缺血中心及半暗带

(一)脑灌注的临界阈值和缺血半暗区

脑功能和脑代谢主要依赖于氧供应。正常人脑氧耗量为3.5ml/(min·100g脑组织),CBF为50ml/(min·100g脑组织)。当CBF降低时脑组织通过代偿机制从血液中获得更多的氧来维持。但在中、重度缺血时脑血管的自动调节功能受损,CBF随着灌注压的变化而被动地改变。

出血性或缺血性脑卒中其结果都是引起局部脑血流障碍,脑缺血、缺氧。脑细胞是人体最娇嫩的细胞,血流一旦完全阻断,6秒内神经元代谢即受影响;2分钟时脑电活动停止;5分钟起能量代谢和离子平衡被破坏,ATP耗尽,膜离子泵功能障碍:K+流出, Na+、Cl-和水大量进入细胞内;持续5~10分钟神经元就发生不可逆损害。可见要挽救脑组织就必须在不可逆损害发生前的短时间内恢复血流供应。

一般梗死灶中心区血流处于膜衰竭阈值以下,不可逆损害已发生,但中心区周围还存在一个缺血边缘区,血流量处于两阈值间,称为半暗带或半影区。它可以向两个方向发展:如血流马上恢复,功能可恢复正常;如血流再降至膜衰竭阈值以下或持续超过30分钟甚至2小时,则可能成为梗死灶扩大部分。半暗带也可变为局部充血带。充血带内血流量虽然增加,但平均耗氧量减少,脑损害继续,称为“过度灌注”。此时增加血流量会加重充血、脑水肿,甚至成为“出血性梗死”。

(二)再灌注与脑损伤

再灌注时血氧供应恢复,产生了大量的自由基,破坏细胞膜,加重脑细胞损伤,或由于炎症因子促使白细胞、血小板黏附在血管内皮细胞壁,继之侵入血管周围,引起组织肿胀、压迫血管,导致再灌注后的“无复流”现象,谓之细胞顿抑或继发性毛细血管循环关闭。这引发了对再灌注时间窗的广泛研究,现在多认为此时间窗为缺血后3~6小时。不再流被认为是血管外压迫和血管内阻塞等因素的结果。对血管腔产生机械性压迫的原因有血管外水肿、组织肿胀、神经胶质足突肿胀和出血等。引起血管内阻塞的原因有血管内凝集素级联被激发,内皮细胞损害,内皮和白细胞之间相互作用和黏附;血小板和红细胞聚集,血栓形成;内皮自由基损害。缺血期产生的多种炎性递质(白细胞介素、肿瘤坏死因子、血小板激活因子)可引起内皮发生反应,如细胞内黏附分子表达的改变。黏附分子又可调节微血管通透性和白细胞酶的活性。而白细胞所介导的过程将损害血管的开放和BBB的功能。