血管里的 “羅賓漢效應(yīng)”1)

喬愛科

(北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部，北京100124)

羅賓漢效應(yīng)(Robin Hood effect) 是一個經(jīng)濟學(xué)詞語，它是指借由收入再分配的方式來縮小人民的貧富差距，簡單理解就是“劫富濟貧”。這一經(jīng)濟學(xué)詞語得名自英國民間傳說中的英雄人物羅賓漢(Robin Hood)。傳說羅賓漢(1160—1247)武藝出眾、機智勇敢，最突出的武藝就是射箭技術(shù)高超。直到現(xiàn)在，射箭比賽中仍有一個術(shù)語叫做 “羅賓漢”，意為：射中另一支已射中靶心的箭，并且將其箭身“一分為二”(圖1)。這正是對羅賓漢精湛箭術(shù)的生動寫照。羅賓漢仇視官吏和教士，是一位劫富濟貧、行俠仗義的綠林英雄。傳說他住在英國一座擁有著傳奇色彩的古老城市，即諾丁漢的舍伍德森林里。羅賓漢以舍伍德為大本營，聯(lián)合小約翰、溫里奧等這幫窮哥們、小伙伴們，劫富濟貧，整治暴戾的路德曼貴族和貪官污吏，并把得來的錢財用于救助貧苦百姓，體現(xiàn)了中世紀(jì)英國人民反抗封建壓迫的精神。在英國的傳說中，羅賓漢的名字是極為響亮的，人們尊稱他為漢丁頓伯爵。至于為什么取這么個尊稱，據(jù)說是1599年英國詩人及劇作家Anthony Munday 寫了兩部戲劇，將羅賓漢描繪成綠林英雄漢丁頓伯爵。沒有人確切知道為什么Anthony Munday 選擇了漢丁頓伯爵來尊稱羅賓漢?；蛟S他只是覺得漢丁頓這個名字(他當(dāng)時將這個單詞拼寫為Huntington)里的“Hunting”(狩獵) 部分很合適羅賓漢的綠林英雄形象；或許這是為16 世紀(jì)早期一位伯爵做的政治宣傳。

圖1 羅賓漢及“羅賓漢” 箭法

故事告一段落。回過頭來說血管里的“羅賓漢效應(yīng)”。血液循環(huán)系統(tǒng)里有一種類似于 “劫富濟貧” 的現(xiàn)象，在國內(nèi)的醫(yī)學(xué)資料稱之為“盜血”、“竊血” 綜合征[1-2]。當(dāng)人體內(nèi)某一動脈病變發(fā)生部分或全部閉塞后，它遠(yuǎn)端的壓力就會明顯下降，從而產(chǎn)生一種虹吸作用：通過病變動脈血管的側(cè)枝從附近血管 “竊取” 血液，從而使鄰近血管的供血區(qū)出現(xiàn)供血不足的一系列癥狀，稱為盜血綜合征[3-4]。腦內(nèi)、腦外、冠狀動脈等部位都有可能發(fā)生盜血現(xiàn)象。

舉例說明，圖2 為左鎖骨下動脈盜血現(xiàn)象示意圖。左鎖骨下動脈盜血現(xiàn)象最早于1961 年由Reivich等[5]提出，隨后由 Fisher[6]命名這個術(shù)語“左鎖骨下動脈盜血” (the subclavian steal)。左鎖骨下動脈是供應(yīng)腦、脊髓、胸背、上肢等部分血液的主要大血管。當(dāng)從它分支出來供應(yīng)大腦血液的椎動脈前發(fā)生大部或全部閉塞時(圖2(b) 中黑色斑塊部分)，左鎖骨動脈遠(yuǎn)端的壓力就會明顯下降。由于“虹吸”作用，就會引起患側(cè)左椎動脈血液逆流，而健側(cè)右椎動脈的血液也被部分“盜取”過來，進入患側(cè)鎖骨下動脈，供應(yīng)其遠(yuǎn)端的上肢血管[7-9]。這時患側(cè)上肢所獲得的血液是從健側(cè)椎動脈和基底動脈盜竊得來的，這樣就會導(dǎo)致腦部和健側(cè)上肢的缺血癥狀，稱為左鎖骨下動脈盜血綜合征[10-14]?？梢?，這是一種典型的“劫富濟貧” 行為。這種現(xiàn)象是不是叫做“代償性循環(huán)” 或者“側(cè)支循環(huán)” 更恰當(dāng)呢？代償性循環(huán)是機體某一局部的主要血管的血流受阻后，該部位原有吻合支的血管擴張 (或者新形成的血管吻合)，形成旁路，使血液迂回地通過這些旁路到達缺血區(qū)，使缺血組織得到不同程度的灌注代償，恢復(fù)了血液循環(huán)的一種循環(huán)途徑[15-17]?？梢哉f是 “另辟蹊徑，曲線救國”。

