覃开蓉

   “动脉血液怎么可能倒流？彪^①！?” (^①大连方言“傻子”)

笔者在跟一位有多年临床经验的大连医生交流正常人动脉血液会倒流的观点时，这是他的第一反应。是的，动脉血液会产生倒流乍听起来比较奇怪，因为生理教科书上说：在上臂部测量正常成人动脉收缩压为90～140mmHg，舒张压为60～90mmHg，脉压为30～50mmHg。正常人平卧时，肘部静脉压为3－10 mmHg。胸腔大静脉（上、下静脉）或右心房内的血压称为中心静脉压，正常时为3.7－9 mmHg。正常动脉血压远大于静脉血压, 因此动脉血液只可能从动脉流向静脉，单向流动且周而复始。动脉血液倒流的说法好像是天方夜谭。

 然而事实上，血液循环系统中动脉血液的倒流现象不仅存在而且非常普遍。不过，您大可不必担心，因为正常生理情况下动脉血液只会在一个心动周期内短暂性地倒流，并不会持续性地倒流。图1显示的是一个心动周期内存在倒流现象的血流流量率波形，从图1可以看出，一个心动周期内的大部分时间血流量率为正值（前向流antegrade flow），只有在舒张期的某段时间流量率为负值（后向流retrograde flow, 或倒流），总体平均血流量率大于0，因此动脉血液整体表现为前向流动。这种同时存在前向和后向流动的血流现象又称为振荡血流(oscillatory blood flow)现象。

图1 一个心动周期内动脉血液振荡流波形

     那么人体哪些情况下会出现动脉血液倒流现象呢？

首先，在动脉的弯曲和分岔部位，动脉壁面附近的粘性血流层由于逆压梯度产生流动分离现象，形成流动涡旋，从而对这些动脉特殊部位的壁面产生振荡剪切应力(如图1所示）。当这种振荡剪切应力平均值接近于0时，又称为低振荡剪切应力(low oscillatory shear stress)。美国有个叫David N. Ku的于1985年^[1]报道低振荡剪切应力会损伤动脉内皮功能，并与动脉粥样硬化密切相关。之后大量跟随者采用在体和离体实验的方法，从宏观的组织器官水平到微观的细胞分子水平上验证了低振荡剪切应力的确是一种重要的致动脉粥样硬化物理因子。

图2 低振荡剪切应力(取自Ku et al.,1985^[1] )

   其次，在某些病理条件下动脉比较均匀的部位也存在倒流现象。笔者在复旦大学跟随导师柳兆荣教授学习时，曾了解到在很多高龄高血压患者的颈总动脉部位，在舒张末期常常存在短暂的血液倒流现象，提示这些患者可能在舒张末期脑血管供血不足，但这种脑供血不足是否跟脑中风等血管疾病的发生、发展有关，目前还不能完全确定。

      另外，正常健康人在运动训练之后，在某些动脉部位也会产生明显的血液倒流现象。图3中间一排显示的就是下肢运动后Green小组^[2]用超声多普勒技术检测的肱动脉部位血流波形，可以明显地看到运动过后动脉血流的倒流和振荡现象。而且不同的运动训练模式会引起不同程度的倒流分量(图4)，从图4中可以看出，下肢自行车运动训练引起的动脉血流倒流分量明显增加。为什么会产生这种倒流现象、不同运动模式为什么会产生如此差别，还有待进一步深入的血液动力学分析。

图3 下肢运动后肱动脉部位的血液倒流现象（取自Green, 2009^[2]）

图4 不同运动训练模式引起不同的肱动脉血液倒流现象（取自Green, 2009^[2]）

 笔者所在的研究小组最近检测了下肢运动训练后颈总动脉处的血流波形^{[3, 4]}，也同样发现了这种倒流和振荡血流现象。然而，这种运动训练后的倒流和振荡流现象是否会损伤或促进动脉内皮功能，目前似乎还不能照搬David N. Ku于1985年得出的结论，这是因为Ku的结果是针对静息状态下心率保持不变的人群得出的，而运动训练后心率加快、动脉血流波形的振荡幅度和频率同时改变，由此产生的血流剪切应力如何调控动脉的内皮功能，还需要进一步深入的机理性研究才能使问题得到澄清。

参考文献：

1.   Ku DN, Giddens DP, Zarins CK, Glagov S. Pulsatile flow and atherosclerosis in the human carotid bifurcation. Positive correlation between plaque location and low oscillating shear stress.Arteriosclerosis, 1985, 5(3): 293-302.

2.   Green DJ. Exercise training as vascular medicine: direct impacts on the vasculature in humans. Exerc Sport Sci Rev, 2009, 37(4): 196-202.

3. 侯杰，申华，刘睿，覃开蓉. 间歇式无氧功率自行车训练对颈总动脉血液动力学的影响, 复旦学报（自然科学版），2013 ，52(5): 653-660.

4. 朱勇，侯杰，刘波，朱亚冰，邱天爽, 覃开蓉. 急性无氧功率自行车运动对颈总动脉弹性模量和局部血液动力学的影响, 医用生物力学，2013， 28(4): 418-424 .