anjdjjjkflsHjernen har brug for en stor mængde ilt og glukose for at opfylde sit store stofskifte. Derfor har dens kredsløb strukturelle og funktionelle tilpasninger for at sikre, at der konstant opretholdes en høj blodgennemstrømning. Enhver afbrydelse af denne forsyning vil føre til bevidsthedstab i løbet af få sekunder og irreversible skader på neuroner efter 4 minutter. Hjernen er blot et af de mange organer, der har et specialiseret kredsløb.

Denne artikel vil undersøge de strukturelle og funktionelle tilpasninger af hjernens kredsløb.

Strukturelle tilpasninger

Circle of Willis – anastomoser mellem arteria basilaris og arteria carotis interna. Den giver kollateral blodgennemstrømning og beskytter hjernen mod iskæmi. Det betyder, at selv hvis den ene arterie beskadiges, er blodgennemstrømningen ikke kompromitteret.

Fig 1 – Circle of Willis udgør den arterielle forsyning til hjernen og er dannet af anastomoserende arterier

Blod-hjernebarriere – en meget selektiv barriere mellem det systemiske kredsløb og hjernens ekstracellulære væske, der dannes af endotelceller. Den er permeabel for lipofile molekyler som O2 og CO2 og uigennemtrængelig for lipidopløselige molekyler som K+ og katekolaminer.

Den vigtigste funktion er at beskytte hjernen mod potentielt skadelige neurotoksiner og er med til at forhindre, at infektioner spredes til hjernen (og forårsager hjernebetændelse).

Funktionelle tilpasninger

Myogenisk autoregulering

Denne mekanisme regulerer den lokale blodgennemstrømning til hjernen ved at lade blodkardiameteren ændre sig med blodtrykket. Når trykket stiger, sker der en vasokonstriktion, som begrænser blodgennemstrømningen. Når blodtrykket falder, udvides blodkarrene for at øge blodgennemstrømningen.

Derved holdes hjernens blodgennemstrømning relativt konstant, når der sker ændringer i blodtrykket. Det begynder at svigte, når det gennemsnitlige arterielle blodtryk falder til under 50 mmHg, da karrene ikke kan udvide sig yderligere. Denne reduktion i blodgennemstrømningen forårsager synkope (besvimelse).

Metabolisk autoregulering

Denne mekanisme regulerer også den lokale blodgennemstrømning til hjernen ved at lade blodkardiameteren ændre sig som reaktion på ændringer i det partielle tryk af arteriel CO2.

Metabolisk aktive væv kan producere lokal hyperkapni (forhøjet CO2), når deres aktivitet overstiger deres blodforsyning. Derfor er hyperkapni et tegn på, at blod- og iltforsyningen er utilstrækkelig. Dette medfører vasodilation for at øge blodgennemstrømningen og forsyne de væv, der har et større iltbehov. Omvendt sker der ved hypokapni en vasokonstriktion.

Cushings refleks

Et forhøjet intrakranielt tryk, som f.eks. ved en hjernetumor eller en blødning, kan forringe hjerneblodgennemstrømningen, da det presser mod blodkarrene og indsnævrer deres lumener.

Når dette sker, registreres det af vasomotoriske kontrolregioner i hjernestammen. Dette udløser en stigning i den sympatiske vasomotoriske aktivitet. En stigning i den sympatiske aktivitet resulterer i perifer vasokonstriktion, en stigning i hjertefrekvens og sammentrækningskraft. Dette øger det arterielle blodtryk for at tvinge blodkarrene til at udvide sig og opretholde en tilstrækkelig cerebral blodgennemstrømning.

Det øgede blodtryk registreres af baroreceptorer (mekanoreceptorer, der registrerer ændringer i det arterielle tryk) i aortakorsalen og sinus carotis. Baroreceptorerne øger den vagale tone til sino-atrialknuden i hjertet. Dette giver bradykardi (langsom hjertefrekvens).

Dertil kommer, at når det intrakranielle tryk stiger, komprimeres hjernestammen, hvilket resulterer i et uregelmæssigt vejrtrækningsmønster. Derfor tyder klinisk set hypertension kombineret med bradykardi og uregelmæssig vejrtrækning på et højt intrakranielt tryk.

Klinisk relevans – Panikanfald

Panikanfald kan medføre, at en person hyperventilerer. Dette forårsager hypocapni, da CO2 bliver pustet ud hurtigere end dets produktionshastighed. Den resulterende hypocapni forårsager cerebral vasokonstriktion via metabolisk autoregulering, hvilket reducerer blodgennemstrømningen (og dermed ilt og glukose) til hjernen. Derfor bliver hjernevævet ikke tilstrækkeligt gennemvædet til at opretholde bevidstheden. Dette forårsager synkope.