中国微循环1999年第3卷第3期vol.3No.3 1999

骆秉铨

关键词：微循环 网络结构 功能

近些年来，微循环理论与实践研究进展是多方面的，但也存在某些争议问题，如微循环的概念及其血管网络范围界定，微循环调节和内皮细胞功能，疾病过程的微循环机制和微血管病等。本文就上述问题复习近期文献进行综述性探讨和评价。

微血管网络结构

微循环包括微动脉、毛细血管和微静脉。微动脉不断分支，越来越细，分为1、2、3、4级微动脉（即A₁、A₂、A₃、A₄）。按解剖名称分为喂养微动脉（feedingarteriole）另称喂养小动脉（smallfeedingartery）、弓形微动脉包括弓桥形微动脉（arcadebridgearteriole）和弓形微动脉（arcadearteriole）、横贯微动脉（transversearteriole）或称终末微动脉（terminalarteriole）和同等水平的后微动脉（Metarteriole）及其延续的毛细血管前括约肌（precapillarysphincter）。微动脉壁成份有内皮细胞、基底膜、内弹力板、平滑肌细胞、外弹力板和外膜。各器官微血管构型、结构和功能各有独特标志，各级微血管管壁结构亦不相同。许多组织中微动脉含有1～3层平滑肌细胞，呈螺旋状环绕排列，到毛细血管起始端的平滑肌，称为毛细血管前括约肌。微动脉系统是调节血流的阻力血管，口径范围为5～100μm，包括多层平滑肌的较大微动脉和单层平滑肌的较小微动脉，和毛细血管前括约肌一起组成毛细血管前阻力。

毛细血管即真毛细血管，由终末微动脉或横贯微动脉或后微动脉分支而出，无平滑肌细胞，只有单层内皮细胞，口径5～10μm，长度0.5～1mm，互相连接成毛细血管网，具有口径小、截面积大、血流慢等特点。血流通过真毛细血管提供血液和组织液之间的气体、溶质交换，称为“营养血流”。在毛细血管水平，还有一种管道从后微动脉分出后，直接进入微静脉称为直接通道（throughfarechannel）口径为10～20μm，其血流称为“非营养血流”（或生理性分流）。

微静脉按其结构特征分为： ① 后微静脉（postcapillaryvenule），口径15～20μm，无平滑肌细胞，由内皮细胞和周边细胞构成；② 集合微静脉（collectingvenules），口径35～45μm，偶有或无平滑肌细胞出现；③ 引流微静脉（drainingvenules），或称弓形微静脉系统（venulararcadesystem），有完整的平滑肌细胞。后微静脉尽管是毛细血管后阻力区的主要部份，但它没有缩小管径能力，因此需要直到300μm肌性微静脉参与，才能发挥毛细血管后阻力调控作用。微静脉是组织水平血液储库，它和小静脉、静脉一起形成容量血管。

微血管网络特殊吻合通道： ① 动静脉分流（A—V shut）（或称短路）： 由微动脉直接进入微静脉或静脉丛，调节应激血流和体温；② 侧支循环： 动脉系统血管闭塞后，启用邻近微动脉，（多在弓形微动脉水平）形成吻合通道，开放血流灌注缺血区。

微循环范围界定

关于微循环范围，国内外存在争议。微循环血管网络范围可归纳为三个层次。

1许多生理学家指出： 微循环是由最小微动脉（单层平滑肌细胞亦称细动脉）、毛细血管前括约肌区、毛细血管和微静脉组成（Landis1964；Zweifach1973；Fung1977；Wiedeman1981；Renkin1984；Baker1986）。这个微循环网络范围是以Kroghs（1919）骨胳肌为基本模式，它突出微循环中毛细血管网络。其局限性不能全面反应微循环各段血管功能和主体血流状态。很难区别血流快、慢或健康与疾病。

2另有认为微循环范围： 微动脉包括厚壁肌性多层平滑肌细胞在内微动脉系统（A₁、A₂、A₃、A₄），口径范围为5～100μm。微静脉包括后微静脉及其后阻力区、集合微静脉和引流微静脉（V₁、V₂、V₃、V₄），口径范围为15～300μm（Berne1997；West1988）。也包括特殊动静脉吻合通道： （1） 动静脉短路（生理分流）；（2） 侧支循环（病理分流）。这种微循环血管网络范围扩大，既涵盖了内皮细胞主动调节血管张力和被动物质交换功能，又反映血流传输、调节灌注、阻力血管、容量血管、生理分流、病理分流，体现了微循环是器官独立功能单元的特征。

