目的 探讨PaCO2对于慢性缺血性脑血管病的意义。方法 回顾武警总医院神经外科2015-01—2016-12慢性缺血性脑血管病患者80例及同时期不伴有脑血管病人51例，血气分析仪器均采用全自动血气分析仪，利用t检验对动脉血PaCO2进行对照分析。结果 慢性缺血性脑血管病患者动脉血PaCO2较正常人水平高(P＜0.05)，同时此类患者术后PaCO2较术前明显降低(P＜0.05)。结论 动脉血PaCO2对于慢性缺血性脑血管病的诊断及疗效评估均有参考价值。
动脉血PaCO2对慢性缺血性脑血管病的意义
秦至臻1) 周锡炜2) 冯晓双3) 程 磊1) 赵水强1) 王建祯1)△
1)武警总医院，北京 100039 2)靖江市人民医院，江苏 靖江 214500 3)北京大学国际医院，北京 102006
基金项目：武警临床类推广应用课题，编号：WZ2015030
△通信作者：王建祯(1968—)，研究生，主任医师。研究方向：脑血管病的基础及临床研究。Email：wangjianzhen200588@163.com
作者简介：秦至臻(1982—)，研究生，主治医师。研究方向：脑血管病的基础及临床研究。Email：005wolf@sina.com
【摘要】 目的 探讨PaCO2对于慢性缺血性脑血管病的意义。方法 回顾武警总医院神经外科2015-01—2016-12慢性缺血性脑血管病患者80例及同时期不伴有脑血管病人51例，血气分析仪器均采用全自动血气分析仪，利用t检验对动脉血PaCO2进行对照分析。结果 慢性缺血性脑血管病患者动脉血PaCO2较正常人水平高(P＜0.05)，同时此类患者术后PaCO2较术前明显降低(P＜0.05)。结论 动脉血PaCO2对于慢性缺血性脑血管病的诊断及疗效评估均有参考价值。
【关键词】 慢性缺血性脑血管病；二氧化碳分压；缺血性脑卒中；脑血流量；脑血流阻力
【中图分类号】 R743 【文献标识码】 A 【文章编号】 1673-5110(2018)03-0301-03 DOI：10.12083/SYSJ.2018.03.077
Significance of arterial blood PaCO2 on chronic ischemic cerebrovascular disease
QIN Zhizhen*，ZHOU Xiwei，FENG Xiaoshuang，CHENG Lei，ZHAO Shuiqiang，WANG Jianzhen
*The Armed Police General Hospital，Beijing 100039，China
【Abstract】 Objective To discuss the significance of partial pressure of carbon dioxide to patients with chronic ischemic cerebrovascular disease.Methods We reviewed the patients with chronic ischemic cerebrovascular disease treated by surgical operation (80 cases) and people without chronic ischemic cerebrovascular disease (51 cases) admitted in neurosurgery of Chinese Armed Police General Hospital from January to December in 2016.We collected the partial pressure of carbon dioxide of the subjects by fully automatic blood gas analyzer，then compared the difference of partial pressure of carbon dioxide between normal people and patients with chronic ischemic cerebrovascular disease.We analyzed the preoperative and postoperative partial pressure of carbon dioxide of these patients.Results The carbon dioxide levels of patients with chronic ischemic cerebrovascular disease were higher (P＜0.05) than normal persons，while the postoperative carbon dioxide levels were significantly decreased (P＜0.05)．Conclusion Partial pressure of carbon dioxide has reference value for the diagnosis and curative effect evaluation of chronic ischemic cerebrovascular disease.
