從微血管角度探討針刺治療缺血性腦血管病的機理研究幻燈片

從微血管角度探討針刺治療缺血性腦血管病的思路杜元灝引子

微循環(huán)是一門非常有凝聚力、有魅力的科學，它可將機體豐富多采的許多生理病理狀態(tài)栩栩如生地展現(xiàn)在我們面前。

修瑞娟

中國醫(yī)科院微循環(huán)研究所所長中國微循環(huán)學會會長世界微循環(huán)學會聯(lián)合會副主席亞洲微循環(huán)聯(lián)盟主席古希臘的藝術(shù)家把人體及其美，體現(xiàn)在阿波羅、維納斯一類的雕塑上。現(xiàn)代的時裝設(shè)計師用色彩、線條的搭配和變換來美化人體。但是在微循環(huán)專家們看來，人體所以美，是因為它是一個全身布滿無數(shù)微細血管的海綿體。－－胡思升

血液循環(huán)與微循環(huán)發(fā)現(xiàn)的歷史回眸古希臘醫(yī)學之父－希波克拉底：提出心臟是血管系統(tǒng)的中心點，血液通過血管流向身體各部位，但錯誤地認為血液不再返回心臟，心臟是造血器官。1530年意大利的貝倫加里奧·達·卡皮提出了靜脈瓣學說。1553年西班牙的塞爾維圖首次證明存在著肺循環(huán)。以實驗為特征的近代生理學始于17世紀。1628年英國醫(yī)生哈維發(fā)表了有關(guān)血液循環(huán)的名著《動物心血運動的研究》一書，這是歷史上首次以實驗證明了人和高等動物血液是從左心室輸出，通過體循環(huán)動脈而流向全身組織，然后匯集于靜脈而回到右心房，再經(jīng)過肺循環(huán)而入左心房。這樣，心臟便成為血液循環(huán)的中心。

但哈維當時由于工具的限制，動脈與靜脈之間是怎樣連接的還只能依靠臆測，認為動脈血是穿過組織的孔隙而通向靜脈。明確地提出了“大循環(huán)”和“小循環(huán)”。

哈維直至1661年意大利組織學家馬爾皮基借助改進的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了毛細血管網(wǎng)和微循環(huán)，血液循環(huán)的全部路徑才搞清楚，并確立了循環(huán)生理的基本規(guī)律。1660年他曾通過向蛙肺動脈注水的方法，發(fā)現(xiàn)有連接動脈與靜脈的毛細血管，證實了W.哈維未能觀察到的由毛細血管連接動、靜脈的血液循環(huán)。

荷蘭顯微鏡學家列文虎克自制了許多性能優(yōu)良的顯微鏡,最高的放大倍數(shù)達270倍。他通過大量細微的觀察，解釋并完善了馬爾皮基提出的關(guān)于毛細血管系統(tǒng)的知識，證明動脈與靜脈分別和毛細血管直接相連。20世紀初，有人就提出了微血管自律運動的推理。美國茲維法赫教授從20世紀30年代開始從事微循環(huán)研究，最早定義了微循環(huán)的概念，被譽為微循環(huán)之父，是美國生物醫(yī)學工程學的創(chuàng)立者及加州大學生物醫(yī)學工程系的奠基人之一。1982年，美國馬科斯·英泰格里特博士提出“微循環(huán)是人體的第二心臟”。

1983年，修瑞娟證實了“微血管的自律運動”，被稱為“修氏理論”。從事微循環(huán)二十余年。５０年代曾到蘇聯(lián)留學。１９７９年與助手們在國內(nèi)首次建立了測量微血管的微循環(huán)的閉路電視系統(tǒng)。１９８１年３月去美國密蘇里大學進修。其間，首先發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)藥物山茛菪堿能夠抑制血液中粒細胞和血小板的聚集，并能成功地抑制血栓素的合成。這是國際醫(yī)學界不少研究多年而尚未解決的課題。其次，發(fā)現(xiàn)并首次證明了各級微動脈血管（微循環(huán)）的自律性運動，是以波浪形進行傳播的，提出了微循環(huán)對器官和組織的灌注的新論點──海濤式灌注。這一論點被國際微循環(huán)界權(quán)威們稱為"修氏理論"。微血管的奧秘

