我国高海拔地区人群微循环研究概况

1、PAGE PAGE 7高海拔地区是指平均海拔在3000米以上的地域。在这个高度上可使大多数人在静息状态下出现不同程度的高原反应。超过这个海拔高度,人体在机能代谢上的改变更加明显,甚至出现各种病理改变。这些改变最容易反映在微循环上,通过活体微循环的观察可以直接反映体内各种病变。由于受高海拔地区缺氧的影响,高海拔区人群的微循环较平原地区人群有较大差异,只有了解这种差异才能对高海拔地区人群的各种病理改变作出正确的判断。过去20年,我国高原医学工作者在高海拔地区对高原人群的微循环变化规律作了大量探索,取得了一些有价值的研究成果,对高原病的诊断和治疗发挥了重要作用。现就其主要研究进展作一综述。 1 高原

2、环境下微循环的变化特点 在平原地区,健康人甲襞微血管襻清晰可见,排列规则,层次分明,管径均一,形似发夹。血液流态混悬均匀呈线流型,血细胞不聚集,流速较快,畸形管襻小于15%,自发性渗血点不超过1%。而在高海拔地区,由于海拔升高,氧分压下降,使血液流变性发生,“浓、粘、聚”的变化,导致微循环发生一系列改变:视野模糊,微血管管襻数目、畸形比率、襻顶宽度、血管口径均随海拔升高而增多增宽,而血流速度则随海拔升高而减慢1。 1.1 急进高原人群甲襞微循环变化特点 莫非凡等2对由成都空运及陆运进藏(拉萨,海拔3650m)的200名汉族男性进行了微循环检测及症状学的连续观察,发现到达高海拔区后2小时即出现微

3、循环障碍,并呈逐渐加重趋势,以第13天为重,第7天后逐渐减轻,但至14天后微循环加权积分值仍高于平原测定值。杨景义等3九十年代初在海拔4200m对147名由内地入伍的新兵进行了跟踪观察,发现毛细血管直径明显缩小,微循环流量显著减少,截面积显著缩小,流速显著减慢。随着海拔的升高微循环血管内血液更新流速变慢。杨氏等41994年又对内地入伍的52名男性汉族青年进入海拔4700m的高度50天后的微循环与上山前作了比较观察,发现上山后管襻清晰度明显降低,乳头浅平出现率明显增高,血流速度明显变慢,并呈粒线流,管襻数目减少,长度缩短,管襻直径无明显变化;上山后异形管襻增多,襻顶出血增多,汗腺导管增多。张雪峰

4、等5在同一高度对另一组男性青年的观察表明,上后山除微循环管襻数目减少、长度缩短、血流缓慢、汗腺导管增多外,其管襻输入枝明显扩张,心率增快,心输出量减少,载体粘度,总外周阻力及平均舒张压增高,脉压变小,微循环血流更新速度变慢。韩锦玲等6对青岛、西宁、玉树三个不同海拔高度的113岁健康儿童甲襞微循环进行了比较观察,发现高海拔区儿童甲襞微循环清晰度降低,模糊不清的比例明显增高,管襻数目随海拔增高而增多、迂曲、扭转,鹿角型、巨型等畸形管襻增多,乳头下静脉丛增加。同时韩氏还对毛细血管襻内微血流的流态作了观察,发现高海拔区红细胞聚集明显增加,甚至呈粗颗粒状,血流状态呈间歇性湍流或粒缓流,血色呈暗紫色,襻顶

5、瘀血占70%以上,管襻周围渗出增多。从以上可见,随海拔升高,甲襞微循环的多项指标都有改变,主要表现在初入高原后微循环管襻数目减少,异形和畸形管襻数目增多,红细胞聚集加重,微血流流速明显变慢,管襻色泽变暗,襻顶瘀血及襻周出血多见。乳头下静脉丛及汗腺导管增多。习服后虽有改善,但微循环的异常发生率仍高于平原。 1.2 急进高原人群球结膜微循环变化特点 球结膜是临床上在体表部位中能观察到微循环全部流程的唯一部位。观察球结膜微循环可以直观地、确切地判断不同疾病时微循环改变的主要部位、性质及其发展的具体过程。球结膜微循环的动态更接近全身微循环的状态,因此球结膜微循环的改变基本能反映全身一般微循环的变化,它

