脑循环
出处:按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《临床人体解剖生理学》第264页(2502字)
脑循环(cerebral circulation)是指颅内脑组织的血液循环。供应脑的颈内动脉和椎动脉将动脉血运送至脑组织各部,再由颈内静脉把静脉血回流至右心房。
脑是一个高代谢率的器官,因脑血流量非常大。每克脑组织的血流量为50~60ml/min,全脑的血流量约750ml/min,占心输出量的15%左右。可见脑血流量(cerebral blood flow)之多。脑组织的耗氧量也很大。在安静情况下,脑耗氧量约占全身耗氧量的20%。一旦脑组织短时间缺氧,就会导致意识丧失。
(一)脑循环的特点
(1)脑位于骨性颅腔内,受坚硬的颅骨限制,故其容积是固定的,脑血管舒缩程度受到相当的限制,因此脑血流变化较小。
(2)脑循环毛细血管的内皮细胞互相接触紧密,并有一定重叠,管壁上无小孔。此外,毛细血管和神经元之间有神经胶质细胞隔开。这一结构特点对血流与脑组织间的一些物质扩散起屏障作用,称为血脑屏障(blood-brain barriers)(图6-49)。
图6-49 血脑屏障(BBB)结构基础示意图
(二)脑血流量的调节
脑血流量(cerebral blood flow)主要取决于脑动、静脉之间的压力差,即颈动脉和颈内静脉的压力差。当压力差增大,可使脑血流速度加快,流量增多;反之流量减少。通常平均动脉压在60~140mmHg的范围内变动时,脑血管可通过自身调节(autoregulation)机制,使脑血流量保持恒定。当平均动脉压低于下限时,脑血流量显着减少,引起脑功能障碍;反之,超过上限时脑血流量会明显增多。此外,脑血管对血流的阻力,也是影响脑血流量的主要因素之一。当血中CO2分压升高,O2分压降低时,血液中H+浓度增加pH值降低,脑阻力血管舒张,脑血流量增加,可将过多的H+冲走;反之,当过度通气时,动脉血CO2分压过低,会使脑血流量减少。血液O2分压降低时,也会使脑血管舒张。
脑各部位的血流量与该部位脑组织代谢活动程度有关。躯体的各部分功能活动都与大脑相应的部分有联系。因此,躯体某一部分活动加强时,相应的那一部分脑组织的代谢也有增加,引起该局部脑组织的血管舒张血流量增加。例如阅读时,皮层枕叶和颞叶与语言功能有关部分的血流明显增加。这一现象可能与局部代谢产物CO2、H+、K+、腺苷(adenosine)直接产生的舒血管作用有密切关系。由此可见,化学因素对脑血流量调节具有重要意义。
脑血管虽然也接受交感缩血管纤维(sympathetic vasoconstrictor fibers)和副交感舒血管纤维(parasympathetic vasodilator fibers)的支配,但其对脑血管活动的调节作用很小,远不及化学因素调节明显。
脑循环的正常对维持人体各器官系统的功能至关重要。一旦脑循环发生病理改变,则会引发神经系统的病患。常见的有脑血管痉挛、脑血管栓塞及脑血管破裂,进而导致意识丧失、半身不遂、运动障碍等症状。
(三)脑脊液
脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)是指存在于脑室系统、脑池和蛛网膜下腔内的体液,实际上可将其视为脑和脊髓中的组织液(interstitial fluid)和淋巴液(lymph fluid)。成年人的脑脊液总量约为150ml,每天大约可生成800ml的脑脊液。
脑脊液主要来自脑室脉络丛(choroids plexus)的分泌,一小部分来自毛细血管的滤出液,也有小部分由室管膜分泌。脑脊液生成后又通过蛛网膜颗粒(archnoid granulations)重吸收入静脉窦回血。
脑脊液的功能是在脑、脊髓和颅腔锥管之间起缓冲作用,具有保护脑、脊髓的作用。另外在脑与血液之间中介物质的交换。
(四)血-脑脊液屏障和血脑屏障
在血液与脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)之间存在的屏障称为血-脑脊液屏障(blood-CSF barrier)。有些大分子物质较难从血液进入脑脊液,因此脑脊液中蛋白质的含量极少,葡萄糖含量也较血液为少。而一些脂溶性的物质如O2、CO2则容易通过屏障,许多离子的通透性则较低。血一脑脊液屏障的结构基础是无孔的毛细血管壁和脉络丛细胞中运输各种物质的载体系统。
在血液与脑组织之间也存在着类似的屏障,称为血脑屏障(blood-brain barrier.BBB)。这种屏障使得一些物质只能选择性地通过,像O2、CO2和麻醉药以及乙醇等很容易通过,而甘露醇、蔗糖和许多离子则不易通过,甚至不能通过。血脑屏障的结构基础可能是毛细血管内皮、基膜和包围在毛细血管周围的星状胶质细胞突起(血管伪足)(图6-49)。由此可见,脑内毛细血管与其他部位的毛细血管的物质交换有一定区别,对不同物质有选择性屏障作用,其生理意义在于保持脑组织周围的化学环境相对稳定,并防止血液中的有害物质入侵脑内。另外,对临床用药时还需留意所选择的药物是否能通过该屏障,否则需要将不易透过血脑屏障的药物直接注入脑脊液中,使之能较快地进入脑组织中产生作用。