微循环是研究人体微循环的生理和病理生理过程的一门边缘学科, 涉及基础医学、 临床医学、 生物物理、 生物化学、 血管生物学、 细胞生物技术、 蛋白基因工程等诸多领域, 具有多学科结合、 医学前沿和迅速发展的显著特点。 随着微循环理论和方法的研究进展, 既促进了生理、 病理和药理学基础医学的发展, 探索了炎症、 休克、 缺血、 肿瘤等典型疾病过程中微循环的基本病理生理变化规律; 同时也开展了多层次临床微循环的应用研究, 提高了微循环相关疾病的认识水平和处理能力。 微循环学说及其研究成果对推动现代医学和传统医药学的发展起到了不可忽视的积极作用。 但微循环学是一门比较年轻的学科, 仍处于早期发展阶段, 在学科范畴、 理论机制、 技术方法、 联系疾病和临床应用等方面还存在许多问题, 有待多学科渗透, 进一步探讨和自我完善。

1微循环基本概念的延伸

1.1微循环血管网络结构

动脉入器官后分支为微动脉或小动脉、 微动脉(A₁、 A₂、 A₃、 A₄)。 许多组织微动脉含有1～3层平滑肌细胞, 包括喂养微动脉(或称喂养小动脉)、 弓形微动脉、 横贯微动脉(或称终末微动脉或后微动脉), 最细的微动脉只有单层平滑肌细胞(或称细动脉), 延续到毛细血管前称为毛细血管前括约肌。 这些肌性微动脉是调节血流的阻力血管^［1～3］。 毛细血管或称真毛细血管, 血流经毛细血管为“营养血流”; 经直接通道为“非营养血流”。 微静脉包括后微静脉、 集合微静脉和肌性引流微静脉, 后微静脉和较大的肌性微静脉一起形成毛细血管后阻力, 微静脉系统是组织水平的容量血管^［4］。 微循环网络中可存在吻合通道: (1) 动-静脉分流(生理性); (2) 侧支循环(病理性)。

关于微循环血管网络范围的界定, 国内外存在争议, 大致可归纳为四种意见: (1) 许多生理学家(Landis 1964, Zweifach 1973, Fung 1977, Weideman 1981, Renkin 1984, Baker 1986)指出: 微循环的组成包括最小微动脉(细动脉)、 毛细血管前括约肌区、 毛细血管和微静脉^［5］。 (2) 一般(Berne 1997, West 1988)认为微动脉口径范围为10～100 μm, 微静脉口径范围为15～300 μm^［5,6］。 (3) 另有一派学者指出, 应扩大某些器官(心、 脑)微循环血管网络的范围: McHedlishvili(1986)认为脑微循环血流调节效应器不仅发于单层平滑肌细胞的微动脉, 也发生于多层平滑肌的小动脉。 因此“微动脉”(Arterioles)血管口径范围应扩大到300～500 μm^［7］。 Spaan(1991)认为心脏冠状动脉按口径大小分为动脉(＞400 μm)、 小动脉(＜400 μm)和微动脉(＜100 μm), 而具有血流调节功能的在小于400 μm的动脉血管。 因此作为调节血管, 不仅是微动脉, 也包括另外一些属于调节血管一类的小动脉^［3］。 此外, Brounwald(1997)描述当冠脉闭塞后侧支循环血管口径多在20～200 μm范围^［8］。 1990年代, Montersi(1991)、 Cannon(1996)等指出: 冠脉微循环的定义, 是以现代血管造影技术, 在数字图像上显示太小的一些血管, 壁腔内径为100～300 μm^［9,10］。 Chilian(1993)明确指出: 心脏微循环是由小动脉、 微动脉、 毛细血管、 微静脉和小静脉组成, 内皮细胞为其功能不同的各段血管提供共同的连接衬里^［11］。 内皮细胞具有细胞通透性、 选择性屏障、 止血、 抗凝、 纤溶、 血流传输和血管活性物质代谢, 以及调节血管运动张力、 产生生长因子、 纤维基质增生等作用。 这些特性可引起或参予与微循环或微-体循环相关的疾病过程^［6,12］。

综上所述, 近10多年来, 一派学者根据生物实验资料和临床实践倾向于将微循环血管网络范围扩大到具有调节效应的200～400 μm(心)或300～500 μm(脑)的微动脉或微动脉、 小动脉。 其临床微循环意义有以下5点: (1) 有利于从传统“僵硬管道”(rigid tuble)机械闸门调节的概念, 向生物血管“动态管道”(dynamic tuble)运动(舒缩)张力调节的观念转变。 并指出Poiseuille定律对于评价微循环血流调节存在一定的局限性^［7,12］。 (2) 有利于研究不同功能血管段(包括＞100 μm)对生理应激、 病理过程和药物作用的不同反应方式、 互相联系和整体效应。 (3) 有利于从细胞分子水平到具有调节效应、 交换功能的微循环血管网络系统的结合研究, 多层次综合分析, 比较器官之间的个性特征。 (4) 有利于应用现代影像诊断技术揭示微循环血管网络的可见水平, 为器官微循环的临床研究提供方法、 扩大视野^［9,10］。 (5) 有利于学科渗透, 更多地结合血管生物学、 血流动力学的理论方法, 发挥临床微循环研究在微循环相关疾病, 特别是微血管病、 血管病的发病机制、 诊断治疗和预防保健中的主体或协同作用地位。

