对氧和二氧化碳的反应

　　40多年前，从眼底照片中发现，吸纯氧导致视网膜较大血管收缩，而在糖尿病患者这种血管收缩被减弱^26～28。近来用激光多普勒测速仪进行的初步研究已证实，当动脉血的二氧化碳分压固定时，视网膜血流量的增减与动脉血氧含量成反比^29～31。在糖尿病患者，这种反应随血糖水平升高³²及视网膜病变的进展^33，34成比例地减弱。在健康人中，视网膜循环反映着脑循环，表现在由血管内皮介导的（可能通过ATP敏感的、Ca⁺⁺依赖性K⁺通道³⁵）血管舒缩反应随动脉血氧含量而变化，从而提供了恒定的氧供应^36，37。在早产儿和新生儿中这一规律可出现明显例外，他们对氧过多导致的视网膜病变易感性增强^38，39。新出生猪的脉络膜（而不是视网膜）血管对氧过多则缺少收缩反应⁴⁰。当它们出生后最初几天里吸纯氧时，脉络膜的阻力血管中一氧化氮的合成增加，可使脉络膜的氧释放过量，结果增加了氧向视网膜的扩散⁴⁰。对新生大鼠和小鼠的研究提示，过度的视网膜氧合作用在自由基清除酶不足的不成熟细胞中，可通过调节血管内皮生长因子生成的减少使血管闭塞^41～44。尽管这些结果表明，早产使视网膜氧供应的自身调节减弱，但对可损害维持视网膜氧合作用稳定能力的其它临床状况知之甚少。例如，尚不清楚遭受动脉性缺氧（如慢性肺疾病患者或进入高原的探险者）的人是否发生视网膜氧供应减少^45，46。而且，由于老龄会降低动脉血二氧化碳分压⁴⁷，老龄或动脉粥样硬化使视网膜对动脉血氧含量减少的血管舒张反应减弱也是可能的。

　　动脉血二氧化碳张力是脑血管平滑肌的决定性因素；在一定的二氧化碳分压范围内，脑血流量呈线性和陡峭地增大³⁷。这种效应是通过脑血管平滑肌细胞及周细胞周围的细胞外液pH值变化来介导的，涉及到一氧化氮和腺苷两者的作用^48～50。在视网膜中这种效应很好地得到保留，大幅度的血流在视网膜随二氧化碳分压的变化而直接变化⁵¹。然而，在许多疾病中尚不清楚这种反射对视网膜灌注的意义，因为很少有以动脉血二氧化碳分压或pH值长期改变为特征的慢性疾病。在新生大鼠的研究中证明，高碳酸血症加重早产儿视网膜病变，可能是通过舒张视网膜阻力血管进而增加组织内氧分压来实现的⁵²。对二氧化碳的反应性很久就被用于试验脑血管血液动力学，视网膜对二氧化碳反应性的丧失（或保留）可使对某些疾病的发病机理及潜在的治疗方法产生深入地了解⁵³。

　　有关视网膜血流自身调节的重要问题总结于表1。

　　视神经血流

　　压力的自身调节

　　用放射自显影研究猫的视乳头局部血流发现，在一定的眼灌注压范围内血流量恒定⁵⁴。用激光多普勒流量仪测量麻醉猫的视乳头血流灌注，发现它在眼灌注压中度下降期间确实增加⁵⁵，或许是对闪烁刺激诱发的视网膜节细胞活性增强的反应⁵⁵。起初的一些研究发现了人类视乳头压力的自身调节：在10位健康受试者中有7位在眼压急性升高达45mmHg之前视乳头血流灌注是恒定的，提示其自身调节压力平台至少与视网膜的同样宽⁵⁶。但用激光多普勒流量仪进行的此研究中，10位受试者有2位未能显示出压力的自身调节；随着眼灌注压下降，至少在视盘的一些区域中血流量呈线性减少⁵⁶。尚不清楚在压力的自身调节能力明显降低的个体上，事实上对视神经缺血性疾病是否更具易感性。而且，尽管视乳头血供类型存在着明显的个体间差异^7，57，58，但这些解剖学差异对视乳头压力的自身调节的重要性尚不清楚。

