血管里的 “罗宾汉效应”

发布时间：2021-05-06

　　摘要血液循环系统里有一种类似于经济学术语“罗宾汉效应”的“劫富济贫”或者“劫贫济富”的现象——“盗血”综合征。盗血现象背后蕴含着科学的生物力学机理。本文介绍了盗血现象的确切含义及其生物力学机理，可以启发读者从生物力学的角度来解释医学问题中的科学道理。

　　关键词罗宾汉效应，“盗血”综合征，血流动力学，血管病变，生物力学

　　罗宾汉效应(RobinHoodeffect)是一个经济学词语，它是指借由收入再分配的方式来缩小人民的贫富差距，简单理解就是“劫富济贫”。这一经济学词语得名自英国民间传说中的英雄人物罗宾汉(RobinHood)。传说罗宾汉(1160—1247)武艺出众、机智勇敢，最突出的武艺就是射箭技术高超。直到现在，射箭比赛中仍有一个术语叫做“罗宾汉”，意为：射中另一支已射中靶心的箭，并且将其箭身“一分为二”(图1)。这正是对罗宾汉精湛箭术的生动写照。罗宾汉仇视官吏和教士，是一位劫富济贫、行侠仗义的绿林英雄。传说他住在英国一座拥有着传奇色彩的古老城市，即诺丁汉的舍伍德森林里。罗宾汉以舍伍德为大本营，联合小约翰、温里奥等这帮穷哥们、小伙伴们，劫富济贫，整治暴戾的路德曼贵族和贪官污吏，并把得来的钱财用于救助贫苦百姓，体现了中世纪英国人民反抗封建压迫的精神。在英国的传说中，罗宾汉的名字是极为响亮的，人们尊称他为汉丁顿伯爵。至于为什么取这么个尊称，据说是1599年英国诗人及剧作家AnthonyMunday写了两部戏剧，将罗宾汉描绘成绿林英雄汉丁顿伯爵。没有人确切知道为什么AnthonyMunday选择了汉丁顿伯爵来尊称罗宾汉。或许他只是觉得汉丁顿这个名字(他当时将这个单词拼写为Huntington)里的“Hunting”(狩猎)部分很合适罗宾汉的绿林英雄形象;或许这是为16世纪早期一位伯爵做的政治宣传。

　　故事告一段落。回过头来说血管里的“罗宾汉效应”。血液循环系统里有一种类似于“劫富济贫”的现象，在国内的医学资料称之为“盗血”、“窃血”综合征[1-2]。当人体内某一动脉病变发生部分或全部闭塞后，它远端的压力就会明显下降，从而产生一种虹吸作用：通过病变动脉血管的侧枝从附近血管“窃取”血液，从而使邻近血管的供血区出现供血不足的一系列症状，称为盗血综合征[3-4]。脑内、脑外、冠状动脉等部位都有可能发生盗血现象。

　　举例说明，图2为左锁骨下动脉盗血现象示意图。左锁骨下动脉盗血现象最早于1961年由Reivich等[5]提出，随后由Fisher[6]命名这个术语“左锁骨下动脉盗血”(thesubclaviansteal)。左锁骨下动脉是供应脑、脊髓、胸背、上肢等部分血液的主要大血管。当从它分支出来供应大脑血液的椎动脉前发生大部或全部闭塞时(图2(b)中黑色斑块部分)，左锁骨动脉远端的压力就会明显下降。由于“虹吸”作用，就会引起患侧左椎动脉血液逆流，而健侧右椎动脉的血液也被部分“盗取”过来，进入患侧锁骨下动脉，供应其远端的上肢血管[7-9]。这时患侧上肢所获得的血液是从健侧椎动脉和基底动脉盗窃得来的，这样就会导致脑部和健侧上肢的缺血症状，称为左锁骨下动脉盗血综合征[10-14]。可见，这是一种典型的“劫富济贫”行为。这种现象是不是叫做“代偿性循环”或者“侧支循环”更恰当呢?代偿性循环是机体某一局部的主要血管的血流受阻后，该部位原有吻合支的血管扩张(或者新形成的血管吻合)，形成旁路，使血液迂回地通过这些旁路到达缺血区，使缺血组织得到不同程度的灌注代偿，恢复了血液循环的一种循环途径[15-17]。可以说是“另辟蹊径，曲线救国”。

　　事实上，在英文里“盗血”(vascularsteal)的确切含义跟上面的意思正好相反。不是“劫富济贫”，而是“劫贫济富”!英文里对“盗血”现象的相关解释是：盗血是指其动脉闭塞后，缺血区域与正常组织间血液发生重新分配，较多血液流经正常组织，而病灶区域血流量反而减少，称为盗血现象。也有国外文献称之为“反罗宾汉综合征”(reversedRobinHoodsyndrome)[18]，可见其含义为“劫贫济富”。

　　盗血现象在患者静息状态下表现不明显，在患者运动之后会加剧。这是为什么呢?其中蕴藏着深刻的生物力学机理，可谓“盗亦有道”。

　　举例说明，图3是股动脉盗血现象示意图。髂外动脉和股浅动脉都存在狭窄病变(图3(a)中方框所示局部放大图)。在静息状态下(图3(b)I区)，小腿部位的血流基本上与正常血管时相差无几;但踝压会比正常血管的值偏低，因为上游髂外动脉和股浅动脉处的狭窄病变造成了较大的局部阻力或者局部压降(工程上也称为局部“水头”损失)。运动3分钟后(图3(b)II区)，腿部的总血流量增加。如果是正常血管的话，那么小腿部位的血流会增强，踝压基本不变;而存在狭窄病变的血管，小腿部位的血流会降低，踝压也会降低，而后又缓慢升高。腿部总血流量增加，而小腿部位的血流量却降低，那么多出来的血流去哪儿了?在运动之后，有狭窄病变的股浅动脉下游的血流被上游没有狭窄病变的股深动脉“盗窃”了。这就是典型的“劫贫济富”式盗血现象。

