Sinh lý điều hòa lưu lượng máu não

2022-01-31 09:34 AM

Lưu lượng máu não của một người trưởng thành trung bình là 50 đến 65 ml/100 gam nhu mô não mỗi phút. Với toàn bộ não là từ 750 đến 900 ml/ phút. Theo đó, não bộ chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể nhưng nhận 15% cung lượng tim lúc nghỉ.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Chức năng của bộ não độc lập với sự cấp máu, chuyển hóa của nó cũng như dịch não tủy. Tuy nhiên điều này không hoàn toàn đúng bởi sự bất thường của bất cứ một trong ba yếu tố trên đều có thể ảnh hưởng sâu sắc đến chức năng não bộ. Ví dụ, ngừng hoàn toàn cấp máu não gây mất ý thức trong 5 đến 10 giây bởi thiếu oxy cung cấp cho tế bào não sẽ gần như dừng chuyển hóa của tế bào. Hay trong dài hạn, bất thường của dịch não tủy, trong thành phần hay áp suất, có thể gây tác động nghiêm trọng lên chức năng não bộ.

Não bộ được cấp máu bởi 4 động mạch lớn - hai động mạch cảnh và hai động mạch đốt sống - nối với nhau thành đa giác Willis ở mặt dưới não. Các động mạch từ đa giác Willis chạy trên bề mặt não và cho các nhánh động mạch màng mềm rồi chia nhánh nhỏ hơn cho các động mạch xuyên và tiểu động mạch. Các mạch xuyên được ngăn cách với mô não bởi phần mở rộng của khoang dưới nhện gọi là khoảng Virchow-Robin. Các động mạch xuyên đâm sâu vào mô não rồi chia ra các tiểu động mạch trong não, thứ cuối cùng phân nhánh thành các mao mạch nơi diễn ra sự trao đổi oxy, khí carbonic, các chất dinh dưỡng giữa máu và mô não.

Cấu trúc của mạch máu não

Hình. Cấu trúc của mạch máu não và cơ chế điều hòa lưu lượng máu của tế bào hình sao. Các động mạch màng mềm nằm trên giới hạn đệm, và các động mạch xuyên thấu được bao quanh bởi các quá trình chân tế bào hình sao. Lưu ý rằng các tế bào hình sao cũng có các quá trình tốt liên kết chặt chẽ với các khớp thần kinh.

Bình thường lưu lượng máu não của một người trưởng thành trung bình là 50 đến 65 ml/100 gam nhu mô não mỗi phút. Với toàn bộ não là từ 750 đến 900 ml/ phút. Theo đó, não bộ chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể nhưng nhận 15% cung lượng tim lúc nghỉ.

Giống như phần lớn các mô khác, lưu lượng máu não liên quan mật thiết đến mức chuyển hóa của mô não. Nhiều yếu tố liên quan đến chuyển hóa được cho là đóng góp vào sự điều hòa lưu lượng máu não: (1) nồng độ CO2, (2) nồng độ ion H+, (3) nồng độ oxy và (4) chất tiết từ tế bào hình sao, tế bào thần kinh đệm đặc biệt kết nối hoạt động thần kinh với điều hòa lưu lượng máu tại chỗ.

Tăng nồng độ CO2 hoặc ion H+ gây tăng lưu lượng máu não

Sự gia tăng nồng độ CO2 trong động mạch câp máu cho não làm tăng rõ rệt lưu lượng máu não. Khi áp lực riêng phần khí CO2 (PCO2) tăng 70% thì lưu lượng máu não tăng gần gấp đôi.

Mối liên quan giữa PCO2 động mạch và lưu lượng máu não

Hình. Mối liên quan giữa PCO2 động mạch và lưu lượng máu não.

CO2 được cho rằng gây tăng lưu lượng máu não bằng cách kết hợp với nước trong thể dịch để tạo thành acid carbonic, acid này sau đó phân ly thành ion H+. Ion H+ gây giãn mạch não, mức độ giãn mạch tỉ lệ thuận với nồng độ ion H+ đến một mức lưu lượng giới hạn khoảng gấp đôi bình thường.

Các chất khác làm tăng độ acid của mô não và theo đó làm tăng nồng độ ion H+ đều làm tăng lưu lượng máu não, bao gồm acid lactic, acid pyruvic và những acid được hình thành trong quá trình chuyển hóa ở não.