3还有人指出，扩大某些器官（心、脑）微循环血管网络的范围： 脑微循环血流调节效应器，不仅发生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）血管口径范围扩大到300～500μm（Mchedlishvili1986）。心脏冠状动脉按口径大小分为动脉（＞400μm）、小动脉（＜400μm）和微动脉（＜100μm）。具有血流调节功能，发生在小于400μm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（Spaan1991）。冠脉闭塞或几乎闭塞后侧支循环微血管口径多在20～200μm范围（Braunwald1997）。近几年有人指出，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，连接微血管网络，具有选择性屏障、防止血栓、血流传输、血管张力调节和细胞通透性等。这些特性可引起或参与微循环或微-体循环相关的疾病过程（Chilian1993；Siegel1997）。这样，既有利于更全面比较不同器官中的微循环共性和个性特征，也有助于采用现代影像诊断技术，研究内脏微循环，推进临床微血管病学的发展，提供微循环网络可见水平（Mader1991；Siegel1997）。综上所述，近15年来，一派学者根据生物实验资料趋向于将微循环血管网络范围扩大，认为传统“僵硬管道”（RigidTuble）的机械调节概念正向“动态管道”（DynamicTuble）运动张力调节的认识转变（Hess1997），并指出Poiseuille定律评价微循环血流灌注存在局限性。微血管床局部血流取决于灌注压、代谢需求、血流阻力和血管运动张力。

微循环功能

整个循环系统是供给机体组织氧、营养必需物质及其相应量血液的传送装置。微循环是组织器官内微动脉与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元，承担血液与组织液之间氧、营养必需物质和代谢产物的交换，能量、信息传输，承担血液流通、分配、组织灌注，以及一系列反馈调节、内环境稳定机制。因此，微循环不仅是整体循环系统的末梢部分，也是许多器官中独立的功能单位。它在保持人体正常生理功能、各种疾病的发生、发展和药物作用机制中均占有突出地位。

微循环调节

微循环调节包括神经、体液性全身调节和肌源、代谢性、剪切依赖性局部调节两个方面，后者更为重要。

1微血管自律运动（Vasomotion）毛细血管前血管的自发节律性收缩舒张活动，引起毛细血管血流不同频率的节律性摆动是自律运动，小动脉、微动脉及后微动脉一系列收缩舒张活动，可改变血流分配及其速率。自律运动在一定范围内是血管平滑肌的固有舒缩行为而不依靠外源性刺激。跨壁压的升高和下降分别引起毛细血管前血管的收缩和舒张反应，但这种跨壁压引起的自律运动可因“反应过度”（overridden）而丧失。

2临界关闭压（criticalclosingpressure）随着灌注压进行性降低，直至血流停止，血管内压仍大于静脉血压。血流停止时的灌注压称为临界关闭压或零流压。不同器官决定临界关闭压的方式不同，这种调节的可能机制有： ① 血管交感神经刺激强弱影响血管自律运动水平高低，从而引起临界关闭压的升降。偶见低交感张力反应者；② 侧支循环；③ 内皮细胞折迭和血细胞聚集等血液流变因子；④ 高的组织压压迫微血管；⑤ 高的平滑肌张力关闭小的微动脉；⑥ 在血管扩张反应中血压不能立即驱动血流。

3自动调节（autoregulation）在心、脑等血管床，灌注压在一定范围内是可以忽略的。通过自动调节局部血管阻力来维持血流相对稳定，称为自动调节。这种自动调节的压-流曲线呈“S”型，中间相对平台部分反映自动调节正常，降端反映自动调节丧失，升端反映自动调节不全。自动调节的可能机制有四个方面： ① 肌源性调节，牵张后的肌条比牵张前的肌条缩短，是自动调节过程中产生血管阻力改变的主要原因；② 代谢性调节，扩张性代谢产物在血管局部浓度增加，局部血管阻力随之降低，血流加快，继而扩血管物质减少，反应相反。如在冠脉循环中腺苷具有重要作用；③ 组织压调节，某些器官如肾的血管在包囊内，灌注压增加时产生液体滤过作用，随之组织压增加而压迫微动脉减少血流以利下游吸收；④ 在动脉和微动脉处，当血压恒定时，存在血流依赖性扩张。此外，代谢性调节和肌源性调节有时一致或重叠。最近认为，微动脉口径大小改变其优势调节方式： 大微动脉（150～250μm）为剪切依赖性；中微动脉（50～150μm）为肌原性；小微动脉（＜50μm）为代谢性，这三种调节机制作为微血管网络整体可产生协调反应（Laughlin1996；Harris1996）。

内皮细胞功能

近些年来研究发现内皮细胞具有高度代谢活性和内分泌功能，它能合成和释放多种生理效应物质，包括通透性屏障，止血、凝血、抗凝、纤溶调节，血管细胞生长调节，平滑肌细胞张力调节。现介绍血管活性作用和毛细血管交换二个方面在微循环中所起作用。