颈动脉血流量加速怎么治疗

颅腔是容积固定的腔隙。颅腔内有脑、脑脊液和血液三种成分,并且各占一定的比例,维持相对稳定。正常人的脑脊液约占颅腔总体积的10%,脑血流量占2%~3%,其余则均由脑皮质充盈。三大组成中任何一种成分的增多或减少均将引起三者比例的失衡,引起颅内压力和脑血流量的变化等。然而,脑脊液和脑组织并不直接与颅腔外相通,三者中仅脑的血液循环出颈动脉、颈静脉与颅外相通,因此三大成分的改变,脑血流量必将最敏感地反映出来。

(一)脑灌注压和脑血流的自动调节

脑灌注压(CPP)是指输入颅内的平均动脉压与出颅的平均静脉压之差。实验证明,其相互关系为:脑的血流量与脑的灌注压力成正比,与脑血流阻力成反比。

脑血流量(CBF)

多数情况下,平均颈静脉压与平均颅内压力相等,因此脑灌流压实际上等于平均动脉压减去平均颅内压。上述公式则可改为:

CBF=

在正常的动脉氧分压(PaO2)和正常动脉二氧化碳分压(PaCO2)时,若脑血流阻力不变,脑动脉灌流压增高,则脑血流量随之也增多;反之,灌流压降低则脑血流量亦减少。但是,在正常血液化学成分条件下,脑灌注压在一定范围内的波动并不产生脑血流量的改变。当脑灌注压增高时,机体反射性地引起毛细血管动脉端平滑肌的收缩,使脑血流阻力增高而不使脑血流量增加。反之,在灌注压降低时,又能反射性地引起毛细血管动脉端平滑肌的松弛,降低脑血管阻力,增加脑血流量,保护脑组织不致缺氧而受损害,机体的这种调节反射称为脑血流的自动调节。

脑血流的自动调节是有一定范围的。动物实验证明,当脑灌注压增加至正常静止时脑灌注压的30%~40%时,脑血流阻力最高,脑血流量仍无明显变化,若进一步增高脑灌注压则自动调节破坏,迅即出现脑血流量增多,毛细血管通透性增强和脑组织水

肿等病理生理改变。正常人的脑血流自动调节上限为130~ 140mmHg。值得注意的是,高血压病患者用药物控制血压以后,脑血流的自动调节仍可恢复正常。脑血流自动调节的下限,在动物实验中亦证明,当脑灌注压降低正常值的17%时,不发生脑血流量的降低;降低50%~55%,即灌注压降至45~60mmHg时,脑血流量降低并出现脑缺血的症状,若进一步降低脑灌注压至35mmHg或以下时,则发生意识障碍。高血压病患者中,自动调节的下限相对上移。有研究在动物实验中,切除一侧颈交感神经后,观察两侧半球的脑血流自动调节,未发现有任何改变。因此多数学者认为,脑血流的自动调节不属交感神经通路,并推测是由肌原性的压力感受器来完成其反射传导的。

脑血流的自动调节反映了机体在应急情况下的代偿能力,为临床实践起到了指导作用。自动调节上限的破坏,产生大脑皮质的过度灌注、脑水肿、颅内压增高等表现,是高血压脑病发病原理的近代见解。超过自动调节的低限,并不立即发生脑缺血症状,仅当灌注压降至最低耐受压时(35~45mmHg),才产生临床症状,这就是休克患者常可意识清晰的理由。慢性高血压病,特别是动脉硬化明显者,由于自动调节下限和上限的上移,因此较一般稍高的动脉压不应是降血压治疗的指征。反之,正常或比正常偏低的血压可能是嗜睡或脑梗死的原因。

(二)颅内压

正常成年人的颅腔内压力为60~180mmH2O,相当于3.5~ 15.8mmHg。儿童的正常颅内压力为40~100mmH2O。脑脊液分泌增多、脑脊液循环受阻或是颅内占位性病变的赘生物、脓肿、血肿及脑实质内肿胀等均能引起颅内压增高。

