Церебральное кровообращение

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 [ править в Викиданных ]

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

Кровоснабжение

Корковые области и их артериальное кровоснабжение.

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

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

— 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 .
- Задняя нижняя мозжечковая артерия (ЗНМА)
Базилярная артерия : снабжает средний мозг , мозжечок и обычно разветвляется в заднюю мозговую артерию.
Задняя мозговая артерия (ЗМА)
Задняя соединительная артерия

Венозный дренаж

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 .

Созревание сосудов головного мозга

Созревание кровеносных сосудов головного мозга — критический процесс , происходящий в постнатальном периоде. ^{[ 6 ]} Он предполагает приобретение ключевых барьерных и сократительных свойств, необходимых для функционирования мозга. На ранней постнатальной фазе эндотелиальные клетки (ЭК) и гладкомышечные клетки сосудов (ГМК) претерпевают значительные молекулярные и функциональные изменения.

Эндотелиальные клетки начинают экспрессировать P-гликопротеин , важнейший транспортер оттока , который помогает защитить мозг, выводя вредные вещества. ^{[ 7 ]} Эта способность оттока постепенно приобретается и становится полностью функциональной к послеродовому периоду. Кроме того, СГМК, которые первоначально заселяют артериальную сеть, начинают экспрессировать сократительные белки, такие как актин гладких мышц (SMA) и миозин-11 , превращая СГМК в сократительные клетки, способные регулировать тонус кровеносных сосудов и мозговой кровоток.

Экспрессия Myh11 в VSMCs действует как переключатель развития, при этом значительная активация происходит от рождения до возраста от 2 до 5 лет. ^{[ 6 ]} Это критический период, необходимый для установления сократимости сосудов и общей функциональности мозгового кровообращения.

Физиология

Мозговой кровоток (ЦМК) — кровоснабжение головного мозга в данный период времени. ^{[ 8 ]} У взрослого CBF обычно составляет 750 миллилитров в минуту или 15,8 ± 5,7% сердечного выброса . ^{[ 9 ]} Это соответствует средней перфузии от 50 до 54 миллилитров крови на 100 граммов ткани головного мозга в минуту. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Радиоиндекс мозгового кровотока/сердечного выброса (CCRI) снижается на 1,3% за десятилетие, хотя сердечный выброс остается неизменным. ^{[ 9 ]} На протяжении всей взрослой жизни женщины имеют более высокий CCRI, чем мужчины. ^{[ 9 ]} CBF обратно пропорционален индексу массы тела . ^{[ 9 ]}

потребностей мозга CBF жестко регулируется для удовлетворения метаболических . ^{[ 10 ]}^{[ 13 ]} 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 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). ^{[ 14 ]} 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. ^{[ 15 ]} 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 сжимаются в ответ на более низкий уровень углекислого газа. ^{[ 15 ]}

Например, если предположить, что у человека артериальное парциальное давление углекислого газа ( PaCO2 ) составляет 40 мм рт. ст. (нормальный диапазон 38–42 мм рт. ст.) ^{[ 16 ]} 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 снижении 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. ^{[ 17 ]} Вот почему небольшие изменения в характере дыхания могут вызвать значительные изменения общего CBF, особенно за счет изменений PaCO2. ^{[ 17 ]}

CBF равен церебральному перфузионному давлению (ЦПД), разделенному на цереброваскулярное сопротивление (ЦСР): ^{[ 18 ]}

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

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

Церебральное перфузионное давление представляет собой чистый градиент давления , вызывающий приток церебральной крови к мозгу ( перфузия головного мозга ). Его необходимо поддерживать в узких пределах; слишком маленькое давление может привести к ишемии тканей головного мозга (нарушению кровотока), а слишком большое может повысить внутричерепное давление .