Tầm quan trọng của điều hòa lưu lượng máu não qua nồng độ khí CO2 và ion H+

Gia tăng nồng độ H+ ức chế mạnh hoạt động thần kinh. Theo đó, may mắn là tăng nồng độ H+ cũng làm tăng lưu lượng máu não, qua đó mang ion H+, CO2 và các chất dạng acid ra khỏi mô não. Loại bỏ CO2 ra khỏi mô não cùng với loại bỏ các acid làm giảm nồng độ ion H+ về mức bình thường. Theo đó, cơ chế này giúp duy trì một nồng độ hằng định của ion H+ trong mô não và duy trì hoạt động thần kinh ở mức bình thường và hằng định.

Điều hòa lưu lượng máu não khi thiếu Oxy

Trừ giai đoạn hoạt động trí não căng thẳng, mức độ sử dụng oxy của mô não duy trì trong một giới hạn hẹp - gần đúng bằng 3.5 (±0.2) ml oxy/ 100 gam mô não mỗi phút. Nếu lưu lượng máu não không cung cấp đủ lượng oxy cần thiết này, tình trạng thiếu hụt oxy gần như lập tức gây giãn mạch, đưa lưu lượng máu não và lượng oxy vận chuyển tới mô não về mức gần bình thường. Theo đó, cơ chế điều hòa lưu lượng tại chỗ này gần như giống nhau hoàn toàn giữa não với hệ mạch vành, cơ vân và hầu hết các tuần hoàn địa phương khác trong cơ thể.

Thực nghiệm đã cho thấy, giảm áp lực riêng phần của oxy (PO2) trong mô não dưới 30mmHg (giá trị bình thường là 35 đến 40mmHg) ngay lập tức bắt đầu làm tăng lưu lượng máu não. Tình cờ là chức năng não bộ bị xáo trộn khi giá trị PO2 giảm, đặc biệt ở mức PO2 dưới 20mmHg có thể dẫn đến hôn mê. Theo đó cơ chế điều hòa lưu lượng máu não bởi oxy là cơ chế quan trọng bảo vệ não bộ khỏi giảm hoạt động thần kinh và rối loạn năng lực trí tuệ.

Bài viết cùng chuyên mục

Kích thích và trương lực của hệ giao cảm và phó giao cảm

Hệ giao cảm và phó giao cảm hoạt hóa liên tục, và mức độ cơ bản chính là trương lực giao cảm và phó giao cảm. Ý nghĩa của trương lực là cho phép một hệ thần kinh đơn độc có thể đồng thời làm tăng và giảm hoạt động của cơ quan chịu kích thích.

Sóng khử cực và sóng tái cực: điện tâm đồ bình thường

ECG bình thường bao gồm một sóng P, một phức bộ QRS và một sóng T. Phức bộ QRS thường có, nhưng không phải luôn luôn, ba sóng riêng biệt: sóng Q, sóng R, và sóng S.

Hiệu suất hoạt động trong suốt sự co cơ

Năng lượng cần thiết để thực hiện hoạt động được bắt nguồn từ các phản ứng hóa học trong các tế bào cơ trong khi co, như mô tả trong các phần sau.

Hormone parathyroid (tuyến cận giáp)

Tuyến cận giáp của con người trưởng thành, chứa chủ yếu là các tế bào chính và một số lượng nhỏ đến trung bình các tế bào oxyphil, nhưng tế bào oxyphil vắng mặt ở nhiều loài động vật cũng như ở người trẻ.

Chức năng dự báo của hệ thống ống bán khuyên để duy trì sự thăng bằng

Các ống bán khuyên dự đoán được trước rằng sự mất thăng bằng sắp xảy ra và do đó khiến các trung tâm giữ thăng bằng thực hiện sự điều chỉnh phù hợp từ trước, giúp người đó duy trì được thăng bằng.

Tín hiệu thần kinh: sự hội tụ của các tín hiệu từ các sợi đến khác nhau

Sự hội tụ cho phép tổng hợp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, và đáp ứng đưa đến là một hiệu quả được tổng hợp từ tất cả các loại thông tin khác nhau.

Hoạt động tình dục của phụ nữ

Tính chất của sự kích thích tại chỗ diễn ra nhiều hoặc ít hơn so với nam giới bởi vì xoa bóp và những loại kích thích khác như âm hộ, âm đạo hay một số vùng ở đáy chậu có thể tạo ra khoái cảm tình dục. Vị trí đầu âm vật là nơi rất nhạy cảm với sự kích thích.

