影响微循环变化的主要因素

影响微循环变化的主要因素
一、管内因素
引起微循环障碍的血管内因素，大致可分为六类：1.循环血量；2.红细胞；
3.血小板和白细胞；
4.血氧；
5.血粘度；
6.血浆成分及血管活性物质。

但实际上往往是多种因素同时存在，只是作用有主次、先后之分。

由血管内因素引起的微循环改变，尽管存在器官、组织间的差别，但一般出现在较广泛的部位。

1.循环血量
微循环对循环血量的改变十分敏感，适量循环血液流经全身是维持正常微循环的前提。

1）循环血量减少：急性失血10%，出现血管收缩、血管紧张性增高和血管运动性频率增加；失血20%，微血管管径变细，细静脉、毛细血管血流速度减慢，红细胞聚集；失血30%，小动脉、细动脉、毛细血管括约肌广泛收缩，但细静脉趋向舒张，动、静脉短路枝开放，所以血管血流速度减慢，红细胞聚集，出现白微栓。

随病情发展微血管的反应性明显降低，微血管舒张，括约肌舒张，血流明显减慢、停滞，局部可见毛细血管数减少，血管通透性亢进血管周围渗出。

循环血量的急剧减少远比慢性减少更能引起微循环障碍。

它可通过下述四个途径起作用：（1）微血管反应性：循环血量的急性减少，引起细动脉和毛细血管前括约肌的反应性改变，先亢进而后降低；（2）缺氧：循环血量的急性减少，引起微血管内皮细胞缺氧，导致内皮细胞及血细胞损伤；（3）代谢障碍：循环血量的急性减少，局部灌流量降低，代谢障碍，CO2蓄积，乳酸增加；（4）血管内成分改变：循环血量的急性减少，发生血管内成分改变，导致微循环异常。

2）循环血量增多：生理性（如妊娠）或病理性（如过量输血或换血）循环血量增加，微循环开始出现代偿性反应细动脉、分枝毛细血管舒张，毛细血管密度增加。

此时，细静脉轻度舒张，无明显红细胞聚集，血流无明显减慢，标志微循环系统虽处于紧张动员状态，但仍能保持局部输入和输出的平衡，尚属代偿反应性改变。

继而细静脉明显舒张，血流减慢，以致毛细血管、细静脉血流停滞，红细胞聚集等，表明已进入病理性改变阶段。

当然，，妊娠及过量换血尚存在免疫变化等其它因素，可以加重微循环的改变。

2.红细胞
红细胞数量和质量方面的改变，可通过下述四个方面引起微循环变化：（1）改变微血管内阻力（主要表现为血液粘度）；（2）改变组织供氧；（3）红细胞聚集；（4）红细胞膜破坏，裂解释放的活性物质等途径。

慢性缺铁性贫血随血红蛋白的减少，毛细血管的线密度也随之减小，出现红细胞聚集。

轻度贫血、无红细胞聚集病例，可承担（骑自行车）（738.0±40.7）kg·m/min。

有红细胞聚集的病例，仅能承担（608.0±40.7）kg·m/min的负荷。

上述结果说明慢性贫血时细静脉、毛细血管的改变及红细胞聚集标志微循环障碍的程度。

红细胞增多症，如红白血病、高山病、肺心病、脱水症等，红细胞数可增多至700万/mm3-1500万/mm3，红细胞比容可高达80%-90%，此时血液粘度与红细胞比容呈良好的指数关系。

血液粘度可比正常人高58倍，微血管舒张，血流速度减慢、红细胞聚集、渗出亢进。

红细胞之所以能顺利通过毛细血管，有赖红细胞的变形及膜的流动性。

凡红细胞变形能降低、聚集能增强时，则循环阻力增加，O
的交换面积减小，组织
2
灌流量障碍，出现微循环改变。

临床上镰状细胞贫血时，由于镰状红细胞内还原
的血红蛋白S，形成由很多平行排列细丝组成的粘性半固体凝胶，导致红细胞内部粘度增高，变形能降低，而聚集能增强，在球结膜微循环出现短、孤立、色暗的囊状扩张如同逗点状，称为逗点现象（Comma sign）及其他微循环改变。