事實上，在英文里“盜血”(vascular steal)的確切含義跟上面的意思正好相反。不是“劫富濟貧”，而是 “劫貧濟富”！英文里對 “盜血” 現(xiàn)象的相關(guān)解釋是：盜血是指其動脈閉塞后，缺血區(qū)域與正常組織間血液發(fā)生重新分配，較多血液流經(jīng)正常組織，而病灶區(qū)域血流量反而減少，稱為盜血現(xiàn)象。也有國外文獻稱之為“反羅賓漢綜合征”(reversed Robin Hood syndrome)[18]，可見其含義為“劫貧濟富”。

圖2 左鎖骨下動脈盜血現(xiàn)象示意圖

盜血現(xiàn)象在患者靜息狀態(tài)下表現(xiàn)不明顯，在患者運動之后會加劇。這是為什么呢？其中蘊藏著深刻的生物力學(xué)機理，可謂“盜亦有道”。

舉例說明，圖3 是股動脈盜血現(xiàn)象示意圖。髂外動脈和股淺動脈都存在狹窄病變(圖3(a) 中方框所示局部放大圖)。在靜息狀態(tài)下 (圖3(b) I 區(qū))，小腿部位的血流基本上與正常血管時相差無幾；但踝壓會比正常血管的值偏低，因為上游髂外動脈和股淺動脈處的狹窄病變造成了較大的局部阻力或者局部壓降(工程上也稱為局部“水頭”損失)。運動3 分鐘后(圖3(b) II 區(qū))，腿部的總血流量增加。如果是正常血管的話，那么小腿部位的血流會增強，踝壓基本不變；而存在狹窄病變的血管，小腿部位的血流會降低，踝壓也會降低，而后又緩慢升高。腿部總血流量增加，而小腿部位的血流量卻降低，那么多出來的血流去哪兒了？在運動之后，有狹窄病變的股淺動脈下游的血流被上游沒有狹窄病變的股深動脈“盜竊”了。這就是典型的“劫貧濟富” 式盜血現(xiàn)象。

圖3 股動脈盜血現(xiàn)象示意圖

盜血現(xiàn)象背后的生物力學(xué)機理大致可以用經(jīng)典的伯努利方程或者馬格努斯效應(yīng)來解釋。伯努利方程是一個能量守恒方程，它表明動能、壓力勢能和重力勢能之和保持恒定。而馬格努斯效應(yīng)就是該方程在流體力學(xué)中的應(yīng)用，通俗地解釋就是：速度高的地方，壓力低；而速度低的地方，壓力高。圖4 展示了毛細(xì)血管分叉部位的紅細(xì)胞運動現(xiàn)象。假如其中C分支的流動阻力大于B 血管(比如，圖中C 血管處存在狹窄病變)，那么B 血管就是高流速血管，C 血管就是低流速血管。紅細(xì)胞在A 處就會受到馬格努斯效應(yīng)的影響，即受到偏向左側(cè)B 血管的作用力，從而使紅細(xì)胞更多地流向B 血管。這樣，B 血管流速高于C 血管，B 血管就越是獲得更多的血流，而其中一部分血流本來應(yīng)該是流向C 血管的。因此，在這里出現(xiàn)了“劫貧濟富” 的盜血現(xiàn)象。

圖4 毛細(xì)血管分叉處的血液流動

那為什么運動后盜血現(xiàn)象會加重呢？還是以圖 3 為例來說明。運動之后，新陳代謝加快，毛細(xì)血管擴張，微循環(huán)阻力減小(這與組織液的滲透壓改變有關(guān))。如果股淺動脈是正常血管的話，那么血管直徑應(yīng)該增大擴張幅度，血液灌注應(yīng)該加大，血流速度會增高，同時保持血壓略有升高或者保持不變(這與組織液的滲透壓改變以及上游的髂外動脈處存在狹窄病變有關(guān))。然而，對于存在狹窄病變的股淺動脈，其狹窄部位的血管擴張受限，阻礙了對下游組織的血流灌注，血流速度相對于股深動脈而言就小很多。根據(jù)馬格努斯效應(yīng)，未發(fā)生狹窄病變股深動脈就會對存在狹窄病變的股淺動脈進行盜血。

