 内皮细胞损伤与功能障碍（渗漏、低血压、回吸收高血容量、低氧血症）；（5） 炎症介质、细胞因子介导微循环障碍、组织损伤是靶器官损害（MODS或MOF）的主要参与机制。 3缺血：动脉粥样硬化、高血压、糖尿病等通过继发或原发性微血管病变引起靶器官（心、 脑）缺血性损害。 3.1动脉粥样硬化（AS）与微循环： 目前公认内皮损伤-反应学说，即心血管危险因子包括化学（高胆固醇、吸烟、糖尿病）、物理（高血压）、免疫（炎症）等引起血管内皮损伤及其屏障功能减低，作为动脉粥样硬化和非粥样硬化两类原因引发缺血事件的始动机制。一方面通过脂蛋白（OXLDLCH）、内皮细胞、白细胞、血小板等一系列氧化、炎症、修复反应过程，形成脂质条纹（早期），可发展为粥样斑块，致继发性微循环低灌流。斑块并发症： 纤维帽破裂（自发、介入）： A. 下游微栓塞；B. 血栓形成；C. 滋养血管破裂；D. 血小板参予。 急性动脉闭塞： A. 梗死和延展；B. 侧支循环；C. 局部血流、代谢关系，（即微循环相关的心肌坏死、缺血、顿抑、冬眠）。 再灌注治疗： 微循环（血运）重建和“无复流”。另一方面，由于内皮损伤使EDRF、EDHF、PGI2降低和ET、TX升高，并介导血管运动的舒张功能障碍，可产生血管痉挛，致原发性微循环障碍。可以是急性冠脉综合征或脑缺血发作的直接原因，也是多种微血管病、X综合征、冠脉储备功能减退的参予机制。最近报导： 正常血浆胆固醇可扩张血管20，如胆固醇200mg/100ml，则冠脉扩张减少12；胆固醇250mg/100ml，冠脉舒缩作用几乎丧失，运动时扩张仅4。并指出，冠脉血管运动扩张减损程度与高胆固醇、吸烟、高血压、糖尿病协同作用相关（Hess1997）。这些内皮改变，在AS形态学改变之前的早期血管损害中起重要作用。综上所述，危险因子，特别是高胆固醇血症引起心、脑血管病，存在二种机制： OXLDLCH对内皮直接（毒性）作用； 引起血管壁