影响微循环变化的主要因素

影响微循环变化的主要因素影响微循环变化的主要因素 一 管内因素一 管内因素 引起微循环障碍的血管内因素 大致可分为六类 1 循环血量 2 红细胞 3 血小板和白细胞 4 血氧 5 血粘度 6 血浆成分及血管活性物质 但实际上 往往是多种因素同时存在 只是作用有主次 先后之分 由血管内因素引起的 微循环改变 尽管存在器官 组织间的差别 但一般出现在较广泛的部位 1 循环血量循环血量 微循环对循环血量的改变十分敏感 适量循环血液流经全身是维持正常微 循环的前提 1 循环血量减少 急性失血 10 出现血管收缩 血管紧张性增高和血管运动 性频率增加 失血 20 微血管管径变细 细静脉 毛细血管血流速度减慢 红细胞聚集 失血 30 小动脉 细动脉 毛细血管括约肌广泛收缩 但细静 脉趋向舒张 动 静脉短路枝开放 所以血管血流速度减慢 红细胞聚集 出 现白微栓 随病情发展微血管的反应性明显降低 微血管舒张 括约肌舒张 血流明显减慢 停滞 局部可见毛细血管数减少 血管通透性亢进血管周围渗 出 循环血量的急剧减少远比慢性减少更能引起微循环障碍 它可通过下述四个 途径起作用 1 微血管反应性 循环血量的急性减少 引起细动脉和毛细血 管前括约肌的反应性改变 先亢进而后降低 2 缺氧 循环血量的急性减少 引起微血管内皮细胞缺氧 导致内皮细胞及血细胞损伤 3 代谢障碍 循环 血量的急性减少 局部灌流量降低 代谢障碍 CO2蓄积 乳酸增加 4 血 管内成分改变 循环血量的急性减少 发生血管内成分改变 导致微循环异常 2 循环血量增多 生理性 如妊娠 或病理性 如过量输血或换血 循环血量 增加 微循环开始出现代偿性反应细动脉 分枝毛细血管舒张 毛细血管密度 增加 此时 细静脉轻度舒张 无明显红细胞聚集 血流无明显减慢 标志微 循环系统虽处于紧张动员状态 但仍能保持局部输入和输出的平衡 尚属代偿 反应性改变 继而细静脉明显舒张 血流减慢 以致毛细血管 细静脉血流停 滞 红细胞聚集等 表明已进入病理性改变阶段 当然 妊娠及过量换血尚存 在免疫变化等其它因素 可以加重微循环的改变 2 红细胞红细胞 红细胞数量和质量方面的改变 可通过下述四个方面引起微循环变化 1 改变微血管内阻力 主要表现为血液粘度 2 改变组织供氧 3 红细胞聚集 4 红细胞膜破坏 裂解释放的活性物质等途径 慢性缺铁性贫血随血红蛋白的减少 毛细血管的线密度也随之减小 出现 红细胞聚集 轻度贫血 无红细胞聚集病例 可承担 骑自行车 738 0 40 7 kg m min 有红细胞聚集的病例 仅能承担 608 0 40 7 kg m min 的负荷 上述结果说明慢性贫血时细静脉 毛细血管的改变及红细 胞聚集标志微循环障碍的程度 红细胞增多症 如红白血病 高山病 肺心病 脱水症等 红细胞数可增 多至 700 万 mm3 1500 万 mm3 红细胞比容可高达 80 90 此时血液粘度与红 细胞比容呈良好的指数关系 血液粘度可比正常人高 58 倍 微血管舒张 血流 速度减慢 红细胞聚集 渗出亢进 红细胞之所以能顺利通过毛细血管 有赖红细胞的变形及膜的流动性 凡 红细胞变形能降低 聚集能增强时 则循环阻力增加 O2的交换面积减小 组 织灌流量障碍 出现微循环改变 临床上镰状细胞贫血时 由于镰状红细胞内 还原的血红蛋白 S 形成由很多平行排列细丝组成的粘性半固体凝胶 导致红 细胞内部粘度增高 变形能降低 而聚集能增强 在球结膜微循环出现短 孤 立 色暗的囊状扩张如同逗点状 称为逗点现象 Comma sign 及其他微循环 改变 遗传性球形细胞增多症及微血管障碍性溶血性贫血等 由于红细胞变形 能降低 血液粘度增高及其它因素引致微循环改变 