Визуализация

Маркировка артериального спина (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. ^{[ 19 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Муойо В., Перссон П.Б., Сендески М.М. (апрель 2014 г.). «Нервно-сосудистое подразделение – обзор концепции» . Акта Физиологика . 210 (4): 790–798. дои : 10.1111/apha.12250 . ПМИД 24629161 . S2CID 25274791 .
^ Чиполла М.Дж. (2009). «Глава 2: Анатомия и ультраструктура». . Церебральное кровообращение . Сан-Рафаэль (Калифорния): Morgan & Claypool Life Sciences.
^ Чандра А., Ли В.А., Стоун ЧР, Гэн Х, Дин Ю (17 июля 2017 г.). «Мозговое кровообращение и сосудистые заболевания головного мозга I: Анатомия» . Мозговое кровообращение . 3 (2): 45–56. дои : 10.4103/bc.bc_10_17 . ПМК 6126264 . ПМИД 30276305 .
^ Ойсет С., Джонс Л., Маза Э. (ред.). «Система сонной артерии» . Библиотека медицинских концепций Lecturio . Проверено 22 июня 2021 г.
^ Хафнагл Джей Джей, Тади П. (2022). «Нейроанатомия, вены головного мозга» . СтатПерлс . Издательство StatPearls. ПМИД 31536212 . Проверено 28 февраля 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Слауи Л., Жильбер А., Рансильяк А., Делоне-Пьеднуар Б., Шаньо А., Жерар К. и др. (март 2023 г.). «У мышей и людей сократимость микрососудов мозга развивается постнатально». Структура и функции мозга . 228 (2): 475–492. дои : 10.1007/s00429-022-02592-w . ПМИД 36380034 .
^ Лёшер В., Почка Х. (январь 2005 г.). «Переносчики активного оттока гематоэнцефалического барьера: семейство генов АТФ-связывающей кассеты» . НейроРкс . 2 (1): 86–98. дои : 10.1602/neurorx.2.1.86 . ПМК 539326 . ПМИД 15717060 .
^ Толиас С., Сгурос С. (2006). «Первоначальная оценка и лечение травм ЦНС» . Emedicine.com . Архивировано из оригинала 2 марта 2007 года . Проверено 4 января 2007 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Син С.И., Таруми Т., Лю Дж., Чжан Ю., Тернер М., Райли Дж. и др. (август 2017 г.). «Распределение сердечного выброса в мозг на протяжении взрослой жизни» . Журнал церебрального кровотока и метаболизма . 37 (8): 2848–2856. дои : 10.1177/0271678X16676826 . ПМЦ 5536794 . ПМИД 27789785 .
^ Jump up to: ^а ^б «Обзор черепно-мозговых травм у взрослых» (PDF) . Региональное здравоохранение, образование и развитие Орландо . 2004. Архивировано из оригинала (PDF) 27 февраля 2008 года . Проверено 16 января 2008 г.
^ Шепард С. (2004). «Травма головы» . Emedicine.com . Проверено 4 января 2007 г.
^ Уолтерс Ф.Дж. (1998). «Внутричерепное давление и мозговой кровоток» . Физиология (8). Всемирная федерация обществ анестезиологов: 4. Архивировано из оригинала 14 мая 2011 г. Проверено 4 января 2007 г.
^ Сингх Дж., Сток А (2006). «Травма головы» . Emedicine.com . Проверено 4 января 2007 г.
^ Мэттл Х., Мументалер М., Тауб Э. (14 декабря 2016 г.). Основы неврологии . Тим. стр. 129. ИСБН 978-3-13-136452-4 .
^ Jump up to: ^а ^б Кандель Э.Р., Шварц Дж.Х., Джесселл Т.М. (2000). Принципы нейронауки (4-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 1305.
^ Хаджилиадис Д., Зиве Д., Огилви I (6 июня 2015 г.). «Газы крови» . Медлайн Плюс .
^ Jump up to: ^а ^б Джардино Н.Д., Фридман С.Д., Дагер С.Р. (2007). «Тревога, дыхание и мозговой кровоток: значение функциональной визуализации мозга» . Комплексная психиатрия . 48 (2): 103–112. дои : 10.1016/j.comppsych.2006.11.001 . ПМК 1820771 . ПМИД 17292699 .
^ «Мозговой кровоток (ЦК)» . Анестезия Великобритания . 2007. Архивировано из оригинала 18 сентября 2010 года . Проверено 16 октября 2007 г.
^ Вайкочи П., Рот Х., Хорн П., Лаке Т., Томе С., Хабнер У. и др. (август 2000 г.). «Непрерывный мониторинг регионарного мозгового кровотока: экспериментальная и клиническая проверка нового термодиффузионного микрозонда». Журнал нейрохирургии . 93 (2): 265–274. дои : 10.3171/jns.2000.93.2.0265 . ПМИД 10930012 .

Внешние ссылки

Компьютерная модель мозгового кровообращения для обучения и воспитания

[Muoio-1] Jump up to: ^а ^б Муойо В., Перссон П.Б., Сендески М.М. (апрель 2014 г.). «Нервно-сосудистое подразделение – обзор концепции» . Акта Физиологика . 210 (4): 790–798. дои : 10.1111/apha.12250 . ПМИД 24629161 . S2CID 25274791 .

[2] Чиполла М.Дж. (2009). «Глава 2: Анатомия и ультраструктура». . Церебральное кровообращение . Сан-Рафаэль (Калифорния): Morgan & Claypool Life Sciences.