6、的变化在一定程度上可以反映颅内血管的状态,因而观察球结膜微循环的改变,可为研究脑血管等疾病的发生发展提供重要信息。为研究特高海拔区对人群微循环的影响程度,解放军18 医院张新宇等人7对进入海拔5380m的喀喇昆仑山某哨卡的25名官兵作了球结膜微循环的动态观察,结果发现进入高海拔区后微血管数目增加,进入高海 拔区后的第四天检测见微动脉收缩,微静脉舒张,与上山前比较,相差非常显著(p0.01),而在高原居住一年后细动、静脉均舒张。初入高原后微血管形态略有改变但无显著差异,高原居住一年后微血管变得粗细不均,走行异常,网格状结构和囊状扩张例数显著增加(p 0.001)。初入高原后微血流流态呈粒缓流,红

7、细胞聚集,管周水肿。居住一年后进一步增加, 25名官兵全部出现红细胞聚集。吴天一等8在阿尼玛卿山(海拔6282m)的科学考察也得出同样的结论。他们观察到人体急进6282m海拔高度,结膜微血管动脉管径逐渐变细,静脉管径渐宽,微血管囊状扩张数增多,血流变慢,红细胞聚集加剧,局部渗出与水肿及白色微血栓形成。张西洲等9在5270m海拔高度进一步探讨了运动对球结膜微循环的影响,他发现运动(5公里越野赛跑)后细动脉收缩,细静脉扩张更加明显,微血管中红细胞聚集减少,粒流消失,血管自律运动增强,管周水肿显著增加。因此张氏等认为高原剧烈运动能加重组织缺氧,进而引起氧化不全产物增多使微血管通透性增加,使局部渗出和

8、水肿加重。 2 高原环境下血液流变性的变化特点 高原缺氧可导致微循环障碍,而微循环障碍最终表现为血液灌流不足。一般讲血液灌流压、血管功能以及血液流变性是决定微循环灌流状态三个主要因素,这三者间又互相影响。在影响血液流变性的诸因素中,血液粘度和临界毛细血管半径是影响微血管中血液流变性的两个重要因素10。 影响两个参数的因素很多。当机体由于高原缺氧引起血液粘度增高,红细胞数量增多,红细胞聚集加强,红细胞硬度增加变形能力降低,血小板聚集力加强使血小板聚集及ph值变化,均可影响血液粘度和临界毛细血管半径。其中血小板的聚集体的形成可明显增加微血流阻力,甚至可造成微血管堵塞。血液粘度增加,临界微血管半径增

9、多,也可使微血流阻力增加,微血流淤滞。血液流变性的改变在高原的不同人群有其共性,即“浓”(红细胞压积增高),“粘”(全血比粘度增高),“聚”(血细胞聚集力加强),并随海拔高度和移居高原时间的不同又有其特殊性。甘伟孝等11测定了进驻海拔38005400m四个海拔梯度及进驻高原不同时间人群的血液流变性变化,他发现海拔高度的升高全血粘度(b)、血浆粘度(p)、hct、hb也相应增高,只有红细胞沉降率(esr)随之减慢。各海拔梯度上述各指标相互比较相差非常显著。尤其是在5100m与5400m之间,虽然高度差只有300m,但hb、hct相差却非常显著。说明海拔在5100m以上时,只要高度差有一较小的变化

