Cerebral cirkulation - Cerebral circulation

Cerebral cirkulation
Cerebrala vaskulära territorier.jpg
Hjärnområden levereras av olika artärer. Huvudsystemen är uppdelade i en främre cirkulation (den främre hjärnartären och den mellersta hjärnartären ) och en bakre cirkulation
Grå488 blå.gif
Schematisk bild av vener och venösa utrymmen som dränerar deoxygenerat blod från hjärnan
Identifierare
Maska D002560
Anatomisk terminologi

Cerebral cirkulation är blodets rörelse genom ett nätverk av cerebrala artärer och vener som levererar hjärnan . Hastigheten av cerebralt blodflöde i en vuxen människa är typiskt 750 milliliter per minut , eller ca 15% av hjärtminutvolym . Artärer levererar syresatt blod, glukos och andra näringsämnen till hjärnan. Ven bär "använt eller använt" blod tillbaka till hjärtat för att avlägsna koldioxid , mjölksyra och andra metaboliska produkter. Eftersom hjärnan snabbt skulle drabbas av skada på grund av stopp i blodtillförseln, har hjärncirkulationssystemet skyddsåtgärder inklusive autoreglering av blodkärlen . Om dessa skyddsåtgärder misslyckas kan det leda till stroke . Den volym av blod i cirkulationen kallas cerebrala blodflödet . Plötsliga intensiva accelerationer förändrar gravitationskrafterna som upplevs av kroppar och kan allvarligt försämra hjärncirkulationen och normala funktioner så att de blir allvarliga livshotande tillstånd.

Följande beskrivning är baserad på idealiserad mänsklig hjärncirkulation. Cirkulationsmönstret och dess nomenklatur varierar mellan organismer.

Anatomi

En illustration av det cerebrovaskulära systemet.
Cerebrovaskulärt system

Blodtillförsel

Kortikala områden och deras arteriella blodtillförsel

Blodtillförsel till hjärnan är normalt uppdelad i främre och bakre segment, relaterade till de olika artärerna som levererar hjärnan. De två huvudsakliga paren av artärer är de inre halspulsådern (försörjer den främre hjärnan) och ryggradsartärerna (försörjer hjärnstammen och den bakre hjärnan). De främre och bakre hjärncirkulationerna är sammankopplade via bilaterala bakre kommunicerande artärer . De är en del av Willis Circle , som tillhandahåller reservcirkulation till hjärnan. Om en av tillförselartärerna är ockluderad, ger Willis Circle sammankopplingar mellan den främre och den bakre hjärncirkulationen längs golvet i hjärnvalvet, vilket ger blod till vävnader som annars skulle bli ischemiska .

Främre hjärncirkulation

Den oftalmiska artären och dess grenar.

Den främre hjärncirkulationen är blodtillförseln till den främre delen av hjärnan inklusive ögon . Den levereras av följande artärer:

Posterior cerebral cirkulation

De främre och bakre cirkulationerna möts vid Willis Circle , som visas här, som vilar på toppen av hjärnstammen . Sämre vy.

Den bakre hjärncirkulationen är blodtillförseln till den bakre delen av hjärnan, inklusive occipitala lober , lillhjärnan och hjärnstammen . Den levereras av följande artärer:

Venös dränering

Den venösa dräneringen av hjärnan kan delas in i två underavdelningar: ytlig och djup.

Det ytliga systemet består av durala venösa bihålor , som har väggar som består av dura mater i motsats till en traditionell ven. Durala bihålor är därför belägna på ytan av hjärnan. Den mest framträdande av dessa bihålor är den överlägsna sagittala bihålan som flyter i sagittalplanet under hjärnvalvets mittlinje, bakom och underlägset till bihålornas sammanflöde , där den ytliga dräneringen förenas med sinusen som i första hand dränerar det djupa venösa systemet. Härifrån går två tvärgående bihålor och reser sig i sidled och underlägset i en S-formad kurva som bildar sigmoidbihålorna som fortsätter att bilda de två halsvenerna . I nacken, halsvenerna parallellt med uppåtgående halspulsådern och dränerar blod in i den överlägsna vena cava .

