Церебральное кровообращение
| Церебральное кровообращение | |
|---|---|
 Области мозга кровоснабжаются разными артериями. Основные системы кровообращения делятся на переднюю ( переднюю мозговую артерию и среднюю мозговую артерию ) и заднюю систему кровообращения. | |
 Схема вен и венозных пространств, отводящих дезоксигенированную кровь из мозга. | |
| Идентификаторы | |
| МеШ | D002560 |
| Анатомическая терминология | |
Мозговое кровообращение — это движение крови по сети мозговых артерий и вен, снабжающих мозг . Скорость мозгового кровотока у взрослого человека обычно составляет 750 миллилитров в минуту , или около 15% сердечного выброса . Артерии доставляют насыщенную кислородом кровь, глюкозу в мозг и другие питательные вещества. Вены переносят «использованную» кровь обратно к сердцу , чтобы удалить углекислый газ , молочную кислоту и другие продукты обмена веществ . Нервно -сосудистая единица регулирует мозговой кровоток, чтобы активированные нейроны могли снабжаться энергией в нужном количестве и в нужное время. [1] Поскольку мозг любое прекращение кровоснабжения быстро повредит , система мозгового кровообращения имеет защитные механизмы, включая ауторегуляцию кровеносных сосудов . Несоблюдение этих мер предосторожности может привести к инсульту . Объем циркулирующей крови называется мозговым кровотоком . Внезапные интенсивные ускорения изменяют гравитационные силы, воспринимаемые телами, и могут серьезно ухудшить мозговое кровообращение и нормальные функции вплоть до серьезных опасностей для жизни.
Следующее описание основано на идеализированном мозговом кровообращении человека. Характер кровообращения и его номенклатура различаются у разных организмов.
Анатомия
[ редактировать ]
Кровоснабжение
[ редактировать ]
Кровоснабжение головного мозга обычно делится на передний и задний сегменты, относящиеся к различным артериям, снабжающим мозг. Двумя основными парами артерий являются внутренние сонные артерии (снабжающие переднюю часть мозга) и позвоночные артерии (снабжающие ствол и заднюю часть мозга). [2] Переднее и заднее мозговое кровообращение связаны между собой двусторонними задними соединительными артериями . Они входят в виллизиев круг , обеспечивающий резервное кровообращение головного мозга. В случае окклюзии одной из питающих артерий виллизиев круг обеспечивает связь между передним и задним мозговым кровообращением вдоль дна свода головного мозга, обеспечивая кровью ткани, которые в противном случае стали бы ишемизированными . [3]
Переднее мозговое кровообращение
[ редактировать ]
Переднее мозговое кровообращение — кровоснабжение передних отделов головного мозга, включая глаза . Кровоснабжение осуществляется следующими артериями:
- Внутренние сонные артерии . Эти крупные артерии являются медиальными ветвями общих сонных артерий, которые входят в череп, в отличие от наружных сонных артерий, снабжающих кровью ткани лица; внутренняя сонная артерия разветвляется в переднюю мозговую артерию и продолжает формировать среднюю мозговую артерию . [4]
- Передняя мозговая артерия (ПМА)
- Передняя соединительная артерия : соединяет обе передние мозговые артерии внутри и вдоль дна мозгового свода.
- Средняя мозговая артерия (СМА)
Заднее мозговое кровообращение
[ редактировать ]
— Заднее мозговое кровообращение кровоснабжение задней части головного мозга, включая затылочные доли , мозжечок и ствол мозга .Кровоснабжение осуществляется следующими артериями:
- Позвоночные артерии : эти более мелкие артерии отходят от подключичных артерий , которые в основном кровоснабжают плечи, боковые части груди и руки. В черепе две позвоночные артерии сливаются в базилярную артерию .
- Базилярная артерия : снабжает средний мозг , мозжечок и обычно разветвляется в заднюю мозговую артерию.
- Задняя мозговая артерия (ЗМА)
- Задняя соединительная артерия
Венозный дренаж
[ редактировать ]Венозный отток головного мозга можно разделить на два отдела: поверхностный и глубокий.
- Поверхностная система
Поверхностная система состоит из твердых венозных синусов , синусов (каналов) внутри твердой мозговой оболочки . Таким образом, дуральные синусы расположены на поверхности головного мозга. Наиболее заметным из этих синусов является верхний сагиттальный синус , который расположен в сагиттальной плоскости под средней линией свода головного мозга, кзади и ниже места слияния синусов , где поверхностный дренаж соединяется с синусом, который в первую очередь дренирует глубокую венозную систему. . Отсюда два поперечных синуса раздваиваются и направляются латерально и вниз по S-образной кривой, образуя сигмовидные синусы , которые далее образуют две яремные вены . На шее яремные вены параллельны восходящему ходу сонных артерий и отводят кровь в верхнюю полую вену . Вены прокалывают соответствующий синус твердой мозговой оболочки, проникая в паутинную оболочку и твердую мозговую оболочку и образуя мостовые вены , по которым их содержимое дренируется в синус. [5]
- Глубокая венозная система
Система глубоких вен в основном состоит из традиционных вен внутри глубоких структур головного мозга, которые соединяются позади среднего мозга, образуя большую мозговую вену (вену Галена). Эта вена сливается с нижним сагиттальным синусом, образуя прямой синус , который затем присоединяется к упомянутой выше системе поверхностных вен в месте слияния синусов .