10、,血液流变性变化也是显著的。观察同时发现血液粘度随移居高原时间的延长而增高,各指标比较相差也是显著的。这主要是由于低氧刺激肾红细胞生成因子增多,使骨髓代偿性增生所致。随后张西洲等12观察了快速进入海拔5380m及移居该地一年和三年的24名官兵的血液流变学变化,发现快速进驻的第4天除红细胞变形性(ir)显著降低外,其余各指标均显著增高,其中hct和tk值增加非常显著。居住一年后,上述指标增加显著(p0.001)。居住三年后上述各指标较一年者变化不大,仅有微循环滞留时间(mst)和血栓形成系数(tel)增加。说明移居特高海拔区后一年机体已适应高原低氧环境,血液成份相对稳定,血液流变性不再发生更大变

11、化。 血液流变性除受血液粘度及临界毛细血管半径的影响较大外,近年发现红细胞免疫功能对血液流变性影响也是至关重要的,因为高原缺氧可引起红细胞免疫功能损伤。我们观察发现急性缺血缺氧后1小时红细胞免疫功能就有显著变化,即红细胞免疫复合物显著增加,而红细胞c3b受体数目显著降低,与此同时红细胞流变性表现为hct和红细胞聚集指数(rai)显著增高,红细胞电泳率(eer)和红细胞变形指数(edi)则明显降低1314。由此说明,高原低氧失血性休克早期红细胞聚集性加强,变形性降低与红细胞免疫功能继发性低下有直接关系。欧湘蓉等15也证实高原地区正常人红细胞免疫功能较平原人低。并且随着海拔的升高,红细胞免疫功能下

12、降越明显16。石泉贵等17观察了25004300m四个不同海拔高度健康青年人红细胞免疫功能变化,他发现随着海拔的升高,红细胞c3b受体花环率降低,呈负相关,而红细胞免疫复合物花环率和血清中循环免疫复合物升高,呈正相关,红细 胞c3b受体花环率与循环免疫复合物呈负相关。提示高原人体红细胞免疫功能与高原缺氧环境有关。张西洲等还观察了部队在5270m高原越野前的rbc-sod与血液流变性关系,他发现静息状态下随海拔升高rbc-sod活性逐渐降低,hct和hb逐渐增高,纤维蛋白原(pec)无显著改变、tk增加非常显著,tel增加;越野赛跑后rbc-sod、hb、tel、mst均显著降低,以rbc-so

13、d和b降低最为显著。说明静息状态下随海拔升高,rbc-sod活性降低,血液粘度增高;而剧烈运动后rbc-sod进一步降低,血液粘度亦相应降低18。由此进一步说明,血液流变性还受rbc-sod 的影响。由于高原环境下人红细胞膜结构和功能的改变,由此决定了高原状态下红细胞聚集性加强,变形性降低。加之血小板聚集,血液粘滞性增大,使微循环灌流阻力增大,导致微循环灌流量进一步减少。 3 高原环境下微循环障碍与急慢性高原病发病的关系 高原环境下,通过微循环监测来判定或预测急性高原病的发生已经被诸多学者广泛采用,因为人体内每一种微小的变化都会通过神经体液反映在微循环上。把甲襞和球结膜微循环作为体内与外界沟通

14、的一个窗口,不仅可为急性高原病的诊断作出正确判断,而且可以监测治疗效果和判断预后。我们在青藏高原通过近千例甲襞微循环的观察发现,急性高原反应或急性高原病患者的甲襞微循环明显异常,与无高原反应者和无急性高原病者比较差异非常显著,不仅红细胞明显聚集,异形、畸形管襻数目增多,而且管周出血及渗出更多,微血管呈暗红色。张新宇等通过高原脑水肿患者治疗前后球结膜微循环的观察19,发现高原脑水肿患者在接受治疗前微血管数目增多,微动脉和微静脉扩张,均存在不同程度的血管周围水肿及动静脉短路,67%患者局部出现网状结构,临床治愈后上述微循环明显改善,多数指标基本恢复到相同海拔高度的健康人水平。张氏还发现,高原脑水肿