反過來，為什么在靜息狀態(tài)下盜血現(xiàn)象不明顯呢？這是因為，在靜息狀態(tài)下，血流速度慢，股淺動脈和股深動脈的血流速度相差不大。這也說明，有些發(fā)生動脈狹窄病變的人，在靜息狀態(tài)下是沒有任何不良反應(yīng)和感覺的，而當(dāng)他們運動之后就會有明顯不適，個中原因很可能就是盜血現(xiàn)象在作怪。各位讀者，遇到這種情況就是身體給你打來了電話，你不要不接??！

“盜血”/“竊血”綜合征有哪些嚴(yán)重后果呢？舉一個例子。“臺灣一男子做俯臥撐中風(fēng)，診斷為鎖骨下動脈竊血癥”(中國臺灣網(wǎng)2009 年3 月6 日消息)[19]。據(jù)臺灣媒體報道，一名臺灣中年男子，在做俯臥撐的時候突然頭暈，接著雙手沒有力氣，整個人癱軟下來；旁邊友人嚇一跳，趕緊將男子送到醫(yī)院急診。經(jīng)檢查診斷發(fā)現(xiàn)，這名男子因為鎖骨下動脈竊血癥候群引發(fā)中風(fēng)。醫(yī)生表示，鎖骨下動脈竊血癥候群主要因為心臟血管分支——鎖骨下動脈發(fā)生狹窄，導(dǎo)致原本要送到手部的血液不足。由于做俯臥撐手部用力，需要更多的血液循環(huán)，俯臥撐次數(shù)一多，血液不夠，于是透過椎動脈、把腦部的血液“竊取” 過來到上肢和手部(實際上是發(fā)生了“代償”)，腦部的血液因為被“偷走” 了，血流不足就會引發(fā)中風(fēng)。從這個例子可以初步了解到，盜血綜合征并不是從旁邊血管“小偷小摸”一點血流那么簡單，嚴(yán)重的后果可能是“非死即殘”！

說完盜血現(xiàn)象，再來說說“反盜血現(xiàn)象”。當(dāng)腦內(nèi)某血管堵塞時，神經(jīng)刺激作用下梗塞區(qū)域內(nèi)血管因缺氧、缺血而擴張，此時血流量反而可相對增多。若這時使用一般血管擴張藥物，使正常腦組織血管擴張，而病灶血管因缺血、缺氧而麻痹，對擴張血管藥物不敏感，沒有被擴張，血液反而從正常腦組織流過的多，這就是上面介紹的“劫貧濟富”式的盜血現(xiàn)象。在臨床治療腦血管栓塞時要避免出現(xiàn) “劫貧濟富” 式的盜血現(xiàn)象，若使用氨茶堿等收縮腦動脈的藥物，使正常腦組織血管收縮，而梗塞病灶血管因麻痹而未收縮，那么此時流經(jīng)病灶血管的血流量就會相對增多，這種 “劫富濟貧” 現(xiàn)象稱為 “反盜血”現(xiàn)象。英文里也有“反盜血” 這一專業(yè)術(shù)語“reverse vascular steal”[20]，其意思正好與這里的意思相反。

說到這里，我就疑惑了：國人和洋人的同行們在進行交流的時候，對 “盜血現(xiàn)象” 和 “反盜血現(xiàn)象”這么專業(yè)的內(nèi)容各執(zhí)一詞，他們是如何順暢地溝通的呢？到底是“盜血”現(xiàn)象還是“反盜血”現(xiàn)象呢？到底是 “劫富濟貧” 還是 “劫貧濟富” 呢？到底是 “羅賓漢效應(yīng)” 還是“反羅賓漢效應(yīng)” 呢？

無論如何，血管里的“羅賓漢效應(yīng)”這一醫(yī)學(xué)問題中蘊含著科學(xué)的生物力學(xué)機理。準(zhǔn)確理解這一專業(yè)術(shù)語及其科學(xué)問題，才能把握病情，對癥下藥，辨證施治，造福人類。