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: ① 低排高阻型,低血压、微动脉收缩(冷休克);② 高排低阻型,血压正常,短路开放(热休克);③ 低排低阻型(微循环衰竭)。(2) 从局部微循环改变分为: ① 缺血缺氧(早、中期);② 淤血缺氧(中、后期);③ 或伴渗漏综合症;④ 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PaCO2<32mmHg(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(OX—LDL—CH)、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: ① 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。② 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)。③ 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(Hess.1997)。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: ① OX—LDL—CH对内皮直接(毒性)作用;② 引起血管壁结构改变的慢性作用。
3.2 高血压: 基本病理改变是血流动力学异常: ① 外周阻力增高,毛细血管前“阻力血管段”延长,血管结构改变(a. 中膜增厚;b. 内皮细胞容积增加;c. 微血管减少;d. 细胞外基质增加)或血管重构,壁腔比增加;② 微动脉口径、毛细血管密度减少,交换距离增加,缺血缺氧;③ 自动调节曲线右移,微循环储备功能减少;④ 微血管(阻力血管)病(分为原发/继发、结构性/功能性)是靶器官损害的重要参与机制。
3.3 糖尿病: 由于糖代谢异常,糖基化终产物损伤微血管内皮细胞,致基底膜增厚,血管张力改变和通透性异常,局部血流动力学异常,血液和细胞流变学异常或伴血栓,缺血缺氧。这些微循环改变或微血管(内皮细胞)病是糖尿病的视网膜、神经、肾脏和下肢并发症的直接原因。
4 肿瘤: (1) 恶性肿瘤转移: 瘤细胞在相关调控基因和粘附分子参与下,穿过内皮细胞基底膜,进入细胞外基质,可分三个阶段: a. 瘤细胞粘附内皮或瘤栓;b. 使内皮细胞蛋白溶解;c. 瘤细胞游出血管。(2) 化疗反应: ① 微血管床渗出明显;② 毛细血管密度下降,交换距离增高,组织缺血缺氧;③ 白细胞活性减少。(3) 肿瘤微循环: 随着肿瘤增殖,形成新生肿瘤血管网,根据血管形态密度不同,分为四期: 一期,血管密度为20%,到二、三期血管密度逐渐增加,可达50%,到四期出现坏死,血管密度下降。建立肿瘤透明皮窗等动物模型进行抗肿瘤药物筛选。
5 血液高粘综合征: 血液粘滞因子(全血粘度、红细胞压积、变形、聚集、局部切应力、血小板聚集、白细胞行为、血浆粘度、血浆蛋白、内皮细胞和流动栓子)引起组织器官缺血缺氧(tcPO2降低)并产生临床症状。血液高粘综合征分为四型。Ⅰ. 血细胞增多型;Ⅱ. 血细胞变形减退型;Ⅲ. 血浆高粘型;Ⅳ. 流动栓子聚集型。血液高粘综合征病理生理改变: ① 血液流变学异常;② 血流动力学异常;③ 微栓塞;④ 微循环血流减慢,组织缺氧是靶器官(心、肺、脑)损害直接原因。
作者单位: 221009 江苏省徐州市,徐州市心血管病研究所,第四人民医院
参考文献
1 Berne RM.The microcirculation and lymphatics.Cardiovascular physiology.7th ed.Mosby st.Louis.1997,152~160
2 Mader SS.Human anatomy and physiology.Wm.C.Brown publishers 1991,216~219
3 Tortora CJ. Principles of anatomy and physiology.7th ed.Harper collins college publisbers.1993,624~628
4 Arthur C.Overview of the circulation,and med