遗传性球形细胞增多症及微血管障碍性溶血性贫血等，由于红细胞变形能降低，血液粘度增高及其它因素引致微循环改变。

3.白细胞和血小板
1）包细胞：白细胞和微血管内皮细胞间的关系十分密切、复杂。

白细胞的直径一般大于毛细血管的内径，它像一个黏弹性体，同样的细胞变形，对中性粒细胞所需用的力为红细胞的5倍，且包细胞可黏附血管腔表面，因此白细胞的功能、结构的改变可直接影响微循环，而微血管受到刺激后又可影响白细胞的流态、功能、代谢。

肺脏近15%的功能毛细血管段被边缘白细胞封闭，白细胞贴壁最常见于功能血管密度高、血管段短和红细胞流速的毛细血管网。

肺虽有很多血管段有白细胞贴壁，但有多种微血管连接网，故仍可通过贴壁处而流动。

正常时白细胞在毛细血管中，特别在分枝部位的一过性停留、嵌塞，可以引起血流呈间歇状流动。

由于白细胞数量不多，一般不至于干扰局部血液供应与代谢需求间的平衡。

在几种情况下，应特别注意白细胞对微循环的影响。

（1）.白细胞数量明显增多：据粗略估计，当白细胞数增加至2×104mm-3，直径为5µm的毛细血管肯能被阻塞而妨碍组织的血液灌流。

(2).炎症、血浆成分改变：炎症时补体激活，血浆中粘附因子增多，结缔组织疾病时微血管周围组织改变等，都可能引起白细胞向微血管腔内面粘附，既可机械地干扰微血管的血流又可释放血管活性物质，而导致局部微循环改变。

