人腦橋靜脈流出端肌性超微結(jié)構(gòu)及其對顱內(nèi)壓的作用

 
　　作者：孔大偉　　作者單位：山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院神經(jīng)外科， 濟(jì)南 250021

　　【摘要】目的 觀察人腦橋靜脈流出端管壁的肌性超微結(jié)構(gòu)，揭示該段血管的收縮和舒張?zhí)匦?，探討其對顱內(nèi)靜脈血液流出的調(diào)節(jié)機(jī)制。方法 非血管源性神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者行開顱手術(shù)，術(shù)中截取腦橋靜脈至近靜脈竇端，選取腦橋靜脈流出端行超薄切片，重金屬鹽染色后透射電子顯微鏡下觀察。結(jié)果 電子顯微鏡下觀察顯示，人腦橋靜脈流出端的肌性超微結(jié)構(gòu)特征與腦靜脈系統(tǒng)其他部位顯著不同：存在散在、孤立的平滑肌細(xì)胞，細(xì)胞間未見縫隙連接，未發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維組織，無平滑肌細(xì)胞的功能性統(tǒng)一體。結(jié)論 腦橋靜脈流出端不具有自主舒縮功能，缺乏主動(dòng)調(diào)控機(jī)制，其具有的特殊形態(tài)學(xué)特征提示其可能是腦血液循環(huán)中靜脈血液流出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是調(diào)節(jié)顱內(nèi)壓的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

　　【關(guān)鍵詞】 人腦橋靜脈 肌性超微結(jié)構(gòu) 顱內(nèi)壓

　　veins and its significance on intracranial hypertension

　　KONG Dawei， PANG Qi, XU Shangchen, SI Zhichao, WANG Hanbin, ZHU Yufang

　　(Department of Neurosurgery, Provincial Hospital Affiliated to Shandong University, Jinan 250021, China)

　　To explore the regulatory mechanism of muscular ultramicrostructures of the outflow segments on blood flowing out from the cerebral bridging veins. Methods Bridging veins were obtained from patients suffering from nonvenous disorder diseases of the central nervous system. The junctures of bridging veins were completely isolated as close as possible to superior sagittal sinus and sliced. Then serial sections of the outflow segments were observed by transmission electron microscopy. Results Muscular morphological features of the outflow segments of cerebral bridging veins were obviously different from those of other parts of the cerebral vein system. Sporadic and isolated smooth muscle cells were discovered by electron microscopy, but no nerve fibers and no gap junctions were found between cells. Conclusion The outflow segment of bridging veins can not functionally contract and dilate， the control mechanism here must be passive. Its special morphological pattern indicates that the outflow segment is the possible key point to control vein outflow and so it is a possible key point to regulate intracranial hypertension.

　　Key words： Cerebral bridging veins; Ultra microstructure; Intracranial hypertension 顱內(nèi)壓增高是影響神經(jīng)系統(tǒng)疾病預(yù)后的主要因素，是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域亟待解決的難題。容量調(diào)節(jié)是顱內(nèi)壓調(diào)節(jié)的基本原理，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)貯存的血液是顱內(nèi)可供調(diào)節(jié)體積的重要部分，如通過控制動(dòng)脈血壓減少入顱血流量、促進(jìn)毛細(xì)血管對組織間液的重吸收等[12]。靜脈血液容量是顱內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)體積大的部分，可供調(diào)節(jié)的體積也大，加之其不會影響到腦灌注壓，因此成為近期關(guān)注的熱點(diǎn)問題。本研究選取位于腦靜脈系統(tǒng)末端的腦橋靜脈流出端作為研究對象，利用電子顯微鏡觀察流出端的肌性超微結(jié)構(gòu)，以期揭示其收縮、舒張的形態(tài)學(xué)特征，探討靜脈血液流出顱外的可能調(diào)控環(huán)節(jié)，并為下一步針對腦靜脈系統(tǒng)治療顱內(nèi)壓增高提供理論依據(jù)。

　　1 資料與方法

　　1.1 臨床資料 15條人腦橋靜脈取自山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院神經(jīng)外科非血管疾病原因行開顱手術(shù)的的13例患者，其中9例為外傷導(dǎo)致的上矢狀竇損傷患者，其余4例為額頂葉腦膜瘤患者，13例患者中男8例，女5例，15～69歲，平均45.6歲。