Den djupa venösa dräneringen består främst av traditionella vener inuti hjärnans djupa strukturer, som går bakom mitthjärnan för att bilda venen i Galen . Denna ven smälter samman med den sämre sagittala sinusen för att bilda den raka sinusen som sedan förenas med det ytliga venösa systemet som nämns ovan vid sammanflödet av bihålorna .

Fysiologi

Cerebralt blodflöde (CBF) är blodtillförseln till hjärnan under en viss tidsperiod. Hos en vuxen är CBF vanligtvis 750 milliliter per minut eller 15% av hjärtproduktionen . Detta motsvarar en genomsnittlig perfusion av 50 till 54 ml blod per 100 gram hjärnvävnad per minut. CBF är tätt reglerat för att möta hjärnans metaboliska krav. För mycket blod (ett kliniskt tillstånd av en normal homeostatisk respons av hyperemi ) kan höja intrakraniellt tryck (ICP), vilket kan komprimera och skada känslig hjärnvävnad. För lite blodflöde ( ischemi ) uppstår om blodflödet till hjärnan är under 18 till 20 ml per 100 g per minut och vävnadsdöd uppstår om flödet sjunker under 8 till 10 ml per 100 g per minut. I hjärnvävnad utlöses en biokemisk kaskad som kallas den ischemiska kaskaden när vävnaden blir ischemisk, vilket kan leda till skada på och döden av hjärnceller . Läkare måste vidta åtgärder för att upprätthålla korrekt CBF hos patienter som har tillstånd som chock , stroke , hjärnödem och traumatisk hjärnskada .

Cerebralt blodflöde bestäms av ett antal faktorer, såsom blodets viskositet , hur dilaterade blodkärl är och nettotrycket av blodflödet i hjärnan, känt som hjärnperfusionstryck , vilket bestäms av kroppens blodtryck . Cerebralt perfusionstryck (CPP) definieras som det genomsnittliga arteriella trycket (MAP) minus det intrakraniella trycket (ICP). Hos normala individer bör den vara över 50 mm Hg. Intrakraniellt tryck bör inte överstiga 15 mm Hg (ICP på 20 mm Hg anses vara intrakraniell hypertoni). Cerebrala blodkärl kan ändra blodflödet genom dem genom att ändra deras diametrar i en process som kallas cerebral autoregulering ; de samlas när det systemiska blodtrycket höjs och vidgas när det sänks. Arterioler samlas också och utvidgas som svar på olika kemiska koncentrationer. De utvidgas till exempel som svar på högre nivåer av koldioxid i blodet och förträngs som svar på lägre nivåer av koldioxid.

Om man till exempel antar en person med ett arteriellt partiellt koldioxidtryck ( PaCO2 ) på 40 mmHg (normalt intervall 38–42 mmHg) och en CBF på 50 ml per 100 g per minut. Om PaCO2 sjunker till 30 mmHg representerar detta en 10 mmHg minskning från det ursprungliga värdet av PaCO2. Följaktligen minskar CBF med 1 ml per 100 g per minut för varje 1 mm Hg minskning av PaCO2, vilket resulterar i en ny CBF på 40 ml per 100 g hjärnvävnad per minut. Faktum är att för varje 1 mmHg ökning eller minskning av PaCO2, mellan 20–60 mmHg, finns en motsvarande CBF-förändring i samma riktning på cirka 1–2 ml / 100 g / min, eller 2–5% av CBF-värde. Det är därför små förändringar i andningsmönstret kan orsaka betydande förändringar i global CBF, speciellt genom PaCO2-variationer.

CBF är lika med cerebralt perfusionstryck (CPP) dividerat med cerebrovaskulär resistens (CVR):

CBF = CPP / CVR

Kontroll av CBF beaktas i termer av faktorer som påverkar CPP och faktorer som påverkar CVR. CVR styrs av fyra huvudmekanismer:

  1. Metabolisk kontroll (eller 'metabolisk autoregulering')
  2. Tryckauto
  3. Kemisk kontroll (genom arteriell pCO 2 och PO 2 )
  4. Neural kontroll

Rollen för intrakraniellt tryck

Ökat intrakraniellt tryck (ICP) orsakar minskad blodperfusion av hjärnceller genom huvudsakligen två mekanismer:

Cerebralt perfusionstryck

Huvudartikel: Cerebralt perfusionstryck

Cerebral perfusionstryck eller CPP , är nettotrycket gradienten orsakar cerebralt blodflöde till hjärnan (brain perfusion ). Det måste hållas inom smala gränser; för lite tryck kan orsaka hjärnvävnad att bli ischemisk (med otillräckligt blodflöde) och för mycket kan höja intrakraniellt tryck (ICP).

