脊髓缺血再灌注损伤后脊髓微循环的血流动力学改变

脊髓缺血再灌注损伤（Spinal cord ischemia reperfusion injury，SCIRI）是指在脊髓缺血恢复后神经功能非但不能恢复，反而进一步加重的情况。目前其发病机制尚不清楚，研究发现脊髓微循环功能障碍在SCIRI发挥重要作用，参与脊髓的原发性损伤及继发性损伤，随着脊髓微血管的损伤，脊髓神经元网络的损伤逐渐加重[1]。由此可见脊髓微循环对脊髓功能的重要性，加强对脊髓微循环的研究对脊髓缺血再灌注损伤的机制探索有重要意义。

1脊髓微环境的结构及功能

1.1脊髓微血管的构成：微循环是人体循环系统中极其重要的部分，由微动脉、毛细血管及毛细血管后微静脉组成。微动脉由血管内皮细胞及血管平滑肌共同组成，部分微动脉只有一层平滑肌构成。毛细血管是有单纯血管内皮细胞构成，呈网状分部，即毛细血管网，其周围有基膜及少量周细胞包围[1]，其管径一般情况下比无张力红细胞小。毛细血管后微静脉是静脉网的起点，其组成由基膜及毛细血管内皮细胞组成[1]。在中枢神经系统中，还有星形胶质细胞、少突胶质细胞等参与构成微循环。同时脊髓微静脉贯穿于整个脊髓长度，微静脉功能障碍势必影响脊髓功能[1]。

1.2脊髓微循环的功能：微循环由于微动脉具有肌源性，能够有效的调节血流量及血管压力的变化，但其调节程度有一定的局限性；毛细血管网由单层内皮细胞构成，由于此特殊结构，是血液与组织间进行物种交换的真正场所，如氧气的交换、体液交换、炎症细胞的定值及转移等；毛细血管后微静脉的作用是稳定毛细血管的静水压，维持体液平衡[2]。由于在脊髓微循环的组成有其特有的结构，在此分别对各组成部分功能分别说明[3]。

2脊髓微循环的调节机制

2.1化学调节：脊髓组织代谢过程中消耗02，产生CO2，造成局部组织的低氧血症，研究发现，高碳酸血症增加脊髓血流，而低碳酸血症脊髓血流降低，同时氧分压也可以调整脊髓微血管的血流量[2]，但是氧分压及二氧化碳分压在脊髓微循环的调节中，谁占主导作用，目前尚未发现相关文献报道。一氧化氮（NO）通过cGMP-PKG信号通路调整细胞内Ca2+浓度介导血管舒张作用，在正常情况下其值很低，在脊髓损伤过程中，内皮细胞损伤导致一氧化氮合酶（NOS）活性降低，产生NO减少而降低脊髓微循环的灌注量[4]，且NO的浓度与微循环管径出现衰减震荡[5]，说明NO是脊髓微循环的重要调节因素。

2.2神经调节：脊髓微血管有丰富的交感神经分布，在SCI后出现出现神经性休克造成的低血压状

·综述·

脊髓缺血再灌注损伤后脊髓微循环的血流动力学改变

杨盛林1罗春山2

（１．贵州医科大学研究生院，贵州贵阳５５０００４；２．贵州省骨科医院，贵州贵阳５５０００７）

摘要脊髓缺血再灌注损伤（Spinal cord ischemia reperfusion injury，SCIRI）是目前临床上的治疗难点，也是热点，其发生机制尚不清楚，其治疗也缺乏有确切疗效的方案。研究发现脊髓微循环障碍在SCIRI中扮演重要角色，但其作用机制尚不清楚，目前国内尚无文献进行综述。因此本文从脊髓微循环的构成、功能、观察手段及血流动力学改变与SCIRI的关系做一综述。

关键词脊髓缺血再灌注损伤；微循环；血流动力学

[中图分类号］R651.2[文献标识码］A学科分类代码：32027

文章编码：1001-8131（2019）03-0293-03

The Hemodynamic Changes of Spinal Cord Microcirculation After Spinal

Cord Ischemic Reperfusion Injury

Yang Shenglin1Luo Chunshan2

（1.Graduate School of Guizhou Medical University，Guiyang550004，China；2.Guizhou Orthopedic Hospital，Guiyang550007，China）Abstract Spinal cord ischemia reperfusion injury（SCIRI）is currently a difficult and hot point in clinical treatment.The mech－anism of its occurrence is not yet clear，and its treatment also lacks a solution with definite curative effect.The study found that the microcirculatory disturbance of the spinal cord plays an important role in SCIRI，but its mechanism of action is still unclear.At pre－sent，there is no literature review in China.Therefore，this article reviews the relationship between the composition，function，observa－tion methods and hemodynamic changes of spinal cord microcirculation after SCIRI.