(3).病理白细胞：幼稚白细胞较成熟白细胞更不易变形。

白血病时不仅白细胞数量增加，而且白血病细胞较正常白细胞“硬”。

同样变形时，白血病原始粒细胞所需的力约为正常白细胞的25倍，说明白血病细胞更易引起白细胞阻塞。

2）血小板：正常状态下血小板沿血管壁方向呈流线状流动，流动中的血小板彼此分散，外形呈圆盘形或椭圆形。

微血管中血小板的粘附、聚集以及白微栓的形成等，都直接影响微循环。

（1）切变作用:切变作用可以直接激活血小板，使血小板失去正常的盘状外形而发生肿胀，形成伪足相互聚集。

随切变率增高，血小板粘附率增加，内皮细胞损伤，胶原暴露、钙离子、肾上腺素等，都可促进血小板聚集。

微血管中存在较高的切变应力，红细胞又加强血小板血管壁输送，促进以血小板为主的微血栓形成，妨碍局部组织的灌流。

此种白色微血栓（简称白微栓）可包括部分白细胞及其它物质，一般多无纤维蛋白，随血液流动，易解聚、崩解。

（2）TXA
2：血小板被激活可释放TXA
2
，更进一步促进血小板聚集和局部微
血管的收缩。

TXA
2
可降低红细胞变形能。

血小板聚集性增强可使血粘度增高，导
致血流速度减慢。

4.血氧
微血管对急、慢性缺氧极为敏感。

当血红蛋白的O
2
亲和力由4.00kPa降至于2.13kPa时，功能性毛细血管密度由17%增至41%。

严重急性缺氧可引致微血管内皮细胞坏死，管壁破坏、周围水肿。

吸入7.1%低氧混合气体（模拟7500m 高空）1min，即微血管收缩、减少、消失、血流减慢、渗出。

在2000m高度4h 后，球结膜细动脉变细，细静脉舒张，血流减慢，红细胞聚集，管周渗出明显增
多。

健康飞行员由于长期的高空、高速作业、慢性缺O
2
，其球结膜微循环的状态、
流速、管周的渗出等改变均较地勤人员明显。

全身或局部缺氧除上述改变外，可以引起微血管径粗细不等，囊状扩张以及白微栓。

组织间隙的氧张力（PO
2
）直接影响组织、细胞、微血管的功能、代谢，对微循环有重要意义。

重症休克时，组织间隙的氧张力与预后有密切关系，预后良好组为（0.24±0.10）kPa，预后不良组为（0.17±0.17）kPa，无活存组为（0.12±0.15）kPa，而对照组为（3.07±0.81）kPa。

5.血粘度
血粘度是影响微循环的重要血管内因素。

这是探讨微循环改变机制时不能忽视的问题。

血粘度升高见于老人及多种疾病，如糖尿病、心脑血管疾病、高脂血症、巨球蛋白血症等。

血管内流动的血液，其粘度随切变应力增高而降低，随切变应力的降低而增高。

切变速度r=4u/r（s-1），其中u为平均血流速度，r为血管半径。

毛细血管切变速率比较高，而血液粘度比较低。

小静脉切变速率较低，而血液粘度较高。

按泊肃叶定律Q=πr4(p1-p2)/(η8L)式中，Q为流量，L为管长，r为半径，p1-p2为管内两端压差。

血粘度改变直接影响血流。

血粘度升高则微循环阻力加大，血液流速减慢。

引起血粘度升高的因素，往往能促进红细胞聚集，引起局部缺氧，微血管内皮细胞损伤，通透性增加，管周渗出，严重者引起出血。

在血液粘度升高的基础上，局部血流受阻或管壁局部损伤，可以发生囊状张及微血管瘤。

纤维蛋白原是链状高分子化合物，在血浆中易形成“网状结构”，增加血浆粘度，又具有“交联”作用，可促成红细胞聚集。

6.血浆成分及其它血管活性物质
中毒性菌痢、流脑、肺炎、流行性出血热、肠伤寒等疾病，由于体内病原微生物迅速繁殖，释放内毒素或其它毒性物质，直接作用于白细胞、血小板，损伤内皮细胞，释放组胺、缓激肽、前列腺素等，致使微血管舒缩失常，通透性增
加红细胞聚集，血流减慢，形成白微栓。

内毒素可直接激活C
3
，可通过代替途径
（不经C
1，C
1
r,C
1
s，C
4
，C
2
的经典途径）引起C
3
-C
9
的激活连锁反应。

C
3
可与血小
板膜上的C
3受体结合，血小板释放TXA
2
引起微血管收缩，血小板聚集形成白微
栓，导致一系列微循环障碍。

当致敏源侵入机体，使之产生IgE,IgE与组织嗜碱细胞膜上的IgE·Fc 受体结合，继而出现机体呈致敏状态。

当相应抗原再次入侵，胞内环化酶启动，cAMP下降。

cAMP上升，胞内钙离子升高，组织嗜碱细胞脱颗粒，同时释放组胺、SPS-A、嗜酸粒细胞趋化因子、血清素、血小板活化因子，血浆α
2
球蛋白形成激肽，乙酰胆碱增多，微血管舒张、通透性亢进、管周水肿等严重微循环障碍。

免疫复合物（即抗原与相应抗体结合物）不能被及时清除，沉积在血管、
微血管、基底膜上，活化补体形成C
3a ，C
5a
，C
567
，吸引中性粒细胞、组织嗜碱细
胞，活化血小板，释放溶酶体及血管活性物质，引起微血管舒缩失常，血流减慢，通透性增加而渗出、出血等微循环改变。

巨球蛋白血症、高脂血症、球蛋白增多症、多发性骨髓瘤时，血浆粘度增加，红细胞聚集以及血小板聚集，形成白微栓，并进而导致严重的微循环障碍。

二、管壁因素
微血管壁是血液和组织之间的屏障，内对流动的血液（液相），不断承受流动血液的剪切力；外邻相对稳定的组织（固相），既有纤维、基质等支撑作用，又经常承受组织的压力。

