急危重癥微循環學(精) 節選

**章 微循環的結構及生理調節機制 　　**節 微循環的基本概念 　　一、微循環 　　有機體的生命過程始終貫穿著個體與環境及生物體內部器官、組織和細胞之間的物質、能量和信息的傳遞，其傳遞方式和部位因不同生物而有明顯的差別。單細胞生物通過細胞膜直接與外界進行交換；節肢動物開始出現局限于背部的血管，血液自血管流出后成為血淋巴，緩慢流動于細胞、組織之間，形成相對復雜的開放性循環與外界進行交流；脊椎動物開始出現由微血管中的血液、初始淋巴管中的淋巴液和組織間隙中的組織液及其管道系統形成的閉鎖循環，其中的兩棲類在此基礎上進化出完善的淋巴循環系統。在脊椎動物閉鎖循環中，血液、淋巴液和組織液分別被血管壁、淋巴管壁所分隔，此時組織、細胞的物質、能量和信息傳遞只有通過微血管中具有通透性的毛細血管和微靜脈或毛細淋巴管壁完成。因此，閉鎖循環系統中直接參與組織、細胞的物質、能量和信息傳遞的部分只有微血管中的血液、初始淋巴管中的淋巴液及組織間隙中的組織液。廣義的微循環概念是指這種直接參與細胞、組織的物質、能量和信息傳遞的血液、淋巴液和組織液的循環流動及其通路系統。 　　二、體內主要的微循環 　　1. 血液微循環 　　以在微動脈、毛細血管和微靜脈組成的微血管內血液流動為物質、能量和信息傳遞形式的循環流動及其通路系統稱為血液微循環（microhemocirculation）。這種循環流動的動力源于心臟和血管的正常結構與功能。 　　2. 淋巴微循環 　　以在微淋巴管內的淋巴液流動為物質、能量和信息傳遞形式的循環流動及其通路系統稱為淋巴微循環（lymphatic microcirculation）。微淋巴管起始于器官或組織內，開始部分為盲端，收集組織間液，通過淋巴管和淋巴結從胸導管匯入血液。 　　3. 組織液微循環 　　以在微血管、組織細胞和毛細淋巴管之間的組織液循環流動為物質、能量和信息傳遞形式的系統稱為組織液微循環。 　　血液微循環、淋巴微循環和組織液微循環三者相互依存、相互影響，共同維持機體穩態，構成廣義的微循環概念。 　　既往的研究主要關注血液微循環。近年來淋巴微循環開始受到高度關注，而組織液微循環是有待深入研究的領域。血液微循環是三大微循環中研究得*多的系統，是本章重點介紹的內容。 　　三、微循環的基本作用及其與體循環、肺循環的關系 　　作為機體物質交換、能量轉化和信息傳遞的主要部位，微循環具有以下基本作用： 　　1. 物質運輸和交換 　　微循環作為機體的末梢循環系統，將血液攜帶的氧氣、營養物質運送至器官的組織和細胞，同時將局部代謝產物和細胞裂解碎片回收、清除。 　　2. 信息傳遞 　　微循環保證機體產生的激素和生物活性物質到達靶部位，從而發揮調節作用。同時，微血管內皮作為機體重要的內分泌器官，也可通過旁分泌和自分泌的方式參與微循環自身的調節。 　　3. 內穩態維持 　　微循環參與血壓、血管阻力和組織間隙中組織液容量、滲透壓、酸堿度等生理參數的調節，保證處于多變外環境的機體維持內環境穩態。 　　微循環與體循環、肺循環的關系簡要介紹如下： 　　1. 體循環 　　體循環又稱大循環，血流通路為：左心室→主動脈→全身各器官的毛細血管→靜脈→上、下腔靜脈→右心房→右心室。 　　2. 肺循環 　　肺循環又稱小循環，血流通路為：右心室→肺動脈→肺泡毛細血管→肺靜脈→左心房→左心室。 　　3. 微循環 　　微循環血流通路為：大循環/小循環灌流至組織末梢的小動脈→微動脈→毛細血管→微靜脈→大循環/小循環的小靜脈。 　　血液微循環與體循環、肺循環具有血液循環通路的共性，但是在血管壁結構、功能方面有其特點。 　　