Key words Spinal cord ischemia-reperfusion injury；Microcirculation；Hemodynamics

态，通过给予α受体及β受体肾上腺素能活性药物可以维持平均动脉压（MAP）的稳定，并且在SCI早期的治疗中获得更大益处[6]，推测交感神经参与脊髓循环血流的调节；另外我国学者潘钰等也发现在SCI后建立体位性低血压模型，通过免疫组化检测发现在下丘脑中Ang-II和ACE蛋白阳性主要在神经细胞浆中表达[7]，而下丘脑-垂体-肾上腺轴是参与血管调节的重要途径，表明交感神经参与脊循环的调节。但也有研究表明[3]，脊髓微血管的调节并不受交感神经支配，可能与儿茶酚胺类递质难以通过血脑屏障有关，同时发现，即使对化学及物理感受器刺激，也不能改变脊髓微血管血流，表明神经调节不参与脊髓血管性血流动力的调节。研究发现，山莨菪碱能缓解脊髓微血管平滑肌痉挛，改善脊髓微循环灌注，山莨菪碱作为胆碱能受体阻滞剂，表明副交感神经也参与脊髓微循环调节[8]。因此，脊髓微循环的神经调节尚存在争议，需进一步研究。2.3内分泌调节：微循环障碍时内皮细胞功能异常，以自分泌的形式产生大量血管紧张素-1（ET-1），作用于血管平滑肌细胞，使微动脉收缩，减少微循环的血流量，且分泌量越多，微循环障碍越重[9]；鲁凯伍等发现在急性脊髓损伤过程中，在脊髓损伤后伤段脊髓ET-1升高，并发现应用非选择性血管紧张素受体拮抗剂PD142893能够改善脊髓组织早期的低灌注状况，表明ET-1参与脊髓微循环的调节[10]。陈锋等发现在脊髓型颈椎病中，活血药能促进血管内皮生长因子（VEGF）的上调，改善局部微循环，表明VEGF参与脊髓局部微循环的调节[11]。

2.4自身调节：研究发现全身压力增加40~50mmHg 不会改变脊髓任何区域的血流量，即脊髓血流量保持恒定[2]，表明脊髓具有自动调节系统。但全身血压一定程度的增高，能够提高脊髓灌流量，促进脊髓功能的恢复[6]。同时脊髓自身调节有时间性，即在最初的90min有完整的自身调节，并受到化学调节的影响[12]，同时发现在生理条件下，脊髓自身调节可能迅速实现，而在病理条件下可能消除[1]。

3脊髓微环境的有效观察手段

3.1同步辐射X线断层扫描术：同步辐射X线断层扫描术（XPCT）通过第三代光源提供稳定、准确、强烈、平行的X线量，其没有创伤及无需造影剂的优点，通过放射照射成像及X信息收集，可以清楚的看到大鼠髓内较大的血管到较小的毛细血管，最小直径约7.4μm，并可利用虚拟3D内窥镜技术检测到血管内分叉及结构分布，也可以直接重建3D 图像评估血管的立体结构；并发现在Allen造模的SCI中，所有受损的血管均为直径小于40μm小管腔血管；如果与组织学染色联合观察，则XPCT可

以恒定观察到直径约3.7um的微血管[13]。但是该技术仍有一定局限性，如活体血管成像难度大、仪器庞大及昂贵及由于光点狭窄难以获得大面积图像[14]，要求具有高强度、相干性良好及小发散的光源，并且在扫描过程中脊髓脱水影响成像的准确性，影响因素多，如噪音、光照等均可影响成像质量，所以目前仍难以在临床广泛开展[15]。

3.2封闭脊髓窗技术：封闭脊髓窗技术是指将脊髓棘突及硬脊膜去除，应用显微镜观察脊髓的成像方式，能够在实验对象存活的情况下直观的观察到脊髓微循环[16]。苑晓晨等通过利用荧光显微镜在封闭式脊髓窗内观察大鼠脊髓微循环，清晰的观察到了脊髓脉管系统的分部、管径及走行，甚至清晰的观察到红细胞在管内的运动轨迹及白细胞在静脉内壁上的粘附滚动[17]。近期研究表明，应用双光子活体免疫荧光脊髓窗技术可以观察到脊髓微循环，尤其在脊髓微静脉成像中具有相关优势，并且可以通过对T淋巴细胞的标记，动态观察病理情况下脊髓微循环的变化[18]。但是由于显微镜光源穿透能力有限，封闭式脊髓窗技术只能观察到脊髓浅层的血管成像，不能够从三维空间对脊髓脉管系统进行全方位观察。目前尚不能应用于临床。

3.3动脉自旋标记示踪法：动脉自旋标记示踪法（arterial spin labeling，ASL）是通过利用利用动脉血中的水质子作为内源性示踪剂的动脉自旋标记，是一种无创性检测方法。在脊髓微循环的监测中能够获得高分辨率的脊髓血流图及静脉氧合图，具有敏感性强及分辨率高的优点，但是ASL所得图像是非连续性的，容易收到呼吸运动的影响，需要注射示踪迹，在动物实验中需要购买昂贵的线圈[19]。

3.4激光散斑成像技术：激光散斑成像技术又称激光散斑衬比分析技术，通过利用血管中红细胞运动产生的动态对比值获取血流信息，具有较高的时间分辨率（13μm）及空间分辨率（25ms），能够监测血流速度、血流管径及血流量的变化[20]。苏昊等发现激光散斑成像技术能够敏感的监测脊髓血流动力学的改变，但脊髓散斑成像技术受到呼吸运动的影响[21]。并随着技术的逐步完善，逐步取代激光多普勒技术。

3.5造影增强超声技术：造影增强超声技术是静脉内注射超声造影剂并结合超声波成像系统而使血管显影，能观察到直径小于100μm的微血管，同时可以评估微循环的血流量[22]。在急性脊髓损伤术中通过造影增强超声脊髓能够观察到整个脊髓微循环实时的连续性的血流动力学改变，并有效克服了常规超声血管成像技术只能探测3mm内脊髓血流改变的弱点，并且能够观察到脊髓挫伤后微血管网的血管密度改变[23]，对脊髓微循环的研究开辟