微血管管径、数量、形态等改变，不论其始动机制和病因如何，最终都是通过微血管壁的功能、结构改变而表现。

微循环障碍的微血管壁因素大致有四类：（1）微血管的缩舒反应；（2）微血管备用枝、吻合枝、短路枝的开闭；（3）微血管闭锁和开放；（4）微血管的增殖和退变等。

缩舒反应
微血管的平滑肌细胞具有能动的收缩和舒张能力，周细胞、内皮细胞浆内有微丝、中间丝、微管，是有缩舒能力的结构。

正常微血管能维持一定的紧张性（即对一定的内压能保持一定管径的现象）。

微血管内皮细胞及平滑肌细胞具有多种受体，如α，β肾上腺能受体、胰岛素、凝血酶、H受体等。

微血管对血液及组织中O2、CO2、pH的高低、离子浓度的变化、代谢产物等的反应都十分敏感。

它们可以改变平滑肌细胞、内皮细胞、周细胞的功能状态，以维持血管的紧张性，或出现收缩和舒张反应。

在物理、化学及生物的（细菌、病毒、内毒素、抗原抗体复合物）刺激因子作用下，微血管一般先收缩后舒张。

微血管中细动脉、分枝毛细血管的平滑肌细胞、括约肌，远比细静脉、集合毛细血管的发达，因而其收缩反应比较明显。

细静脉壁H2受体的分布明显多于其它微血管，细静脉很容易出现舒张反应。

强烈的、长期的致病因素作用下（如高血压时细动脉可长期处于紧张收缩状态；休克的失代偿期，微血管可呈麻痹性舒张状），可出现血流速度减慢及细胞聚集等一系列微循环改变。

细静脉、细动脉的舒张反应失常，可以出现局部收缩或舒张，以致血管管径粗细不等，并引起毛细血管数量的增多或减少。

备用枝、吻合枝、短路枝的开闭
随微血管的分化、成长及功能需要，部分毛细血管退化、闭合，保留管壁结构但不通血液。

脉络膜微血管体积密度为20.4%，而备用血管的体积密度约占0.63%。

备用血管开通或功能毛细血管官腔闭合，可以直接影响微血管的数量、分布以及血流状态。

人球结膜、动物肠系膜、小鼠耳廓微血管中，静-静脉吻合枝，动-动脉吻合枝一般不直接连通，上、下游的血液循环仍沿正常通路运行。

在神经、体液影响下，静-静脉吻合枝和动-动脉吻合枝开放，不仅上下游血流速度改变，红细胞聚集，管径增粗，甚至出现血流方向逆转的反常流动。

这是观测微信循环必须注意的问题。

动-静脉短路枝数量增多，常是血压降低、循环血量严重减少、休克时的一种代偿性改变，此时其上游血流方向可以倒转，下游血管舒张，血流速度改变，红细胞聚集，甚至出现脉流现象。

增殖和退变
哺乳动物微血管在胚胎时期分化逐渐成熟。

出生后进入新环境，适应周围的条件，器官、组织微血管出现相应的功能、结构、代谢的改变，以适应器官、组织的需要。

随年龄增长微血管可逐渐出现迂曲，甚至缠络呈丝球状。

在长期致病因素作用下（如高血压、糖尿病、缺血、结缔组织病），微血管可以增殖、伸长、迂曲。

组织嗜碱细胞颗粒释放物、胶原纤维的裂解产物、组胺等都有促进内皮细胞增殖的作用。

由于新生血管的连通，不仅可使微血管数量增多，又可引起微血管微血管走行、分布的改变，以致形成网格结构。

微血管退行性改变可以是老化现象。

高血压病时最先出现血管壁改变，继而发生微循环动态改变及管周一些变化。

微血管的退行改变，可出现内皮细胞的水
肿、空泡形成、核质凝集、坏死、脱落，微血管管径缩小、官腔闭锁，毛细血管断裂，血流停滞、出血，最后毛细血管被吸收消失，出现缺血区。