(一）什么是微血管？根據(jù)血管的口徑，一般把口徑在8～200微米的血管稱為微血管（修瑞娟）。包括微動脈、微靜脈和毛細血管。

（二）為什么要重視微血管？１．分布廣泛性人體的血液循環(huán)是在一個密閉的管道系統(tǒng)中進行的。血液由心臟泵出后，經(jīng)主動脈分支到大腦、四肢及全身各個器官和組織，血管越分越細，延伸到各個器官和組織的每個部分，形成致密的微血管網(wǎng)。毛細血管一般管徑只有8微米左右，而最細的甚至有2-4微米，比人的頭發(fā)（50～80微米）還細２0倍。人體的大血管屈指可數(shù)，而微血管卻不計其數(shù)，據(jù)統(tǒng)計：人體微血管的總橫斷面積是大血管總橫斷面積的800倍；微循環(huán)的血管非常多，約有

300億支；

毛細血管的總長度加起來，約9-11萬公里，能繞地球兩周半。所以人體組織、器官可以說無處不密布著微血管網(wǎng)。就連大血管的管壁上也密布著微血管網(wǎng)。因此，微血管無處不至。

２．結(jié)構(gòu)的特殊性微循環(huán)血管的管壁非常薄，僅是普通白紙的百分之一，有利于物質(zhì)交換和白細胞出入，血管的通性大，無主動脈的擴張和收縮能力。毛細血管非常細，僅是人頭發(fā)絲的二十分之一。

毛細血管管腔內(nèi)壓力低，壓差小，正常微循環(huán)平均壓力約為20毫米汞柱。

前毛細血管有括約肌，動靜脈之間有交通支吻合，形成動靜脈短路。微循環(huán)血管模式圖

３．功能的獨特性大血管主要是承擔運輸血液的功能。微血管承擔著人體的組織和細胞的營養(yǎng)、代謝、物質(zhì)交換和氧氣的運轉(zhuǎn)等重要的生命功能；調(diào)節(jié)著人體各器官內(nèi)以及各器官之間的內(nèi)環(huán)境平衡；保證著每個細胞生命活動的正常運行。體內(nèi)任何一個細胞與毛細血管的距離不超過25～50微米，加上其管壁，通透性大，血量比較緩慢，因此，是血液與組織細胞進行物質(zhì)交換的主要場所。４．運動的自律性問題的提出：

心臟把血液泵出后，給于血液以動能，根據(jù)其做功的能量測算，血液要通過全身的血管系統(tǒng)，克服血管阻力，消耗能量，無法想像在微細的血管中血液還具有一定的速度在運動，因此，有科學家預(yù)測血液一定還有賦能的過程。于是，有人推測，可能微血管內(nèi)有一定的奧秘，微血管可能有自己獨特的舒縮自主性運動。1982年，美國馬科斯·英泰格里特博士明確提出“微循環(huán)是人體的第二心臟”。但是，這一猜想一直沒有被科學實驗所證實。1983年，修瑞娟在美國研修期間，通過研究發(fā)現(xiàn)，微血管確實存在著自律運動，這種運動是一種從血管近心端向遠心端傳播的生物波，這種自律運動的頻率和振幅越到血管末稍越加大加強。她將骨骼肌的微動脈自律運動、微血管管徑、微動脈血流量、血流速度與大循環(huán)的血壓、心率同步測定，并用電子計算機分析，得出以下結(jié)論：１．微動脈自律運動的頻率和振幅的變化與血壓和心率之間沒有直接從屬關(guān)系（說明自律性）；２．自律運動越活躍，微循環(huán)中血流速度越快，血流量也越大（生理狀態(tài)）；３．自律運動越活躍，組織和器官的缺血狀態(tài)改善越快（病理狀態(tài)）。于是修瑞娟認為：微循環(huán)不單純是機體循環(huán)系統(tǒng)的一部分，而是遍布機體各器官、組織的具有獨特而微妙功能的器官單位。微循環(huán)血流對器官和組織的灌注，不是象河流和水渠對農(nóng)田的靜靜的減速、減量的灌溉，而是象大海中澎湃的浪潮，一浪逐一浪，帶著內(nèi)在的、不斷增長的能量，以加速度涌起的波濤沖向海灘那樣地去灌注組織和細胞。微血管的自律運動是這種能量的主要來源之一。微血管的自律運動具有第二心臟的作用。