第二節 血液微循環的形態結構 　　一、血液微循環通路的組成與區段劃分 　　（一）血液微循環通路的組成 　　由微動脈、毛細血管和微靜脈組成的微血管是血液微循環的通路，主要包括三種通路模式： 　　（1）血液由微動脈直接流入分支毛細血管，再流入網狀毛細血管，而后數個網狀毛細血管的血液匯集流入集合毛細血管，*后匯入微靜脈。 　　該通路可示意為：微動脈→分支毛細血管→網狀毛細血管→集合毛細血管→微靜脈。 　　（2）血液由微動脈直接流入分支毛細血管，不經過網狀毛細血管，通過直捷通路注入集合毛細血管，再注入微靜脈。 　　該通路可示意為：微動脈→分支毛細血管→毛細血管直捷通路→集合毛細血管→微靜脈。 　　（3）血液從微動脈不通過毛細血管，經動靜脈短路支，直接注入微靜脈。 　　該通路可示意為：微動脈→動靜脈短路支→微靜脈。 　　（二）微血管的區段劃分 　　為便于對微血管進行形態觀察、功能分析和代謝檢測等，研究者通常將微血管劃分為不同區段。但長久以來區段劃分標準不一，分類較為混雜，田牛等基于多種動物模型微循環活體觀察、鑄型標本、病理學、伊文思藍或熒光物質注射、氧電極等方法，并參考Chamber和Zweifach（1944）、西丸（1952）及第11屆國際解剖學會議的資料，采用了一種“五級分類”法，即細動脈、分支毛細血管、網狀毛細血管、集合毛細血管、細靜脈，并強調了細動脈、細靜脈與小動脈、小靜脈的鑒別原則，指出具有內彈力板的小動脈，以及具有彈力纖維的小靜脈不能直接參與組織細胞物質、能量和信息的傳遞，不應該劃歸微循環的范疇。由于其中所描述的細動脈和細靜脈分別對應“arteriole”和“venule”，按照目前國際通用的命名分別稱為微動脈和微靜脈。本節在上述五級分類的基礎上，結合近年來文獻歸納出微血管的區段劃分（表1-1）。 　　表1-1 不同資料中微血管的區段劃分 　　微血管區段的劃分較為復雜，應參考其管壁結構、功能綜合判定。首先要根據微血管的物質交換特性（通透性和微血管周圍氧含量變化明顯）區分開小動脈、小靜脈和微血管，再根據毛細血管管徑細、單層內皮細胞等特點與微動脈、微靜脈加以區分。僅根據管徑區分微血管的區段的方法不全面，而且文獻報道各區段的管徑差別較大，如毛細血管管徑范圍為3～15μm和8～30μm，微動脈的管徑范圍為8～60μm，細（微）靜脈管徑范圍為8～100μm。 　　（三）各區段微血管的特點 　　1. 微動脈（arteriole） 　　微動脈由小動脈逐級分支形成，是在組織器官內將血液分布到毛細血管的主要阻力血管。微動脈的管徑因動物種屬、所在血管床和收縮狀態而異，通常為8～60μm。微動脈分支較少，走行較直，通常與微靜脈并行，其管腔通常較規則，管壁較厚（1～2μm），光學顯微鏡下可見微動脈管壁由內皮細胞、基膜、較完整的兩層以下平滑肌細胞及周細胞構成，不具有完整的內彈力板。在微動脈和毛細血管之間存在毛細血管前括約肌，因此微動脈在微循環中起總閘門的作用。 　　（1）微動脈和小動脈的鑒別：小動脈是微動脈的上游血管，管徑一般大于30μm，需要經過幾次分支*后形成微動脈才能和毛細血管相連。 　　（2）微動脈和微靜脈的鑒別：微動脈通常比伴行的微靜脈細1/3～2/3。除了管徑，血流方向是鑒別微動脈和微靜脈的關鍵：1根血管分別向2根以上的分支毛細血管流動時可判斷為微動脈，由數根集合毛細血管流向１根血管時則可判斷為微靜脈。 　　2. 毛細血管（capillary） 　　毛細血管是位于微動脈和微靜脈之間的薄壁微血管，管壁僅由內皮細胞、基膜及周細胞構成。在微血管中管徑*細，管壁*薄，分布*廣。腦的微血管占腦組分的3%～4%，長度約400英里[1英里（mi）=1609.34m]，交換面積約20m2。毛細血管根據走行可分為以下3類： 　　（1）分支毛細血管：管徑細（5～10μm）、管壁薄（0.2～0.5μm），直接由微動脈分支形成。分支毛細血管數目少于其他兩類，分支較集合毛細血管少，走行較直，活體觀察時給人以緊張的感覺。 　　