1、微循环微循环 大约300 年前，卢文.虎克(Leeuwcnhok) 首先在镜下观察了心肌微循环，发现毛细血管和血液流动，并报道了红细胞在通过毛细血管时会发生形态变化， 20 世纪60 年代微循环和70 年代血液流变学开始发展起来，医学界对红细胞变形性的重要性才逐渐有所了解。 红细胞变形能力的研究，对于掌握微循环生理规律，认识微循环血液流变学性质，探索生物微循环血液流动的力学性能和临床应用都有重要意义。 血液循环最基本的功能是运输营养物质到组织，并带走组织中的代谢废物。这一功能是在微循环部分实现的。 一、微循环的组成： 身体各个器官、组织的结构和功能不同，微循环的结构也就不同。广义的微循环还包括
2、淋巴微循环。典型的微循环是由微动脉、后微动脉、毛细血管典型的微循环是由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、直捷通路、动前括约肌、真毛细血管、直捷通路、动-静脉吻合静脉吻合支和微静脉等部分组成。支和微静脉等部分组成。微循环的组成：微循环的组成：微微A：总闸门：总闸门后微后微A：分闸：分闸Cap.前括约肌：分闸前括约肌：分闸真真Cap.：营养性血管：营养性血管通血通血Cap.：直捷通路：直捷通路A-V吻合支：调节体热吻合支：调节体热微微V：后阻力性：后阻力性Cap.前阻力性前阻力性Cap.捷捷通血毛通血毛细血管细血管. . . .微循环途径及其作用：微循环途径及其作用：（1）迂回通路（
3、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。二、微循环的功能二、微循环的功能 在血液和组织液之间进行物质交换，向组织运送氧气和营养物质，携走代谢产物，调节内环境的稳定。 微循环的血管数量极多、容量很大、是个很大的贮血库。改变这个血库的容血量，就可以调节全身的循环血量和静脉的回心血量。毛细血管数量和交换
4、面积毛细血管数量和交换面积人体全身约人体全身约400亿根亿根总有效交换面积约总有效交换面积约1000平方米平方米心脑肝肾密度高心脑肝肾密度高骨、脂肪、结缔组织密度低骨、脂肪、结缔组织密度低微循环的特点微循环的特点 微循环既是循环系统的最末梢部分，又是脏器的重要组成成分。 1.微血管、毛细淋巴管都是循环系统的最末梢部分。很多脏器的实质细胞、组织都与微循环有机地结合在一起，形成以微血管为重要支架的立体结构，所以它们是脏器的重要组成部分。 2.微循环既具有脉管的共性，又有脏器的特征。 3.微循环既是循环的通路，又是物质交换的场所。 4.微循环既具有血管、淋巴管、组织间隙等代谢的共同性质，又表现出其所
5、在脏器实质细胞代谢的一些特征。 5.微循环既受全身性神经、体液的调节，又主要受局部的调节。微循环的调节微循环的调节 1. 血管的神经支配:体内几乎所有的血管平滑肌都受交感缩血管纤维支配,交感缩血管纤维的放电频率在每秒110 次的范围内变动, 使血管口径在较大范围内发生变化, 从而调节不同器官的血流阻力和血流量。 2. 血管的体液调节 血液和组织液中的一些化学物质对血管平滑肌的活动发生影响并起调节作用。 肾素-血管紧张素系统；肾上腺素和去甲肾上腺素；血管加压素；血管内皮细胞生成的血管活性物质；前列腺素( prostaglandin, PG) ；激肽释放酶-激肽系统；组胺；腺苷。局部的血流调节局部
6、的血流调节 1.代谢性自身调节机制: 组织细胞代谢需要氧并产生各种代谢产物，当组织代谢活动增强时, 局部组织中氧分压降低, 多种代谢产物如CO2、H+、腺苷、ATP、K+等积聚, 从而使局部的微动脉和毛细血管前括约肌收缩, 局部血流量增多,故能向组织提供更多的氧和营养物质, 并带走代谢产物。 2. 肌源性自身调节机制:当供应某一器官的灌注压突然升高时, 由于血管跨壁压增大, 血管平滑肌受到牵张刺激, 肌源性活动增强, 这种现象在前毛细血管阻力血管段特别明显, 其结果是器官的血流阻力增大, 器官的血流量不致于因灌注压升高而增多, 使器官的血流量保持相对稳定。当器官的灌注压突然降低时,则发生相反的