脑血流量(CBF)与脑灌注压成正比,若脑血流量恒定,脑灌注压与颅内压及脑血流量与颅内压成反比。当颅内压力增高时, CBF减少,若颅内压力增高到接近或等于平均动脉压时,脑的血流将会停止。然而,正常机体中,颅内压力与CBF之间亦存在着生理性自动调节。当颅内压力增高时,反射性地引起动脉压力的增高,使脑灌流压维持一定水平以减少或使CBF降低。随着颅内压的增高,动脉血压亦随之增高,当颅内压一直高到接近或达到动脉舒张压时,血压突然下降,脉搏增快,呼吸不规则,甚至出现呼吸停止而死亡。机体的这一调节过程称为库欣反应(Cushing reaction)。急性颅脑损伤和急性颅内压增高患者中,常可见到这一反射和反射衰竭的临床过程。

一般认为,CBF的细微变化能在颅内压中迅速地反映出来,但是颅内压力的变化仅在颅内压增高的晚期才从CBF上反映出来,因为CBF的减少不仅不能代偿颅内压力的增高,相反能加重颅内压力增高的症状。动物实验证明,颅内压力增高至500mmH2O,即37.5mmHg时,动物出现中度至重度的脑循环障碍,至1000~1300mmH2O(相当于80~100mmHg)时,脑组织可出现无氧现象。临床上,在颅内压增高患者的脑血管造影中可见脑循环减慢,对脑疝引起的呼吸停止患者进行造影时,造影剂不能进入颅内的现象即为此缘故。

(三)脑血流阻力

脑血流阻力是指1分钟内,在100g脑组织中,流过1ml血液所需要的压力。常以mmHg/(min·100g脑组织)表示。Kety测定的正常值为1.3~1.6mmHg/(min·100g脑组织),它与CBF的关系为:

由公式所见,CVR与CPP成正比,与CBF成反比,即动脉血灌注压越高,CVR越大,CBF就越小。已知脑灌注压等于平均动脉压-平均颅内压。所以若平均颅内压不变,则:

即CVR占接与平均动脉压成正比。为保持CBF的相对恒定,则CVR势必增大。该调节过程又受下列因素的影响。

1.血压 根据公式的关系,CVR恒定则CBF与MABP成正比。但出于机体自动调节和颅内三大成分的相对恒定,CVR不变是不存在的,相反,常因CBF稳定而CVR与MABP成正比,随着血压的升高CVR不断地升高。当动脉血压升高至正常静止值的30%~40%时,CVR值最大,若超过这一比值则CBF迅即增加。高血压病患者由于脑血流自动调节上限的上移,CVR的平均值可以大于正常人的88%。由此可见,高血压病患者CVR的增高就使脑组织免受损害。

2.血管口径 在一定的管径中,若流量恒定则管径与液体的流速成反比。管径越大,流速越慢,反之越快。液体在管腔内的阻力与流速成正比,与管径大小成反比。液体的流速则又与输送的压力成正比。所以,在脑血管的流体力学中,若脑血流量恒定,除血压的因素之外,必定还受血管口径、管壁弹性、血液流速和黏滞性等因素的影响。

动脉硬化时,血管由于动脉粥样硬化斑的沉着和管壁增厚,导致血管口径的逐步缩小,脑血流阻力逐步增高。由于脑血流的自动调节。当脑血流阻力增高时,动脉血压也可相应增高。若脑血管阻力增高而动脉压力并不增高时,则能引起脑供血不足的症状。普遍认为,血管口径缩小时,血流速度可因血压增高而加快,使脑血流量少受或不受影响。当血管口径缩减50%时,供应血管远端的灌注压不发生明显改变;血管口径缩小90%时才出现供应远端的血流量减少。理论上,颈内动脉的血管口径在<5mm2之前不发生远端灌注压的变化,当<2mm2时,远端的动脉灌注压才肯定降低。

3.血液黏度 当液体流动时,由于其内部分子颗粒之间具有一定的摩擦力而表现为黏度。血液的黏度是各种体液中最高的一种。与蒸馏水比较,正常人血液的黏度为水的4~5倍,血浆的黏度为水的1.6~2.4倍。血液黏度的高低主要决定于细胞成分的数目和血浆蛋白质的浓度两个因素,而以前者更为重要。

