靜脈曲張:人類直立行走的副產物

靜脈曲張:人類直立行走的副產物

為了找到答案,我們必須追溯到320萬年前的25歲

阿法

南方古猿露西

。露西以及與她同物種的其他成員,是我們最先用雙腿走路的祖先之一。

靜脈曲張:人類直立行走的副產物

圖片來源於網路

經過數十億年的進化,我們身體的各個組成部分在宏觀、細胞和分子水平上已經彼此密切相關。要理解它們,你需要了解一些自然科學知識,包括生物學、生物化學和遺傳學。這些知識非常複雜,以至於人們容易忽視這樣一個事實,即許多組成部分的工作其實非常簡單。靜脈中的靜脈瓣可以防止血液反向流動,這就是一個很好的例子。它們的工作原理解釋起來可能有點難度,但是隻要我們對重力和壓力有些瞭解,就很容易明白。

在我們兩條腿的內側,各有一條位於面板下方的長靜脈,從踝部走行至腹股溝,這就是大隱靜脈(the great saphenous vein),簡稱GSV(其中一個詞源為“saphon”,拉丁語中“電線”之意)。GSV與一些較小的靜脈在腹股溝中形成一個短而彎曲的靜脈段,類似於牧羊人的手杖,稱為隱靜脈弓。在隱靜脈弓中,有一個小的瓣膜。這沒什麼不同尋常的,因為在這一水平以下的所有靜脈都有瓣膜,以阻止血液在重力作用下向下反流。然而,奇怪的是,從腹股溝到心臟,隱靜脈弓以上的靜脈中一個瓣膜都沒有。在白天,成年人隱靜脈弓中這個小瓣膜必須抵抗50釐米液柱的壓力。這比我們血管中任何其他瓣膜承受的壓力都要大5倍。這個小瓣膜並不十分強壯,也不是生來就被設計為要承受如此高的壓力。因此,隱靜脈弓中的小瓣膜有時會發生故障,當它不能夠再阻止血液迴流時,血液開始“洩漏”,由此產生了靜脈曲張。

靜脈曲張是指皮下淺靜脈異常擴張,血液向上流動太慢,或根本不流動,甚至向下反流。它不僅影響美觀,還會引起周圍面板的疼痛、瘙癢和溼疹等問題。靜脈曲張通常從一個瓣膜的關閉不全開始,大部分是隱靜脈弓中的瓣膜,因為它承受的壓力最大。如果該瓣膜失去功能,壓力將下移至下一個瓣膜,在腿部大約向下10釐米的位置。這個瓣膜又要多承受10釐米液柱的壓力。如果這個瓣膜也失效了,那麼再下一個瓣膜就會受到更大的壓力。像這樣,壓力逐漸上升,GSV將像一個細長的氣球一樣逐漸脹大。最終,所有的瓣膜都會關閉不全,正常情況下直徑不超過半釐米的GSV會擴大形成靜脈曲張,在某些地方可以長到如同一串葡萄的大小。

因此,靜脈曲張的原因是隱靜脈弓中的某個小瓣膜不能承擔相應的職責,出於某種神秘的原因,它上方的大靜脈中沒有瓣膜。這裡顯然有一個問題:為什麼?答案非常簡單。

為了找到答案,我們必須追溯到320萬年前的25歲阿法南方古猿露西。露西以及與她同物種的其他成員,是我們最先用雙腿走路的祖先之一。直立行走的露西,構成了現代外科手術根基的一半。1974年,古人類學家唐納德·約翰松和湯姆·格雷在衣索比亞發現了她的部分骨架。在他們挖掘時,收音機上正播放甲殼蟲樂隊的歌曲——《露西在綴滿鑽石的天空》(Lucy in the Sky with Diamonds),所以他們以這首歌的名字為她命名。目前,我們可以在亞的斯亞貝巴的國家博物館中看到露西,而她的複製品可以在世界各地的博物館中找到。

讓我們假設露西的母親仍然用4條腿走路,那意味著腹股溝和心臟之間的大靜脈中的液柱是水平的。由於水平液柱不產生壓力,所以露西的祖先沒有罹患靜脈曲張。瓣膜在隱靜脈弓“以上”的大靜脈中沒有存在的意義,原因很簡單,它們實際上並不在隱靜脈弓上面。

因此,靜脈曲張與現代人類一樣古老。最早關於靜脈曲張的報道來自埃及,已有3500多年的歷史。最早的插圖可以追溯到雅典的黃金時代,而希波克拉底是第一個用繃帶治療靜脈曲張的人。羅馬的塞爾蘇斯描述了透過做切口,用鈍鉤將曲張的靜脈拉出來的手術。根據普魯塔克的說法,尤利烏斯·愷撒的叔叔蓋伊斯·馬裡烏斯領事從這次手術受到的痛苦比疾病本身還要嚴重,並拒絕為他的第二條腿進行手術。普林尼告訴我們,這位硬漢政治家是唯一一個在手術中保持站立,拒絕被綁在手術檯上的人。這確實不容易,但也有點愚蠢,因為垂直的液柱壓力更高,在手術時開放的曲張靜脈中噴出的血液比躺下時更多。

直到中世紀之後,才有了對靜脈中的瓣膜的描述,即便如此,這並不意味著它們被理解了。安布魯瓦茲·巴累是第一位想到在大腿高處用結紮線綁住GSV的外科醫生。現在我們知道這樣做不會造成任何損害,因為有很多靜脈可以代償GSV的工作——但巴累知道嗎?

