Циркулация на мозъка

Има четири артерии, захранващи мозъка (фигура 35). Двете сънни артерии и техните клонове обхващат предната циркулация, а двете гръбначни артерии обхващат задната циркулация. Има малки проникващи кръвоносни съдове, които се отделят от по-големите съдове. Те подхранват дълбоки области на мозъка, докато по-големите клонове остават на повърхността. Фигура 36 показва разпределението на повърхностните съдове върху горните и по-дълбоките съдове в долната фигура. Вътрешните каротидни артерии преминават през кавернозния синус (каротиден сифон) и водят до офталмологични артерии веднага след излизане от предната част на синуса. Те пораждат предни хороидални клонове, които следват оптичния тракт отзад и след това се разделят на предни церебрални и средни мозъчни клонове. Предните церебрални артерии навлизат в цепнатината, разделяйки лявото и дясното полукълбо, снабдявайки медиалната и горната повърхност на кората. Средната мозъчна артерия пресича силвиевата цепнатина, изпращайки клонове към страничната част на мозъчната кора.

кръвен поток

Задната циркулация започва с гръбначните артерии, които обикновено се присъединяват една към друга точно вентрално към ростралната медула. Там те образуват базиларната артерия. Има няколко клончета на малкия мозък от вертебробазиларната система, както и проникващи клонове в мозъчния ствол и таламуса. Базиларната артерия завършва като задни мозъчни артерии, които снабдяват медиалните темпорални дялове и по-голямата част от тилната част.

Невроните получават почти цялото си хранене чрез аеробен метаболизъм на глюкозата. Тъй като този процес изисква големи количества кислород, нервната система изисква висок кръвен поток, обикновено около 50 кубика/100 грама тъкан/минута. Ако тази стойност падне под около 15 кубика/100 грама тъкан/минута, невроните ще започнат да функционират неправилно и по-ниските нива водят до смърт доста бързо.

По-голямата част от венозния дренаж на мозъка е в „синусите“, които са тунели в дуралните обвивки на мозъка (фигура 37, фигура 38). Най-големият, превъзходният сагитален синус, се намира там, където falx cerebri се прикрепя към твърдата мозъчна обвивка над черепа. Има мостови вени, които преминават от мозъка към синусите и има една особено важна вена, която дренира дълбоките структури на мозъка (голямата мозъчна вена на Гален).

Кръвно-мозъчна бариера

Кръвно-мозъчната бариера е представена от специализирания ендотел, който присъства в мозъчните капиляри. Тези специализации (в сравнение с повечето соматични капиляри) включват: стегнати връзки между ендотелните клетки; малко пиноцитозни везикули; без фенестра; и високи количества метаболитна активност, участващи в активен транспорт. Тези специализации се развиват под въздействието на стъпалата на астроцитите, които основно покриват аблуминалния аспект на ендотела.

Кръвно-мозъчната бариера позволява избирателно навлизане на вещества в мозъка. Силно липофилни вещества навлизат в мозъка чрез директно преминаване през мембраната. Водата също ще преминава чрез обикновена дифузия. Много малки молекули също са малко по-склонни да преминат, въпреки че дори те обикновено са строго регулирани и транспортирането на йони се осъществява чрез активни помпи. Повечето хранителни вещества преминават бариерата чрез улеснена дифузия, обикновено чрез механизми, които свързват движението на хранителното вещество с движението на йон, който се движи надолу по своя градиент на концентрация.

Има области на мозъка, на които липсва кръвно-мозъчна бариера. Те са в мозъчните региони, които са отговорни за усещането на вътрешната среда на тялото (като серумна осмоларност) или в области, които участват или в чувствителните нива на хормоните, или в освобождаването на хормонални фактори в кръвния поток. В първата категория са зони като субфоничния орган или зоната на пострема на мозъчния ствол. Инфундибулумът на хипоталамуса и хипофизната жлеза са примери за последната категория. Освобождаващите фактори навлизат в капилярите на инфундибулума и пътуват до предната хипофизна жлеза, където влияят върху освобождаването на трофичните хормони. Тази циркулация от хипоталамуса до хипофизната жлеза се нарича хипоталмо-хипофизарна портална система и съдържа фенестрирани капиляри.

Има специализирани глиални клетки, наречени таницити, които разделят тези области на мозъка със и без кръвно-мозъчни бариери. Това е необходимо, за да се предотврати движението на веществата между тези мозъчни области, заобикаляйки кръвно-мозъчната бариера.