　　1.2 大體標(biāo)本處理 常規(guī)神經(jīng)外科開顱后，術(shù)中小心暴露腦橋靜脈，肉眼下可看見包括上矢狀竇、腦橋靜脈、相鄰腦組織和硬腦膜在內(nèi)的區(qū)域，顯微鏡下盡量游離至腦橋靜脈和上矢狀竇之間交界處后，先以銀夾夾閉后電凝切斷取出，為避免患者術(shù)后靜脈回流障礙，一般選擇額葉部分的橋靜脈，不傷及周圍各種結(jié)構(gòu)避免引起術(shù)后并發(fā)癥。腦橋靜脈一經(jīng)取出后，快速以PB沖洗組織周圍的血液等污物，并立刻放入3%戊二醛中固定，保存運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。隨后修正樣品為橫斷面約1?mm2，長約2～3?mm的條狀后再次置入3%戊二醛中，之后按常規(guī)透射電子顯微鏡(TEM)樣品制備方法漂洗、OsO4固定、漂洗、脫水、浸透、Spon812包埋，光鏡半薄切片定位后行超薄切片，每片厚約30?nm，用枸橡酸鉛和醋酸雙氧鈾電子染色，日立H800型透射電子顯微鏡下觀察并拍照。

　　1.3 腦橋靜脈流出端選擇 將術(shù)中所取得的血管末端作為起始點(diǎn)(橋靜脈與矢狀竇連接處)，逆血流方向確定距離起始點(diǎn)約0.2～0.5?cm區(qū)段為腦橋靜脈流出端，選取該段中點(diǎn)附近作為樣本連續(xù)切片[3]。

　　2 結(jié) 果

　　2.1 平滑肌細(xì)胞間關(guān)系 。平滑肌細(xì)胞散在單個(gè)存在，未發(fā)現(xiàn)各平滑肌細(xì)胞間有縫隙連接等結(jié)構(gòu)，不能形成功能整體，也未能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)纖維組織。

　　2.2 單個(gè)平滑肌細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu) 。腦橋靜脈流出端電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)平滑肌細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有胞膜小凹、線粒體、高爾基體，其中高爾基復(fù)合體區(qū)明顯，還可見密斑、密體和肌絲清晰顯示腦橋靜脈流出端致密分布的膠原纖維，膠原纖維集合成束，纖維邊界清晰，電子密度均一，束內(nèi)各纖維近乎平行。排列方式也不同于其余靜脈區(qū)段的縱向排列。

　　3 討 論

　　目前臨床治療顱內(nèi)壓增高的方法主要有兩種[4]929：一是針對顱內(nèi)壓本身(ICPtargeted)，包括控制性過度通氣，靜脈注射高滲藥物以及應(yīng)用巴比妥類藥物等;二是降低顱內(nèi)血流量(CBFtargeted)，如控制血壓、降低顱內(nèi)灌注壓使入顱血液量減少從而達(dá)到降低顱內(nèi)壓的目的。另外還有利尿，影響腦脊液的產(chǎn)生和吸收等。此類治療顱內(nèi)高壓的方法能夠在短期內(nèi)起到降低顱內(nèi)壓的效果，但由于顱內(nèi)壓升高本身已經(jīng)引起腦灌注壓下降，減少維持腦部代謝必需的基礎(chǔ)腦血流量，導(dǎo)致腦缺血、水腫引起二次腦損傷，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。Grande等[4]936意識到了足夠腦灌注壓的重要性及其在防止顱內(nèi)壓增高患者繼發(fā)腦缺血損傷中的重要性，并提出了“Lund”概念[56]。Grande等[4]研究認(rèn)為，只要過多的液體能夠回吸收入靜脈即能引流出顱腔，繼而降低顱內(nèi)壓，卻忽視了腦內(nèi)液體重吸收后，是先匯入顱內(nèi)靜脈經(jīng)由靜脈竇流出顱腔的，淤積在靜脈中的血液流出及流出量的大小還受到腦橋靜脈的限制，如果血液不能順利由靜脈流出，則Lund概念中毛細(xì)血管所回吸收的液體只是由顱腔中的動(dòng)脈血管床、組織間隙和細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到了樣位于顱腔的靜脈血管床，液體的轉(zhuǎn)移并未起到減少顱內(nèi)體積的效果。

