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

Chức năng thính giác của vỏ não: cơ chế thính giác trung ương

Mỗi neuron riêng lẻ trong vỏ não thính giác đáp ứng hẹp hơn nhiều so với neuron trong ốc tai và nhân chuyển tiếp ở thân não. Màng nền gần nền ốc tai được kích thích bởi mọi tần số âm thanh, và trong nhân ốc tai dải âm thanh giống vậy được tìm thấy.

Cơ tâm thất của tim: sự dẫn truyền xung động

Các cơ tim bao phủ xung quanh tim trong một xoắn kép, có vách ngăn sợi giữa các lớp xoắn; do đó, xung động tim không nhất thiết phải đi trực tiếp ra ngoài về phía bề mặt của tim.

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.

Sự tiết estrogen của nhau thai

Estrogen chủ yếu gây ra một sự tăng sinh trên hầu hết các cơ quan sinh sản và liên quan đến người mẹ. Trong khi mang thai estrogen làm cho tử cung được mở rộng, phát triển vú và ống vú người mẹ, mở rộng cơ quan sinh dục ngoài.

Điều hòa vận động: vai trò của phản xạ gân

Các thụ thể ở gân cũng có đáp ứng động và đáp ứng tĩnh giống như suốt cơ, đáp ứng mạnh mẽ với sự thay đổi đột ngột trương lực cơ rồi ngay sau đó giảm xuống, đáp ứng một cách yếu hơn nhưng bền vững hơn để duy trì trạng thái trương lực cơ mới.

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.

Điều soát kích thước đồng tử của mắt

Vai trò của phản xạ ánh sáng là để giúp cho mắt đáp ứng ngay lập tức với sự thay đổi cường độ ánh sáng. Giới hạn của đường kính đồng tử vào khoảng 1.5 milimet ở trạng thái co nhỏ nhất và 8 milimet ở trạng thái giãn rộng nhất.

Tăng huyết áp có angiotensin tham gia: gây ra bởi khối u tiết renin hoặc thiếu máu thận cục bộ

Một khối u của các tế bào cận cầu thận tiết renin xuất hiện và tiết số lượng lớn của renin, tiếp theo, một lượng tương ứng angiotensin II được hình thành.

Điều hòa bài tiết hormone chống bài niệu (ADH)

Khi dịch ngoại bào trở nên quá ưu trương, do áp suất thẩm thấu nên dịch sẽ đi ra ngoài các tế bào receptor thẩm thấu, làm giảm kích thước tế bào và phát ra các tín hiệu lên vùng dưới đồi để tăng bài tiết ADH.

Giải phẫu chức năng của vùng vỏ não nhận diện khuôn mặt

Người ta có thể tự hỏi tại sao rất nhiều diện tích vỏ não được dành cho nhiệm vụ đơn giản là nhận diện khuôn mặt. Tuy nhiên, hầu hết các công việc hàng ngày liên quan đến các liên kết với những người khác nhau.

Sự tạo thành ảnh của thấu kính hội tụ: nguyên lý quang học nhãn khoa

Trong thực tế, bất cứ đồ vật gì đặt ở trước thấu kính, đều có thể xem như một nguồn phát ánh sáng. Một vài điểm sáng mạnh và một vài điểm sáng yếu với rất nhiều màu sắc.

Dịch ngoại bào: môi trường trong cơ thể

Dịch ngoại bào và máu luôn có quá trình trao đổi qua lại với nhau nhờ quá trình khuếch tán dịch và chất tan qua thành các mao mạch, dịch ngoại bào chứa các ion và các chất dinh dưỡng và là môi trường.

Cortisol quan trọng trong chống stress và chống viêm

Mặc dù cortisol thường tăng nhiều trong tình trạng stress, một khả năng là glucocorticoid làm huy động nhanh acid amin và chất béo từ tế bào dự trữ.

Hình thành acid acetoacetic trong gan và sự vận chuyển trong máu

Các acid acetoacetic, acid β-hydroxybutyric, và acetone khuếch tán tự do qua màng tế bào gan và được vận chuyển trong máu tới các mô ngoại vi, ở đây, chúng lại được khuếch tán vào trong tế bào.

Áp lực tĩnh mạch: áp lực tĩnh mạch trung tâm (nhĩ phải) và tĩnh mạch ngoại vi

Áp lực tâm nhĩ phải được điểu chỉnh bằng sự cân bằng giữa khả năng tống maú của tim ra khỏi tâm nhĩ phải và tâm thất vào phổi và chiều đẩy máu thừ các tĩnh mạch ngoại vi về tâm nhĩ phải.

Block nút nhĩ thất: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Thiếu máu nút nhĩ thất hoặc bó His thường gây chậm hoặc block hẳn dẫn truyền từ nhĩ đến thất. Thiếu máu mạch vành có thể gây ra thiếu máu cho nút nhĩ thất và bó His giống với cơ chế gây thiếu máu cơ tim.

Phản xạ tư thế: dáng đi ở tủy sống

Ở động vật có xương sống, khi cơ thể bị ngả về một bên thì sẽ xuất hiện các động tác không đồng vận để cố gắng giúp nó đứng thẳng dậy. Phản xạ này được gọi là phản xạ đứng dậy tuỷ sống.

Chứng ngừng thở lúc ngủ: kiểm soát hô hấp

Ngừng thở khi ngủ có thể gây ra bởi tắc nghẽn đường hô hấp trên, đặc biệt là hầu hoặc do sự tự phát xung và dẫn truyền của trung tâm thần kinh bị suy giảm.

Chức năng trao đổi và vận chuyển khí hô hấp

Sau khi phế nang đã được thông khí, bước tiếp theo của quá trình hô hấp là sự khuyếch tán O2 từ phế nang vào mao mạch phổi và CO2 theo chiều ngược lại. Sau khi trao đổi, máu tĩnh mạch trở thành máu động mạch có phân áp O2 cao, CO2 thấp so với tổ chức.