7、变化, 即阻力血管舒张, 血流量仍保持相对稳定。脑的血液灌流脑的血液灌流 脑组织的代谢水平高, 血流量较多。在静息状态下, 每1 000 g 脑组织的血流量为5060 mL/min,整个脑的血流量约为750 mL/min。脑的重量约为体重的2%, 但血流量却占心输出量的15%左右。脑组织的耗氧量也较大, 在静息状态下, 每1 000 g 脑组织的耗氧量为3.03.5 mL/min, 即整个脑的耗氧量占全身耗氧量的20%。 脑位于容积固定的骨性颅腔内, 其中的脑组织和脑脊液是不可压缩的, 故脑血管的舒缩程度受到相当大的限制,其血流量的变化较其他器官小。脑血流量的调节主要有以下3 种： ( 1)
8、脑血管的自身调节: 脑血流量取决于脑动、静脉的压力差和脑血管的阻力。正常情况下脑循环的灌注压为80100 mmHg。平均动脉压的降低或颅内压升高都可使脑的灌注压降低, 但当平均动脉压在60140 mmHg 范围内变动时, 脑血管可通过自身调节机制使脑血流量保持恒定。平均动脉压60 mmHg时, 脑血流量就会显著减少, 引起脑功能障碍。反之, 当平均动脉压超过脑血管自身调节的上限时, 脑血流量显著增加。 2.CO2 和O2 分压对脑血流量的影响: 血液CO2 分压升高时脑血管舒张, 血流量增加; 血液CO2 过多时还可通过细胞外H+浓度升高而使脑血管舒张。过度通气时CO2 呼出过多, 动脉血CO
9、2 分压过低, 脑血流量减少, 可引起头晕等症状。血液O2 分压降低时, 也能使脑血管舒张。 3.脑局部代谢对脑血流的影响: 脑各部分的血流量与该部分的代谢活动程度相关。当脑的某一部位活动加强时该部位的脑血流量增加,代谢活动加强引起局部脑血流量增加的机制可能是通过代谢产物如H+、K+、腺苷、O2 分压降低而引起脑血管舒张。五、微循环障碍五、微循环障碍 微循环障碍主要指微血管与微血流水平发生的功能或器质性紊乱，从而造成微循环血液灌注的障碍。此时微循环血液灌注障碍既可有组织、器官灌注障碍，也可有细胞灌注障碍，并导致相应病变。最常见的灌注障碍大致有以下几种：（一）低灌注状态（一）低灌注状态 低灌注状
10、态或称低血流状态 主要指在病因作用下，体内重要脏器微循环血液灌注在短时间内急剧降低，从而在临床上出现一系列低灌注引起的症状与体征，故有人称其为低灌注综合征 （二）无复流现象（二）无复流现象 指局部血管严重痉挛、阻塞时，相应组织器官缺血（一般缺血4060分钟），此时如使血管再通，重新恢复血流，但缺血区并不能得到充分的血液灌注，此现象被称为无复流。 引起无复流的主要原因是微血管内皮细胞的肿胀、微血管外间质中由渗出液引起的组织压增高和血小板聚集和( 或) 白细胞嵌塞引起的微血管堵塞。（三）缺血再灌注损伤（三）缺血再灌注损伤 缺血的基础上恢复血流后，组织器官的损伤反而加重的现象称为缺血-再灌注损伤(i
11、schemia reperfusion injury，IRI） 其发生机制至今不清，但是一般认为它与微血管产生的自由基、钙超载损伤有关。不是所有缺血的器官再恢复血流后都会发生缺血再灌注不是所有缺血的器官再恢复血流后都会发生缺血再灌注影响因素影响因素1.1.缺血时间缺血时间: :缺血时间过短或过长都不易发生再灌注损伤缺血时间过短或过长都不易发生再灌注损伤 可逆性损伤转可逆性损伤转化为不可逆性损伤化为不可逆性损伤2.2.侧支循环侧支循环 侧枝循环容易形成者，不易发生侧枝循环容易形成者，不易发生IRI IRI 3.3.需氧程度需氧程度 对氧需求高者，容易发生对氧需求高者，容易发生IRIIRI4.4.
