脑供血不足的病理生理与临床

1、脑供血不足的病理生理与临床脑血管性疾病是危害人类健康的主要疾病之一，在脑血管性疾病当中又以缺血性血管疾病最为常见，深入了解缺血性脑血管疾病的病理生理基础过程及其临床表现是正确预防和治疗脑血管性疾病的前提。根据脑缺血发生的原因不同可以分为脑血栓形成，脑栓塞及血液动力学障碍引起的脑缺血。根据脑缺血的严重程度可分为完全性脑缺血和不完全性脑缺血(脑供血不足)。根据缺血的范围可以分为全脑缺血和局部脑缺血。根据缺血的持续时间以及缺血是否反复发生可以分为持续性脑缺血和一过性脑缺血(TIA)及反复发生的脑缺血。就现阶段的临床医学水平而言，由于完全性脑缺血引起脑组织大片的软化坏死之后，再试通过临床治疗措施的干预

2、来挽回脑组织的机能、保持其构造的完整性是相当困难或者说是不可能的，尽管我们可以采取各种措施来抢救患者的生命，设法使其脱离危险，然而此阶段的各种努力恰似亡羊补牢之举。鉴于目前的这种现状，各国的医学家们纷纷采取各种措施，立足于脑血管病的预防，如果我们能够控制脑缺血的发生与及时缓解脑缺血，保护脑组织，在一定程度上维持脑血流的供应，就可以避免出现脑组织的软化和坏死，使大脑保持其构造与机能的完整，降低严重脑缺血性损害的发生。一、脑缺血的病理生理脑组织的正常血流量应维持在50ml/100g脑组织/分钟以上，低于该水平后脑组织就会调动其他的代偿机制来进行补偿。1.脑血流的自动调节：脑组织内几乎没有能量和血液

3、的储备，所以只有依赖血液不断地供应氧和能量。在一定范围内血压的波动，并不引起脑血流量的变化，这是脑血流自我调节的结果，在一定的范围之内无论血压升高或降低都不会引起脑血流的增加或减少，当血压升高或降低超过脑血流自动调节的极限之后，脑血流量即骤然剧增或急剧降低。脑血流的这种自动调节作用主要是通过改变脑血管的舒缩状态，调节脑血流的总量来实现的，所以该机制也称为脑血流代偿。然而该代偿能力是有一定限度的。随着血压的降低，灌流压进一步下降，脑血流代偿能力的调节不足以维持脑代谢的需要，此时出现血流失代偿，这时脑组织会调动另一种机制来保护脑组织一代谢代偿。2.缺血后脑组织的代谢代偿：血流失代偿出现后，脑组织会

4、通过提高血氧的摄取率，增加血氧的利用来维持脑氧代谢的平衡，使脑组织的代谢率维持在正常的水平，而不至于出现代谢的降低，由此来维持大脑机能的正常发挥。3.缺血后脑组织的机能和构造改变-脑缺血半暗带：脑组织对不同程度脑缺血的耐受时间是不一样的，一般来讲，脑缺血后随着脑血流和脑代谢的不断下降，会继之出现脑机能的改变。我们利用脑诱发电位等生理的指标观察表明，当血流量低于20ml/100g脑组织/分钟时，神经机能就会出现下降，直至诱发电位消失，波幅降为零。诱发电位的潜伏期随着血流量的不断下降而出现潜伏期逐渐延长。这些结果表明尽管血液循环障碍导致了脑血流的降低，但神经系统的机能并非在脑缺血之初就表现为异常，

5、而是当脑缺血低于某一程度(低于缺血阈值)时，才出现脑机能的障碍。脑血流已经下降而尚未出现神经系统的机能障碍时可以称为脑低灌流状态。一定程度的缺血对于神经细胞而言并非是致死性的，血流低于脑缺血阈值可以引起脑机能的改变，随着缺血程度的进一步加重，细胞膜的完整性会受到损害，神经细胞会出现坏死，此阶段为不可逆的改变，此时的脑血流灌流量为神经细胞死亡的阈值。在机能改变与构造损害之间的范围内，神经细胞机能障碍而构造完整，此时如果能及时恢复血流，神经细胞的机能就会得到恢复，脑机能就可能得到改善，处于此种状态的脑组织区称为脑缺血半暗带区。脑组织的不同部位及同一部位的不同神经细胞对脑缺血的耐受性是不同的，一般来