在休克或其他急性組織缺血性疾病時，如能給予激活微血管自律運動的藥物，便可使處于痙攣而閉鎖的微動脈開發(fā)，使抑制的自律運動重新活躍起來，甚至比正常狀態(tài)更為活躍，使取得的外周阻力被緩解，對那些處于瀕死狀態(tài)的急劇缺血和缺氧的組織細胞，因受到“大海波濤式的血液灌注”而復(fù)蘇。自律運動只存在于微血管中，微動脈、微靜脈均有，一般認為毛細血管不存在自律運動，其血管運動性是微動脈自律運動的生物波所引起的。自律運動的起源問題？自律運動是如何產(chǎn)生的？它的起搏點在什么地方？它是如何進行調(diào)節(jié)的？目前尚不清楚。二種學說：１．運動起源肌源性學說離體的平滑肌細胞具有電機械活性，故認為平滑肌細胞有一種自動的周期性的電活性，是它造成了平滑肌的活動，故有人推測其為微血管管壁波浪式運動的原因。２．神經(jīng)－體液調(diào)節(jié)學說有人認為血管的自律運動與神經(jīng)調(diào)節(jié)無關(guān)，但是近年來，不斷發(fā)現(xiàn)自律運動與神經(jīng)－體液調(diào)節(jié)的相關(guān)性，如微血管壁上存在相關(guān)的神經(jīng)，有人給腸系膜局部點滴去甲腎上腺素確實誘導出了微血管的自律運動，另外，近年也發(fā)現(xiàn)針刺對微血管的自律運動確實有影響干預(yù)效應(yīng)，這些實驗均說明自律運動與神經(jīng)－體液有關(guān)。綜上所述，微循環(huán)（微血管）如此奇妙，那么，從腦的微循環(huán)來研究缺血性腦血管疾病的病機和針刺治療機理將是一個非常有魅力的課題。從微血管角度研究針刺治療缺血性腦血管病的思路腦細胞的特點功能最為復(fù)雜、分化程度最高，代謝活躍，消耗氧和葡萄糖多，自身幾乎沒有能量的儲備，因此腦細胞對血供的依賴性很大。過去認為其死亡后不可再生，目前的研究結(jié)果已證實了腦中的干細胞在一定的條件下可分化成腦細胞，但是這種條件是非常苛刻的，尚沒有從該途徑治療腦損傷的臨床應(yīng)用。因此，最大程度的減少腦細胞的損傷數(shù)目，促進臨近腦細胞的功能代償仍然是目前的治療方法。腦循環(huán)的特點腦是人體最嬌嫩的器官，腦的重量只占人體重的1/50，但是安靜狀態(tài)下腦血流要占心輸出量的1/5，并且與其它器官的血液供應(yīng)無關(guān)。由于腦組織幾乎無能量的貯備，因此，需要連續(xù)地供應(yīng)血和葡萄糖才能保證腦的正常代謝。正常腦血流（CBF）平均為50-55ml/(100g·min)，灰質(zhì)血流比白質(zhì)高3-4倍。當CBF下降至10-20ml/(100g·min)或灰質(zhì)血流下降至正常的40％，白質(zhì)降至正常的35%時，腦組織就會出現(xiàn)缺血反應(yīng)。若完全阻斷腦血液循環(huán)6秒鐘，神經(jīng)元的代謝即受影響；阻斷2分鐘，腦細胞的電活動停止；阻斷5分鐘后則開始發(fā)生腦組織損害。腦的血供系統(tǒng)

頸內(nèi)動脈系統(tǒng)：主要供應(yīng)大腦半球椎基底動脈：主要供應(yīng)腦干、小腦。腦血管系統(tǒng)的側(cè)支循環(huán)