12、再灌注条件再灌注条件: :低压、低温、低低压、低温、低pHpH、低钠、低钙液灌注，可使再灌注损伤、低钠、低钙液灌注，可使再灌注损伤减轻；或适当增加减轻；或适当增加K+K+、Mg2+Mg2+含量，也有利于减轻含量，也有利于减轻IRIIRI红细胞的可变形性及膜旋转（1）红细胞的可变性（2）膜旋转 在血液的流动中，红细胞膜以坦克履带运动形式做膜旋转。这种膜旋转可以使红细胞携带氧，减少摩擦，使血液流动阻力减小。 红细胞聚集对微循环的影响（1）血流慢处，红细胞易发生聚集，当压力足够大时才能解聚。（2）红细胞聚集的好发部位：毛细血管后微静脉，微静脉。（3）红细胞聚集产生的不良影响：阻力、粘度增大，外周组织
13、水肿使血管腔变小，加重系统负担。（二）白细胞的流态（二）白细胞的流态1.白细胞的变形能力差，在微循环中被动变形。2.白细胞嵌塞：白细胞流到毛细血管处，变形慢，发生嵌塞，数量增多，嵌塞使血流受阻。（三）微循环血小板的流变特性（三）微循环血小板的流变特性 正常情况下血小板的流变特性随微循环影响不大。若血小板被激活，血小板发生粘附、聚集、释放，形成血栓，影响微循环。 （四）血浆的流态 血浆在微循环内呈团流，即环行运动，使血液的阻力增大，血流速度减慢，有利于血液和组织液间进行物质交换。二、微循环的血流动力学二、微循环的血流动力学 （一）毛细血管压（一）毛细血管压 血液在各级动脉中流动时，由于不断克服阻
14、力，当进入真毛细血管血液在各级动脉中流动时，由于不断克服阻力，当进入真毛细血管后，血压明显降低。据测量后，血压明显降低。据测量 毛细血管的动脉端血压为毛细血管的动脉端血压为3040mmHg 毛细血管中段血压为毛细血管中段血压为25mmHg 静脉端为静脉端为1015mmHg 这为组织液在毛细血管处的生成和回流提供了动力。这为组织液在毛细血管处的生成和回流提供了动力。 （二）毛细血管血流和血流阻力 微循环中的血流一般为层流，其血流量与微动静脉血压差成正比，与微循环中总血流阻力成反比。由于微动脉占总血流阻力的比例较大，因此微动脉的阻力在控制微循环血流量方面起主要作用。 （三）毛细血管运动（三）毛细血
15、管运动 通常情况下，流过毛细血管的血液是不连续的。因为后微动脉和毛细血管前括约肌不断发生每分钟约510次的交替性、间歇性的收缩和舒张活动，称为血管舒缩活动。 它控制毛细血管的开放和关闭。 微循环与衰老 衰老是由多种因素决定的，其中作为供给细胞氧气和营养物质、清除废物的微循环发生障碍是导致衰老的重要原因。 人体的细胞、组织乃至脏器会因微循环功能的障碍而萎缩、损伤和导致功能减退，衰老和疾病也随之产生。这样我们就明白了微循环与衰老的关系：微循环功能障碍导致组织细胞缺血缺氧，代谢紊乱，引起脏器功能低下，脏器间功能失调，继之出现人体内环境失衡，形成恶性循环，又促进衰老和疾病的产生。 七、微循环与衰老 衰
16、老是由多种因素决定的，其中作为供给细胞氧气和营养物质、清除废物的微循环发生障碍是导致衰老的重要原因。 人体的细胞、组织乃至脏器会因微循环功能的障碍而萎缩、损伤和导致功能减退，衰老和疾病也随之产生。这样我们就明白了微循环与衰老的关系：微循环功能障碍导致组织细胞缺血缺氧，代谢紊乱，引起脏器功能低下，脏器间功能失调，继之出现人体内环境失衡，形成恶性循环，又促进衰老和疾病的产生。 亚健康人微循环紊乱亚健康人微循环紊乱 1.亚健康组微循环形态学改变主要表现为微血管清晰度下降、管襻畸形率升高、皮肤真皮乳头平坦、毛细血管输入枝和输出枝及襻顶均收缩变细，与人体疾病、创伤状态下的足甲襞微循环的改变有相似之处。
17、2.清晰度下降与毛细血管收缩、血流减少及血管周围渗出增多有关。 亚健康组微循环血液流态主要表现为血流减慢、红细胞聚集，与许多疾病状态下微循环流态变化相似。 微循环血流速度减慢，必然影响组织和器官的血液灌流，而红细胞聚集又使血液黏度增加，减缓微血管内的血流速度，同时聚集的红细胞带氧率下降，在毛细血管中运行阻力增加，从而加重组织细胞缺血和缺氧，引起一系列的亚健康症状。微循环异常与高血压微循环异常与高血压 高血压时，微循环的结构与功能至少有三方面的改变: 1.血管舒缩张力调节机制可能存在缺陷，导致血管收缩性反应增强或舒张性反应减弱。 2.毛细血管前阻力血管结构可能存在解剖学改变，比如它们的管壁管腔比