　　相关期刊推荐：《力学与实践》(双月刊)创刊于1979年，主要刊登：力学、力学应用和力学教育的发展与成果及其交叉学科的进展。并介绍古今中外力学家及其成就。读者对象：主要是工程技术人员、科研人员和院校师生。文章要求：力争做到深入浅出，形式多样，文字简炼，生动活泼。

　　盗血现象背后的生物力学机理大致可以用经典的伯努利方程或者马格努斯效应来解释。伯努利方程是一个能量守恒方程，它表明动能、压力势能和重力势能之和保持恒定。而马格努斯效应就是该方程在流体力学中的应用，通俗地解释就是：速度高的地方，压力低;而速度低的地方，压力高。图4展示了毛细血管分叉部位的红细胞运动现象。假如其中C分支的流动阻力大于B血管(比如，图中C血管处存在狭窄病变)，那么B血管就是高流速血管，C血管就是低流速血管。红细胞在A处就会受到马格努斯效应的影响，即受到偏向左侧B血管的作用力，从而使红细胞更多地流向B血管。这样，B血管流速高于C血管，B血管就越是获得更多的血流，而其中一部分血流本来应该是流向C血管的。因此，在这里出现了“劫贫济富”的盗血现象。

　　那为什么运动后盗血现象会加重呢?还是以图3为例来说明。运动之后，新陈代谢加快，毛细血管扩张，微循环阻力减小(这与组织液的渗透压改变有关)。如果股浅动脉是正常血管的话，那么血管直径应该增大扩张幅度，血液灌注应该加大，血流速度会增高，同时保持血压略有升高或者保持不变(这与组织液的渗透压改变以及上游的髂外动脉处存在狭窄病变有关)。然而，对于存在狭窄病变的股浅动脉，其狭窄部位的血管扩张受限，阻碍了对下游组织的血流灌注，血流速度相对于股深动脉而言就小很多。根据马格努斯效应，未发生狭窄病变股深动脉就会对存在狭窄病变的股浅动脉进行盗血。

　　反过来，为什么在静息状态下盗血现象不明显呢?这是因为，在静息状态下，血流速度慢，股浅动脉和股深动脉的血流速度相差不大。这也说明，有些发生动脉狭窄病变的人，在静息状态下是没有任何不良反应和感觉的，而当他们运动之后就会有明显不适，个中原因很可能就是盗血现象在作怪。各位读者，遇到这种情况就是身体给你打来了电话，你不要不接啊!

　　“盗血”/“窃血”综合征有哪些严重后果呢?举一个例子。“台湾一男子做俯卧撑中风，诊断为锁骨下动脉窃血症”(中国台湾网2009年3月6日消息)[19]。据台湾媒体报道，一名台湾中年男子，在做俯卧撑的时候突然头晕，接着双手没有力气，整个人瘫软下来;旁边友人吓一跳，赶紧将男子送到医院急诊。经检查诊断发现，这名男子因为锁骨下动脉窃血症候群引发中风。医生表示，锁骨下动脉窃血症候群主要因为心脏血管分支——锁骨下动脉发生狭窄，导致原本要送到手部的血液不足。由于做俯卧撑手部用力，需要更多的血液循环，俯卧撑次数一多，血液不够，于是透过椎动脉、把脑部的血液“窃取”过来到上肢和手部(实际上是发生了“代偿”)，脑部的血液因为被“偷走”了，血流不足就会引发中风。从这个例子可以初步了解到，盗血综合征并不是从旁边血管“小偷小摸”一点血流那么简单，严重的后果可能是“非死即残”!

　　说完盗血现象，再来说说“反盗血现象”。当脑内某血管堵塞时，神经刺激作用下梗塞区域内血管因缺氧、缺血而扩张，此时血流量反而可相对增多。若这时使用一般血管扩张药物，使正常脑组织血管扩张，而病灶血管因缺血、缺氧而麻痹，对扩张血管药物不敏感，没有被扩张，血液反而从正常脑组织流过的多，这就是上面介绍的“劫贫济富”式的盗血现象。在临床治疗脑血管栓塞时要避免出现“劫贫济富”式的盗血现象，若使用氨茶碱等收缩脑动脉的药物，使正常脑组织血管收缩，而梗塞病灶血管因麻痹而未收缩，那么此时流经病灶血管的血流量就会相对增多，这种“劫富济贫”现象称为“反盗血”现象。英文里也有“反盗血”这一专业术语“reversevascularsteal”[20]，其意思正好与这里的意思相反。

　　说到这里，我就疑惑了：国人和洋人的同行们在进行交流的时候，对“盗血现象”和“反盗血现象”这么专业的内容各执一词，他们是如何顺畅地沟通的呢?到底是“盗血”现象还是“反盗血”现象呢?到底是“劫富济贫”还是“劫贫济富”呢?到底是“罗宾汉效应”还是“反罗宾汉效应”呢?

　　无论如何，血管里的“罗宾汉效应”这一医学问题中蕴含着科学的生物力学机理。准确理解这一专业术语及其科学问题，才能把握病情，对症下药，辨证施治，造福人类。——论文作者：乔爱科