【Key words】 Chronic ischemic cerebrovascular disease；Partial pressure of carbon dioxide；Ischemic stroke；Cerebral blood flow；Cerebral blood flow resistance
慢性缺血性脑血管病主要由于各种原因所致的脑血流下降引起脑缺血及相关症状。关于脑血流量，通常与脑血管阻力成反比，即脑血管阻力增加时，脑血流量减少，反之亦然。影响脑血管阻力最大的因素是脑小动脉管径的大小，且其主要由二氧化碳分压来调节。当二氧化碳分压升高，可使脑血管扩张；若二氧化碳分压下降，则脑血管收缩[1-4]。因此，慢性缺血性脑血管病患者在情绪激动、过度通气情况下更容易导致缺血症状发作，而某些缺血性脑卒中患者在提高二氧化碳分压后可有效扩张血管，改善侧支循环条件，减轻偏瘫、失语等临床症状。我们在临床工作过程中，发现慢性缺血性脑血管病患者二氧化碳分压较正常人相对高，考虑与自身代偿机制有关，本文主要分析这个问题。
1 资料与方法
1．1 一般资料 武警总医院神经外科2015-01—2016-12收治的慢性缺血性脑血管病患者80例，其中包括颈动脉闭塞38例，大脑中动脉闭塞42例及同时期收治的不伴有脑血管病变患者51例。
1．2 材料与方法 血气分析仪器方面均采用全自动血气分析仪，对动脉血PaCO2结果进行整理统计。采用SPSS 20.0软件分别对脑血管病患者与正常人群、脑血管病患者术前与术后的动脉血PaCO2进行对照分析，检验方法采用t检验。
2 结果
2．1 脑血管病患者与正常人群 将脑血管病患者分为颈动脉闭塞与大脑中动脉闭塞患者，将动脉血PaCO2分别与正常人群比较，采用独立样本t检验。结果见表1，颈动脉闭塞患者动脉血PaCO2高于正常人水平(P＝0.003＜0.05)，大脑中动脉患者PCO2高于正常人水平(P＝0.00＜0.05)。
表1 大脑中动脉闭塞患者与正常人群
| PaCO2 |
n |
均值 |
标准差 |
均值的标准差 |
| 正常人群 |
51 |
37.994 1 |
2.809 80 |
0.393 45 |
| 大脑中动脉闭塞患者 |
42 |
39.916 7 |
3.354 28 |
0.517 58 |
| 颈动脉闭塞患者 |
38 |
40.086 8 |
2.921 97 |
0.474 01 |
2．2 术前与术后 对于手术治疗的脑血管闭塞患者，采用配对样本t检验比较手术前后脑血管闭塞患者35例。表2结果显示，术后患者PaCO2水平较术前明显下降(P＝0.003＜0.05)。
表2 脑血管闭塞患者术前与术后
| PCO2 |
n |
均值 |
标准差 |
均值的标准差 |
| 术前 |
35 |
40.388 6 |
3.432 18 |
0.580 14 |
| 术后 |
35 |
37.988 6 |
3.974 46 |
0.671 81 |
3 讨论
1975年，HGERDAL等[5]在鼠身上行PaCO2和脑血流(CBF)关系的实验，结果证明了PaCO2与CBF呈正相关，即PaCO2降低，CBF减少，PaCO2升高，CBF增多。研究表明[6-7]，二氧化碳和血管舒张/收缩之间的相互作用通常是发生在小动脉及毛细动脉水平。二氧化碳水平升高可以致使所有脑血管平滑肌舒张，但以小动脉最明显。相比之下低碳酸血症对血管收缩的影响不受血管大小之分[8]。二氧化碳背后的影响机制尚未完全明确，但是一些证据表明，二氧化碳水平和产生的pH值变化刺激了血管平滑肌细胞内的钾离子通道，因此导致了血管紧张度变化。内皮细胞所表达的钾离子通道包括四大类：钙活化型钾离子通道，内向性整流型钾离子通道，ATP敏感型钾离子通道，电位控制型钾离子通道[9-10]。ATP敏感型钾离子通道和电位控制型钾离子通道在pH值降低时被激活以纠正酸中毒[11-12]，而钾离子通道开放使钾离子内流以及内皮细胞超极化，超极化电流通过内皮连接传递到血管平滑肌细胞，平滑肌膜电位和血管紧张度联系非常敏感，直接导致了血管舒张[13-15]。另一方面，超极化电流使电位控制型钙离子通道关闭，细胞内钙离子水平减少，血管平滑肌松弛，使得二次血管舒张[9，16]。超极化电流还可以通过细胞间隙传递至其他内皮细胞，使得超极化电流沿着内皮细胞长距离传导。反之，在二氧化碳分压降低时，钾离子通道受抑制，膜电位去极化，生理过程与上述相反，引起血管收缩[9]。所以钾离子通道，通过对内皮细胞以及血管平滑肌的影响，在调控血管紧张度方面起到重要作用。
各种资料及相关文献也已经明确了PaCO2与CBF的相关性[1-2，4，17]，有国外学者近年提出可以通过血压及动脉血PaCO2的变化来评估脑血流情况[18-20]。那么对于慢性缺血性脑血管病患者，由于长期的低脑血流量，机体自身是否会代偿性调节动脉血PaCO2，以起到舒张脑小动脉血管、改善脑循环的作用呢？
4 结论
本研究显示：(1)慢性缺血性脑血管病患者与正常人相比，动脉血PaCO2偏高。(2)对于慢性缺血性脑血管病患者，经手术治疗后动脉血PaCO2较术前水平明显降低。目前关于慢性缺血性脑血管病患者动脉血PaCO2的研究国内尚处于空白阶段，因此仍需进一步进行大宗样本试验。可以得出结论：(1)慢性缺血性脑血管病患者PaCO2水平较正常人偏高；(2)且此次类患者术后PaCO2较术前明显下降；(3)动脉血PaCO2对于慢性缺血性脑血管病的诊断及预后均有参考价值。
5 参考文献
[1] VAND B O，ZAMAN J，BRESSELEERS J，et al.Anxiety，pCO2 and cerebral blood flow[J]．Int J Psychophysiol，2013，89(1)：72-77.