3 3 白细胞和血小板白细胞和血小板 1 包细胞 白细胞和微血管内皮细胞间的关系十分密切 复杂 白细胞 的直径一般大于毛细血管的内径 它像一个黏弹性体 同样的细胞变形 对中 性粒细胞所需用的力为红细胞的 5 倍 且包细胞可黏附血管腔表面 因此白细 胞的功能 结构的改变可直接影响微循环 而微血管受到刺激后又可影响白细 胞的流态 功能 代谢 肺脏近 15 的功能毛细血管段被边缘白细胞封闭 白细胞贴壁最常见于 功能血管密度高 血管段短和红细胞流速的毛细血管网 肺虽有很多血管段有 白细胞贴壁 但有多种微血管连接网 故仍可通过贴壁处而流动 正常时白细胞在毛细血管中 特别在分枝部位的一过性停留 嵌塞 可 以引起血流呈间歇状流动 由于白细胞数量不多 一般不至于干扰局部血液供 应与代谢需求间的平衡 在几种情况下 应特别注意白细胞对微循环的影响 1 白细胞数量明显增多 据粗略估计 当白细胞数增加至 2 104mm 3 直径为 5 m 的毛细血管肯能被阻塞而妨碍组织的血液灌流 2 炎症 血浆成分改变 炎症时补体激活 血浆中粘附因子增多 结缔 组织疾病时微血管周围组织改变等 都可能引起白细胞向微血管腔内面粘附 既可机械地干扰微血管的血流又可释放血管活性物质 而导致局部微循环改变 3 病理白细胞 幼稚白细胞较成熟白细胞更不易变形 白血病时不仅白 细胞数量增加 而且白血病细胞较正常白细胞 硬 同样变形时 白血病原始 粒细胞所需的力约为正常白细胞的 25 倍 说明白血病细胞更易引起白细胞阻塞 2 血小板 正常状态下血小板沿血管壁方向呈流线状流动 流动中的血小 板彼此分散 外形呈圆盘形或椭圆形 微血管中血小板的粘附 聚集以及白微 栓的形成等 都直接影响微循环 1 切变作用 切变作用可以直接激活血小板 使血小板失去正常的盘状 外形而发生肿胀 形成伪足相互聚集 随切变率增高 血小板粘附率增加 内 皮细胞损伤 胶原暴露 钙离子 肾上腺素等 都可促进血小板聚集 微血管 中存在较高的切变应力 红细胞又加强血小板血管壁输送 促进以血小板为主 的微血栓形成 妨碍局部组织的灌流 此种白色微血栓 简称白微栓 可包括 部分白细胞及其它物质 一般多无纤维蛋白 随血液流动 易解聚 崩解 2 TXA2 血小板被激活可释放 TXA2 更进一步促进血小板聚集和局部微 血管的收缩 TXA2可降低红细胞变形能 血小板聚集性增强可使血粘度增高 导致血流速度减慢 4 4 血氧血氧 微血管对急 慢性缺氧极为敏感 当血红蛋白的 O2亲和力由 4 00kPa 降 至于 2 13kPa 时 功能性毛细血管密度由 17 增至 41 严重急性缺氧可引致微 血管内皮细胞坏死 管壁破坏 周围水肿 吸入 7 1 低氧混合气体 模拟 7500m 高空 1min 即微血管收缩 减少 消失 血流减慢 渗出 在 2000m 高度 4h 后 球结膜细动脉变细 细静脉舒张 血流减慢 红细胞聚集 管周渗 出明显增多 健康飞行员由于长期的高空 高速作业 慢性缺 O2 其球结膜微 循环的状态 流速 管周的渗出等改变均较地勤人员明显 全身或局部缺氧除上述改变外 可以引起微血管径粗细不等 囊状扩张以 及白微栓 组织间隙的氧张力 PO2 直接影响组织 细胞 微血管的功能 代谢 对微循环有重要意义 重症休克时 组织间隙的氧张力与预后有密切关系 预 后良好组为 0 24 0 10 kPa 预后不良组为 0 17 0 17 kPa 无活存组 为 0 12 0 15 kPa 而对照组为 3 07 0 81 kPa 5 5 血粘度血粘度 血粘度是影响微循环的重要血管内因素 这是探讨微循环改变机制时不能 忽视的问题 血粘度升高见于老人及多种疾病 如糖尿病 心脑血管疾病 高 脂血症 巨球蛋白血症等 血管内流动的血液 