脑血管的适应与代偿
在面对生命个体时，我们不得不感叹生命的伟大，生命中有各种起承转合，有各种曲径通幽。在面临脑血供不足这个问题时，脑组织和脑血管的自适应与代偿无处不在，它表现的为脑侧支循环的重建与重构，其强大让人惊叹！
适应是自然界的一种普遍现象！
在《基督山伯爵》这部书中有这样一段，基督山伯爵论及毒药学时这样描述：“假定这种毒药是木鳖精，您在第一天吃一克，第二天吃两克，如此类推。好，到了第十天，您可以吃十克了，到第二十天，又增加了一倍，您可以吃二十克了。也就是说，这付药您吃了可以毫无妨碍了，但要是没有经过这种预防步骤的人吃了，却是非常危险的。好了，那么，满一个月的时候， 您要是和别人同喝一只水瓶里的毒药水，您可以把那个人毒死，而您自己同时虽然也喝了这种水，但除了微微觉得有点不舒服以外，决不会觉察到这瓶水里混有任何毒质的”，这里说的就是适应与耐受的问题。
适应是自然界普遍存在的现象，它是系统和环境相协调的行为。一般是指环境条件发生变化时，系统能通过改变结构、参数或控制策略来保持一定功能，从而在新的环境下继续发挥作用或生存下去的行为。我们身体本身就是一套极有适应力的系统，它的内部沟通良好，能在某位伙伴出问题时，即时找到人来接替。比如，身体因故失去了一颗肾脏，另一颗就会变的更大来应付新的工作量。神经肌肉系统同样如此，还记得马拉松的最后一公里吗？或者篮球比赛最后几分钟？你可能忍受膝盖疼痛并拖着一条腿，但依旧可以在球场上奔跑。或者既使非常疲累，脚底起了水泡，你仍可以用歪七扭八的姿势咬牙跑下去直到终点。比赛完成后，你回想起来也觉得不可思议。身体适应力是如此惊人，他们会不顾一切后果完成你所下达的指令。
在生物体内，这种适应现象普遍存在。当体内外环境条件变化时，生物会发生各种有效反应，这种适应有多种表现形式，包括屏障机能、免疫、修复、代偿，细胞组织和器官的适应等。这种生物适应，一方面表现为生物各层次的结构（从大分子、细胞、组织、器官，乃至由个体组成的种群等）与功能相适应，如细胞增多、细胞再生等；另一方面表现为这种结构与相关功能（包括行为、习性等）适合于该生物在一定环境条件下的生存和延续，如功能加强，突触功能强化等。无论在生理条件下维持动物体的正常生命活动或在病理条件下出现抵抗障碍和损伤的过程，均包含着机体的各种适应过程。细胞、组织或器官的结构和功能可随着不断改变的内外环境而发生改变，比如：肝脏30%发生病变而没法行使正常功能时，剩余的70%肝组织超常发挥行使病变的30%部分的肝组织所应行使的功能；肾脏损伤不超过60%-75%时，肾功能都可处于一种完全代偿阶段。作为人体最重要器官的脑组织，也存在着这种普遍规律的适应现象。在病理条件下，康复训练就是一种代偿、适应不断强化的过程，在现代医学中占据重要位置。
脑血管的适应 人脑血管在各种因素的作用下，会产生不同程度的狭窄，直至闭塞。最常见的病变原因是动脉粥样硬化，动脉粥样硬化会造成相应好发部位产生狭窄。而狭窄之后，是否能够发生远端供血区域的功能改变和梗死，一个重要的因素是脑的适应能力，发挥适应能力的过程是代偿的过程，而潜在的代偿能力就是脑的储备力（reserve）。
1999年，加拿大学者Weih在观察短暂性脑缺血发作(TIA)对于脑梗死影响时，发现一个有趣的临床现象。有反复TIA发作的患者，发生脑梗死后，加拿大神经功能评分轻度残疾（0-6分）的比例较多，而较重的患者(9-10.5分)相对少。反之，没有TIA发作的患者，轻度残疾（0-6分）的比例较少，而较重的患者(9-10.5分)相对多。这个结果提示，反复发作的小的缺血对脑组织产生保护作用，使得脑组织可以抵抗严重缺血的损害。换一句话说，脑组织产生了缺血的适应，或者说机体动用了代偿机制。
脑血管的代偿
脑血管的代偿主要是脑侧支循环的启用与重建。脑缺血后的代偿过程：按照脑储备能力发挥的程度和机制的不同，把脑缺血后的代偿过程分为四期：
第一期（侧支循环储备期）：在这一期主要代偿机制是建立侧支循环。此期脑血流量（CBF）、血容量(CBV)以及氧摄取分数(OEF)维持在正常范围。
第二期（脑血流储备期）：这一期的主要代偿机制是血管反应性增加、毛细血管扩张、脑自动调节能力提高。此期CBF正常，CBV升高，OEF正常。
第三期（脑代谢储备期）：这一期的主要代偿机制是脑的能量生成能力增加、能量消耗下降，体内产生抗缺血、缺氧的化学物质。此期CBF下降，CBV升高，OEF升高。