（2）網狀毛細血管：在3類毛細血管中管徑*細（2～8μm）、管壁*薄（0.1～0.3μm），分支相互吻合形成網絡狀結構，走行彎曲，活體觀察時給人以柔軟圓滑的感覺。 　　（3）集合毛細血管：管徑較細（8～20μm）、管壁薄（0.2～0.5μm），與微靜脈相連，走行彎曲，活體觀察時給人以松軟柔和的感覺。 　　分支毛細血管和微動脈的鑒別：微動脈往往與微靜脈并行，血流速度快，管腔內很少能看到白細胞。 　　集合毛細血管與微靜脈的鑒別：微靜脈的管徑較集合毛細血管的管徑粗，血流速度快，并且多數與動脈伴行。 　　3. 微靜脈（venule） 　　微靜脈是匯集毛細血管血液的*小靜脈，通常由數條毛細血管匯合而成，管徑較粗（15～50μm）、管壁較薄（0.5～0.7μm），走行略彎曲，活體觀察時給人以松軟的感覺。光學顯微鏡下觀察，微靜脈內膜由單層內皮細胞構成，中膜無平滑肌或只有少量分散的平滑肌細胞，外膜由富含膠原纖維的結締組織組成。在毛細血管和微靜脈之間存在毛細血管后括約肌，參與氧氣、營養和水等物質交換。 　　微靜脈和小靜脈的鑒別：微靜脈介于小靜脈和毛細血管之間，小靜脈管徑一般大于50μm，血流速度比微靜脈快，多呈線流。 　　（四）微血管的特殊結構 　　1. 微血管括約肌 　　微血管括約肌為分布在微血管分支或匯合部位血管壁的環形平滑肌，其舒縮對于血管阻力、功能毛細血管數量、微循環灌注等具有重要調節作用。在微血管范圍內，主要包括毛細血管前括約肌（precapillary sphincter）和毛細血管后括約肌（post-capillary sphincter）。 　　（1）括約肌在不同區段微血管的分布比例：小動脈、微動脈、毛細血管、微靜脈和小靜脈都有括約肌廣泛分布，但不同的血管區段分布比例有所差異。括約肌主要分布在微動脈處，主要功能是調節微循環的血流阻力；括約肌在毛細血管分支或匯合部分布的比例次之，主要存在于真毛細血管的起始部，稱為毛細血管前括約肌，其舒縮可調控毛細血管的關閉或開放；括約肌在承擔匯合、回輸血液功能的微靜脈系統中分布比例**，某些微靜脈甚至不存在括約肌。 　　（2）具有括約肌的微血管形態特征：血管括約肌是否出現在微血管分支處與微血管的支干比（即分支管徑和主干管徑的比值）、分支角度有關。在同類微血管中，支干比越小（即分支管徑與主干管徑的差別越大），分支血管與主干血管之間的夾角越大，括約肌出現的比例越高。 　　2. 微血管的短路支和吻合支 　　（1）短路支：指動脈不流經毛細血管，以直捷通路直接注入微靜脈甚至小靜脈的血管，稱為動靜脈短路支。這種結構的微血管在調節血流分布方面發揮重要作用。 　　（2）吻合支：直接連通動脈與動脈或靜脈與靜脈的血管稱為吻合支。吻合支與短路支的區別在于：前者指動脈-動脈之間或靜脈-靜脈之間的連通血管，而后者則指動脈-靜脈之間的連通血管。 　　二、微血管的形態 　　微血管在組織、器官中的空間立體分布、排列和形態稱為微血管構型。機體中每個器官都有與其結構協調、功能適應的特異性微血管構型，不同器官間的微血管構型差別很大，甚至同一器官不同部位微血管構型也不盡相同。微血管的構型通常分為8類（表1-2）： 　　表1-2 不同微血管構型在組織器官的分布和功能特點 　　圖1-1 發夾型 　　1. 發夾型 　　發夾型指由一支微動脈分出數根毛細血管，作為輸入支在途中急劇回轉，回轉后管徑變粗，此時形成毛細血管的輸出支，*后匯合注入微靜脈的微血管構型。發夾型是*簡單的微血管構型，多見于皮膚（甲襞）、口唇黏膜、齒齦黏膜等體表，其除了保證局部物質交換外，還適于實現體溫調節功能（圖1-1）。 　　2. 樹枝型 　　樹枝型指微血管管徑較細，相互間距較大，排列成樹枝狀的微血管構型。這類微血管多見于球結膜、腸系膜、肌肉、大腦、食管、膀胱黏膜，主要作用是保