脑血流调节中的结构因素

神经系统和神经血管单元的调节

血管周围的神经在血液流动中起着非常重要的作用。最近血管内皮细胞、血管周围的神经和星形胶质细胞作为一个功能单元而不是单独的细胞在血流中发挥作用的理论逐渐被大家认可。功能单元称为“神经血管单元”（图1）。作用于神经血管单元的神经细胞可分为外在神经支配和内在神经支配。外部神经支配是指来自外部的神经对血管的控制，分为来自三个神经节（三叉神经、颈上神经和蝶腭神经）的神经，分别是感觉神经、交感神经和副交感神经的通路。如果血管离开血管周围间隙进入脑实质，则外在神经支配停止，内在神经支配开始。内在神经支配是由来自远端区域的皮层下间神经元或局部间神经元实现的，是通过与星形胶质细胞足突的连接而不是直接附着在血管上实现的。

图1 神经血管单元示意图

血管内皮细胞

血管内皮细胞在CBF调节中起着核心作用。到目前为止，已经明确了四种调节内皮细胞功能物质:一氧化氮(NO)、内皮源性超级化因子(EDHF)、类花生酸和内皮素。

NO是一种激活鸟苷酸环化酶的可扩散物质，存在于平滑肌细胞中，认为是对血管扩张影响最大的物质。NO激活的鸟苷酸环化酶通过阻断电压门控钙通道或K+通道的蛋白激酶G（PKG）激活来松弛平滑肌，同时合成cGMP。合成NO的酶具有多种异构体，其中存在于脑血管特别是血管内皮细胞中的内皮性NOS (eNOS)起着重要作用。EDHF是另一种可扩散分子，由血管平滑肌细胞的超极化激活，并被K+通道阻断剂抑制。Eicosanoids是一系列源自花生四烯酸的血管活性物质，已经证实了以下三种酶系统：环氧合酶（COX）、脂氧合酶（LOX）和环氧合酶。这三种酶系统不限于内皮细胞，而是在包括血小板在内的各种细胞中被激活。此外，由于酶激活的某一组分参与血管扩张，而另一组分则参与血管收缩，因此对总CBF的影响取决于这些酶的激活率和位置。另一种影响CBF的物质是内皮素。该系统由两个受体（ETA和ETB）和三个配体（ET-1、ET-2和ET-3）组成，其对血管的影响似乎由受体而非配体决定。ETA受体主要存在于血管平滑肌细胞中，受ET-1和ET-2刺激，并介导血管收缩。另一方面，ETB受体主要存在于血管内皮细胞中，受到上述三种配体的刺激，并介导血管扩张。内皮素是一种与脑血流的持续作用有关的系统，而不是与脑血流的立即调节有关。很可能在脑缺血等病理条件下发挥重要作用，而不是在静息状态下调节CBF。

星形胶质细胞

星形胶质细胞在CBF调节中起着非常独特的作用。从星形胶质细胞延伸到外周的突起包裹毛细血管并物理接触微血管结构。一直认为星形胶质细胞主要是细胞外K+仓库，最近提出了通过细胞之间的间隙连接介导神经-血管相互作用的可能性。由于星形胶质细胞有一个谷氨酸受体，增加细胞内钙的水平，因此认为星形胶质细胞的足突识别突触信号，并介导与之相关的血管扩张。