Няма бариера между цереброспиналната течност и мозъка. Следователно трябва да има бариера между кръвта и ликвора. Тази бариера се формира от епитела на хороидния сплит, който има много добре дефинирани плътни връзки между клетките, както и висока скорост на метаболизма, както и специфични транспортни механизми за преминаване на хранителни вещества и регулиране на електролитите.

Контрол на регионалния кръвен поток

Мозъчният кръвен поток е силно регулиран и зависи от дейността. В началото изходът в сивото вещество е около 50-70cc кръв на 100 грама тъкан в минута. Бялото вещество има приблизително половината от потока на сивото вещество. Когато потокът падне под приблизително 15 кубика на 100 грама в минута, невроните започват да страдат и всеки продължителен период под 10 кубика на 100 грама в минута води до исхемично увреждане на невроните с натрупване на свободни радикали, освобождаване на вътреклетъчни ензими и навлизане на калций в неврона . Невроните обикновено нямат способността да анаеробен метаболизъм, така че хипоксията е основната причина за увреждане и клетъчна смърт.

Мозъчният кръвен поток се регулира от няколко механизма. В мозъчните прекапиляри има миоепителни клетки, които се свиват при разтягане. Това е присъщо свойство на тези клетки и не изисква инервация. Следователно, когато кръвното налягане се повиши, прекапилярите се свиват, предотвратявайки значително повишаване на притока на кръв. През всички нормални граници на средното артериално кръвно налягане притокът на кръв ще остане постоянен. Тази авторегулация може да бъде надвишена от злокачествена хипертония и може да доведе до увреждане на ендотела и кръвно-мозъчната бариера. Дългогодишната хипертония води до изместване на тази авторегулаторна крива, така че ниско-нормалното налягане може да доведе до тъканна исхемия.

Съществуват разнообразни вещества, които присъстват в кръвообращението или се отделят от мозъчните клетки, които разширяват мозъчните кръвоносни съдове. Те включват CO2, ниско рН (което може да се случи поради повишен CO2), аденозин и азотен оксид. Тези последни съединения често се освобождават в области с повишена невронална активност и водят до повишен кръвен поток (извън необходимия за повишения метаболизъм) в активните зони на мозъка.

Гръбначно-мозъчна течност

Цереброспиналната течност (CSF) се създава в хориоидеята плекси чрез активен процес. Тези силно съдови структури са разположени в рамките на вентрикулите (фигура 38). Тази течност, възлизаща на около 75 куб.см, има малко клетки и ниска концентрация на протеин. Съдържа 1/2 до 3/4 концентрацията на кръвната глюкоза. CSF циркулира и се обръща няколко пъти на ден (в зависимост от нивото на хидратация). Течността в страничните вентрикули навлиза в третата камера чрез отвора на Монро. Третата камера се свързва с четвъртата камера чрез тесния мозъчен акведукт, който се намира в сърцевината на средния мозък. Четвъртият вентрикул, който лежи дорзално на тегмента на пона и ростралния мозък, се свързва с малкия централен канал на каудалния мозък в обекса. Този канал продължава през опашната медула и гръбначния мозък, за да завърши сляпо в сакралния гръбначен мозък. Четвъртият вентрикул също се свързва със субарахноидалното пространство чрез средния отвор на Magendi и двата странични отвора на Lushka.

Субарахноидното пространство обгражда мозъка и гръбначния мозък и осигурява плаваемост на мозъка. Той също така осигурява известно подхранване на мозъка. Има няколко субарахноидни колекции от ликвор, наречени цистерни. Най-голямата е лумбалната цистерна, разположена между края на гръбначния мозък (около диска L1) и края на тилната торбичка, около S2 (фигура 38). Други цистерни включват цистерната magna, разположена между гръбния мозък и задната част на малкия мозък, четириъгълното цистерна, разположено дорзално към средния мозък и съдържащо епифизната жлеза, и базалното цистерна, разположено вентрално на хипоталамуса и съдържащо началото на големия съдове.

Цереброспиналната гръбначно-мозъчна течност се резорбира във венозната система при арахноидните гранулации, които са свързани с венозните дурални синуси, особено горния сагитален синус. Всяко състояние, което нарушава циркулацията на CSF, вероятно ще доведе до повишаване на налягането в главата и може да доведе до херния или други неврологични катастрофи.