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世界微循环研究的回顾与展望

来源:中国微循环 作者:修瑞娟 2004-9-28
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摘要: 世界微循环研究领域的前缘正在向前推进,其范围也以加速度向外扩展,成为现代科学揭示生命系统分子水平奥秘的尖端学科,是基础与应用的生物医学科学中不可缺少的一部分。使这一特殊领域得以进一步辉煌的重要因素之一是来自基础与临床的研究者在自己的研究实践中认识到了微循环的重要性并正在积极投身其中,利用分子生物学......


  世界微循环研究领域的前缘正在向前推进,其范围也以加速度向外扩展,成为现代科学揭示生命系统分子水平奥秘的尖端学科,是基础与应用的生物医学科学中不可缺少的一部分。使这一特殊领域得以进一步辉煌的重要因素之一是来自基础与临床的研究者在自己的研究实践中认识到了微循环的重要性并正在积极投身其中,利用分子生物学、细胞生物学、化学、物理和工程学的大量工具和分析手段,由此入手而开始解开在过去被认为非常复杂的难题。微循环信息独特而丰富,它是任何动物活体组织不可缺少的组成部分,并且是活体细胞与外部环境之间独特的物质交流途径。

  世界微循环领域的起源可以追溯至几百年前。Malpighi和Leuwenhock用简易的显微镜进行观察,第一次描述了血液在相对纤细的毛细管中川流不息的情景。这些显微镜下看到的血管一开始被形容为类似一种田间灌溉的渠道。事实上,很长一段时间里科学家们还不能肯定它们是血管还是组织间隙。这些具有独立功能呈树枝状分布的血管,其周围的分枝当时仅被认为是微血管对局部损伤或发炎作出反应时的产物。

  两种方法学的进展促进了对微循环血流动力学的了解。本世纪70和80年代应用电子显微镜使人们清晰地观察到这些小血管壁中的细胞(内皮细胞、平滑肌细胞、周细胞)内构造和它们的细胞器。近一段时期,细胞培养技术和特殊的免疫学探针的发展为揭示生物化学和生物物理学与多细胞组织的关系及对生命结构的选择性自我改建开辟了广阔前景。人体活体显微镜及计算机图像检测分析系列用最有力的证据证明了末梢血管床在大多数疾病及衰老过程中起着原动或从动的作用。

  本世纪50年代首次统一了该领域使用的名词——微循环(microcirculation)。早在1880年,Claude Bernard已经认识到对于多细胞组织的生理组成,其本质的也是首要的问题是保持稳定的内环境。在这内环境中实质细胞得以完成它们的功能性活动,Walter B.Cannon在《人的智慧》一书中涉及到了一个最基本的问题,即神经系统的自主性,并提出了“内环境稳定”(homeostasis)一词,强调保护组织完整和内平衡的绝对必要性。显然,末梢血管床是完成这一重要功能的基本园地。某些类型的局部反馈是必需的,它不仅能保障稳定的组织环境,而且是在人体代谢活动中重新调整血液、组织液的机理之所在。

  有关血液与组织间液体交换的定性概念首先是由Ludwin于1861年提出,后来又经Starling进行了详细说明。那时,末梢血管床的行为引起病理学家们的兴趣,有关组织中血液控制的细节与选择性分配大多是推理性的。直到20世纪二三十年代August Krough所做的经典性贡献才将人们的注意力集中到组织灌注上来。

  被应用相关的基础学科,如工程学、物理学和化学的原理和工具进行研究之后,微血管研究的方向和重点有过多次改变。然而,在能够进行动态测量微血管行为之前,只能根据疾病的早期现象和这些学科发生表面的相互联系。

  毛细血管(capillary)一词由原意为头状的拉丁词capilla衍生而来,一开始用来表示所有口径特别细小的血管,这些构成毛细血管网状组织的狭窄通道样排列看上去类似一系列灌溉渠道,靠动脉端血流闸门的闭合使之充满血流。

  电子显微镜的出现带来了许多传统显微镜无法得到的高分辨率信息,但它们对微血液动力学研究的意义仍然有限。近几年分子生物学发展的选择性免疫学探针和体外培养技术成为揭示微血管系统中细胞组织功能性活动的极好工具,今天我们综合来自不同基本学科的丰富信息,将结构与功能结合起来,就能把它们组织成一幅栩栩如生的、美丽的画卷。


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