细动脉、细静脉管壁的退行改变，可出现管壁边缘不整齐。

毛细血管、细静脉以及细动脉管壁的局部结构退变，可能形成囊状扩张及为血管瘤。

微血管壁退变可以引致官腔闭锁和微血管消失。

内皮细胞核部位的胞体突向腔内可闭塞官腔，周细胞、平滑肌的收缩或增生亦可压缩管腔，致使其上游血流减慢、停滞、通透性增强、血液浓缩。

其下游则内腔空虚，管腔闭合，管壁退化而被吸收。

三、管周因素
微血管周围组织实际上是组织通道，其中有细胞成分和非细胞成分。

细胞成分主要有组织嗜碱细胞癌、巨噬细胞、成纤维细胞、网状细胞；非细胞成分有胶原纤维、嗜银纤维、弹性纤维、微纤维及无形成成分的基质。

同时含有退变裂解物质及血源性或局部性代谢产物和血管活性物质。

管周组织直接接触微血管、微淋巴管、支持管壁。

管周组织的结构、代谢、功能改变，直接影响微血管的通透性、缩舒反应、代谢活动、形态结构，引致微循环改变。

酸性黏多糖类是管周基质中的主要成分，类风湿、硬皮病时管周组织的酸性黏多糖类等异常，是引致局部微循环障碍的主要原因之一。

原发性或继发性雷诺士现象时，管周的酸性黏多糖含量降低和管周结缔组织改变严重处，微血管壁改变明显。

长期局部皮下注射低相对分子质量透明质酸，既可改善临床症状，容积脉波图也显示好转。

四、管前和管后因素
微循环是循环系统最末梢的部分，前面接受左心博出、流经动脉的血液，后面则经回输右心。

在这种闭管系统中，心、肺血管等循环功能、结构改变自然会影响微循环。

这种影响一般带有普遍性。

管前、后因素可以分为三部分考虑：即（1）心排血量；（2）动脉压和末梢阻力；（3）静脉压。

心排血量
失血、心力衰竭、心源性休克时，心排血量明显减少，微循环局部灌流量降低，此时引起微血管，特别是细动脉、毛细血管收缩、数量减少，红细胞聚集，严重时可见毛细血管消失。

动脉压和末梢阻力
血压升高如高血压病，在心脏功能良好、血浆成分未明显改变阶段，代偿性地引起微血管紧张性升高，细动脉管径缩小。

血压降低时则局部灌流压降低，微血管不能获得充分灌注充盈，则细动脉、毛细血管管径缩小，数量减少。

内皮细胞、平滑肌细胞及组织缺氧，则细静脉舒张、血流减慢、红细胞聚集、通透性增加。

静脉压
右心衰竭静脉压升高，直接妨碍微循环血液的回流。

特别是毛细血管、细静脉对静脉压升高较为敏感。

由于回流阻力增大，血流速度减慢，切变率降低，血液黏度升高，出现红细胞聚集、微血管充盈、数量增多。

在大鼠的休克复苏过程，测背皮抵抗血管－－小动脉[管径（156±23）µm]，容量血管－－小静脉[管径（365±64）µm]和细动脉、细静脉的管径。

复苏时小动脉和小静脉明显收缩，分别为基础的管径的52%和70%，单细动脉（8～60µm）和细静脉（26～80µm）并未扩张。

总之，从上述四类因素探讨微循环改变有利于全面认识其发生机制。

但生
命现象是复杂的，上面列举的四类因素往往互相作用，共同影响微循环。

而每类因素又包含多种内容，他们又互为影响。

这提示我们讨论微循环改变机制时，既要分析又需综合。

同时又必须明确，尚有一些具体影响因素，我们在这里还没有涉及，或还不认识，需要在研究和实际工作中注意探讨。