冠心病与脑血管疾病相关机制的探讨

金晶

（吉林省人民医院，吉林 长春）

1 心脏功能

心脏是人体的最重要器官之一，人体内血液的流动就靠着心脏这一动力器官进行[1]。心脏的最主要功能之一是泵血，营养物质及氧气就依靠心脏的搏动，通过血液传送到各个部位中，以维持细胞的正常代谢功能。

2 血管

血管与心脏的连接在人体内组成了一套封闭的管道系统，为心脏供应血液的即为冠状动脉，脑血管则为连接脑组织的血管，主动脉与心脏连接，心脏通过主动脉的弓分支达到椎动脉以及颈内动脉，再为脑组织供血[2]。冠状动脉循环的生理特点与脑循环不同。

3 冠状动脉循环

冠状动脉有三层血管壁，包括内膜、中膜及外膜。内膜又是由内皮及内皮下层组成的；中膜是由大动脉与中动脉组成；疏松结缔组织构成了外膜[3]。在冠状动脉循环中的特点如下：①心肌收缩直接影响其血流量；②有较大的血流量及较高的血压；③有较高的耗氧量，且具有较高的摄氧率；④循环的调节受到神经、激素的调节剂心肌代谢的影响。

4 脑循环

在脑循环中，特点为：①具有较大的耗氧量及较大的血流量。由于在人体中，脑部组织属于代谢最旺盛的器官。在人体总体重中，成人的大脑重量大约只占2%，但当人体处于静息觉醒状态中时，脑循环也需要消耗心输出量的15%左右，约消耗1/4的全身消耗的葡萄糖量以及占全身总耗氧量的1/5[4]。②具有较小的血流量变化。③有血脑屏障的存在。主要包括了血-脑屏障（Blood Brain Barrier, BBB）以及血-脑脊液屏障（Blood Eerebrospinal Fluid Barrier, BCSFBor BCB）。这是脑毛细血管中存在的一种特征结构。除了有屏障功能，还起到了载体作用，能够将多种物质进行传输，起到了清除毒性物质及传输营养物质的作用。血脑屏障中的不同细胞的作用如下。

4.1 内皮细胞的作用

可以将不通透的墙用以形容BBB，在BBB中，其主要的形态学基础就是BMVEC与其的紧密连接。在内皮细胞中，具有一种特殊的运输系统以及受体模式，它能促进脑部吸收重要的激素及营养素，将其中潜在的疏水性化合物阻止在外。它主要是通过活化泵对大脑的代谢产物、离子浓度及外源物质进行调节[5]。BMVEC厚度均匀且无窗，具有微弱的胞饮作用，BMVEC能为大脑的代谢提供有效的需求物质，以保证脑部离子能维持在一种动态平衡状态下。在脑血管的EC中，相较于其他组织中的EC而言，区别在于，脑血管EC中的TJ（Tight Junctions, TJ）较为复杂，主要表现于脑血管细胞中内皮细胞的膜上有微转蛋白、γ-谷氨酸转肽酶、转铁蛋白受体、碱性磷酸酶等以及一些丰富线粒体等特殊蛋白的存在，是一种由多种分子构成的复合体，这些细胞内的蛋白物质以及分子使内皮细胞间构成了紧密的连接，细胞间屏障为其主要功能[6]。有研究发现，除BBB外的内皮细胞都存在大量的小泡及小凹陷，这些结构具有较强的吞饮作用，但在BBB中，缺乏这种结构，但有研究发现，即使BBB的血管内皮细胞周围不存在星形细胞，也能对离子的转运产生限制作用，对毒性物质的运输进行阻止，说明在BBB的血管内皮细胞中，有其特殊吞饮机制的存在。