Физиология
[ редактировать ]
Мозговой кровоток (ЦМК) — кровоснабжение головного мозга в данный период времени. [6] У взрослого CBF обычно составляет 750 миллилитров в минуту или 15,8 ± 5,7% сердечного выброса . [7] Это соответствует средней перфузии от 50 до 54 миллилитров крови на 100 граммов ткани головного мозга в минуту. [8] [9] [10]
Радиоиндекс мозгового кровотока/сердечного выброса (CCRI) снижается на 1,3% за десятилетие, хотя сердечный выброс остается неизменным. [7] На протяжении всей взрослой жизни женщины имеют более высокий CCRI, чем мужчины. [7] CBF обратно пропорционален индексу массы тела . [7]
потребностей мозга CBF жестко регулируется для удовлетворения метаболических . [8] [11] Слишком много крови (клиническое состояние нормальной гомеостатической реакции гиперемии ) [1] может повысить внутричерепное давление (ВЧД), что может сдавить и повредить нежную ткань мозга. Слишком слабый кровоток ( ишемия ) возникает, если приток крови к мозгу ниже 18–20 мл на 100 г в минуту, а гибель тканей происходит, если поток падает ниже 8–10 мл на 100 г в минуту. В тканях головного мозга биохимический каскад, известный как ишемический каскад, запускается, когда ткань становится ишемической, что потенциально приводит к повреждению и гибели клеток головного мозга . Медицинские работники должны принимать меры для поддержания надлежащего CBF у пациентов с такими состояниями, как шок , инсульт , отек головного мозга и черепно-мозговая травма .
Мозговой кровоток определяется рядом факторов, таких как вязкость крови, степень расширения кровеносных сосудов и чистое давление притока крови в мозг, известное как церебральное перфузионное давление организма. , которое определяется кровяным давлением . Церебральное перфузионное давление (ЦПД) определяется как среднее артериальное давление (САД) минус внутричерепное давление (ВЧД). У нормальных людей оно должно быть выше 50 мм рт. ст. Внутричерепное давление не должно быть выше 15 мм рт. ст. (ВЧД 20 мм рт. ст. считается внутричерепной гипертензией). [12] Кровеносные сосуды головного мозга способны изменять поток крови через них, изменяя их диаметр в процессе, называемом церебральной ауторегуляцией ; они сжимаются при повышении системного артериального давления и расширяются при его понижении. [13] Артериолы также сужаются и расширяются в ответ на различные концентрации химических веществ. Например, они расширяются в ответ на более высокий уровень углекислого газа в крови и сужаются в ответ на более низкий уровень углекислого газа. [13]
Например, если предположить, что у человека артериальное парциальное давление углекислого газа ( PaCO2 ) составляет 40 мм рт. ст. (нормальный диапазон 38–42 мм рт. ст.) [14] и CBF 50 мл на 100 г в минуту. Если PaCO2 падает до 30 мм рт. ст., это представляет собой снижение на 10 мм рт. ст. по сравнению с исходным значением PaCO2. Следовательно, CBF снижается на 1 мл на 100 г в минуту при каждом уменьшении PaCO2 на 1 мм рт. ст., что приводит к новому CBF, равному 40 мл на 100 г ткани головного мозга в минуту. Фактически, на каждое увеличение или уменьшение PaCO2 на 1 мм рт. ст. в диапазоне 20–60 мм рт. ст. происходит соответствующее изменение CBF в том же направлении примерно на 1–2 мл/100 г/мин, или 2–5% от Значение CBF. [15] Вот почему небольшие изменения в характере дыхания могут вызвать значительные изменения общего CBF, особенно за счет изменений PaCO2. [15]
CBF равен церебральному перфузионному давлению (ЦПД), разделенному на цереброваскулярное сопротивление (ЦСР): [16]
- CBF = CPP / CVR
Контроль CBF рассматривается с точки зрения факторов, влияющих на ЦПД, и факторов, влияющих на ССР. CVR контролируется четырьмя основными механизмами:
- Метаболический контроль (или «метаболическая ауторегуляция»)
- давления Авторегуляция
- Химический контроль (по артериальному рСО 2 и рО 2 )
- Нейронный контроль
Роль внутричерепного давления
[ редактировать ]Повышенное внутричерепное давление (ВЧД) вызывает снижение кровоснабжения клеток головного мозга в основном по двум механизмам:
- Повышенное ВЧД представляет собой повышенное интерстициальное гидростатическое давление , которое, в свою очередь, вызывает снижение движущей силы капиллярной фильтрации из внутримозговых кровеносных сосудов.
- Повышенное ВЧД сдавливает мозговые артерии, вызывая повышение цереброваскулярного сопротивления (ЦСР).