其粘度随切变应力增高而降低 随切变应力的降低而 增高 切变速度 r 4u r s 1 其中 u 为平均血流速度 r 为血管半径 毛细 血管切变速率比较高 而血液粘度比较低 小静脉切变速率较低 而血液粘度 较高 按泊肃叶定律 Q r4 p1 p2 8L 式中 Q 为流量 L 为管长 r 为半 径 p1 p2 为管内两端压差 血粘度改变直接影响血流 血粘度升高则微循环阻力加大 血液流速减慢 引起血粘度升高的因素 往往能促进红细胞聚集 引起局部缺氧 微血管内皮细胞损伤 通透性增加 管周渗出 严重者引起出血 在血液粘度升高的基础上 局部血流受阻或管壁 局部损伤 可以发生囊状张及微血管瘤 纤维蛋白原是链状高分子化合物 在血浆中易形成 网状结构 增加血 浆粘度 又具有 交联 作用 可促成红细胞聚集 6 6 血浆成分及其它血管活性物质血浆成分及其它血管活性物质 中毒性菌痢 流脑 肺炎 流行性出血热 肠伤寒等疾病 由于体内病 原微生物迅速繁殖 释放内毒素或其它毒性物质 直接作用于白细胞 血小板 损伤内皮细胞 释放组胺 缓激肽 前列腺素等 致使微血管舒缩失常 通透 性增加红细胞聚集 血流减慢 形成白微栓 内毒素可直接激活 C3 可通过代 替途径 不经 C1 C1r C1s C4 C2的经典途径 引起 C3 C9的激活连锁反应 C3可与血小板膜上的 C3受体结合 血小板释放 TXA2引起微血管收缩 血小板聚 集形成白微栓 导致一系列微循环障碍 当致敏源侵入机体 使之产生 IgE IgE 与组织嗜碱细胞膜上的 IgE Fc 受体结合 继而出现机体呈致敏状态 当相应抗原再次入侵 胞内环化酶启动 cAMP 下降 cAMP 上升 胞内钙离子升高 组织嗜碱细胞脱颗粒 同时释放组胺 SPS A 嗜酸粒细胞趋化因子 血清素 血小板活化因子 血浆 2球蛋白形成 激肽 乙酰胆碱增多 微血管舒张 通透性亢进 管周水肿等严重微循环障碍 免疫复合物 即抗原与相应抗体结合物 不能被及时清除 沉积在血管 微血管 基底膜上 活化补体形成 C3a C5a C567 吸引中性粒细胞 组织嗜碱 细胞 活化血小板 释放溶酶体及血管活性物质 引起微血管舒缩失常 血流 减慢 通透性增加而渗出 出血等微循环改变 巨球蛋白血症 高脂血症 球蛋白增多症 多发性骨髓瘤时 血浆粘度 增加 红细胞聚集以及血小板聚集 形成白微栓 并进而导致严重的微循环障 碍 二 管壁因素二 管壁因素 微血管壁是血液和组织之间的屏障 内对流动的血液 液相 不断承受流动血 液的剪切力 外邻相对稳定的组织 固相 既有纤维 基质等支撑作用 又经 常承受组织的压力 微血管管径 数量 形态等改变 不论其始动机制和病因 如何 最终都是通过微血管壁的功能 结构改变而表现 微循环障碍的微血管 壁因素大致有四类 1 微血管的缩舒反应 2 微血管备用枝 吻合枝 短路枝的开闭 3 微血管闭锁和开放 4 微血管的增殖和退变等 缩舒反应缩舒反应 微血管的平滑肌细胞具有能动的收缩和舒张能力 周细胞 内皮细胞浆内 有微丝 中间丝 微管 是有缩舒能力的结构 正常微血管能维持一定的紧张 性 即对一定的内压能保持一定管径的现象 微血管内皮细胞及平滑肌细胞具 有多种受体 如 肾上腺能受体 胰岛素 凝血酶 H 受体等 微血管对 血液及组织中 O2 CO2 pH 的高低 离子浓度的变化 代谢产物等的反应都 十分敏感 它们可以改变平滑肌细胞 内皮细胞 周细胞的功能状态 以维持 血管的紧张性 或出现收缩和舒张反应 在物理 化学及生物的 细菌 病毒 内毒素 抗原抗体复合物 刺激因子作用下 微血管一般先收缩后舒张 微血 管中细动脉 分枝毛细血管的平滑肌细胞 括约肌 远比细静脉 集合毛细血 管的发达 因而其收缩反应比较明显 