 07 心功能和靜脈回流的極限 當(dāng)靜脈內(nèi)壓力小于靜脈壁外的壓力時(shí)，柔軟的靜脈壁塌陷并出現(xiàn)所謂的血管瀑布或流量極限，從而限制了靜脈回流（圖5）。常發(fā)生于在大氣壓下的自主呼吸時(shí)。當(dāng)靜脈塌陷發(fā)生，進(jìn)一步降低右房壓力并不會(huì)增加靜脈回流。這意味著要增加心輸出量，心臟最多也就只能做到將右心房壓降低到零（圖5）。最大的靜脈回流量和心輸出量由MSFP決定，MSFP由靜脈的張力性容量、順應(yīng)性和回流阻力決定。如果突然將心臟從循環(huán)中去除——即便是一瞬間——也會(huì)產(chǎn)生最大的流量，表明心臟產(chǎn)生的大于零的下游壓力阻礙了血液的回流。在使用呼氣末正壓的機(jī)械通氣患者中，限制最大回流的壓力不再是零而是正值。當(dāng)靜脈回流受限時(shí)，只能通過擴(kuò)容增加MSFP，或是減少容積性從而將非張力性容量轉(zhuǎn)變?yōu)閺埩π匀萘俊诓桓淖兛側(cè)萘康那闆r下，亦或是降低靜脈回流的阻力，來增加心輸出量 (圖6)。  圖5 靜脈回流的極限。當(dāng)大靜脈內(nèi)的壓力低于周圍的壓力時(shí)（在大氣壓下呼吸時(shí)壓力為0），會(huì)出現(xiàn)靜脈壁塌陷并且限制流量。降低右房壓（Pra）并不能進(jìn)一步增加靜脈血流。靜脈回流最大值（VRmax）則取決于MSFP和靜脈阻力（Rv）。心臟不能夠產(chǎn)生大于這個(gè)值的流量。  圖6 心輸出量和靜脈回流隨容積增加而變化。容積的增加與降低浴缸側(cè)面的開口一樣，因?yàn)樗试S更多的流量流出，相當(dāng)于更多的容積受到了壓力。從圖形上看，它導(dǎo)致血管系統(tǒng)的容積-壓力曲線向左移動(dòng)（左上）。這種效果與給予補(bǔ)液以增加張力性容積是相同的。Pra：右房壓。 心功能曲線也是有極限的。這是因?yàn)樾呐K充盈時(shí)受到心包的限制，即使沒有心包，也存在心臟結(jié)構(gòu)本身的限制。在病理情況下，縱隔結(jié)構(gòu)也會(huì)限制心臟充盈。當(dāng)心臟充盈受限時(shí)，增加舒張充盈壓不會(huì)增加每搏量，因?yàn)槭鎻埬┢谌莘e沒有變化，所以肌節(jié)長度也不會(huì)增加。在這種情況下，心輸出量只能通過增加心率或心臟收縮力，或減少后負(fù)荷來增加。當(dāng)心臟充盈受限時(shí)，心輸出量與靜脈回流的改變無關(guān)。 08 心臟收縮與血液流動(dòng) 血液順著能量梯度的方向流動(dòng)，即，血液從壓力高的區(qū)域流向壓力低的區(qū)域。如前所述，每個(gè)部分的壓力由管壁的順應(yīng)性及其所容納的容量所決定。正如本文其他部分討論的，心臟射血隨著時(shí)變彈性（time-varying elastance）的改變而發(fā)生——收縮期心腔壁彈性阻力顯著增加；或者說，心臟的順應(yīng)性在收縮期顯著降低。這顯著增加了心室腔的壓力。由于心室腔順應(yīng)性的周期性改變，心室腔的峰值壓力由以下因素決定：心室內(nèi)容積在心室收縮末容積-壓力曲線上所處的位置、心室收縮開始時(shí)主動(dòng)脈內(nèi)的壓力，以及主動(dòng)脈血液流出的難易程度，后者取決于下游動(dòng)脈的阻力和臨界閉合壓。而脈壓差則由主動(dòng)脈的彈性所決定。主動(dòng)脈容積的增加牽張了主動(dòng)脈壁，并產(chǎn)生了動(dòng)靜脈之間的壓力梯度。因?yàn)殪o脈系統(tǒng)的具有良好的順應(yīng)性（圖1），所以靜脈容積的變化只是輕微增加了該區(qū)域的壓力(即MSFP)。舒張期左右心的順應(yīng)性顯著增加，因?yàn)榇藭r(shí)心室容積相對(duì)于收縮期順應(yīng)性下降之前要小的多，心室內(nèi)壓力顯著下降。既然MSFP變化不大，而下游的右房壓明顯下降，顯然，影響血液回流的主要因素是隨右心活動(dòng)而降低右房壓，而非MSFP的微小變化，或是來源于主動(dòng)脈內(nèi)的壓力。