Cân bằng dịch acid base và chức năng thận ở trẻ sơ sinh

Tốc độ chuyển hóa ở trẻ sơ sinh cũng gấp đôi người trưởng thành khi cùng so với trọng lượng cơ thể, chúng có nghĩa là bình thường acid được hình thành nhiều hơn, tạo ra xu hướng nhiễm toan ở trẻ sơ sinh.

Giai đoạn thể tích và áp lực của tuần hoàn động mạch và tĩnh mạch

Sự duy trì trương lực là một trong những cách hệ tuần hoàn tự động thích nghi trong thời gian khoảng vài phút đến vài giờ nếu lượng máu bị mất sau một xuất huyết nặng.

Ống bán khuyên nhận biết sự quay đầu

Khi dừng quay đột ngột, những hiện tượng hoàn toàn ngược lại xảy ra: nội dịch tiếp tục quay trong khi ống bán khuyên dừng lại. Thời điểm này, vòm ngả về phía đối diện, khiến tế bào lông ngừng phát xung hoàn toàn.

Phản xạ tủy sống gây co cứng cơ

Các xương bị gẫy gửi các xung động về cảm giác đau về tủy sống, gây ra co cơ xung quanh. Khi gây tê cục bộ hay gây tê toàn thân, kích thích đau biến mất, sự co thắt cũng biến mất.

Ngoại tâm thu nút nhĩ thất hoặc bó his: rối loạn nhịp tim

Sóng P thay đổi nhẹ hình dạng phức bộ QRS nhưng không thể phân biệt rõ sóng P. Thông thường ngoại tâm thu nút A-V có chung biểu hiện và nguyên nhân với ngoại tâm thu nhĩ.

Receptor: sự thích nghi và chức năng dự báo receptor tốc độ

Sự thích ứng của các loại thụ thể khác nhau cho thấy sự thích nghi nhanh chóng của một số thụ thể và sự thích ứng chậm của những thụ thể khác.

Sự bài tiết cholesterol của gan và sự hình thành sỏi mật

Muối mật được hình thành trong các tế bào gan từ cholesterol trong huyết tương. Trong quá trình bài tiết muối mật, mỗi ngày khoảng 1 - 2 gam cholesterol được loại bỏ khỏi huyết tương và bài tiết vào trong mật.

Phosphocreatine: kho lưu trữ năng lượng và như bộ đệm ATP

Phosphocreatine không thể hoạt động như một tác nhân trực tiếp vận chuyển năng lượng từ thức ăn đến các tế bào hoạt động chức năng, nhưng nó có thể vận chuyển năng lượng thông qua quá trình chuyển đổi với ATP.

Dạng cao nguyên của điện thế hoạt động màng tế bào

Nguyên nhân của cao nguyên điện thế hoạt động màng tế bào là một sự kết hợp của nhiều yếu tố. Đầu tiên, trong cơ tim, hai loại kênh tưởng niệm đến quá trình khử cực.

Điện thế hoạt động của tế bào thần kinh

Để tạo ra những tín hiệu thần kinh, điện thế hoạt động di chuyển dọc theo tế bào sợi thần kinh cho tới điểm kếtthúc của nó.

Tăng huyết áp: gây ra bởi sự kết hợp của tăng tải khối lượng và co mạch

Tăng huyết áp di truyền tự phát đã được quan sát thấy ở một số chủng động vật, bao gồm các chủng chuột, thỏ và ít nhất một chủng chó.

Cơ quan Corti: tầm quan trọng trong việc thu nhận âm thanh

Các thụ thể nhận cảm trong cơ quan Corti gồm 2 loại tế bào thần kinh được gọi là tế bào lông- một hàng tế bào lông ở trong, và 3 đến 4 hàng tế bào lông ở bên ngoài, gồm 12,000 tế bào có đường kính chỉ khoảng 8 micro mét.

Bài tiết ion bicacbonat của tuyến tụy

Khi tuyến tụy bị kích thích để bài tiết ra một lượng dịch tụy dồi dào, nồng độ bicacbonat có thể lên cao tới khoảng 145 mEq/L, gấp khoảng 5 lần nồng độ ionbicacbonat trong huyết tương.

Đại cương sinh lý tim mạch

Vòng tiểu tuần hoàn mang máu tĩnh mạch từ tim phải theo động mạch phổi lên phổi, ở mao mạch phổi, khí cacbonic được thải ra ngoài và máu nhận oxy để trở thành máu động mạch, theo tĩnh mạch phổi về tim trái, tiếp đó bắt đầu một chu trình tương tự qua vòng đại tuần hoàn.