微循環是微動脈和微靜脈之間的血液循環,基本功能是進行血液與組織液間的物質交換,正常情況下,微循環的血流量與組織器官的代謝水平相適應,保證各組織器官的血液灌注量并調節回心血量。微循環與組織器官的功能密切相關。
肝臟的微循環是指以肝竇為中心,門靜脈與肝動脈終末支經肝竇至細小肝靜脈(中央靜脈)間的血液循環[1]。肝臟的生物合成、代謝、解毒和宿主防御等復雜功能都緊密依賴于健全的微循環[1]。肝臟微循環障礙直接影響肝臟的生理功能。
肝臟微循環是很豐富的,肝臟血流正常為1500ml/min,占心輸出量的1/4,3/4來自門脈,1/4來自肝動脈[2-3],此部分為入肝血流或全肝血流,稱為物理性肝血流。正常肝臟微循環內血流較快。血流通過肝小葉的平均運輸時間約8.4秒。肝臟是對血流和氧供最敏感的器官之一,雖受營養血管(肝動脈)與功能血管(門靜脈)的雙重血供,肝小葉對血流的改變仍很敏感。急性肝炎,肝臟血容量和血流速度比正常人減少了50%以上[4]。慢性肝病時,因肝臟微血管系統結構發生改變,造成肝臟微循環障礙,可以表現為肝竇直徑縮小、阻力增大,從而使得血液流動減慢甚至流量減少,導致門靜脈壓增高,出現一類癥狀體征[1]。
什么是肝臟微循環障礙呢?
當各類致病物如乙肝病毒、酒精等各種致病因子長期刺激肝臟,導致巨噬細胞激活,釋放細胞因子,肝星狀細胞激活,活化增殖,合成細胞外基質、導致纖維組織增生等微觀結構改變稱為微循環障礙。
研究表明,微循環障礙是慢性肝病重要的發病機制之一,貫穿在疾病發展過程的始終。改善肝臟微循環,有利于肝臟功能的恢復,有利于防止和延緩肝纖維化和肝硬化的形成。所以如果能直接反映肝臟微循環障礙的指標也是可以反映肝臟功能的。
不同的肝臟疾病微循環障礙的表現有所不同:
急性肝損傷
急性炎癥下會出現肝細胞點狀壞死和匯管區炎癥,逐步出現橋接壞死和炎性浸潤。
肝硬化
出現纖維化增生,假小葉形成,門靜脈阻力升高,肝內外動靜脈分流,使肝血流循環障礙,降低了有效肝血流量,可再繼發肝細胞變性、壞死,形成惡性循環;另一方面,由于肝血竇毛細血管化已經形成,內皮細胞失窗孔化,連續基底膜的形成,使肝血竇與竇周隙的物質交換受阻,致使經肝代謝和轉化的物質過門而不入。
慢加急性肝衰竭
在慢性肝病的基礎上,病情迅速加重導致肝衰竭時,大量的肝細胞腫脹壞死,肝血竇及血管腔狹窄,淤血,微血栓形成,纖維蛋白沉積,纖維組織增生,導致肝臟出現微循環障礙,出現臨時性有效肝血流量降低,而有效肝血流的減少,又進一步加重肝功能衰竭。
肝切除術后
手術直接導致肝內脈管結構損傷,微循環結構發生了變化,肝切除術的多種損傷因素手術創傷、輸血、麻醉、疼痛、感染、焦慮等可引起促炎因子過度釋放,致機體處于促炎狀態,引起局部和全身炎癥反應。圍術期炎癥損傷血管內皮細胞并造成血管內皮功能紊亂,導致凝血機制失調及局部組織低灌注,加劇微循環障礙[5]。
《肝衰竭診治指南(2012年版)》提到:各類慢性肝病患者皆存在不同程度的肝臟微循環障礙,由于血粘度升高、血流減慢,必然影響微循環的血流灌注及氧供,血液難以進出肝臟,無法保證對肝細胞的營養供應,導致肝細胞進一步損害,造成惡性循環。胃腸道吸收的營養成分難以進入肝臟,消化不良;吸收在血液中的藥物難以進入肝臟與肝細胞接觸,無法有效發揮藥物療效;代謝廢物難以排出肝臟,成為毒素,滯留于肝臟,導致肝細胞損傷,而加快肝病進展[6]。現代研究已經證實,病毒性肝炎的微循環障礙還能延緩病毒的清除和增強肝臟細胞的免疫損傷[1]。
肝臟微循環的觀察方法有很多,比如超聲多普勒、激光多普勒、吲哚菁綠(ICG)微血管造影等,其中吲哚菁綠(ICG)微血管造影利用ICG的吸收光譜和激發光譜均屬近紅外光,穿透能力強,通過近紅外熒光成像儀,觀察ICG熒光強度變化,了解血管分布及血液循環。因ICG安全、測定容易、只通過肝臟清除等優點,ICG微血管造影已經廣泛用于眼部血管及臨床的燒傷創面深度判讀和移植皮瓣的微循環觀察[6]。
肝臟微循環的評估指標有肝血流量、肝泡的灌注率等。其中肝血流量應用指示劑稀釋技術就可以得到。指示劑稀釋法也是一種應用較為廣泛的血流動力學參數的測定方法,其原理為FICK定律,測定只通過肝臟清除的指示劑的清除率就能推算出肝血流,即肝臟對指示劑不可逆地從血循環中的清除率等于肝血流量乘以肝對該指示劑的清除率。目前臨床常用的指示劑為吲哚菁綠(ICG)[7]。
Km=(HBF*ER/100)/BV,EHBF= BV*Km= HBF*ER/100【Km:血漿消失率;HBF:肝血流量;ER:ICG肝去除率=(動脈血中的ICG濃度-肝靜脈血中的ICG濃度)/動脈血中ICG濃度*100(%);BV:循環血容量;EHBF:有效肝血流量】[8]
HBF與EHBF到底有什么區別呢
HBF為肝血流量,入肝(總肝)血流,反應的是物理性的進入肝臟的血流量。
EHBF是有效肝血流,指與肝細胞接觸并進行物質交換、發揮代謝功能的肝臟血流量。反映肝臟血流灌注和細胞代謝狀況,即反映功能性肝血流,是臨床評價微循環障礙程度的重要指標。EHBF是肝臟缺血的替代標志物,因此它可能是間接估計肝細胞損傷程度和評估肝臟功能儲備的有效工具[8]。
可以通過“步行街理論”來進行形象化描述:
一條步行街有很多商鋪,經過步行街的所有客流量可以比作全肝血流,走進各店鋪完成購物的顧客可以比作有效肝血流,有過門而不入的顧客比作無效肝血流,有效肝血流≈全肝血流-無效肝血流。如下圖[9]:
在肝硬化條件下,由于肝臟微循環結構改變和側支循環的建立,肝內外存在動靜脈分流,肝臟的有效血流量遠低于肝總血流量。
目前臨床唯一能評估患者微循環障礙程度,同時可以反映肝臟儲備功能的指標是有效肝血流,即EHBF。
通過EHBF指標可以在疾病治療過程對微循環障礙及改善情況進行動態監測,為合理診療提供有力依據。
隨著對肝儲備功能認識的加深和對ICG清除試驗的研究深入,越來越多的專家、主任在評估肝儲備功能的功能性肝細胞量的同時,也開始關注治療過程中患者的微循環障礙程度,以ICGR15結合EHBF對患者進行動態、綜合評價,相信將來ICG清除試驗定能更好的為患者的診療保駕護航,開啟肝臟儲備功能評估的新篇章。