脑血管内的血流由于靠近血管壁的边缘部分而流速较慢,越近中心则流速越快,所以在所有的动、静脉里血流是成层的。在大动脉中血浆和其中的细胞成分混合得很充分,在小动脉里细胞成分处于流速较快的中间部,清亮的血浆则贴近血管壁处于流速较慢的边缘部;以适当角度从小动脉分出的毛细血管分支,由于血流进入这支毛细血管要绕行一个角度,所以注入毛细血管的细胞成分较少,血浆则较多。尽管各种血管内血流的层流形式不同,但是有一点是相同的,即细胞成分和血浆蛋白质决定血液黏度,而血液的黏度又与血管内壁产生着不同程度的阻力。在红细胞增多症时,脑血管对血液的阻力增加,可使脑血流量降低50%以上。严重贫血时,由于脑血管阻力降低,脑血流量显著增加。血糖、血清中蛋白质及脂肪的含量、体液平衡的情况,也都相当明显地影响着血液黏度。

4.静脉回流受阻 脑静脉回流受阻以后,当其侧支循环尚未建立时,血液在脑内蓄积,迅即出现颅内压增高,脑组织肿胀水肿,组织缺氧,脑动脉血液推进受阻,脑血流阻力增高而CBF明显降低。如颈内静脉、上矢状窦等大静脉或静脉窦的血栓形成,在侧支循环尚未形成的急性期,可立即出现头痛、呕吐、昏迷、抽搐甚至脑疝等临床征象。

(四)脑血流的神经控制

1664年Willis发现了大脑前动脉、大脑后动脉有神经纤维; 19世纪末,Benedikt和Aronsone证明这些神经纤维部分来源于脑底血管周围的交感神经丛;1967年,Nielsen等采用荧光组织化学方法证明了脑血管由丰富的交感神经支配,从此打开了脑血流神经控制研究的新途径。

1.外周神经对脑血流的调节作用 脑血管上有丰富的神经纤维分布。这些神经纤维末梢止于脑血管壁的外膜或外膜与中层的交界处。通常认为,起源于颈上神经节的肾上腺素能神经,主要起收缩脑血管的作用;而走行于迷走神经、舌下神经内的胆碱能神经的功能则为舒张血管。这些神经通过改变脑血管的口径,影响脑血管阻力,进而改变脑血流量。这表明外周神经在脑血流调节中具有重要作用。

(1)交感神经在脑血流调节中的作用:实验证明,切除颈上神经节后,软脑膜血管扩张,皮层表面充血。刺激一侧颈交感神经节,可引起同侧软脑膜血管收缩,对侧Willis环血管和某些分支扩张,这是由于刺激侧的血管张力增加所致。电刺激交感神经引起血流下降的幅度与刺激的频率有关。切除颈上神经节可使脑血流增加60%,表明在正常情况下交感神经可维持脑血管的基本张力。有人认为,自主神经对静息血管张力的作用较微弱,只有当PaCO2增高或动脉压超出生理范围时才起重要作用。高碳酸血症时,刺激颈交感神经使脑血流量显著减少,切除双侧颈交感神经,使脑血管阻力对CO2反应性降低,这提示交感神经参与了脑血管对CO2的反应。一般情况下,CO2可以迅速通过血脑屏障,使脑细胞外液H+浓度增高,此时支配血管的交感神经末梢去甲肾上腺素释放减少,使血管口径增大,血管扩张,脑血流显著增高。脑实质外的血管由丰富的肾上腺素能神经支配,主要受交感神经的影响;脑实质内血管上的神经支配很少,主要受代谢的控制。脑的代谢产物可以改变这些血管的口径。软脑膜血管不仅由肾上腺素能神经支配,并且也与大脑接触,受神经和代谢的双重影响。PaCO2正常时,电刺激交感神经,引起脑实质外血管收缩,其远端血管的压力和血流减少,通过自动调节机制使脑实质内血管扩张、阻力下降,血流恢复正常。但在高碳酸血症时,脑实质血管已处于扩张状态,当电刺激交感神经引起脑实质外血管收缩时,脑实质内血管不能再有效地进一步扩张,导致脑血流量明显减少。通常认为,在正常条件下,交感神经并不影响血流的自动调节,但在高碳酸血症或低血压时,交感神经才影响脑血流的自动调节。