　　由此顱內(nèi)液體循環(huán)的后通路腦內(nèi)靜脈系統(tǒng)可能是降低顱內(nèi)壓、真正減少顱腔內(nèi)容物體積的有效環(huán)節(jié)[7]。正常情況下存在于腦靜脈血管床的顱內(nèi)血容量大概占整個(gè)顱腔容量的6%，占全腦血容量的70%～80%，由于靜脈血體積占到相當(dāng)高的比例，可用于調(diào)節(jié)容量變化的體積更多，所能發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用會比動(dòng)脈更明顯，加之其不會降低灌注壓，影響腦組織的血液供應(yīng)和能量代謝[89]，因此腦靜脈系統(tǒng)血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及其對顱內(nèi)壓增高的調(diào)節(jié)機(jī)制以及由靜脈血容量減少始動(dòng)的顱內(nèi)容物體積減少對于指導(dǎo)治療顱內(nèi)壓增高具有重要的理論及臨床意義。Asgeirsson等[10]的研究發(fā)現(xiàn)橋靜脈接近矢狀竇一端存在的形態(tài)學(xué)狹窄與靜脈壓力的突然下降(“Waterfall ”現(xiàn)象)相關(guān)，從而提出流出口阻力是顱內(nèi)壓增高時(shí)腦靜脈流出的可能調(diào)節(jié)機(jī)制[11]。

　　本研究觀察結(jié)果表明，腦橋靜脈流出端可能是調(diào)控血液引流出顱關(guān)鍵環(huán)節(jié)。膠原纖維細(xì)胞本身無自主收縮和舒張功能，而本研究在腦橋靜脈流出端發(fā)現(xiàn)平滑肌細(xì)胞單個(gè)存在，之間沒有任何連接結(jié)構(gòu)，也就無法形成具有收縮和舒張的功能統(tǒng)一體，此處對顱內(nèi)靜脈血液流出的調(diào)控必然為被動(dòng)反應(yīng)，不能主動(dòng)通過改變此段血管的半徑而對靜脈血容量進(jìn)行阻力調(diào)節(jié)。當(dāng)顱內(nèi)壓升高時(shí)，血管承受來自于內(nèi)部血液的周向或軸向壓力而發(fā)生變形，膠原纖維能對抗這種壓力而防止血管的過度擴(kuò)張或伸長，而此處的孤立平滑肌細(xì)胞不能起到擴(kuò)張或深長血管的作用。大量研究證實(shí)顱內(nèi)壓增高狀態(tài)下顱內(nèi)靜脈血液處于淤積狀態(tài)，即靜脈血管處于擴(kuò)張狀態(tài)，但由于此處存在環(huán)形排列的致密膠原纖維以及特殊的肌性結(jié)構(gòu)，使流出端與其近端的靜脈不會或者很少程度的出現(xiàn)擴(kuò)張，根據(jù)Poiseuille法則(血流阻力R=8ηι/πr4，其中R是血管阻力，γ是血管半徑)周向擴(kuò)張受限的流出端靜脈血管實(shí)際形成了阻止靜脈血液流出的相對阻力，這種生物力學(xué)上的被動(dòng)變化機(jī)制顯然會影響到顱內(nèi)靜脈血液循環(huán)的血流動(dòng)力學(xué)：機(jī)體對顱內(nèi)壓增高的反應(yīng)形成了壓力增高-腦橋靜脈流出端阻力增加-靜脈血液流出減少-顱內(nèi)容物體積增加-進(jìn)一步導(dǎo)致壓力增高的惡性循環(huán)，這一現(xiàn)象與機(jī)體受到其他外部損害產(chǎn)生的良性代償是不同的，因此主動(dòng)干預(yù)腦靜脈系統(tǒng)影響顱內(nèi)壓，切斷顱內(nèi)壓增高與靜脈血容量增加之間的惡性循環(huán)進(jìn)而降低顱內(nèi)壓是非常必要的。