14. Мозговое кровообращение.

Морфологические особенности кровоснабжения головного мозга. Артериальная кровь поступает в головной мозг через внутренние сонные артерии и базиллярную артерию, образованную слиянием до входа в полость черепа двух позвоночных артерий, которые у основания мозга анастомозируют, образуя виллизиев круг. От виллизиева круга в каждом из полушарий отходят по 3 крупные артерии: передняя и средняя мозговые артерии, образующие каротидную систему кровоснабжения мозга, и задняя мозговая артерия, формирующая вертебробазиллярную систему снабжения кровью затылочных долей, мозжечка, варолиева моста и продолговатого мозга. Эти крупные мозговые артерии, широко анастомозируя, направляются кверху и переходят в систему пиальных артерий, расположенных на поверхности мозга. Пиальные сосуды образуют анастомозы не только в системе одной из крупных мозговых артерий, но и между ответвлениями разных артерий, что способствует созданию коллатерального кровотока и надежности кровоснабжения мозга. От пиальных артерий ответвляются радиальные артерии, которые, пронизывая вещество мозга, формируют короткие и длинные внутримозговые отростки. Первые из них дают кровоснабжение серого вещества, тогда как длинные отростки образуют кровоснабжение белого вещества мозга. Артериолы, отходящие от радиальных артерий, образуют капиллярные сети, кровь от которых поступает в венулы, а те, сливаяь, формируют радиальные вены, которые в восходящем направлении пронизывают вещество мозга и выходят на его поверхность, образуя систему пиальных вен. Пиальные вены сливаются в крупные венозные синусы, от которых кровь оттекает по коллекторам (югулярным венам) к сердцу.

В сосудистой системе головного мозга выделяют две взаимосвязанные подсистемы:

макроциркуляции, расположенной практически на поверхности мозга и образующей русло для общего мозгового кровотока;

микроциркуляции, обеспечивающей кровоснабжение вещества мозга и формирующей сосудистое ложе для локального мозгового кровотока.

Макроциркуляция характеризуется многочисленными анастомозами, что широко используется в нейрохирургической практике путем наложения сосудистых протезов в условиях тромбоза крупных мозговых сосудов. В отличие от этого, в микроциркуляторном русле отмечается практически полное отсутствие анастомозов, поэтому тромбоз или спазм микрососудов полностью не компенсируется, сопровождаясь нарушением тех функций организма, которые регулировались поврежденным нервным центром.

Функциональные особенности кровоснабжения мозга

Головной мозг человека даже в условиях функционального покоя характеризуется непрерывно протекающими высокоемкими энергетическими процессами аэробного характера, требующими высокого потребления мозговой тканью кислорода (3-4 мл/100г/мин) и глюкозы (5 мг/100г/мин). При этом, как известно, нервная ткань практически не обладает ни субстратом для анаэробных окислительных процессов, ни запасами кислорода.

Следовательно, для нормального функционирования мозга необходима высокая интенсивность его кровоснабжения. В связи с этим, головной мозг, занимающий примерно 2% массы тела, в состоянии функционального покоя получает 750 мл/мин крови, что составляет 15% сердечного выброса.

Объемная скорость кровотока при этих условиях соответствует 50-60 мл/100г/мин, однако при этом серое вещество обеспечивается кровью интенсивнее, чем белое вещество, что связано с его более высокой клеточной активностью. У детей 1 года жизни величина общего мозгового кровотока на 50-55% больше, а в старческом возрасте примерно на 20% меньше, чем у человека в зрелом возрасте.

Особенности система общего мозгового кровотока. Головной мозг кровоснабжается в сложных биофизических условиях, будучи расположенным в полости черепа, где помимо мозга функционируют кровь и ликвор, являющиеся практически несжимающимися жидкостями. Они находятся между собой в прямом гидравлическом контакте, будучи заключенными в ригидную черепную коробку (исключение составляют дети грудного возраста, имеющие роднички, придающие некоторую подвижность черепной коробке). Эта особенность определяет значение специальных механизмов для предохранения вещества мозга от избыточности кровенаполнения, т.к. при избытке кровоснабжения мозга в нервной ткани может произойти гипергидратация ткани, а отсюда высока вероятность развития отека мозга с последующими (несовместимыми с жизнью) повреждениями жизненно важных центров.

Основной причиной избыточности кровоснабжения мозга может быть увеличение перфузионного давления в церебральных сосудах, что обычно происходит при повышении системного артериального давления. Однако в норме головной мозг надежно предохранен от избыточности кровенаполнения при повышении среднего артериального давления до 160-170 мм рт. ст. благодаря феномену ауторегуляции мозгового кровотока.

Наряду с ауторегуляцией кровотока, предохранение головного мозга от высокого перфузионного давления и избыточности пульсации кровотока обеспечивают многочисленные изгибы (сифоны) по ходу мозговых артериальных сосудов, которые формируют условия для перепада давления и сглаживания пульсации.

Ауторегуляция кровотока — это независимость интенсивности кровотока в органе от изменений системного артериального и/или венозного давления.

В основе ауторегуляции кровотока в органе лежит способность ГМК сосудов увеличивать сократительную активность при повышении перфузионного давления или же уменьшать ее при снижении перфузионного давления. Главная роль в осуществлении ауторегуляции кровотока отводится миогенному механизму регуляции органных сосудов как наиболее "срочному" сосудистому механизму. Наряду с ним очевиден вклад метаболических и нейрогенных факторов регуляции сосудистого тонуса.

Особенности системы локального мозгового кровотока. Активные состояния человека (включая интеллектуальную деятельность) характеризуются активацией соответствующих нервных центров, где формируются очаги доминанты. В этих случаях нет никакой необходимости увеличивать кровоток во всей сосудистой системе мозга, достаточно перераспределения кровотока

в пользу активно работающих нервных центров мозга. Так, если в двух точках коры мозга, отстоящих друг от друга на расстоянии до 200-250 мкм, значения кровотока близки по величине, то на больших расстояниях разница между ними достигает 1,5-2-кратной величины. Измерение локального мозгового кровотока у испытуемых в 254 точках по всей латеральной поверхности полушария с помощью детекторов клиренса радиоактивного ксенона, позволило обнаружить очаги функциональной гиперемии в коре, которые перемещались по полушарию в зависимости от вида деятельности мозга. Такие очаговые изменения кровотока и его перераспределение по полушарию были тесно связаны с уровнем активации соответствующих корковых областей. Исследование локального кровоснабжения в сенсомоторной зоне коры мозга у пациентов с помощью позитронной эмиссионной томографии в покое и при движении выявило при выполнении нагрузки увеличение кровотока в соответствующих двигательных зонах. Колебания кровотока имеются и по слоям коры полушарий мозга. Наибольшая его величина выявлена в IY-Y слоях коры, наименьшая - на границе с белым веществом.

Из этого следует, что специфической особенностью мозгового кровообращения является высокая гетерогенность и изменчивость распределения локального кровотока в микроучастках мозга.

Интенсивность кровотока в микроучастках мозга определяется:

а) плотностью функционирующих капилляров;

б) структурно-функциональной геометрией сосудистого русла;

в) характером кровотока.