(2)副交感神经在脑血流调节中的作用:刺激迷走-减压神经干的中枢端,引起双侧软脑膜血管扩张。当刺激面神经的外周端时,引起脑内同侧血管扩张。而刺激动眼神经、三叉神经、面神经、位听神经、舌咽神经、副神经时,则对软脑膜血管口径没有影响。刺激迷走神经中枢端时,两侧软脑膜血管扩张,直径增加9%~22%;切断交感神经节后,这种扩血管效应依然存在,也不依赖PaCO2的水平。因此,舌咽神经、迷走神经不仅抑制交感缩血管活动,还具有真正扩张血管的作用。

胆碱能神经在脑血流自动调节中起重要作用。向静脉内注入短效胆碱能抑制药(如阿托品等),发现脑血管对动脉血压下降的扩张反应消失。这说明动脉血压降低时,脑血流水平的维持依赖于完整的胆碱能扩血管神经。胆碱能神经还参与PaCO2增高时的扩血管反应。拟胆碱药(如新斯的明)能提高脑血管对CO2的反应性;阿托品则可阻断CO2的扩血管效应。

2.外周感受器在脑血流调节中的作用 近年来发现神经性扩血管反射弧的传入通路是外周化学感受器和外周压力感受器,传出通路是面神经的副交感纤维。Pante等用狒狒自身的静脉血灌注颈动脉化学感受器,引起局部脑血流量增加。若切断面神经的颅内部分,那么该反应完全消失。切除双侧窦神经,脑血流对CO2的反应性减少60%,对低氧的反应性完全消失,因此,认为脑对低氧血症和高碳酸血症的反射性扩血管效应起源于外周化学感受器。

3.中枢对脑血流的调节作用

(1)脑干对脑血流的调节作用:脑干是调节血流的中枢,刺激脑干使颈动脉血流量增加,脑干损伤可引起脑血流紊乱。实验证实,CO2对脑血流的影响并不是直接作用于动脉壁上的平滑肌,而是通过神经反射机制来实现的。脑干的某一区域受损伤,使脑血管对CO2的反应性大大降低。局部脑干损伤可能阻断了调节脑血管的某一神经通路,因为一旦恢复局部冷冻造成的脑干损伤组织的温度后,则脑血管对CO2的正常反应恢复。这些都表明脑干的某些部位参与脑血流的反射调节。用电凝方法在脑干的不同水平横切,则脑血管和脊髓血管对CO2的反应性不同。若在脑桥以上横切,脑血管对CO2的反应性消失,而脊髓血管对CO2的反应性仍然存在;若在脑桥以下部位横切,脑血管对CO2的反应性存在,而部分动物脊髓血管对CO2的反应性消失。证实脑血管对CO2的反应性,的确是通过神经反射完成的。

脑干中蓝斑的细胞体发出的纤维分布于脑实质内血管,亦具有调节脑血流的功能。实验证实,损伤蓝斑引起下丘脑室旁核、丘脑前腹核、大脑皮质顶区的去甲肾上腺素明显减少,表明这些部位的大部分去甲肾上腺素是在细胞体位于蓝斑的轴突中。高碳酸血症时,蓝斑损伤的猫其脑血流量明显低于正常;而在低碳酸血症时,蓝斑损伤猫的脑血流量高于正常,显示蓝斑在脑血管对高、低CO2反应起作用。损伤蓝斑对脑血流的自动调节反应无明显影响。电刺激蓝斑可能会引起脑实质内小动脉上的神经末梢释放去甲肾上腺素,使血管张力增加,血流量减少。

(2)丘脑在脑血流调节中的作用:实验观察发现,刺激丘脑引起软脑膜血管扩张,但动脉血压变化不一。刺激下丘脑部,除引起瞳孔扩大、竖毛、血压增高等交感神经兴奋的特征外,双侧软脑膜血管收缩,这种收缩出现在血压变化前几秒,并与血液气体张力的水平无关。切除颈交感神经能够减少或消除血管收缩作用,横断脑桥也有同样效应。刺激下丘脑腹侧部引起双侧脑膜血管扩张,血压下降,心率减慢。