[2] SATO K，SADAMOTO T，HIRASAWA A，et al.Differential blood flow responses to CO2 in human internal and external carotid and vertebral arteries[J]．J Physiol，2012，590(14)：3 277-3 290.
[3] 张春娣．CO2分压与脑血流的关系文献回顾[J]．齐齐哈尔医学院学报，2014，35(11)：1 656-1 657.
[4] AINSLIE P N，ASHMEAD J C，IDE K，et al.Differ-ential responses to CO2 and sympathetic stimulation in the cerebral and femoral circulations in humans[J]．J Physiol，2005，566(2)：613-624.
[5] HGERDAL M，J R H，BO K S．Influence of Changes in Arterial P CO2，on Cerebral Blood Flow and Cerebral Energy State during Hypothermia in the Rat[J]．Acta Anaesthesiol Scand Suppl，1975，19(Supplement s57)：25-33.
[6] ATKINSON J L，ANDERSON R E，JR S T．The effect of carbon dioxide on the diameter of brain capillaries[J]．Brain Research，1990，517(1-2)：333-340.
[7] BUSIJA D W，HEISTAD D D．Factors involved in the physiological regulation of the cerebral circulation[J]．Rev Physiol Biochem Pharmacol，1984，101(1)：161.
[8] WEI E P，KONTOS H A，Jr P J．Dependence of pial arteriolar response to hypercapnia on vessel size[J]．Am J Physiol，1980，238(5)：697.
[9] NELSON M T，QUAYLE J M．Physiological roles and proper-ties of potassium channels in arterial smooth muscle[J]．Am J Physiol，1995，268(1)：799-822.
[10] KINOSHITA H，KATUSIC Z S．Role of potassium channels in relaxations of isolated canine basilar arteries to acidosis[J]．Stroke，1997，28(2)：433.
[11] XU H，CUI N，YANG Z，et al.Direct activation of cloned K(atp) channels by intracellular acidosis[J]．J Biol Chem，2001，276(16)：12 898-12 902.
[12] ORRISS I R，KEY M L，HAJJAWI M O，et al.Extracellular ATP released by osteoblasts is a key local inhibitor of bone mineralisation[J]．Plos One，2013，8(7)：e69057.
[13] BRAYDEN J E，NELSON M T．Regulation of arterial tone by activation of calcium-dependent potassium channels[J]．Science，1992，256(5 056)：532.
[14] COLEMAN H A，TARE M，PARKINGTON H C．Endothelial potassium channels，endothelium-dependent hyperpolarization and the regulation of vascular tone in health and disease[J]．Clin Exp Pharmacol Physiol，2004，31(9)：641-649.
[15] LEDOUX J，WERNER M E，BRAYDEN J E，et al.Calcium-activated potassium channels and the regula-tion of vascular tone[J]．Physiology，2006，21(1)：69.
[16] JACKSON W F．Potassium Channels in the Peripheral Microcirculation[J]．Microcirculation，2005，12(1)：113-127.
[17] NIKOLI D，BIRCH A A，PANERAI R B，et al.Assessing cerebral blood flow control from variability in blood pressure and arterial CO2 levels[J]．Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc，2015，2015：1 785-1 788.
[18] SERRADOR J M，HUGHSON R L，KOWALCHUK J M，et al.Cerebral blood flow during orthostasis：role of arterial CO2[J]．Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2006，290(4)：R1 087.
[19] BATTISTI-CHARBONNEY A，FISHER J，DUFFIN J．The cerebrovascular response to carbon dioxide in humans[J]．J Physiol，2011，589(12)：3 039-3 048.
[20] GRNE F，KAZMAIER S，STOLKER R J，et al.Carbon dioxide induced changes in cerebral blood flow and flow velocity：role of cerebrovascular resistance and effective cerebral perfusion pressure[J]．J Cereb Blood Flow Metab，2015，35(9)：1 470.
(收稿2017-12-26 修回2018-01-18)
本文编辑：王喜梅
本文引用信息：秦至臻，周锡炜，冯晓双，程磊，赵水强，王建祯．动脉血PaCO2对慢性缺血性脑血管病的意义[J]．中国实用神经疾病杂志，2018，21(3)：301-303.