(1)Willis環(huán)：為兩側(cè)大腦之間的血管，頸動脈系統(tǒng)與椎基底動脈系統(tǒng)之間提供了側(cè)支循環(huán)的通道。（2）軟腦膜的吻合：大腦前、中、后動脈在大腦表面分支、再分支，形成彌漫的軟腦膜動脈網(wǎng)。但是，在腦實質(zhì)中大腦前、中、后動脈的分支之間幾乎沒有側(cè)支吻合。因此，軟腦膜的側(cè)支循環(huán)具有十分重要的意義。腦梗塞的始動病理環(huán)節(jié)腦梗塞的病理機制非常復(fù)雜，但病理始動環(huán)節(jié)－腦缺血腦缺血－腦細胞的血氧供應(yīng)障礙－代謝障礙－同時出現(xiàn)各種損傷腦細胞的物質(zhì)－引發(fā)腦細胞的損傷。因此，有效的治療手段首先應(yīng)解決腦的血供問題，血供不解決一切治療都是惘然。設(shè)想臨床證實針刺治療腦梗塞有效，其機理是多方面的，但是針刺對腦循環(huán)的影響應(yīng)該是其作用的途徑之一。我們設(shè)想，針刺可能具有促進腦表面?zhèn)戎аh(huán)，改善腦血流，縮小梗塞面積，搶救半暗帶。實驗一實驗需要獲得第一步證據(jù)選擇的研究部位－腦表面軟腦膜微血管網(wǎng)：原因－本部位的微血管具有特殊意義，部位表淺，便于研究。軟腦膜動脈網(wǎng)的特殊意義１。舒縮變化的幅度大大腦表面主要由大腦中動脈、大腦前動脈及大腦后動脈的分支所覆蓋，這就是軟腦脈微血管系統(tǒng)，軟腦膜微血管位于軟腦脈與蛛網(wǎng)膜之間，其間有很多小纖維束互相連接，形成的空隙即為蛛網(wǎng)膜下腔，腔內(nèi)流到著腦脊液。這種解剖學特點使軟腦膜微血管比腦實質(zhì)內(nèi)微血管有更大的優(yōu)越性。即可允許其口徑作較大幅度的變化。盡管這種變化幅度與皮膚等處的微血管無法比擬，但是軟腦膜微血管血流量是按血管半徑的4次方而變化。２．內(nèi)壓高據(jù)Shapiro等的研究發(fā)現(xiàn)，動脈血到達軟腦膜表面較粗的動脈（直徑為500um）時，其內(nèi)壓已下降39%，但是在腦表面從直徑為500um～25um的小動脈和微動脈形成的軟腦膜血管吻合枝，在這些位置動脈內(nèi)壓的下降不超過10%。３．對腦血流有調(diào)整作用軟腦膜微血管網(wǎng)象一個貯水池，同時可平衡腦表面各部位的壓力。這些特殊的解剖學特點賦予了腦表面軟腦膜血管網(wǎng)以特殊的使命。研究方法：１．腦灌注（天然橡膠乳漿，用適量水和氨水稀釋，配入紅色球磨顏料，過濾）２．目的：觀察腦表面微血管網(wǎng)的情況動物模型：大腦中動脈阻斷針刺穴位：內(nèi)關(guān)、人中指標：腦表面血管數(shù)目與面積結(jié)果：實驗二既然針刺確實促進了腦表面的側(cè)支循環(huán)，那么，這種腦表面的循環(huán)改善是否對腦內(nèi)部缺血體積確實有縮小的作用。引發(fā)了第二個實驗。針刺對腦梗塞腦內(nèi)部缺血體積的影響方法：Shatney的N－BT組化染色法，正常組織染成藍色，缺血組織白色。指標：缺血體積的測定結(jié)果：針刺確實縮小了梗塞面積和體積。實驗三前面兩個實驗都是形態(tài)學研究的方法，缺點是動物必須處死，不能在活體動物上動態(tài)觀察，于是引發(fā)了第三個實驗－針刺對腦梗塞腦表面微血管自律運動的影響。方法：在腦上開骨窗，應(yīng)用激光多譜勒進行觀察。結(jié)果：腦梗塞后微血管自律運動障礙，針刺可明顯改善。實驗中一個重要的發(fā)現(xiàn)：“高速無效或低效振蕩現(xiàn)象”。實驗四激光多譜勒可準確的測量腦表面的血流量，觀察自律運動參數(shù)，血細胞的流速，但是，無法直接觀察腦表面的微循環(huán)狀態(tài)，于是我們應(yīng)用微循環(huán)顯微動態(tài)觀察分析系統(tǒng)進行了研究－針刺對腦梗塞腦表面微循環(huán)灌流狀態(tài)的影響。獲得了與實驗三相同的結(jié)論。實驗五微血管的運動需要能量，那么這些變化伴隨著微血管的細胞能量代謝又是如何的變化呢？我們進行了微血管壁ATP酶的研究方法：改良的鎂離子激活法結(jié)果：針刺可改善微血管的能量代謝。實驗六針刺既然能促進腦梗塞腦表面的側(cè)支循環(huán)，那么其可能的機理是什么？引發(fā)了針刺對腦梗塞腦微血管壁神經(jīng)遞質(zhì)的影響的研究方法：免疫組化指標：P物質(zhì)、5-HT、血管活性腸肽、降鈣素相關(guān)基因肽。實驗七、八在以上研究的基礎(chǔ)上，我們將進行針刺人中穴促進腦梗塞腦側(cè)支循環(huán)的分子機制進行研究。一、針刺干預(yù)腦血管舒縮運動的細胞信號轉(zhuǎn)動機制研究（國家自然科學基金課題）G蛋白、三磷酸肌醇（IP3）、二?；视停―AG）、Ca2+、環(huán)磷酸腺苷（cAMP）等密切相關(guān)。調(diào)節(jié)血管舒縮運動的細胞信號轉(zhuǎn)導途徑總體上可概括為兩個方面：血管舒張：部分神經(jīng)遞質(zhì)（第一信使）→與細胞膜G蛋白偶聯(lián)的膜受體結(jié)合→膜受體激動通過Gs蛋白→激活A(yù)C及增加cAMP生成→拮抗鈣離子或通過各種途徑降低細胞內(nèi)鈣離子→導致平滑