脑循环

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  脑循环(cerebral circulation),大脑小脑脑干脊髓血液循环的统称。高等脊椎动物大脑循环在脑循环中所占的比重较大,所以也叫大脑循环,又因脑循环主要在颅腔内进行,故又叫颅内循环。脑循环是特殊区域循环的最重要组成部分。例如人脑的耗氧量约为全身耗氧量的1/5,人脑血流量约占全部心输出量的13%~15%。充足的脑血流量是保证脑部正常活动的首要条件。脑血流供应不足很快会严重影响脑的功能。大脑皮层对脑循环缺血和血中缺氧非常敏感,脑循环血中缺氧半分钟或完全阻断脑血流10秒钟即会导致昏迷,缺氧3分钟可能造成脑神经细胞的不能恢复的损伤,缺氧6分钟可以致死。由此可见,脑循环关系到动物的生死存亡。脑循环供给中枢神经系统营养并排除其有害的代谢产物,从而维持其正常功能。

  结构 脊椎动物的脑血流来自两对动脉,包括椎动脉和颈内动脉各1对。左、右椎动脉从枕骨大孔进入颅腔汇成基底动脉,然后与后交通动脉、颈内动脉、前交通动脉会合形成大脑动脉环,由此环发出6条大脑动脉供血给大脑、脑干,从基底动脉发出1对到小脑的动脉,另外在椎动脉汇成基底动脉以前发出脊髓前动脉。颈内动脉供血到大脑半球两侧的前部和中部,椎动脉和基底动脉供血到小脑及大脑的枕叶和后窝。注入颈内动脉的血只供同侧的大脑半球。两大脑半球之间没有血管交叉。因此当一侧颈内动脉阻塞时,常只引起同侧的脑缺血症状,特别在老人是如此。脑实质的动脉与身体其他部位类似大小的动脉相比,其组织结构的特点是肌层较薄,但弹性纤维较多,并有不同的排列形式。

  脑毛细血管的内皮细胞之间联系紧密,没有其他组织毛细血管那样的孔或窗。大约有80%左右脑毛细血管表面被周足所包围。这些结构形成层层壁垒,使得脑毛细血管中血液的很多物质特别是脂溶性较低的大分子量物质如蛋白质、抗菌素、某些大分子染料等难以通过,而只允许大多数离子和葡萄糖等小分子物质通过,从而形成所谓的血脑屏障。

  与脑动脉相比,脑静脉管壁较薄。与身体其他部位的静脉不同,脑静脉管壁中没有静脉瓣,静脉血的回流依赖高位的势能。脑静脉血的回流路径可以归纳为:大部脑静脉血经脑深部静脉和脑血窦流入颈内静脉;小部脑静脉血经眼部翼状静脉丛,进入静脉导血管再到头皮,最后流入椎管中的椎旁静脉系统。脑静脉系统有大量交通枝静脉丛,即使两侧颈内静脉都被阻塞,大脑静脉血仍可经椎静脉和颈外静脉系统完成其回流。

  特征 脑循环处于坚硬颅骨腔室之内,颅腔容积是固定的,其中所含的各种组织的容积也基本固定,几乎是不可压缩的,例如脑组织、脑脊液和颅内血液的容积总和是接近恒定的。由于颅腔容积基本恒定,脑中动静脉血管经常处于受压状态,因此脑血管的容积没有搏动性变化。脑动脉没有脉 搏,血液在脑血管平稳均匀地流动着。椎动脉在进入颅腔之前发生多次的弯曲,以及脑动脉管壁与其他动脉管壁相比具有更发达的弹性纤维,也有助于脑动脉搏动的消除,其中颅腔压迫限制作用可能更为重要。

  脑的全部毛细血管网几乎经常开放着,虽然有时也可以看到少许不开放的毛细血管,但没有其他器官微循环所常见的毛细血管和前毛细血管的交替性收缩和舒张。脑毛细血管网对各种刺激的反应与内脏器官不同;在窒息状态下,由于缺氧,全部内脏毛细血管都起收缩反应,而脑毛细血管却起舒张反应。

  调节 脑循环受多种因素的调节,经过调节机制即使内外环境发生各种变化,大脑血流仍能保持稳定,这对脑正常机能的活动有重要意义。例如全部脑血流不因紧张的精神活动而增加,也不因精神活动的松弛乃至睡眠而减少(睡眠时甚至有些增加)。体液因素特别是脑血流中二氧化碳pH值、K+、Ca2+ 等对脑血管运动的调节作用比较明显,而神经调节作用较弱,居于次要地位。脑循环因在颅腔之内,颅内压的变化必然会有影响。此外在脑水平的平均动、静脉压以及血液的粘稠度都对脑循环有一定影响。①颅内压的作用。颅内压上升时脑血管就受到压挤。静脉压的升高使静脉血回流阻力增加会导致颅内压上升。②神经调节。脑血管一般接受肾上腺素能和胆碱能两种神经纤维的支配,两种神经纤维相距约250埃,这为相互作用提供了结构基础。③体液调节。脑中的小动脉和身体其他器官的小动脉一样,都直接接受局部组织氧和二氧化碳含量的影响。

  脑中二氧化碳、氧和pH值对脑血流量也有一定的影响:二氧化碳分压的增加引起脑血流量的明显增加;氧分压的增加作用相反。但是脑脊液和组织中细胞外液的pH值变化对脑血流的调节作用则是主要的。