上述大量研究结果证明,肾上腺素能和胆碱能神经分布于脑血管,这些神经末梢释放的递质和一些血管活性胺作用于血管壁上的特殊受体,对脑血管产生作用,导致脑血流量的变化。现已知脑血管壁上的受体有肾上腺素能、胆碱能、5-羟色胺、多巴胺、组胺和肽能受体。

(五)脑血流的体液调节

1.CO2的作用 虽然脑的小动脉功能状况不能通过神经反射得到调节,但对动脉血中CO2压力的变化可发生强烈反应。大多数研究认为,CO2是减少脑血管阻力的主要物质。吸入含有5%~ 7%CO2的混合气体(提高动脉内CO2分压9mmHg),可以使75%的人脑血流量增加;过度换气,使动脉内CO2分压降低,则可使脑血流量降低。

CO2对血管的作用与H+浓度的变化无关,因为静脉注射碳酸氢钠(可使血中CO2含量增高,并可造成碱中毒)与吸入5%的CO2(也使血中CO2含量增加,但可造成酸中毒)对脑血管阻力有相同的作用,都可使血管舒张,脑血流量增高。相反,静脉注射氯化铵(可使血中CO2含量降低,并可造成酸中毒)与过度换气(也使血中CO2含量降低,但可造成碱中毒)均可增加脑血管阻力,使脑血流量减少。从以上分析可以看出,pH变化是相反的,但对脑血管阻力及脑血流量的影响却是相同的,说明CO2对血管的作用与H+浓度无关。

CO2舒张脑血管的机制现在还不十分明确。只知当动脉的CO2分压增加4.5mmHg,脑血管阻力没有变化,若超过这个数值,进一步增加动脉内CO2的分压,则血管逐渐扩张。相反,CO2分压降低至正常水平以下,则可引起脑血管的收缩,增加脑血管阻力。鉴于脑内血管一方面对CO2分压变化可发生十分敏感的反应,另一方面又缺乏神经控制的任何证据,因而可以推测脑血流的调节是局部性的,至少部分是受局部CO2浓度调节的。

2.O2的作用 O2对脑血管的作用和CO2对脑血管的作用恰好相反。当吸入含10%O2的气体时(大约可降低动脉氧含量的1/3),脑血管阻力降低,脑血流量自54ml/(min·100g脑组织)增加至73ml/(min·100g脑组织)。若吸入含85%~100%O2的气体时,则脑血流量减少至45ml/(min·100g脑组织),这说明在O2缺乏时可引起脑血管的扩张。脑血管阻力降低,脑血流量增高,使脑仍然得到必要的氧量。反之,当O2过多时,可能脑血流量减少。高压氧可使血液中弥散更多的氧,当增至3个大气压(ATA)时,PaO2达2000mmHg,此时心排血量减少,动脉收缩, CBF减少而使组织免于氧中毒的发生,但实际上在2ATA时即可有神经元中毒的症状,这可能是脑血管疾病患者高压氧治疗疗效不明显的原因。

3.pH 脑组织由于无氧代谢的进行,组织内乳酸、丙酮酸沉积增多,产生代谢性酸中毒。组织中酸性物质的沉积,又可引起毛细血管麻痹,脑血流自动调节消失而产生充血和过度灌注。但是,糖尿病酸中毒和肾病性酸中毒患者的酸性有毒物质常沉积于血管内,这些患者的酸中毒与组织酸中毒相反,所以,这些患者的CBF多降低或变化不明显。代谢性碱中毒与呼吸性酸中毒均可引起CBF的增加。组织产生乳酸、丙酮酸增多和H+、HCO-3蓄积,可用过度通气的方法排出更多的CO2,减少组织和血液中的HCO-3的浓度,减轻脑组织的充血和过度灌流现象。对于脑梗死患者,临床上有人采用40%O2和5%~8%CO2空气的混合气体间歇吸入,使血液中PaCO2升高而增高CBF,或用过度通气来降低HCO-3浓度以减轻颅内高压进行治疗,取得了一定效果。