[3] Чандра А., Ли В.А., Стоун ЧР, Гэн Х, Дин Ю (17 июля 2017 г.). «Мозговое кровообращение и сосудистые заболевания головного мозга I: Анатомия» . Мозговое кровообращение . 3 (2): 45–56. дои : 10.4103/bc.bc_10_17 . ПМК 6126264 . ПМИД 30276305 .

[4] Ойсет С., Джонс Л., Маза Э. (ред.). «Система сонной артерии» . Библиотека медицинских концепций Lecturio . Проверено 22 июня 2021 г.

[Hufnagle-5] Хафнагл Джей Джей, Тади П. (2022). «Нейроанатомия, вены головного мозга» . СтатПерлс . Издательство StatPearls. ПМИД 31536212 . Проверено 28 февраля 2023 г.

[Slaoui-6] Jump up to: ^а ^б Слауи Л., Жильбер А., Рансильяк А., Делоне-Пьеднуар Б., Шаньо А., Жерар К. и др. (март 2023 г.). «У мышей и людей сократимость микрососудов мозга развивается постнатально». Структура и функции мозга . 228 (2): 475–492. дои : 10.1007/s00429-022-02592-w . ПМИД 36380034 .

[7] Лёшер В., Почка Х. (январь 2005 г.). «Переносчики активного оттока гематоэнцефалического барьера: семейство генов АТФ-связывающей кассеты» . НейроРкс . 2 (1): 86–98. дои : 10.1602/neurorx.2.1.86 . ПМК 539326 . ПМИД 15717060 .

[Tolias-8] Толиас С., Сгурос С. (2006). «Первоначальная оценка и лечение травм ЦНС» . Emedicine.com . Архивировано из оригинала 2 марта 2007 года . Проверено 4 января 2007 г.

[Xing_2017-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Син С.И., Таруми Т., Лю Дж., Чжан Ю., Тернер М., Райли Дж. и др. (август 2017 г.). «Распределение сердечного выброса в мозг на протяжении взрослой жизни» . Журнал церебрального кровотока и метаболизма . 37 (8): 2848–2856. дои : 10.1177/0271678X16676826 . ПМЦ 5536794 . ПМИД 27789785 .

[Orlando_Regional_Healthcare-10] Jump up to: ^а ^б «Обзор черепно-мозговых травм у взрослых» (PDF) . Региональное здравоохранение, образование и развитие Орландо . 2004. Архивировано из оригинала (PDF) 27 февраля 2008 года . Проверено 16 января 2008 г.

[shep-11] Шепард С. (2004). «Травма головы» . Emedicine.com . Проверено 4 января 2007 г.

[Walters-12] Уолтерс Ф.Дж. (1998). «Внутричерепное давление и мозговой кровоток» . Физиология (8). Всемирная федерация обществ анестезиологов: 4. Архивировано из оригинала 14 мая 2011 г. Проверено 4 января 2007 г.

[sgo-13] Сингх Дж., Сток А (2006). «Травма головы» . Emedicine.com . Проверено 4 января 2007 г.

[14] Мэттл Х., Мументалер М., Тауб Э. (14 декабря 2016 г.). Основы неврологии . Тим. стр. 129. ИСБН 978-3-13-136452-4 .

[Kandel-15] Jump up to: ^а ^б Кандель Э.Р., Шварц Дж.Х., Джесселл Т.М. (2000). Принципы нейронауки (4-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 1305.

[PaCO2_Normal_Range-16] Хаджилиадис Д., Зиве Д., Огилви I (6 июня 2015 г.). «Газы крови» . Медлайн Плюс .

[Giardino_2007-17] Jump up to: ^а ^б Джардино Н.Д., Фридман С.Д., Дагер С.Р. (2007). «Тревога, дыхание и мозговой кровоток: значение функциональной визуализации мозга» . Комплексная психиатрия . 48 (2): 103–112. дои : 10.1016/j.comppsych.2006.11.001 . ПМК 1820771 . ПМИД 17292699 .

[18] «Мозговой кровоток (ЦК)» . Анестезия Великобритания . 2007. Архивировано из оригинала 18 сентября 2010 года . Проверено 16 октября 2007 г.

[pmid10930012-19] Вайкочи П., Рот Х., Хорн П., Лаке Т., Томе С., Хабнер У. и др. (август 2000 г.). «Непрерывный мониторинг регионарного мозгового кровотока: экспериментальная и клиническая проверка нового термодиффузионного микрозонда». Журнал нейрохирургии . 93 (2): 265–274. дои : 10.3171/jns.2000.93.2.0265 . ПМИД 10930012 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]