6、讲，大脑新皮层的耐受性最差，丘脑及皮层下核团的耐受性大于新皮层，而脑干部位的神经核团对脑缺血的耐受性最强。在新皮层当中，锥体细胞层对缺血较其它层更为敏感，在海马的CA1区对脑缺血最为敏感，是选择性神经原坏死最易发生的区域。4.脑缺血耐受的时间窗：如上所述神经细胞对脑缺血的耐受是有一定程度的，不仅如此，脑缺血的持续时间同脑缺血的严重程度(残存血流量)一样也会影响神经组织对脑缺血的耐受，缺血后神经细胞能否从缺血所造成的创伤损害中恢复过来主要取决于上述两个因素。缺血越严重，神经细胞对脑缺血的耐受持续时间就越短，而当残存血流量相对较高时则可以耐受较长的时间，此为不同程度缺血的耐受时间窗。缺血半暗带及缺

7、血时间窗概念的引入是人们认识脑缺血病理生理机制的一大进步，这些理论有助于指导我们的临床治疗实践。5.脑缺血时神经组织的兴奋性改变：脑缺血后神经组织出现一系列的代谢改变，神经递质的改变会导致神经兴奋性的变化，而这种变化主要表现为神经兴奋性的过度增高和神经抑制机能的降低，而这种神经兴奋性改变无论是早期的轻微脑缺血阶段还是在重度脑缺血时均存在。6.反复多次脑缺血对缺血耐受性的影响：很多实验表明，在短时间内(几分钟或几十分钟)，反复多次的脑缺血对神经组织的损害程度要远远高于等同缺血时间的一次性脑缺血对脑的损害。比如在完全缺血的动物模型，间隔十分钟的三次缺血，每次缺血持续两分钟要比一次缺血六分钟对脑组织

8、的损害为严重，这主要是由于反复间断性缺血造成了血流的再灌注，虽然增加了脑组织的供氧，但同时也为大量产生自由基提供了条件，而自由基的大量产生势必会导致脑组织的进一步损害。在间隔时间较长(数天)的两次脑缺血的情况下，第一次非致死性缺血会刺激神经细胞发生各种代谢反应，诱发产生一些对抗组织损伤的保护因子，一般认为这些保护因子是一些在特定环境下合成的蛋白质，它们会对抗再次脑缺血引起的损伤，保护脑组织。所以经过第一次脑缺血的大脑会得到保护，而未受过第一次非致死性脑缺血作用的大脑在受到脑缺血的影响时会损伤的更为严重，此即脑缺血耐受现象。7.迟发性神经原坏死细胞凋亡：神经细胞在受到一定程度的脑缺血作用之后，神

9、经细胞可能有以下几种转归。第一种情况是受到严重持续一定时间的脑缺血作用之后，神经细胞会因能量的耗竭导致膜的完整性受损，直至神经细胞坏死。第二种情况是受到较轻的脑缺血影响之后，当血流在一定时间内得以恢复，神经细胞的机能也会随之恢复，神经细胞的构造不受影响，仍为正常细胞。另一种情况是神经细胞在经受一段时间缺因影响之后，其代谢的过程受到了影响，缺血启动了一系列的神经细胞内连锁机制，使得神经细胞在此后的一段较长时间(一般需要几天)内逐步萎缩死亡，此即所谓的细胞凋亡现象。细胞凋亡的机制尚不明确，但这种现象确实提醒我们神经细胞在缺血的作用后会产生一系列复杂的变化过程，最终或死亡或恢复正常。如果我们能够找到