第四期(梗死期)：这一时期脑组织已经处于失代偿能力，所有的代偿都不能低于缺血的损害，脑组织出现不可逆死亡。此期此期CBF下降，CBV下降，OEF进一步升高。
脑侧支循环
侧支循环：又称为“代偿性循环”，是机体某一局部的主要血管 (动脉或静脉) 的血流受阻后，该部原有吻合支的血管扩张，形成旁路，使血液迂回地通过这些旁路，恢复了循环的一种循环途径。颅内或颅外潜在的或新生的血管吻合，在脑的供血动脉发生严重狭窄或闭塞时，血流可以通过这些血管吻合起到代偿作用。
脑侧支循环一般可分为3级：初级侧支为willis环；次级侧支为小血管吻合支；三级侧支为新生血管。 这种分级方式仍需要补充：①Willis环参与侧支循环的血管变异很大，仅有约50％的人具有完整的Willis环。②一些Willis环虽然完整，但其前、后交通动脉或其它Willis结构发育不良，其代偿能力达不到一级代偿的作用。③部分患者的侧支代偿起主要作用的是软膜动脉或新生的血管。④一些少见的侧支循环代偿方式，如胚胎大脑后动脉、永存三叉动脉、永存舌下动脉等其代偿能力超过一级代偿。归类这些侧支循环可以分为：固有的侧支循环代偿、潜在的侧支循环代偿及新生的侧支循环代偿三类。
血管再通≠血流再通≠脑功能再恢复
缺血性脑血管病的临床症状取决于什么？
一般认为脑血管病变与缺血发作相关，但仍有非线性的表现。比如病变严重程度与临床表现并不一致，并不是血管病变越严重，症状越重；比如溶栓时间窗也不一样，有些人强调3、4小时，有些人可以放宽到6小时、甚至8小时，有些人进行溶栓取栓治疗时会出现出血转化，背后的原因是什么？ 经证实，背后的原因与侧支循环建立情况有关，侧支循环建立情况差异与症状、预后相关。良好的侧支循环可以降低严重颈动脉狭窄患者发生卒中的风险[Stroke.2000,31(1):128-132]；侧支血流能预测急性缺血性卒中患者腔内血管治疗的效果[Stroke.2011,42:693-699]。
即使脑动脉主干血管闭塞，如果侧支循环代偿完全，脑组织可能仅出现轻度的损伤，甚至并不表现出相关的症状与体征。但是当侧支代偿能力受损或不全时，脑组织的损伤可能较重甚至发生致残或致死性大面积脑梗死。有效的侧支循环建立可改善缺血性脑血管病患者的预后。对于血管闭塞的患者更主要的是血流再通，我们的研究应从多个角度着手，而不仅仅是使闭塞的血管再通。血管再通≠血流再通≠脑功能再恢复，应该跳出对“闭塞血管”的唯一聚焦，我们还需关注脑侧支循环以及脑储备力。对于溶栓时间窗的严格限制，就是这样，血管再通可能带来的是再灌注损伤，甚至是出血转化。只有在合适的时间窗，或者是侧支侧支循环代偿允许的条件下，血管再通才会直接带来脑功能康复。
脑储备能力
脑储备能力
脑储备能力发挥有四个途径，也就是血流储备、功能储备、结构储备和化学储备。
按照不同的脑储备能力可以进行分期，与临床脑缺血事件发生率、症状严重程度直接相关。脑循环功能的损害并非单纯的血管狭窄，研究表明一些脑动脉严重狭窄有良好脑血管储备力（Cerebrovascular reserve，CVR)者卒中发生率并不高，而CVR差者则脑缺血事件可高达32.7％/年。
1、血流储备：指大脑通过血管最大程度扩张来增加脑血流量的能力。一般来讲，通过脑血管最大程度扩张可以增加脑血流20-75%，临床测定时，一般使用静脉注射乙酰唑胺或者吸入一定浓度的CO2来扩张血管，测定扩张前后的脑血流量的变化来表示脑血流能力的大小。
2、功能储备：脑血管有自动调节功能，即在一定灌注压的的范围内，维持脑血流的恒定不变。临床通过改变血压的方式，观察脑血流的稳定性，以此反应脑自动调节的能力。
3、 结构储备：通过脑血管侧枝循环的开放发挥的代偿能力。侧枝循环按照级别开放。首先开放以及侧枝循环，也就是前交通动脉和后交通动脉。其次开放二级侧枝循环，也就是通过眼动脉和软脑膜侧枝使得颅内外动脉沟通，使颅外的血流供应颅内。最后开放三级侧枝循环，也就是新生血管的产生。
4、化学储备：在反复缺血的时候，局部产生一系列抗缺血、缺氧的化学物质，提高脑组织的抗缺血缺氧的能力。这个过程也成为缺血预适应，或者缺血耐受。
这四种储备方式是并存的，也是渐进的。关注脑储备能力能从另一个角度帮助我们认识脑血管病，从另一方面开发预防和治疗脑血管病的方法，增强脑储备能力的干预手段应该成为防治脑血管病的重要途径。
脑动脉侧支循环代偿的评估方法？
