摘自：中國(guó)卒中雜志 2019年3月 第14卷 第3期
作者：韓珂，胡漢華
【關(guān)鍵詞】 腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)；機(jī)制；評(píng)估方法；標(biāo)準(zhǔn)
腦血流（cerebral blood flow，CBF）存在于人腦中一個(gè)約600 km長(zhǎng)，具備協(xié)同作用且相互連接的血管網(wǎng)內(nèi)。在此血管網(wǎng)系統(tǒng)中，腦動(dòng)脈、小動(dòng)脈和毛細(xì)血管為大腦提供O2、能量和營(yíng)養(yǎng)，而腦靜脈將CO2和代謝廢物從大腦中排出。腦幾乎沒(méi)有能量?jī)?chǔ)備，必須通過(guò)血流持續(xù)供應(yīng)O2和能量。
腦血管的適應(yīng)性調(diào)節(jié)機(jī)制有助于保證腦在各種條件下均可獲得充足且適當(dāng)?shù)难汗?yīng)。包括：平均動(dòng)脈血壓（ar ter ial blood pressure，ABP）在一定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，保持腦灌注穩(wěn)定能力的CA；腦內(nèi)動(dòng)脈PaCO2/pH改變時(shí)，保持腦灌注穩(wěn)定的血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的腦血管運(yùn)動(dòng)（舒縮）反應(yīng)性（cerebral vasomotorreactivity，VMR）。以上2種調(diào)節(jié)機(jī)制針對(duì)的是靜息狀態(tài)的腦血流調(diào)控。此外，細(xì)胞活性增加時(shí)，CBF通常也會(huì)增加，這是通過(guò)神經(jīng)血管耦聯(lián)（neurovascular coupling，NVC）調(diào)整腦灌注以適應(yīng)大腦活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)細(xì)胞功能增加的高代謝需求，又被稱為功能性充血，目前是一個(gè)比較活躍的研究領(lǐng)域。
上述3種腦血管的適應(yīng)性調(diào)節(jié)機(jī)制均通過(guò)神經(jīng)血管單元（neurovascular unit，NVU）起作用。傳統(tǒng)NVU位于腦循環(huán)的末段，由小動(dòng)脈、微血管、壁細(xì)胞如血管平滑肌細(xì)胞和周細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元及小靜脈構(gòu)成。上述結(jié)構(gòu)不但在神經(jīng)血管耦聯(lián)中各司其職（如壁細(xì)胞具有收縮性，能夠直接調(diào)控血管的直徑和血流），而且與動(dòng)脈、小動(dòng)脈和腦微循環(huán)毛細(xì)血管段的神經(jīng)元之間相互作用；同時(shí)通過(guò)介導(dǎo)腦血管擴(kuò)張和收縮的細(xì)胞信號(hào)通路進(jìn)而調(diào)控CBF使其增加和減少[1-3]。在許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期階段，當(dāng)CBF調(diào)節(jié)的細(xì)胞和分子機(jī)制異常，CBF、O2輸送和神經(jīng)元活動(dòng)不匹配，出現(xiàn)神經(jīng)血管功能連接中斷，神經(jīng)血管將失耦聯(lián)[4-5]。近年來(lái)，NVU的概念逐漸擴(kuò)展為更大范圍的“血管神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”[6 -8]，包括在生理和病理?xiàng)l件下維持腦血流所需的全部細(xì)胞及結(jié)構(gòu)，除了傳統(tǒng)的毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞和被星形細(xì)胞端足包裹的基底層、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞，還包括平滑肌細(xì)胞、非毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管周圍神經(jīng)、成纖維細(xì)胞、平滑肌祖細(xì)胞和免疫系統(tǒng)細(xì)胞及側(cè)支血管、血管周圍神經(jīng)和靜脈。正是依賴于這個(gè)血管神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)和復(fù)雜的協(xié)同合作，才實(shí)現(xiàn)了腦血流的
精確調(diào)控，支持了大腦正常的穩(wěn)態(tài)和功能。
TCD可以同步動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顱內(nèi)血管的血流速度（cerebral blood flow velocity，CBFV）。假設(shè)顱內(nèi)血管的直徑不變，血流速度可以代表腦血流。通過(guò)TCD監(jiān)測(cè)顱內(nèi)血管的血流速度，得以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步監(jiān)測(cè)生理或病理?xiàng)l件下由外部或者內(nèi)部刺激誘發(fā)的NVU的變化和反應(yīng)，進(jìn)而分析這些機(jī)制調(diào)控下的腦血流改變。