(六)药物对脑血流的影响

1.麻醉镇静药 静脉注射苯巴比妥之后,若不抑制呼吸,CBF和脑代谢率的降低相互平衡。浅度的硫喷妥钠麻醉能降低CBF和脑代谢率的1/2,深度麻醉则各减少50%。氯胺酮因兴奋心脏血管中枢使血压和心率增高,脑血流量增加。氧化亚氮(N2O)是一种对血管有轻度扩张作用的气体,当用此药麻醉时,CBF增加。当吸入23%N2O时,脑对氧的吸收被抑制,因此CBF超过代谢的需要。N2O对脑脊液压力的影响不肯定,或是增高或是降低。氟烷也是一种血管扩张药,能使CBF增加和皮质吸氧率降低。当吸入0.5%氟烷时,CBF增加11%,吸氧率降低15%;吸入1.2%氟烷时,CBF增加15%;吸入2.0%氟烷时,CBF增加24%,而氧吸收率降低33%;吸入4%氟烷时,CBF和血压均降低。

2.作用于肾上腺素能神经受体的药物 脑血管床中存在着α和β两种肾上腺素能受体,前者参与血管的收缩,后者参与血管的扩张。药物对这些受体的刺激或阻断必将影响CBF。PaCO2正常时,去甲肾上腺素、肾上腺素的静脉灌流多数不影响CBF,在高碳酸血症和低血压时,两药的灌注将显著减少脑血流量。实验证明,事先给予去氧肾上腺素或酚妥拉明,则能阻止去甲肾上腺素降低CBF的作用。

多巴胺对CBF的影响因剂量而异,低浓度和高浓度时均能降低脑的灌注量,中等剂量则能增加CBF。去氧肾上腺素能够阻止多巴胺降低CBF的作用;匹莫齐特和氟哌啶醇则能阻止多巴胺增高CBF的作用。

脑实质CBF的研究证明,异丙基肾上腺素的灌注能引起尾状核的CBF增加,外侧膝状体影响较少。若预先给动物服用β受体阻滞药普萘洛尔,则异丙肾上腺素的上述作用消失。组织化学方法证明,内源性的儿茶酚胺释放能引起组织局部的血管收缩, CBF降低;预先给予利血平制剂,则可阻止这一现象的发生。此外,5-羟色胺(5-HT)和前列腺素E1是另一组强有力的脑血管收缩性胺类物质,实验证明,5-羟色胺引起脑血管痉挛的时间较短,前列腺素E1的作用时间持久,可达24小时以上,预先服用氟灭酸类药物和吲哚美辛、利血平、卡那霉素及利福平等均有减轻或阻止这种血管痉挛的作用。

3.血管扩张或收缩药物 CO2是公认的最有效的血管扩张药,正常人的脑血管在吸入CO2或静脉注射碳酸氢钠后均能使CBF增高,但对PaCO2增高或PaO2降低和脑梗死区的血管则无此作用,相反却能引起非梗死区血管的扩张而关系到盗血现象或使缺氧加重,以致临床症状加剧或导致死亡。硝酸甘油、烟酸等均能扩张脑血管,增加CBF。双氢麦角碱(海特琴)是较强的α-受体阻滞药,能使CBF明显增高。妥拉唑林主要为周围神经的α-受体阻滞药,能引起血压降低和血管扩张。氨茶碱可引起正常脑血管的收缩,CBF降低,脑梗死患者应用氨茶碱类药物能引起病灶区的血管扩张和正常组织区的血管收缩,产生所谓“反盗血”现象。

4.中药 具有活血化瘀作用的中药种类很多。目前常用的川芎、丹参、赤芍、当归、红花等均证明有抗凝血作用。川芎、丹参还具有抑制血小板聚集的作用。在人和动物的静脉中迅速注入川芎、丹参制剂,均可见软脑膜血管扩张,血流增快。超微结构检查发现有保护血管内膜作用。从犬舌下动脉注射入丹参制剂后,可见全脑血流量增加,但亦有减少的报道,颈外动脉血管血流量减少。