圖1.順應(yīng)性區(qū)域在循環(huán)中的重要性。a 按壓風(fēng)箱試圖泵送液體至一個(gè)剛性管道（無順應(yīng)性）的環(huán)路中：由于按壓風(fēng)箱立即導(dǎo)致循環(huán)各處壓力增加而無法形成觸發(fā)液體流動(dòng)的壓力梯度，故而環(huán)流中的不能形成液體流。b 一個(gè)存在開放的順應(yīng)區(qū)域的環(huán)路，允許為壓力變化而改變?nèi)莘e：按壓風(fēng)箱可以出現(xiàn)脈沖式的液體流動(dòng)。c 環(huán)路中順應(yīng)性區(qū)域比（b）的大得多。按壓風(fēng)箱時(shí)出現(xiàn)的脈沖式的液體流動(dòng)明顯減弱，僅在順應(yīng)區(qū)域的表面上產(chǎn)生波紋。 09 時(shí)間常數(shù) 由時(shí)變彈性產(chǎn)生的節(jié)律性搏動(dòng)對(duì)血流起到重要的限制作用。在一個(gè)有流出阻力的、具有順應(yīng)性的系統(tǒng)中，隨著流量的階梯式增加，壓力并非隨之階梯式升高，而是呈指數(shù)式上升。上升速率由時(shí)間常數(shù)(τ)決定。時(shí)間常數(shù)是達(dá)到新穩(wěn)態(tài)的63%所需的時(shí)間，由該區(qū)域的順應(yīng)性和阻力的乘積決定。這意味著，如果周期中沒有足夠的時(shí)間達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)，血流將淤積在上游區(qū)域。因此，除了壓力梯度，心率也成為心臟充盈和排空的一個(gè)因素。靜脈回流曲線方程：VR=（MSFP-Pra）/ Rv （1）；   由于τ為Rv與Cv的乘積，方程可轉(zhuǎn)換為VR=(γ-Pra*Cv)/ τ （3）：  這說明靜脈回流是由張力性容積和靜脈回流的時(shí)間常數(shù)決定。如果心臟充盈時(shí)間太短，靜脈回流量不足以在有限的時(shí)間內(nèi)充盈心臟，要維持相同的流量，則必須增加上游容積和壓力，或者降低τ。血管的順應(yīng)性——至少在短時(shí)間內(nèi)——不會(huì)改變，因此只能通過降低靜脈阻力來降低τ。前提是回流受限是由于心臟舒張時(shí)間太短，而不是來源于舒張期充盈曲線的陡峭部分造成的回流受限。在正常循環(huán)調(diào)節(jié)過程中，為了適應(yīng)高流量需求，如在有氧運(yùn)動(dòng)期間，就需要降低靜脈阻力，還有之后將提到的Krogh模型中描述的流量分配，來獲得更高的靜脈回流速度。這些都是通過改變局部阻力而使血流與代謝活動(dòng)相匹配。在膿毒癥中，機(jī)體不能正常進(jìn)行這種阻力的調(diào)節(jié)，這就解釋了為什么膿毒癥需要擴(kuò)容來增加MSFP，才能保證足夠的心輸出量來適應(yīng)分布性休克時(shí)動(dòng)脈阻力的下降。 源文獻(xiàn)
DOI 10.1186/s13054-016-1438-7 |
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