由于人體研究更適合闡述CA的機(jī)制，本文結(jié)合團(tuán)隊(duì)多年的臨床研究積累的經(jīng)驗(yàn)，主要關(guān)注的是人體CA的生理和臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用，包括CA檢查流程的的標(biāo)準(zhǔn)化。
1 腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)的生理
CA的概念由Lassen等在1959年首次提出，是當(dāng)ABP在60～150 mm Hg之間波動(dòng)時(shí)，CBF保持穩(wěn)定的能力。CA保護(hù)腦，避免低血壓導(dǎo)致的腦灌注不足，或高血壓導(dǎo)致的腦充血、過(guò)度灌注[9]。
CA的基礎(chǔ)是通過(guò)小動(dòng)脈和毛細(xì)血管括約肌調(diào)節(jié)腦血管的阻力（c e r eb r ov a s c u l a r resistance，CVR）。關(guān)于機(jī)制，主要是4種學(xué)
說(shuō)，包括肌源性、神經(jīng)源性、內(nèi)皮性和代謝反應(yīng)機(jī)制。肌源性張力是壓力增高時(shí)小動(dòng)脈及其平滑肌收縮，壓力降低時(shí)舒張[10]?？绫趬毫焖?BR>變化（ΔP=10～25 mm Hg/s）將觸發(fā)血管直徑的即時(shí)變化[11]?？绫诖碳ら_(kāi)始和血管機(jī)械應(yīng)答開(kāi)始之間的潛伏期通常<250 ms[12]。代謝機(jī)制發(fā)生在較小的血管，局部微環(huán)境的變化會(huì)影響血管舒縮反應(yīng)，例如，低于自動(dòng)調(diào)節(jié)下限的低血壓導(dǎo)致了腦血流降低，進(jìn)而導(dǎo)致CO2蓄積，由于調(diào)節(jié)存在則小血管擴(kuò)張，PaCO2每增加1 mm Hg，腦血流增加近4%。相反，高于CA上限的高血壓導(dǎo)致高灌注和CO2減少，相應(yīng)地血管收縮，PaCO2每降低1 mm Hg，腦血流減少4%[13]。該反應(yīng)已經(jīng)被歸因于腦血管平滑肌對(duì)H+的反應(yīng)[14]。神經(jīng)源性機(jī)制也被稱為“神經(jīng)血管耦聯(lián)”，包括中、小直徑血管的控制。神經(jīng)元分泌具有血管活性的神經(jīng)遞質(zhì)，如血管擴(kuò)張劑乙酰唑胺、NO及血管收縮劑5-羥色胺和神經(jīng)肽Y[15]。通過(guò)紅外視頻顯微技術(shù)觀察大鼠的神經(jīng)元之間和鄰近的微血管，發(fā)現(xiàn)微血管對(duì)神經(jīng)元間去極化的反應(yīng)是收縮[16]。內(nèi)皮性機(jī)制是指內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生了多種信號(hào)，如內(nèi)皮細(xì)胞分泌血管擴(kuò)張劑NO等，以及血管收縮劑如內(nèi)皮素-1、血栓素A2等，影響正常和疾病狀態(tài)下腦血管的張力[17]。
CA分為2種類型：靜態(tài)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和動(dòng)態(tài)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。sCA是調(diào)整腦血流適應(yīng)在數(shù)分鐘或者數(shù)小時(shí)內(nèi)緩慢/漸進(jìn)改變的血壓，是在TCD技術(shù)應(yīng)用臨床之前，因無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步，故記錄的是滯后的數(shù)據(jù)。TCD問(wèn)世后，由于具有高時(shí)間分辨率，可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)同步，故dCA可以在數(shù)秒鐘內(nèi)對(duì)血壓的即時(shí)變化做出反應(yīng)，允許持續(xù)測(cè)量CA，實(shí)現(xiàn)對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的逐波分析。
CA及腦血流與晝夜、運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)迫呼吸（伴隨著動(dòng)脈血PaCO2的變化）、體位和功能活動(dòng)均有關(guān)，飲食、月經(jīng)周期的激素改變、麻醉劑也是影響因素。所以，在隊(duì)列研究（在相同條件下評(píng)估每例患者）或者個(gè)體前、后比較的縱斷面研究中，進(jìn)行CA實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須要考慮這些波動(dòng)因素的影響，以便實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作，提高該檢查的可重復(fù)性及多中心之間比較結(jié)果。
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