10、防止细胞凋亡的方法，就会对脑缺血的治疗产生深远的影响。8.首次脑缺血对脑血管反应性的影响：在经过一次轻微的脑缺血影响之后，脑血管对脑缺血的反应性也会发生明显的改变，我们曾在一组实验中证实，当一侧的颈总动脉闭塞后，最初的几天脑血管对脑缺血的反应性与正常对照组无明显区别，而在6天之后却出现了缺血时脑血流快速恢复的现象，我们称之为迟发性脑血流反应增强，该现象的发生机制可能包括以下两种可能：一种可能是因为全脑的脑血流调节系统在经受先期的脑缺血之后发生了改变，而另一种机制是血管壁在经受缺血的影响之后，经过臆断时间产生了某种代谢产物，其对血管的舒缩有明显的调节作用，从而使脑血管对缺血的反应性明显增强，然而

11、其确切的机制有待进一步探讨。二、慢性脑供血不全的临床在我们的临床工作中，除了脑血管病的急性期患者之外，绝大部分在门诊就医的缺血性脑血管病患者都是处于脑血流低下或灌注不足的状态，而并未引起明确的临床卒中发作，他们会有各种主诉，但神经系统查体又是正常的，头CT及MRI检查往往也很难发现大脑构造上的变化，对于这部分人群，我们应予高度重视，因为他们有较大的可能会发展成为卒中，可以把他们认为是卒中的后备军。对于这部分患者进行正确的诊断和治疗，就可以防止他们发展成真正的卒中，或者说至少可以延缓及推迟卒中的发生。1.慢性脑供血不全的定义：在临床上，当脑血流逐渐降低时，最先出现的临床表现是各种自觉症状，随着脑

12、血流的进一步下降，逐渐会表现出精神症状，只有当脑血流下降到相当明显时才会表现出神经症状和体征。同时随着血流的逐渐下降，大脑的器质性改变逐渐变得更为明显。慢性脑供血不全的转归及其与其它脑缺血发作类型之间的关系。慢性脑供血不全如果控制不好，在一定情况下就会出现一过性相对完全的脑机能障碍，即发展成为一过性脑供血不足，严重时发展成为临床上的缺血性卒中，即脑梗塞。2.形成慢性脑供血不全的病因：可以包括以下几个方面，由血管方面的原因导致脑供血不足的可能原因包括动脉硬化，动脉炎，动脉狭窄等；血液动力学方面的原因包括高血压及低血压；血液方面的原因可以是高血脂，糖尿病，贫血等；其它的因素如肥胖，吸烟等也是形成慢

13、性脑供血不全的促发因素。3.慢性脑供血不全的病因及其病理生理状态的把握：要想比较全面地了解慢性脑供血不全的病因及其病理生理状态，可以从以下几个方面来进行检查。第一，了解全身一般状况对脑循环的影响，定期测量血压，血压是影响脑灌注的最主要因素之一，进行全面的内科查体，判定有无糖尿病，高脂血症，贫血等，建议查心电了解心脏的一般情况。第二，要掌握现阶段脑构造的情况，查头颅CT及MRI了解大脑构造的完整性，除外已经发生的脑梗塞、皮层下动脉硬化脑病及临床上经常见到的脑室周围低密度的情况。第三，了解脑血管的情况，可以检查脑血管造影、数字减影、磁共振血管造影、颈动脉超声及经颅多谱勒等，尽早发现能够引起脑供血不

14、足的局部因素，如动脉狭窄，痉挛，血管畸形等，以便针对病因治疗。第四，全面了解脑组织血流及代谢的情况，在这方面最有价值的检查是单光子断层扫描(SPECT)和正电子断层扫描(PET)，此两种检查能够帮助我们了解大脑各区域局部脑血流的情况，正电子断层扫描还可以帮助我们了解大脑各区域的代谢情况，通过比较脑血流与脑代谢的关系，确定脑组织是处于相对过度灌流的状态，还是处于灌注不足的状态，了解这些情况有助于确定正确的治疗方案。第五，要明确大脑机能受损的情况，可以检查脑电及定量脑电，大脑诱发电位及反映大脑高级认知机能的事件相关电位，这些检查可以帮助我们确定大脑的机能是否完整以及脑机能受损的程度。通过上述各方面

