Мозговое кровообращение

Метаболизм и чувствительность к гипоксии

Головной мозг отличается колоссальной метаболической активностью. Несмотря на скромную массу (около 2% от массы тела), он забирает пятую часть всей энергии, вырабатываемой организмом в покое. На поддержание жизнедеятельности мозга уходит около 15% от общего сердечного выброса, что в абсолютных значениях составляет примерно 750 мл/мин.

Нервная ткань критически зависима от непрерывной доставки кислорода и субстратов. Мозг обладает крайне высокой чувствительностью к гипоксии и ишемии:

• 5–15 секунд полного прекращения кровотока достаточно для развития функционального сбоя — человек теряет сознание.
• 5–7 минут отсутствия перфузии приводят к фатальным последствиям — в коре больших полушарий запускаются необратимые структурные изменения.

Именно поэтому поддержание устойчивого и достаточного мозгового кровотока является жизненно необходимой задачей для организма.

Уникальные черты артериального русла и микроциркуляции

Архитектоника и принципы работы сосудов головного мозга существенно отличаются от других органов. Здесь работает принцип функциональной гиперемии: максимальный кровоток всегда направляется в те отделы мозга, которые активно вовлечены в текущую деятельность.

Особенности микроциркуляторного русла:

1. Отсутствие артериовенозных анастомозов — кровь не может сбрасываться в обход капиллярной сети.
2. Нет «дежурных» капилляров — в отличие от скелетных мышц, где часть сосудов может находиться в резерве, в мозге абсолютно все капилляры функционируют постоянно.

Еще одна важная характеристика — отсутствие пульсации в мозговых артериях внутри черепной коробки. Пульсовая волна, идущая от сонных артерий, эффективно сглаживается (демпфируется). Это происходит по двум причинам: во-первых, мозговые артерии имеют резко выраженную извилистость; во-вторых, объем черепной коробки и уровень внутричерепного давления остаются постоянными.

Связь внутричерепного и системного давления

Черепная коробка представляет собой герметичную структуру. Из этого следует важнейшее физиологическое правило: общий объем ее содержимого, включая объем циркулирующей крови, ликвора и мозговой ткани, всегда постоянен.

Поскольку суммарный объем крови в черепе измениться не может, адаптация кровоснабжения отдельных зон при функциональных нагрузках достигается не за счет притока дополнительных объемов извне, а путем внутренних механизмов:

• Перераспределения крови между различными сосудистыми бассейнами мозга.
• Изменения линейной скорости кровотока в конкретных участках.

Между внутричерепным давлением и артериальным давлением в большом круге кровообращения существует прямая зависимость. Если внутричерепное давление патологически возрастает (например, при росте опухоли), возникает угроза сдавления сосудов и снижения перфузии мозга. В ответ на это запускается компенсаторный механизм: происходит значительное увеличение системного артериального давления. Это необходимо, чтобы протолкнуть кровь в полость черепа и сохранить адекватный уровень обмена веществ.

Специфика венозной системы мозга

Венозная система головного мозга также лишена многих привычных для большого круга характеристик:

• Отсутствие емкостной функции. Вены мозга не способны депонировать (накапливать) кровь, они работают исключительно как пути оттока.
• Отрицательное давление. При переходе человека в вертикальное положение в крупных внутричерепных венах и синусах формируется отрицательное давление.

В обычных тканях отрицательное давление привело бы к спадению (коллапсу) сосуда, блокируя кровоток. Однако анатомической особенностью внутричерепных вен и синусов является то, что их стенки жестко фиксированы к костям черепа. Благодаря этому вены не спадаются даже при отрицательном давлении, обеспечивая бесперебойный венозный отток при любом положении тела.

Что ещё разобрать по теме

• Перераспределение крови при функциональной гиперемии: механизмы ауторегуляции
• Изменение скорости кровотока как компенсаторный механизм при постоянном объеме крови в черепе
• Регуляция системной гемодинамики и ее влияние на малый круг при острой гипертензии
• Изменения давления в легочном стволе при умеренной и большой физической нагрузке

Другие темы раздела «Гемодинамика сосудистого русла»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.