Церебральное перфузионное давление
[ редактировать ]Церебральное перфузионное давление представляет собой чистый градиент давления , вызывающий приток церебральной крови к мозгу ( перфузия головного мозга ). Его необходимо поддерживать в узких пределах; слишком малое давление может привести к ишемии тканей головного мозга (нарушению кровотока), а слишком большое может повысить внутричерепное давление .
Визуализация
[ редактировать ]Маркировка спина артерий (ASL), фазово-контрастная магнитно-резонансная томография (ПК-МРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — это методы нейровизуализации , которые можно использовать для измерения CBF. ASL и ПЭТ также можно использовать для измерения регионального CBF (rCBF) в определенной области мозга.rCBF в одном месте можно измерить с течением времени методом термодиффузии. [17]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Муойо, В; Перссон, П.Б.; Сендески, ММ (апрель 2014 г.). «Нервно-сосудистое подразделение – обзор концепции» . Акта Физиологика . 210 (4): 790–8. дои : 10.1111/apha.12250 . ПМИД 24629161 . S2CID 25274791 .
- ^ Чиполла, Мэрилин Дж. (2009). «Анатомия и ультраструктура» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США . Морган и Клейпул Науки о жизни . Проверено 22 июня 2021 г.
- ^ Чандра, Анкуш; Ли, Уильям А; Стоун, Кристофер Р.; Гэн, Сяокунь; Дин, Юйчуань (17 июля 2017 г.). «Мозговое кровообращение и цереброваскулярные заболевания I: Анатомия» . Мозговое кровообращение . 3 (2): 45–56. дои : 10.4103/bc.bc_10_17 . ПМК 6126264 . ПМИД 30276305 .
- ^ «Система сонной артерии» . Библиотека медицинских концепций Lecturio . Проверено 22 июня 2021 г.
- ^ Хафнэгл, Джон Дж.; Тади, Прасанна (2022). «Нейроанатомия, вены головного мозга» . СтатПерлс . Издательство StatPearls. ПМИД 31536212 . Проверено 28 февраля 2023 г.
- ^ Толиас С. и Сгурос С. 2006. «Первоначальная оценка и лечение травм ЦНС». [ нужна полная цитата ] Архивировано 2 марта 2007 г. на сайте Wayback Machine Emedicine.com. По состоянию на 4 января 2007 г.
- ^ Jump up to: а б с д Син, Чан-Ян; Таруми, Такаши; Лю, Цзе; Чжан, Инань; Тернер, Марсель; Райли, Джонатан; Тинаджеро, Синтия Дюрон; Юань, Ли-Цзюнь; Чжан, Ронг (2017). «Распределение сердечного выброса в мозг на протяжении взрослой жизни» . Журнал церебрального кровотока и метаболизма . 37 (8): 2848–2856. дои : 10.1177/0271678X16676826 . ISSN 0271-678X . ПМЦ 5536794 . ПМИД 27789785 .
- ^ Jump up to: а б Региональное здравоохранение, образование и развитие Орландо. 2004. «Обзор черепно-мозговых травм у взрослых». Архивировано 27 февраля 2008 г. на Wayback Machine , по состоянию на 16 января 2008 г.
- ^ Шеперд С. 2004. «Травма головы». Emedicine.com. Шепард С. 2004. «Травма головы». Emedicine.com. По состоянию на 4 января 2007 г.
- ^ Уолтерс, FJM. 1998. «Внутричерепное давление и мозговой кровоток». Архивировано 14 мая 2011 года в Wayback Machine Physiology. Выпуск 8, статья 4. По состоянию на 4 января 2007 г.
- ^ Сингх Дж. и Сток А. 2006. «Травма головы». Emedicine.com. По состоянию на 4 января 2007 г.
- ^ Генрих Мэттл и Марко Мюменталер с Итаном Таубом (14 декабря 2016 г.). Основы неврологии . Тиме. п. 129. ИСБН 978-3-13-136452-4 .
- ^ Jump up to: а б Кандел Э.Р., Шварц Дж.Х., Джесселл Т.М. 2000. Принципы нейронауки, 4-е изд., МакГроу-Хилл, Нью-Йорк. стр.1305
- ^ Хаджилиадис Д., Зиве Д., Огилви И. Газы крови. Медлайн Плюс. 06.06.2015.
- ^ Jump up to: а б Джардино Н.Д., Фридман С.Д., Дагер С.Р. Тревога, дыхание и мозговой кровоток: значение для функциональной визуализации мозга. Compr Psychiatry 2007; 48: 103–112. Доступ 06.06.2015.
- ^ АнестезияUK. 2007. Церебральный кровоток (CBF). Архивировано 18 сентября 2010 года в Wayback Machine . Доступ 16 октября 2007 г.
- ^ П. Вайкоци, Х. Рот, П. Хорн, Т. Лаке, К. Том, У. Хюбнер, Г.Т. Мартин, К. Запплетал, Э. Клар, Л. Шиллинг и П. Шмидек, «Постоянный мониторинг региональных мозговой кровоток: экспериментальная и клиническая проверка нового термодиффузионного микрозонда», J. Neurosurg., vol. 93, нет. 2, стр. 265–274, август 2000 г. [1]