细静脉壁 H2受体的分布明显多于其它微 血管 细静脉很容易出现舒张反应 强烈的 长期的致病因素作用下 如高血 压时细动脉可长期处于紧张收缩状态 休克的失代偿期 微血管可呈麻痹性舒 张状 可出现血流速度减慢及细胞聚集等一系列微循环改变 细静脉 细动脉的舒张反应失常 可以出现局部收缩或舒张 以致血管管 径粗细不等 并引起毛细血管数量的增多或减少 备用枝 吻合枝 短路枝的开闭备用枝 吻合枝 短路枝的开闭 随微血管的分化 成长及功能需要 部分毛细血管退化 闭合 保留管壁 结构但不通血液 脉络膜微血管体积密度为 20 4 而备用血管的体积密度约 占 0 63 备用血管开通或功能毛细血管官腔闭合 可以直接影响微血管的数 量 分布以及血流状态 人球结膜 动物肠系膜 小鼠耳廓微血管中 静 静脉吻合枝 动 动脉吻 合枝一般不直接连通 上 下游的血液循环仍沿正常通路运行 在神经 体液 影响下 静 静脉吻合枝和动 动脉吻合枝开放 不仅上下游血流速度改变 红 细胞聚集 管径增粗 甚至出现血流方向逆转的反常流动 这是观测微信循环 必须注意的问题 动 静脉短路枝数量增多 常是血压降低 循环血量严重减少 休克时的一种代偿性改变 此时其上游血流方向可以倒转 下游血管舒张 血 流速度改变 红细胞聚集 甚至出现脉流现象 增殖和退变增殖和退变 哺乳动物微血管在胚胎时期分化逐渐成熟 出生后进入新环境 适应周围 的条件 器官 组织微血管出现相应的功能 结构 代谢的改变 以适应器官 组织的需要 随年龄增长微血管可逐渐出现迂曲 甚至缠络呈丝球状 在长期致病因素作用下 如高血压 糖尿病 缺血 结缔组织病 微血管 可以增殖 伸长 迂曲 组织嗜碱细胞颗粒释放物 胶原纤维的裂解产物 组 胺等都有促进内皮细胞增殖的作用 由于新生血管的连通 不仅可使微血管数 量增多 又可引起微血管微血管走行 分布的改变 以致形成网格结构 微血管退行性改变可以是老化现象 高血压病时最先出现血管壁改变 继 而发生微循环动态改变及管周一些变化 微血管的退行改变 可出现内皮细胞 的水肿 空泡形成 核质凝集 坏死 脱落 微血管管径缩小 官腔闭锁 毛 细血管断裂 血流停滞 出血 最后毛细血管被吸收消失 出现缺血区 细动脉 细静脉管壁的退行改变 可出现管壁边缘不整齐 毛细血管 细 静脉以及细动脉管壁的局部结构退变 可能形成囊状扩张及为血管瘤 微血管壁退变可以引致官腔闭锁和微血管消失 内皮细胞核部位的胞体突 向腔内可闭塞官腔 周细胞 平滑肌的收缩或增生亦可压缩管腔 致使其上游 血流减慢 停滞 通透性增强 血液浓缩 其下游则内腔空虚 管腔闭合 管 壁退化而被吸收 三 管周因素三 管周因素 微血管周围组织实际上是组织通道 其中有细胞成分和非细胞成分 细胞成分主要有组织嗜碱细胞癌 巨噬细胞 成纤维细胞 网状细胞 非 细胞成分有胶原纤维 嗜银纤维 弹性纤维 微纤维及无形成成分的基质 同 时含有退变裂解物质及血源性或局部性代谢产物和血管活性物质 管周组织直接接触微血管 微淋巴管 支持管壁 管周组织的结构 代谢 功能改变 直接影响微血管的通透性 缩舒反应 代谢活动 形态结构 引致 微循环改变 酸性黏多糖类是管周基质中的主要成分 类风湿 硬皮病时管周 组织的酸性黏多糖类等异常 是引致局部微循环障碍的主要原因之一 原发性 或继发性雷诺士现象时 管周的酸性黏多糖含量降低和管周结缔组织改变严重 处 微血管壁改变明显 长期局部皮下注射低相对分子质量透明质酸 既可改 善临床症状 容积脉波图也显示好转 四 管前和管后因素四 管前和管后因素 微循环是循环系统最末梢的部分 前面接受左心博出 流经动脉的血液 后面则经回输右心 在这种闭管系统中 心 肺血管等循环功能 结构改变自 然会影响微循环 这种影响一般