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关于冠状循环及其调节的认识过程

时间:2022-04-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:冠状循环与体内其他器官的循环相比,有其显著不同的结构与功能特点。当心肌纤维由于长期的负担过重而发生代偿肥大时,心脏的毛细血管数量并不相应增加,因而肥厚的心肌在活动增强时较易引起缺氧。正常心脏一般只有10%的侧支循环量。因此,使原有的侧支循环扩张或建立起新的侧支循环,是冠心病代偿反应中的重要一环。冠脉血流量变化主要取决于心肌的作功。故心肌是一种严格需O2代谢的组织。因此,心肌是耗O2量最多的器官之一。

对冠状循环及其调节的认识,曾经历了一个多世纪。

1869年,Scaramucci首次提出了冠状血流的调节机制。

1872年,Rebetel对冠状血流的调节机制首次进行了实验研究。

1898年,Porter首次应用离体心脏灌注法对冠脉血流控制进行了实验研究。

1909年,Wigger用实验方法研究观察了神经和化学因素,以及药物对心脏冠脉血流的影响。

1926年,Annep用Hill发明的测量空气流速的装置,测量到冠脉血流的时相性变化。

1926年,Miller认为冠脉血流主要随主动脉舒张压高低而变化。

1927年至1929年,Annep指出冠脉血流随心动周期的改变而呈现时相性变化。

1930年,Hochrein用Broemser发明的光学流速记录仪,首次记录了冠脉流速曲线。

1933年,Wigger设计了流量记录仪,并应用犬进行实验以记录冠脉的灌注。同年,Wigger首次记录到冠脉压力曲线,并计算出冠脉的收缩期血流/舒张期血流为0.26/0.42。

1945年,Shipley认为心肌供氧的充足与否,主要依赖于冠脉血流的多少。

1949年,Folkow提出乙酰胆碱、副交感神经递质可增加冠脉血流量。

1955年,Katz系统地论述了调节冠脉血流的因素,并阐明了直接因素和间接因素的相互关系,Katz的这一经典理论至今仍然是实用的。

1963年,Berne提出缺氧时冠脉扩张,并阐述了冠状血管调节的腺苷学说。

1964年至1974年,Berne和Vanter提出冠状血管床的α和β肾上腺素能受体,调节冠脉的收缩和舒张。

1964年,Krasnow观察到刺激交感神经可使冠脉收缩,而刺激副交感神经可使其扩张。

1972年,Benchimul观察到右室压力升高时,冠脉灌注压反而下降。

1975年,Vanter认为刺激化学感受器或压力感受器,均可调节冠脉血流量。

1975年,Alexaner提出了前列腺素调节冠脉血流的学说。

1977年,Schaper对Berne的腺苷调节冠脉血流的学说提出了异议。

1979年,Berne将冠脉血流的调节,总结为多因素作用结果。这些因素可归纳为以下4个方面:①物理因素 血管长度,血管横断面,血液黏度,血液温度,灌注压和跨壁压;②化学因素 血液离子浓度,血液酸碱度;③代谢因素 CO2浓度,O2浓度,O2的代谢产物;④神经递质 交感神经和肾上腺素能神经递质,副交感神经和胆碱能神经递质。

1986年,McEuWar提出神经肽类在调节冠脉血流中的作用。

多年的研究证明,冠脉血流是维持正常心脏的结构、功能和代谢必不可少的条件。冠状循环与体内其他器官的循环相比,有其显著不同的结构与功能特点。

1.毛细血管分布特殊 当冠脉及其分支行至室壁心外膜下,以直角发出无数小分支,从心肌外层垂直穿入心肌内层,并在心内膜下形成毛细血管丛。心肌内的毛细血管极为丰富,其走行方向与心肌纤维平行,数量与心肌纤维大致相当,平均每一条毛细血管供应一条心肌纤维。当心肌纤维由于长期的负担过重而发生代偿肥大时,心脏的毛细血管数量并不相应增加,因而肥厚的心肌在活动增强时较易引起缺氧。同时,由于血管垂直穿入肌层,因而易受心肌收缩、冠脉内的压力、心室内压等的影响,从而引起心内膜下心肌缺血。

2.侧支循环比较丰富 心脏血管之间有许多吻合,如同一冠脉分支之间、左右冠脉之间、动静脉之间、小动脉与心腔之间、心脏动脉与心外动脉(如支气管动脉、胸廓内动脉、食管动脉、纵隔动脉和膈动脉等)之间均有吻合,而最重要的是左、右冠脉之间的吻合。正常人心脏动脉吻合管直径一般超过100μm,有些甚至达数百微米。动脉吻合在整个心脏都有,尤以室间隔、房间隔、心尖、房室交点、右室前壁以及窦房结动脉与心房动脉之间吻合较多。心室内膜下的动脉吻合不如心外膜下的多和粗,故左、右心室表面的心外膜下动脉吻合是侧支循环的最主要通路。正常心脏一般只有10%的侧支循环量。冠脉闭塞后,要增加到足够量的侧支循环,需要数周的时间。因此,当冠脉较大分支突然阻塞时,由于侧支循环不能供应心肌的足够血量,故常在数小时内死亡。如果在开始几小时能活下来,以后侧支循环血管进一步代偿性扩大,血流量逐渐增加,则心脏功能可能得到代偿。因此,使原有的侧支循环扩张或建立起新的侧支循环,是冠心病代偿反应中的重要一环。

3.冠脉血流的特点 在安静状态下,人体冠脉的血流量为60~80ml/(100g心肌·min)。在中等体重的人中,全部冠脉血流量约为225ml/min,占心排血量的4%~5%。冠脉血流量变化主要取决于心肌的作功。当心肌活动增强,冠脉达到最大舒张状态时,冠脉血流量可增加至300~400ml/(100g心肌·min)。但必须指出,心肌的节律性舒缩对冠脉血流量亦有很大的影响,尤以左冠脉为甚。在心室等容收缩期,由于心肌收缩的强烈压迫,冠脉血流急剧减少;在心室排血期,主动脉压升高,冠脉压也随之升高,故冠脉血流量增加。继后心室舒张时,对冠脉的压迫减弱或解除,冠脉阻力显著减小,血流量大大增加。由此可见,心脏是人体内唯一产生灌注压的器官,而且主动脉舒张压的高低以及心室舒张期的长短,是影响冠脉血流量的重要因素。

4.耗O2量大 正常人心肌靠氧化脂肪酸、葡萄糖、乳酸、酮体以及氨基酸物质以供给能量,其中2/3以上由脂肪酸和酮体氧化供给,1/3由糖氧化供给。故心肌是一种严格需O2代谢的组织。测定心肌耗O2量可以作为判断心肌能量代谢的指标。在安静状态下,人的心肌耗O2量为7.4ml/(100g心肌·min),冠状血流量为63.0ml/(100g心肌·min),冠状动脉和冠状窦O2含量差是12.0ml,比体循环静脉O2含量差(6~7ml)约高1倍。因此,心肌是耗O2量最多的器官之一。在一般情况下,心肌摄O2效率已经相当高,一旦心肌负荷增加,需O2量也随之增高,此时必须通过增加冠脉血流量来维持。这种情况在心肌缺血、缺O2时尤其明显。

5.心肌O2摄取率潜力有限 正常生理情况下,心肌对O2摄取率已接近最大值,故当心肌需O2量增加时,只能通过冠脉血流量的增多来满足。

6.冠脉血流量的调节 受多种因素如物理、化学、神经递质、体内代谢产物等影响,其中最重要的是受心肌本身的代谢水平调节。

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