(1) 直接评估方法：临床上常用的评估侧支循环的方法包括TCD、CTA、MRA以及DSA，各有优劣。其中DSA被认为是评估各级侧支循环的金标准，它可以清晰的显示各种侧支循环的解剖结构和代偿情况，还能评估软脑膜侧支吻合和颅内外动脉侧支循环。
(2) 间接评估方法：间接方法目前主要是通过评估脑血流动力学来反映其侧支循环，CT灌注（CTP）、MR灌注（CTP）、SPECT、PET等可评估静息状态下的脑灌注，这些方法都是通过对比剂或同位素的测定来反映脑灌注量的，各有优劣。但脑血流灌注是一个动态的、波动的、可调节的，通过一些方法使脑血管扩张达到最大灌注再来测定其灌注或者是测定脑血管储备能力也是一个重要的手段。
目前我们还不能对所有直接代偿的侧支血管完整有效地进行检测，也不能准确地检测各脑区的脑血流灌注量，间接与直接方法不能互相代替，可以互相补充，达到更准确的评估。多种影像学方法评估标准各不相同，目前侧支循环分级标准以及评估方法缺乏权威统一评估标方法。
DSA
CTP
影响侧支代偿能力的因素有什么？
当然侧支循环的代偿能力受多种因素的影响，包括侧支循环的完整性和变异性，侧支循环管腔内径，脑血管狭窄程度和速度，侧支血管压力梯度、脑血管病相关危险因素及遗传因素。已经证明高血压、高血脂、DM、年龄与侧支循环有相关性，而吸烟、既往卒中史、高同型半胱氨酸血症等对侧支循环建立的影响尚无结论。
侧支循环的临床意义？
对于接受血管再通的患者，侧支循环可以保护患者免受在灌输损伤的影响，更重要的意义是对于大部分不能接受血管再通治疗的患者，开放侧支这种涓涓细流的灌注方式，可以在第一时间实现有效安全的血液灌注。因此，人们将越来越多的注意力转向侧支循环。侧支循环的关注点应该在于缺血区血流的恢复；侧支循环可增加脑缺血中心区域周围的血供；侧支循环的改善可带来微循环改善，并可使干预药物最大限度地抵达缺血区，提高治疗效果。
促进脑侧支循环治疗方法有哪些？
脑侧支循环与缺血性卒中的发生、发展和预后都有十分密切的关系，也是可以干预的一条治疗途径。但对于侧支循环的干预治疗措施研究一度陷入困境工作，没有突破性进展。它大致可以分为两类：直接干预措施---颅外-颅内动脉搭桥术（bypass）；间接干预措施---体外反搏，主动脉部分阻断，升高系统血压。早在1985年就开展了对侧支循环干预的研究，但是一些手术并未得到良好的结果，期间也并未出现有效干预侧支循环的药物。
目前这种状况在慢慢改变，在临床患者和动物模型上，已经有一些促进侧支循环的方法或技术在研究，一些方法的具体疗效还缺乏更具说服力的临床证据支持。这些方法应该包括：药物、康复理疗和预适应等。
药物---理想的改善侧支循环药物的特征为：（1）保护血管结构；（2）恢复或扩张侧支循环管径；（3）迅速促进侧支血管的再生；（4）安全，不良反应少。脑侧支循环治疗的血管保护目标是：（1）维持缺血后脑血管结构的完整；（2）促进侧支代偿；最终能预防脑梗死后继发水肿、出血。 目前已发现某些药物具有上述血管保护效应：（1）他汀类：可能与保护血管内皮、促内皮祖细胞繁殖和迁移等机制有关，与其降血脂作用无必然联系；（2）丁苯酞：保护线粒体，重构微循环，通过保护血管神经单元而促进侧支循环的建立，目前本药的作用已被写入缺血性卒中治疗的指南。机理：首先是丁苯酞对于二级侧支的作用：它可以提高体外脑血管内皮细胞和体外主动脉内皮细胞NO含量，成剂量依赖；它可以作用于软脑膜微动脉侧支血管，可能通过其提高内皮NO含量，恢复血管管径和增加血流速度，真正实现恢复血流灌注的治疗目标；它促进血管新生的作用在动物模型中得到了验证，丁苯酞可以促进斑马鱼模型和鸡胚绒毛尿囊膜模型中血管新生的数量；不仅可以开放二级侧支循环和促进血管新生，同时具有保护微循环的作用；（3）尤瑞克林：扩张缺血区域小血管，有利于帮助开放侧支循环，不影响大血管而引发盗血；（4）传统医学中活血化瘀类等药物：可能成为改善侧支循环的新药，需进一步研究。
预适应----使用水银血压计防治脑卒中的使用原理叫做远程缺血预适应。远程缺血预适应是指机体部分器官（如上肢）在受到短暂的、可逆性缺血缺氧刺激后，通过诱导缺血器官以外的其他脏器（如心、脑、肝、肾），对随后发生的严重或致命的缺血缺氧产生保护作用。它最早应用于冠心病的治疗上，已经得到广泛的重视，而用于缺血性脑血管病的应用才刚刚开始。
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