18、值增加。 3.微血管网水平可能发生了改变，某一血管床区域内的细动脉或毛细血管密度减少(稀疏)。研究发现，钙拮抗剂可提高多种动物模型的微血管密度，增加鸡胚尿囊绒膜中的新生血管密度,钙离子通道拮抗剂能避免自发性高血压大鼠和其他两种继发性高血压模型中发生心肌毛细血管稀疏。脑梗死的微循环变化及继发性损害脑梗死的微循环变化及继发性损害 1.微循环超微结构的改变： 内皮细胞：导致内皮细胞通透性增加；紧密连接松弛、破坏；同时炎症损伤机制也可增加内皮细胞的通透性。 基底膜破坏 星形胶质细胞肿胀 2.微小血栓的形成：纤维蛋白原形成纤维蛋白并沉积；在血管内皮细胞分泌的纤溶酶原激活物抑制剂1(PAI1)的作用下，血
19、液中的红细胞、白细胞、血小板和纤维蛋白一起沉积，从而形成微小血栓，阻塞微循环。 3.炎症性损伤：血管闭塞后，内皮细胞可产生肿瘤坏死因子一a(TNF_a)、自细胞介素1p(ILlB)等白细胞趋化因子，促使白细胞和内皮细胞表达大量的粘附分子，导致白细胞粘附、聚集。继发性水肿形成 4.继发性水肿形成：血供的减少使神经细胞及各种胶质细胞的胞膜上能量依赖型离子交换泵功能丧失，Na+内流而K+外流，水分子随Na+流入细胞内，从而造成神经元和胶质细胞的肿胀，形成早期的细胞性脑水肿；随后，由于血脑屏障的破坏和通透性增加，血浆蛋白渗出至微血管外引起液体积聚而产生血管源性脑水肿。水肿的产生加重周围组织的侧枝循环和
20、微循环的障碍，使缺血面积扩大。 5 .继发性出血转化：血脑屏障的破坏，使血细胞外漏到组织，形成出血性梗死(HI)；微循环缺血时间延长，自动调节功能丧失，动脉血压直接到达微循环，导致微血管的破裂，形成实质性血肿(PH)。 在临床上，HI是指局限在梗死灶内的斑点状的出血，它常与脑栓塞有关；而PH是指起源于梗死灶并有占位效应的出血，常与溶栓剂、抗凝剂、抗血小板等药物的使用有关。 6. 继发性侧枝循环障碍：脑的微循环有许多的侧枝相交通，动物实验中观察到，梗死灶以外的脑组织，甚至对侧大脑半球也可发生类似的微循环障碍。有人认为局部脑梗死引起全脑微循环障碍可能与脑梗死后脑血流自动调节障碍，导致全脑血流量下降
21、有关；而梗死后水肿的形成压迫周围的脑组织和血管，更加重梗死灶周围的侧枝循环和微循环的障碍。 Remodeling of Cerebral Microcirculation after Ischemia-Reperfusion J Vasc Res 2015;52:2231 DOI: 10.1159/000381096New vessels growthEndothelial cellssmooth muscle cellsVEGF, eNOS,TGF-DZ, bFGF,Angpo-1, -2TGF-DZ, bFGF, thrombinHemodynamic signals (shear str
22、ess) in cerebral ischemia-reperfusion Blood flow changesVascular remodeling颅脑外伤后脑微循环的主要变化颅脑外伤后脑微循环的主要变化 颅脑外伤后脑血管痉挛发生率较高，是颅脑外伤后的基本病理过程。 脑组织微血管痉挛，脑血流早期呈下降趋势；随后脑血管反射性扩张，血流量回复并有可能超过颅脑损伤前水平，同时伴随着血脑屏障通透性增加，出现脑水肿。微血管障碍、早期脑缺血以及缺血再灌注是创伤后脑水肿的重要原因。微循环与蛛网膜下腔出血 SAH后并发血管痉挛或缺血性神经功能障碍。 受累大血管呈现官腔狭窄和管壁增厚为特征的血管痉挛变化。 由
23、于交感神经活性增强、一氧化氮合成减少、ET-1释放、脂质过氧化反应和炎症反应所产生的自由基破坏细胞膜等因素，引起血管舒缩功能受损和脑微循环紊乱，进而参与SAH后脑缺血的发生。微循环与神经变性病微循环与神经变性病有研究发现微循环异常与神经元变性密切相关，血管异常不仅参与神经变性，有可能先于神经元变性，在神经变性病的早期启动神经损伤。微循环障碍可能从两个方面可能引起神经变性病，首先是微循环障碍中血管病变直接引起缺血缺氧对神经元的损害，其次，由于微循环障碍造成与神经变性病相关的毒性产物如 淀粉样蛋白（A）因清除障碍而堆积，继发神经细胞变性坏死。微循环检测 微循环动态可视化技术：主要设备是微循环显微镜。 激光多普勒血流量仪。本节内容结束