15、的检查可以使我们对血流动力学状况，脑血管系统的完整性，脑血流的状态，大脑的构造和机能情况有一比较完整的了解。4.慢性脑供血不全的治疗：慢性脑供血不全的治疗应着眼于保护残存的神经机能，改善和恢复受损的神经机能，防止其向严重的脑缺血类型发展。慢性脑供血不全的治疗可以分为药物和非药物治疗两部分，药物治疗的原则包括：控制血压，改善脑血流循环，抗血小板凝集，改善脑代谢及保护神经细胞几个方面。治疗药物的选择一般可以从以下几个方面来考虑：如果不合并糖尿病、高脂血症，同时血压控制良好的患者，可以选用抗血小板凝聚的药物及脑循环改善剂。合并糖尿病及心率不齐的患者可以选用抗血小板、抗凝和改善脑循环的药物。合并高血压

16、者可以使用有降压作用的脑循环代谢改善药物，如果使用不影响脑循环的降压药物(如ACE抑制剂)应合并使用脑循环改善剂。特别应强调的是在脑循环改善剂中，有一部分药物只改善脑循环，不会引起血压的降低，而一部分药物则在改善脑循环的同时降低血压。非药物治疗则着眼于去除引起脑供血不全的原因及设法改善脑循环。常用的方法包括放射性介入治疗，比如说对颈动脉高度狭窄的患者可以采取球囊扩张及置入颈动脉支架的方法来消除狭窄。血管内手术也是将来治疗慢性脑供血不全的一个重要方法，如激光血管内手术清除动脉硬化斑块，用机械的方法清除已经形成的血栓。颈动脉内膜剥脱术对颈动脉狭窄和颈动脉粥样硬化患者也会起到同样的治疗作用。颅内、外

17、动脉血管搭桥术只要选择适当的患者也被证明是一种有效的治疗方法。在选择患者方面，应该特别强调的是要确定患者大脑缺血区域脑组织的血运状况及神经细胞的机能代谢情况。当大脑的局部或全部处于低灌注，脑血流量相对不足，而神经细胞的机能完好的情况，可以通过各种措施改善大脑的血液供应，这对改善临床症状无疑是会有帮助的。然而当脑血管已经极度扩张神经细胞的机能和代谢已经受到不可逆的损害，通过改善脑循环，增加血流量后神经细胞机能不会得到明显改善的情况下，行各种手术治疗原则上不会取得令人满意的治疗效果。总之，只要我们提高对慢性脑供血不全的认识，注意采取各种措施积极预防供血不全的发展，就会降低脑血管的致残率，提高患者的

18、生活质量。 作者单位：王玉平（100051首都医科大学宣武医院神经科）参考文献1Lassen NA.Clinical Neuropharmacology 1990;13( Suppl 3)S1S8.2Bentue-Ferrer D. Decombe R,Reymann J-M.Schatz C.Allain H.Clinical Neuropharmacology 1990;13(Suppl 3)S9S25.3Heiss W-D Stroke 1992;2316681672.4Kitagawa K.Matsumoto M. Matsushita K. et al.B rain Research

19、 1996;7163946.5Kataoka K.Gtaf R.RosnerG.Heiss W-D. Stroke 19 87;18188194.6Lassen NA.The Lancet 1966;1111115.7Kato H.Kogure K,Nakano S.Brain Research 1989; 479366370.8Kitagawa K.Matsumoto M.Tagaya M. et al.Brain Research 1990;5282124.9Kitagawa K. Matsumoto M. Kuwabara K. et al. B rain Research 1991;561203211.10Marchal G.Serrati C.Rioux P. et al/Lancet 19 93;341925927.11Branston NM.Ladds A.Symon L.Wang AD.Journal of Cerebral Blood Flo