腦血流量的調(diào)節(jié)(一)
腦血流量的調(diào)節(jié)
腦血流量(cerebral blood flow,CBF)是由有效腦灌注壓(cerebral perfusion pressure,CPP)和腦血管阻力(cerebral vascular resistance,CVR)所決定。
1.1 腦灌注壓
人的顱腔是一個相對固定的空間。顱腔內(nèi)容物是由腦組織,、腦脊液和腦血管及其內(nèi)含的血液三大部分組成,,并且各部分之間均有一定的比例,。正常人腦脊液的容積約占顱腔體積的10%,,腦血管內(nèi)血液占2%~11%,其余為腦實質(zhì)——腦組織,。腦脊液和腦組織不與顱外相通,只有腦血流通過動脈,、靜脈與顱外相通,。正常狀態(tài)下三者的比例是恒定的,以維持腦的正常結構和生理活動的需要,。一旦三大組成部分的比例失衡,,最先出現(xiàn)改變的是腦血流量的異常。而腦血流量的調(diào)節(jié)是由CPP和CVR決定的,,二者的相關性可用公式表示,,即CBF=CPP/CVR。由此可見,,腦血流量與CPP成正比,,與CVR成反比。
通常,,CPP是指顱內(nèi)灌注血液的壓力,,它取決于平均動脈壓(mean blood pressure of artery,MABP)和平均靜脈壓(mean blood pressure ofvenous,MVBP)的高低,。即CPP=MABP-MVBP,,因此,上述腦血流量的調(diào)節(jié)可以順序表達為:
CBF=CPP/CVP=(MABP-MVBP)/CVR
上述公式中顯示MABP升高,,CPP將增加,,CBF升高。但MABP由動脈收縮壓和舒張壓決定,。MABP=[(收縮壓-舒張壓)/3]+舒張壓,。在靜脈壓相對穩(wěn)定的情況下,舒張壓改變對CPP的影響較收縮壓的變化更大,。小動脈硬化或腎性高血壓患者,,舒張壓增高的幅度往往大于收縮壓,MABP的升高就更顯著,;而一般的動脈粥樣硬化患者,,收縮壓增高幅度大于舒張壓,MABP增加就相對較小。
靜脈壓對CPP的影響也是一個重要因素,,不可忽視,。當頭部位置改變、咳嗽,、屏氣或用力時腹壓增高,,顱內(nèi)壓升高或降低,顱內(nèi)靜脈或靜脈竇血栓形成等情況,,均可影響靜脈壓,。
正常情況下,人類腦血流量是相對穩(wěn)定的,。在一定范圍內(nèi),,MABP和MVBP的變化對CPP的影響,不會導致CBF的改變,,人類這種調(diào)節(jié)腦血流穩(wěn)定的機制稱為自動調(diào)節(jié)功能,。
1.2 腦自動調(diào)節(jié)功能
人體通過腦的自動調(diào)節(jié)功能,維持正常腦血流量的相對恒定,。然而,,這種調(diào)節(jié)機制也是有極限的——上限和下限。其上限為機體保持腦組織免受CPP升高致腦血流量過度增加的最高限度,,通常為13.3~17.3kPa(100~130mmHg),;下限是維持腦血流量最低循環(huán)的極限值,一般為6.67~10.7 kPa(50~80mmHg),。當MABP下降至8.0~9.33 kPa(60~70mmHg)時,,腦血管擴張,不能維持原來的60%左右,,就可出現(xiàn)腦缺血癥狀,。反之,當MABP升高>18.7 kPa(140mmHg)時,,導致相對CPP升高,,CBF隨之增加。無論MABP升高或降低,,在一定范圍內(nèi)(70~160mmHg),,腦血流通過自動調(diào)節(jié)機制,可以維持腦血流量的穩(wěn)定,。對于這種調(diào)節(jié)機制尚不是十分清楚,,有以下幾種學說:
1.2.1 肌源性學說 即動脈內(nèi)壓力直接作用于血管壁內(nèi)的平滑肌。當動脈血壓增加(CPP相對升高)時,,平滑肌收縮,,管徑縮小,,阻力增加,使腦血流不會因CPP的增加而明顯升高,,因而腦血流量相對不變,;反之,動脈壓下降(CPP相對減低)時,,平滑肌松弛,,血管擴張,阻力減小,,以維持正常腦血流量,,從而完成腦血流的自動調(diào)節(jié)。
1.2.2 代謝性機制 有些學者認為,,當灌注壓下降時,,腦血管出現(xiàn)一個短暫的血流減少過程,隨即腦組織的二氧化碳分壓上升,,動脈周圍組織內(nèi)酸堿度降低,血管擴張,,腦血流相對增加,。反之,灌注壓升高,,酸堿度上升,,血管收縮,腦血流減低,,從而完成代謝性機制對腦血流的自動調(diào)節(jié)作用,。但是,在代謝性機制假說下,,不能解釋當二氧化碳分壓極度升高時,,出現(xiàn)自動調(diào)節(jié)機制喪失,而慢性二氧化碳分壓升高時,,自動調(diào)節(jié)作用改變不明顯的現(xiàn)象,,說明腦組織對二氧化碳分壓或血液酸堿度變化有一定的耐受極限,它可以是調(diào)節(jié)腦血流量的機制之一,,不一定起主導作用,。因而,又有人提出神經(jīng)肌源性假說,。
1.2.3 神經(jīng)肌源性假說 醫(yī)學已證明,,在頸動脈竇存在著壓力感受器,對腦血流起調(diào)節(jié)作用,。進來通過組織化學和電子顯微鏡觀察,,明確了腎上腺素能神經(jīng)纖維作用的存在,。臨床上通過阻斷腎上腺素能神經(jīng)纖維發(fā)現(xiàn),大動脈的擴張作用明顯,,但對腦血流的影響不肯定,。在動物實驗中,將腦血管壁內(nèi)交感神經(jīng)纖維切斷,,動脈血中二氧化碳分壓升高引起的血管擴張作用得到加強,;膽堿能神經(jīng)纖維切除后,二氧化碳分壓的血管擴張作用減弱,。實際上,,神經(jīng)肌源性機制對腦血流的調(diào)節(jié)作用尚不十分清楚。目前,,多數(shù)學者認為,,對于腦血流的自動調(diào)節(jié),存在三種機制的協(xié)調(diào)作用,。
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