Cerebralna cirkulacija i krvno-moždana barijera

Dotok i stabilnost nervne sredine

Mozak zahtijeva kontinuiranu dostavu energetskih supstrata i pažljivo kontrolisanu vanćelijsku sredinu. Cerebralna cirkulacija usklađuje protok sa nervnom aktivnošću, a krvno-moždana barijera ograničava nekontrolisano prenošenje promjena iz krvi prema neuronima. Ove funkcije povezane su, ali nisu jednake: dovoljan protok ne znači da svaka supstanca slobodno prolazi, kao što očuvana barijera ne nadoknađuje nedovoljnu dostavu.

Pogonski uslovi zavise od arterijskog ulaza i pritisaka koji se suprotstavljaju izlazu ili pritiskaju vaskularno tkivo. U krutom prostoru lobanje povećanje zapremine jednog sadržaja zahtijeva odgovarajuću promjenu drugih ili povećava pritisak. Povišen intrakranijalni pritisak može ograničiti perfuziju. Zato arterijski pritisak posmatran samostalno ne predstavlja potpunu mjeru cerebralnog dotoka.

Perfuzijski model

Cerebralni perfuzijski pritisak često se pojednostavljeno opisuje razlikom srednjeg arterijskog i intrakranijalnog pritiska. Model pretpostavlja da intrakranijalni uslov predstavlja relevantno nizvodno ili kompresivno ograničenje. Ako je venski pritisak viši ili su mehanički odnosi drugačiji, jednostavan prikaz zahtijeva dodatno tumačenje. Formula nije terapijska ciljna vrijednost.

Autoregulacija i metabolički odgovor

Cerebralne arteriole mijenjaju tonus kada se promijeni perfuzijski pritisak. Miogeni i lokalni metabolički odgovori podržavaju relativno stabilan tok u ograničenim uslovima. Ako sposobnost dilatacije ili konstrikcije bude iscrpljena, protok postaje više zavisan od pritiska. Raspon nije univerzalna nepromjenljiva osobina svih osoba i svih stanja.

Ugljen-dioksid snažno utiče na cerebralni vaskularni odgovor preko promjene lokalne kiselosti. Njegov prolaz i hemijska obrada u nervnoj sredini mogu povećati vodonikove jone i podržati dilataciju. Promjena arterijske kiselosti pri nepromijenjenom ugljen-dioksidu nema nužno isti neposredni učinak, jer barijera i lokalni puferi mijenjaju prenos. Ova razlika povezuje disanje i cerebralnu regulaciju.

Aktivacija određenog područja mozga povećava lokalni metabolički zahtjev i pokreće neurovaskularno povezivanje. Neuroni, glijalne ćelije, endotel i vaskularni glatki mišić doprinose usklađivanju. Lokalni protok zato može porasti i bez jednakog porasta u svim područjima. Raspodjela omogućava da funkcionalno aktivna mreža dobije dodatnu podršku.

Građa krvno-moždane barijere

Glavnu fizičku barijeru u tipičnim cerebralnim kapilarama čine endotelne ćelije povezane kontinuiranim tijesnim spojevima. Time se ograničava paracelularni put za mnoge vodorastvorljive sastojke. Relativno ograničena transcitoza dodatno smanjuje nespecifičan prolaz. Bazalna membrana, periciti i astrocitni odnosi podržavaju funkcionalno održavanje mikrovaskularne cjeline.

Astrocitni nastavci ne predstavljaju sami glavni zatvarajući sloj između krvi i intersticijuma. Njihova važnost je u saradnji i održavanju svojstava endotela. Ova razlika sprječava poistovjećivanje svih struktura oko kapilare sa istom vrstom fizičke prepreke. Barijera je aktivna ćelijska organizacija, a ne samo debela nepropustljiva obloga.

Selektivni transport

Gasovi i odgovarajuće lipidno rastvorljive male molekule mogu prolaziti drugačijim putem od polarnih sastojaka. Glukoza i određene aminokiseline koriste specifične transportere, dok izlazni sistemi ograničavaju zadržavanje pojedinih supstanci. Enzimi endotela dodatno mijenjaju dostupnost biološki aktivnih molekula. Kontrolisan unos tako podržava metabolizam bez izlaganja neurona svim promjenama krvi.

Krvno-moždanu barijeru treba razlikovati od krvno-likvorske barijere. U horoidnom pleksusu važnu zatvarajuću ulogu ima epitel koji učestvuje u stvaranju likvora. Nisu to isti slojevi na istom mjestu. Određena specijalizovana područja imaju drugačiju propustljivost, što omogućava odgovarajuće senzorne ili hormonske funkcije. Opšti model zato zahtijeva anatomsko ograničenje.

Integracija i promijenjeni uslovi

Promjene disanja mogu promijeniti cerebralni tonus preko ugljen-dioksida. Promjene sistemskog pritiska zahtijevaju autoregulatorni odgovor, a metabolička aktivnost mijenja lokalnu raspodjelu. Oštećenje barijere može promijeniti sastav vanćelijske sredine i razmjenu vode. Ovi putevi povezuju cerebralni protok, električnu funkciju neurona i bilans tečnosti.

Zapamti

Cerebralni tok prati pritisak i lokalni metabolizam, uz ograničenu autoregulaciju. Krvno-moždana barijera je prvenstveno endotelna i selektivna. Krvno-likvorska barijera ima drugačiji raspored, a očuvana razmjena zahtijeva i protok i kontrolisan transport.