4.2 星形细胞

有相关研究显示，最复杂的细胞为星形胶质细胞。其主要存在于哺乳动物的中枢神经系统中，分布较广，该细胞具有较大的体积。星形细胞的主要作用是对神经元起到隔离、支持、代谢及营养等作用。有研究发现，在内皮细胞中，星形细胞起到了其诱导剂维持从非屏障转变为屏障细胞的作用。它是一种媒介，能将脑血管与神经元细胞体相连接，与内皮细胞关系密切、中间丝是星形细胞的特异性生物标志。星形细胞的终足（end-feet）在毛细血管内皮细胞表面的包绕面积超过了90%。在该细胞中，存在高密度的正交排列离子（Orthogonal Arraysof Particles, OAPs）等特殊结构，包括Kir4.1 K+通道及水通道蛋白4（AQP4）等结构，这些特殊结构密切关系着BBB的水通道与离子通道的调节。根据脑血管中的相关研究发现，脑血管中的一个独有特点就是星形胶质细胞环脑血管，该现象的出现时间早在BBB发育时就已存在。它能将代谢支持及营养支持有效的提供给神经元。星形胶质细胞能有效促进转运系统蛋白的表达，对其进行定位及上调（如PgP、GLUT），同时会参与到突触的活动调节工作及形成当中，可以对突出连接数目进行改变，从而对突出的可塑性造成影响。在星形胶质细胞中，可以通过对细胞外的酸碱度平衡及离子平衡，特别是对K+的稳定浓度进行调节，从而实现对神经系统内环境的稳定性产生维持作用，保证血脑屏障功能的正常运行。

4.3 小神经细胞

小神经细胞简称MG，它也是胶质细胞中的一种，能够通过与BMVEC的相互作用而对BBB屏障功能产生积极的影响。它主要存在于脑实质区，对脑部神经元起到支持及保护的作用。小神经细胞能在不同状态下切换形态，在静息状态下，是一种细长的形态，能够明显观察到其表面存在棘状突起。而在动态状态下，小神经胶质细胞即转变为一种阿米巴样的巨噬细胞形态，在动态状态下能诱导炎症、促进生长因子的分泌等作用[7]。适当激活MG能促进修复细胞损伤部位，但若激活过度可导致损伤恶化，产生毒性作用。

5 脑组织

神经元细胞是脑组织的主要构成，神经元细胞的包体是脑部半球表面的主要皮质构成，而在其内侧则主要为白质，神经元细胞纤维是其主要构成。脑组织的调节受到氧气、二氧化碳、激素及脑部血流量调节的影响，依靠氧气、葡萄糖等营养物质维持功能的正常运转。

有相关研究提出，AS属于一种“炎症性疾病”。在AS中，主要的病理表现为增生、渗出及变质。在疾病发生及病情紧张中，会逐渐从脂质条纹发展为纤维、粥样斑块，甚至会形成不稳定斑块及生成血栓甚至血管破裂，在此过程中，都有大量炎症介质及细胞的参与。在多种因素，如高血糖、高血压等致动脉硬化形成因素的影响下，导致血液的循环及周围的组织间，参与调节动态屏障功能的动脉内皮功能发生失调，甚至受到破坏，导致参与调节功能中的内皮细胞功能失调、细胞死亡[8]。有研究发现，内皮细胞的寿命在斑块易发区域，由在正常环境中的17周左右缩短至几周时间。虽然临近的成熟内皮细胞在附近内皮细胞遭到破坏、死亡后，可以通过分裂增生进行补充，但在此过程中又会激活氧化应激系统，导致人体内释放出大量的促炎细胞因子，促进血小板表达粘附分子、VCAM-1、E-选择素、ICAM-等的表达I，并提升了MCP-1，导致内膜下出现外周血单核细胞，并进行增殖进而分化为巨噬细胞，对脂质的摄取又促进其向泡沫细胞转变。有实验证明，在形成AS早期时，T淋巴细胞分布于单核及巨噬细胞中，同时会对内膜细胞中释放的部分细胞因子产生损伤作用。同时OX-LDL会激活PMN，参与到细胞中的炎症反应中。虽然AS能够在正常状态下，通过逆转人体内的胆固醇而进行抵抗，但在上述情况中，该调节功能受到抑制甚至丧失，进而无法阻止AS的病情进展，最终形成全身动脉管腔狭窄或阻塞的情况，进一步造成脑部的缺氧缺血现象的发生。破坏BBB屏障功能的完整性及通透性，使脑水肿症状加重，对脑组织中的各种功能产生影响，最终导致病变的形成。反之，脑组织的病变也会对心脏及全身功能产生影响，将病理状态加重。因此，临床上的治疗应当从寻找不同阶段的作用靶点，据此开展疾病的防治工作。