1.2微循环功能

微循环既是血液循环系统的末梢部分, 又是许多器官独立的功能单元。 它一般是指微血管网络中的微动脉、 微静脉之间的血液循环, 它和微淋巴管一起组成微循环功能单位^［6］。 其依靠内皮细胞功能实现细胞代谢必需的物质交换、 能量及信息传输, 担负血液流通、 血液分配和组织灌注, 以及一系列反馈调节和内环境稳定机制。 微循环功能状态具有重要生理、 病理、 药理和临床意义。

1.3微循环调节

组织器官血流灌注取决于: (1) 灌注血压; (2) 代谢需求; (3) 血流阻力; (4) 血管运动张力^［12］。 在不同生理、 病理生理情况下, 根据局部组织代谢需求和血管反应, 微循环血流发生自动调节, 包括神经、 体液性全身调节和肌源性、 代谢性、 剪切依赖性局部调节。 最近认为, 微动脉口径大小可改变其优势调节方式: 大微动脉(150～250 μm)为剪切依赖性; 中微动脉(50～150 μm)为肌源性; 小微动脉(＜50 μm)为代谢性。 这三种调节机制作为微血管网络整体协调反应^［5,11］。

2临床微循环的扩大视野

临床微循环是利用微循环学原理与方法, 直接检查病人, 观测、 记录并获得微循环水平(外周、 内脏)的信息参数, 进行分析推理(包括定性定量、 宏观微观、 上游下游、 功能结构、 静态动态、 原因结果之间的相互联系)、 归纳聚类, 综合评估病人的微循环病理生理过程的改变特征、 程度和意义; 并结合临床资料, 为观察病情、 判断预后、 指导治疗、 评价疗效和预防保健提供科学参数或理论依据, 是临床检验、 影像诊断和功能检查不可替代(而是相互补充)的一种临床监测或检查方法。 临床微循环也存在某些问题, 诸如: (1) 外周微循环方法学的联合应用和科学规范; (2) 内脏微循环检查方法的研制开发; (3) 疾病微循环变化规律的多层次探索与科学表达; (4) 微循环对药物靶点部位的具体指导; (5) 临床微循环监测方法落后于疾病微循环实际需求。 这些问题的解决, 有赖于扩大视野、 “边缘”协作, 积极运用血管生物学、 影像诊断学的新技术、 新方法, 提高疾病微循环水平“靶病变”信息提取能力。 这些是解决临床微循环发展“滞后”重要方法之一。

2.1拓宽临床微循环检查方法

从疾病监测、 学科协作和医院条件上考虑, 临床微循环检查方法可归纳为三个层次。 一级指标: 微循环动力学、 血液流变学和组织氧联合监测^［13］。 包括: (1) 活体显微镜; (2) 多普勒血流仪; (3) 经皮组织氧监测; (4) 血液流变学。 二级指标: (1) 微血管功能试验和计算机辅助系统; (2) 细胞流变学、 活血分析法。 三级指标: (1) 血管生物学相关指标(细胞分子生物学和蛋白基因工程); (2) 现代影像诊断技术(X线功能性微血管造影、 超声心肌造影、 核素器官微循环血流灌注), 其它如螺旋CT、 超高速CT和高速MRI均能为血管血流情况提供信息; (3) 特殊内窥镜(血管、 空腔器官)。 现就临床常用的一些无创检查方法和生物技术指标作一简介。

2.1.1微循环显微镜及其图像处理系统

2.1.1.1甲襞微循环观察: (1) 皮下结构(管袢、 静脉丛、 乳头、 汗腺导管); (2) 血管网络(口径、 长度、 密度); (3) 血管通透性(渗液、 出血、 定性、 定量); (4) 血流灌注(流速、 流量); (5) 血流状态(红细胞聚集、 白色微聚体、 填塞血流); (6) 血管自律运动(定性或定量分析); (7) 毛细血管压(间接); (8) 负荷试验(药物、 应激)。

2.1.1.2球结膜微循环: (1) 观察及显微电视系统录像; (2) 定性描述(微血管瘤、 血管迂曲、 缺血区、 增生区、 红细胞聚集、 白色微聚体、渗液、 出血); (3) 定量分析(反映微血管网络、 组织灌流、 血流阻力、 物质交换相关指标, 参见相关软件)。

2.1.2激光多普勒血流仪(多部位微区血流量、 反应性充血)或容积描记图和超声多普勒(肢体和器官血流、 储备功能试验)

2.1.3血压及压降

动脉、 微动脉、 毛细血管血压和压降以及静脉血压。

2.1.4氧传输和利用

(1) 组织氧(TcPO₂、 TcPCO₂和扩散距离); (2) 氧载氧耗曲线(PaO₂、 PvO₂、 SaO₂、 Hb、 CO)。

2.1.5血液流变学

包括全血粘度、 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