Imaging

Arteriell spin-märkning och positronemissionstomografi är neuroimaging- tekniker som kan användas för att mäta CBF. Dessa tekniker används också för att mäta regional CBF (rCBF) inom en specifik hjärnregion. rCBF på en plats kan mätas över tid genom termisk diffusion

Referenser

  1. ^ Weatherspoon, Deborah, PhD., RN, CRNA; Kinman, Tricia (16 december 2016). "Cerebral Circulation" . Healthline . Healthline Media a Red Ventures Company . Hämtad 22 juni 2021 .
  2. ^ Cipolla, Marilyn J. (2009). "Anatomi och ultrastruktur" . National Center for Biotechnology Information, US National Library of Medicine . Morgan & Claypool Life Sciences . Hämtad 22 juni 2021 .
  3. ^ Chandra, Ankush; Li, William A; Stone, Christopher R; Geng, Xiaokun; Ding, Yuchuan (2017-07-17). "Cerebral cirkulation och cerebrovaskulär sjukdom I: Anatomi" . Hjärncirkulation . 3 (2): 45–56. doi : 10.4103 / bc.bc_10_17 . Hämtad 22 juni 2021 .
  4. ^ "Carotid arteriellt system" . Biblioteket Lecturio Medical Concept . Hämtad 2021-06-22 .
  5. ^ Tolias C och Sgouros S. 2006. "Initial Evaluation and Management of CNS Injury." Arkiverad 2 mars 2007 på Wayback Machine Emedicine.com. Åtkomst 4 januari 2007.
  6. ^ a b Orlando Regional Healthcare, Education and Development. 2004. "Översikt av traumatiska hjärnskador hos vuxna." Arkiverad 27 februari 2008 på Wayback Machine Åtkomst 2008-01-16.
  7. ^ Shepherd S. 2004. "Huvudtrauma." Emedicine.com. Shepherd S. 2004. "Huvudtrauma." Emedicine.com. Åtkomst 4 januari 2007.
  8. ^ Walters, FJM. 1998. "Intrakraniellt tryck och hjärnblodflöde." Arkiverad 14 maj 2011 på Wayback Machine Physiology. Utgåva 8, artikel 4. Åtkomst 4 januari 2007.
  9. ^ Singh J och Stock A. 2006. "Huvudtrauma." Emedicine.com. Åtkomst 4 januari 2007.
  10. ^ Muoio, V; Persson, PB; Sendeski, MM (april 2014). "Den neurovaskulära enheten - konceptgranskning". Acta Physiologica . 210 (4): 790–8. doi : 10.1111 / apha.12250 . PMID  24629161 . S2CID  25274791 .
  11. ^ Heinrich Mattle & Marco Mumenthaler med Ethan Taub (2016-12-14). Grunderna i neurologi . Thieme. sid. 129. ISBN 978-3-13-136452-4.
  12. ^ a b Kandel ER, Schwartz, JH, Jessell, TM 2000. Principles of Neural Science, 4: e upplagan, McGraw-Hill, New York. s.1305
  13. ^ Hadjiliadis D, Zieve D, Ogilvie I. Blodgaser. Medline Plus. 06/06/2015.
  14. ^ a b Giardino ND, Friedman SD, Dager SR. Ångest, andning och cerebralt blodflöde: konsekvenser för funktionell hjärnavbildning. Compr Psychiatry 2007; 48: 103–112. Åtkomst 2015-06-06.
  15. ^ AnestesiUK. 2007. Cerebral Blood Flow (CBF) Arkiverad 18 september 2010 på Wayback Machine . Åtkomst 2007-10-16.
  16. ^ P. Vajkoczy, H. Roth, P. Horn, T. Lucke, C. Thome, U. Hubner, GT Martin, C. Zappletal, E. Klar, L. Schilling och P. Schmiedek, “Continuous monitoring of regional cerebralt blodflöde: experimentell och klinisk validering av en ny termisk diffusionsmikrober, ”J. Neurosurg., vol. 93, nr. 2, s. 265–274, augusti 2000. [1]

externa länkar