　　在脑循环中，慢性高血压使自身调节平台向一较高的压力范围移动^59，60；血管内皮结构的改变增强了血管收缩能力。当灌注压下降时，这些结构改变削弱了血管舒张能力^59，60。结果，高血压患者在动脉血压下降期间具有较大的脑缺血危险^59，60。发生于眼循环中的这种对动脉粥样硬化和高血压起反应的类似变化的，可能性，有待于进一步研究。这种变化能有助于解释年龄较大的人在灌注压下降状况下青光眼性损害显著的倾向^61～63。在流行病学上，这些状况显然包括睡眠和用降血压药物^62，63。附带地说，眼压和平均动脉压的变化虽然可同样影响计算出的眼灌注压，但这两种变化却不是等效的⁶⁴。当动脉血压下降时，视乳头（或视网膜）血流自身调节的能力尚未得到仔细地研究^64，65。

　　老化和动脉粥样硬化对影响视乳头压力的自身调节作用，近来已在用致动脉粥样化饮食喂养的老龄猴中进行了研究。当眼压升高（直接降低测量到的眼灌注压）到30mmHg时，这些猴的视乳头显示出¹⁴C-脱氧葡萄糖摄取增多，说明无氧糖酵解增强了¹⁶。对人类的初步研究表明，老化不能改变视乳头的基础血流灌注¹⁸，但老化对自身调节范围大小的影响尚未曾研究过。

　　代谢的自身调节

　　用激光多普勒流量仪和闪烁光进行的动物研究发现，视乳头灌注，可较稳定光照条件下提高2～3倍^66～68。紧贴视乳头的玻璃体内的K⁺浓度（作为间接测量神经元活性的手段）可密切示踪血流量变化⁶⁶，它与电生理反应的比较表明，血流的增加成比例地提高视网膜节细胞活性⁶⁶。抑制一氧化氮合成酶可阻止血流量增加⁶⁸。

　　在猫中，用闪烁光使视网膜灌注增加40%（微球法）可使视乳头血流量增加超过250%²¹。这些数据反映了在代谢需要增加的情况下，前段视神经血管有较强的舒张能力，并有较大的缺血危险²¹。在代谢需要增加情况下对人类视神经灌注的研究尚未进行。青光眼患者存在着视乳头灌注减少⁶⁹以及3种异构形式的一氧化氮合成酶局部含量较高⁷⁰，提示作为对血流异常的反应可能合成了过量的一氧化氮，接着在青光眼病中对神经发生破坏⁷⁰。

　　对氧和二氧化碳的反应

　　在视网膜和整个脑中一样，增加和减少动脉血氧含量激励着视乳头内血流灌注的交互变化^71，72。此外，增加动脉血二氧化碳分压，则视乳头血流量增加，表面上与视网膜循环和脑循环的情况差不多⁷²。用激光多普勒流量仪或共焦扫描激光流量仪进行的这些研究以及其它的研究，解释结果时需要谨慎，因为至少有1项研究证明，这些方法提供的仅是表面神经纤维层的资料，因此这些结果较适合于视网膜循环，不适合于视乳头的较深处循环¹⁵。表2总结了有关视乳头灌注调节的重要问题。

　　评论

　　视网膜和视神经的血流调节反映了脑循环的调节：（1）压力的自身调节在一定范围的灌注压时保持血流量恒定；（2）代谢的自身调节允许血流同代谢需要相称；（3）变化着的动脉血氧含量使血流产生交互改变，维持恒定的氧释放；（4）细胞外pH值下降线性增加血流灌注。但这些一般叙述过于简单化，视网膜和视乳头血流控制的重要方面尚未充分探索。它们包括：（1）老化和动脉粥样硬化，其对脑循环的十分明确的作用若在眼同样出现，将能预测其导致的病理状态；（2）眼压升高和动脉压下降，它们可协同作为眼血流灌注下降的危险因素；（3）调节中的个体差异（可能与不同的血管构筑有关^7，57，58）有增加对疾病的易感性的可能。对这些和其它的有关眼血流动力学控制问题的探索，将会加深对疾病发病机理和潜在治疗途径的理解。

　　From the Department of Ophthalmology, Indiana University School of Medicine, Indianapolis (Drs Harris, Ciulla, and Chung); and the Medical Sciences Program, Indiana University, Bloomington (Dr Martin).

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