1890年,德國外科醫生弗里德里希·特倫德倫堡更詳細地描述了高處結紮。他第一個表現出對靜脈曲張病因的理解:由靜脈瓣膜關閉不全和液體壓力增加引起。這標誌著有效治療的開始。患者呈仰臥位,手術檯傾斜至頭低腳高狀,這種手術體位以他的名字命名。在特倫德倫堡臥位,液體壓力反轉,腿部壓力降低,心臟壓力增高。心臟壓力增加有利於休克患者,腿部低壓則有利於靜脈曲張手術。

在19世紀末,澳大利亞外科醫生傑裡·摩爾完善了巴累和特倫德倫堡的方法。他明白不應該在儘可能高處將GSV結紮,而應該直接將隱靜脈弓結紮。這成為現代的標準方法,被稱為大隱靜脈高位結紮術(crossectomy),“crosse”在法語中意為牧羊人的手杖。這種做法不僅可以治療現有可見的靜脈曲張,還可以防止復發。

西奧多·比爾羅特是整個外科史上最偉大的名字之一,他強烈反對靜脈曲張手術,卻沒有解釋為什麼。在20世紀,高位結紮術與“剝脫”相結合,這是一種可以一次性從皮下完全移除GSV的方法。直到2005年左右,這仍是治療靜脈曲張的標準方法,每條腿的整個手術過程不超過15分鐘。

後來,瑞典放射學家斯文·伊瓦爾·塞丁格將整個血管外科引領到了相反的方向。1953年,他發明了一種方法,可以從血管內部進行治療。1964年,在塞丁格穿刺法的基礎上,另一位名叫查爾斯·多特的放射科醫生髮明瞭經皮血管成形術——用小氣球從內部擴張血管,這是一個非常巧妙而簡單的解決動脈狹窄的辦法。在21世紀,塞丁格穿刺法不僅用於治療動脈疾病,還用於治療靜脈曲張。GSV可以用鐳射或微波從內部透過灼燒來封閉,這些都不需要用到手術刀。

露西還給人類帶來了更多的問題。如果她的直腸中沒有3條小血管(痔靜脈)讓她的肛門不會漏水,她可能會在直立行走了幾步後就改變主意,迴歸四肢行走。人類至今沒能成功適應排便行為:我們仍然需要把髖關節彎曲90°才能做到。現在排便需要更大的壓力,這導致了典型的人類問題,如痔瘡、肛門脫垂和便秘。

外科醫生日常工作中還有一個常規專案與露西有淵源,就是腹股溝管。這是腹壁底部的一個薄弱點,但此處本應該是它最強的地方。重力不斷地迫使腹腔內容物從內部壓迫這個薄弱點。這可能會導致這裡產生一個洞,稱為腹股溝疝,這是一個似乎已經被進化所遺忘的開口。但是,如果我們想象自己又回到4條腿的狀態,那麼腹股溝管就位於腹部的重心之上,而不是其下。對於我們4條腿的朋友來說,這沒什麼問題,但對於兩足動物,這確實是一個設計缺陷。因為直立行走,現代男性在一生中有25%的機率會患上腹股溝疝,這對外科醫生來說意味著很多工作要做。

從四足動物到兩足動物的過渡當然也意味著髖部和膝蓋要承受雙倍的重量。在脊柱中分開相鄰椎骨的椎間盤,從不需要支撐任何東西(水平方向)進化到要承受一半的體重(垂直方向)。膝蓋、髖部和背部的過度負荷衍生了外科學的姊妹學科——矯形外科。矯形外科醫生大部分時間都在用假體置換過度負荷的髖部和膝蓋,還有去除突出的椎間盤。

最明顯的缺陷見於向腿部走行的動脈。它們仍然在骨盆後部深面呈90°彎曲,表現出四足動物的特徵。這種彎曲曾是必要的,因為動物的後腿與軀幹成直角。我們在從原始的陸地動物演變為人類的過程中,大部分時間都是用4條腿走路,自然選擇使我們動脈的直角彎曲變得寬大而平滑。因而迴圈系統中這一段產生湍流的可能性極小,這對我們的生存很重要,因為動脈中的湍流會導致動脈壁的損傷。然而,由於現在我們直立行走,走向下肢的動脈除了像四足動物那樣柔和地彎曲之後,還得在腹股溝處再彎曲90°。這就不再是一條平滑的曲線,而是一個沒經過適應過程的尖銳扭結,會產生湍流,進而導致動脈硬化,造成扭結附近的血管變窄。這就是人體動脈硬化最常見於腹股溝的原因。如果動脈逐漸縮窄,腿部在運動時——最需要氧氣的時候,就會得不到充足的血氧供應。這會導致行走時腿部疼痛,一旦靜止不動,疼痛立即消失。此種症狀在醫學上被稱為“間歇性跛行”(從拉丁語“claudicare”演變而來,意為“跛行”),在荷蘭語中它被形象地稱為“櫥窗瀏覽腿”,指的是每次你停下來看商店櫥窗,在街上行走的痛苦就消退了。最終,腿可能會壞死,產生壞疽。而這些都是四足動物不需要擔心的事情。

我們可以列出一長串現代外科醫生需要處理的與露西有淵源的病症,靜脈曲張、痔瘡、腹股溝疝和動脈狹窄可能佔了日常外科手術的一半。換句話說,外科醫生的很大一部分工作是彌補露西決定用雙腿走路時所犯下的錯誤。順便說一句,露西在衣索比亞獲得了第二個名字——Dinqines,意思是“你很了不起”。外科醫生們得同意這一點。

靜脈曲張:人類直立行走的副產物

摘自——《手術刀下的歷史——改變世界的27個真實手術故事》

作者: [荷] 阿諾德·範德拉爾

出版社: 天津科學技術出版社

原作名: Under the knife,a history of surgery in 27 remarkable operations

譯者: 李命心

出版年: 2020-5

靜脈曲張:人類直立行走的副產物

審校及組稿:浙江大學醫學院附屬第一醫院 商弢醫師

編輯:血管資訊 Oliver