15、昏迷型较普通型结膜微循环特点截然不同,昏迷型微血管运动性全部消失,血流均为粒缓流;普通型微血管运动性多处在兴奋状态,每分钟在5次以上(正常人1次)血流多为粒流;昏迷型每高倍视野动静脉短路比普通型多2.4倍,并100%局部出现网状结构,普通型局部出现网状结构仅有30%。我们利用阻抗血流图测定了急进高原人群的脑血流量,发现进入高海拔地区后脑血流量明显高于进山前水平,而进入高海拔区后发生高原反应和急性高原病的人体脑血流量又显著高于无高原反应人体。如果对发生高原反应或急性高原病者给予吸氧或者药物治疗,脑血流量又恢复到同海拔高度无反应者水平20。我们通过动物实验也证实21,小鼠直接暴露于低氧下脑表面及脑

16、深部的血管普遍扩张,微血管开放数目增多,脑血流量增多。我们同时观察到动物随海拔升高脑含水量增加,脑水肿加重,有明显正相关关系22。最近有人认为,高原性脑水肿不全是脑血流量增高及颅内高压所致,而是脑内的渗透能力和血管生成两个因素所决定。他认为低氧下体内乳酸聚集和其它中间代谢产物增高,导致细胞渗透压升高,并引起线粒体肿胀和破裂。由于颅骨的不可扩展性,局部水肿而导致局部缺血,细胞缺氧可激发血管生成和血管渗透因子及其它胞质裂解素的生成,而裂解细胞基底膜和降解细胞外基质,引起毛细血管裂隙,发生脑水肿23。这就把高原性脑水肿的发病从整体微循环障碍向细胞分子水平推进了一大步。当然高原性肺水肿的发生除与血流动

17、力学有关外,也可从肺微循环障碍得到解释,高原性肺水肿者的肺毛细血管超微结构显示毛细血管内皮层断裂,肺泡内皮层有时甚至所有的壁层均发生断裂,这种损伤引起一种肺毛细血管高通透性是高原肺水肿的一个重要原因。甘伟孝等在喀喇昆仑山某驻地(3800m)还对9例高原昏迷和7例高原肺水肿患者的b、p、hct、hb、esr进行了检测,结果发现,除esr均减慢外,全部患者的其它各项指标均增高,与同海拔健康者相差非常显著。经积极治疗后,病情稳定者各项指标又趋接近健康移居者。因此甘氏认为血液流变性变化与急性高原病有一定关系。 慢性高原病与急性高原病比较,其微循环的变化特点截然不同。谢成范等对西藏高原三个海拔高度的汉族

18、男性患者作了甲襞微循环检测,发现高原红细胞增多症患者的甲襞微循环改变的主要特点是:管襻色泽暗紫,清晰度差、管襻数目增多,流速缓慢,红细胞聚集或淤 滞,并且微循环障碍程度与患者的红细胞数、b含量的增加呈线性关系,而这种改变有可逆性。石泉贵等还探讨了高原红细胞增多症患者红细胞免疫功能,发现高原红细胞增多症患者红细胞免疫粘附功能明显降低,表现为rbcc3b受体活性降低,红细胞免疫复合物增高,红细胞免疫粘附促进因子降低,而抑制因子升高,且红细胞免疫粘附促进因子和抑制因子分别与rbcc3b受体呈正负相关,红细胞免疫复合物花环率与rbcc3b受体活性呈负相关。随着病情好转高原红细胞增多症患者红细胞免疫功能恢复到正常水平。高原红细胞增多症患者由于长期生活在高原低氧地区,红细胞代偿性增加,血液粘稠度增高,血流速减慢,使血液流变性发生明显改变。主要表现为红细胞压积、全血比粘度、全血还原粘度均明显增高,血沉、血沉方程k值,纤维蛋白原降低,红细胞电泳速度减慢。高原红细胞增多症患者由