anjdjjjjkflsAivot tarvitsevat suuren määrän happea ja glukoosia vastatakseen suureen metaboliseen tarpeeseensa. Siksi sen verenkierrossa on rakenteellisia ja toiminnallisia mukautuksia, joilla varmistetaan, että verenkierto pysyy jatkuvasti korkeana. Kaikki katkokset tässä verenkierrossa johtavat tajunnan menetykseen muutamassa sekunnissa ja hermosolujen peruuttamattomiin vaurioihin 4 minuutin kuluttua. Aivot ovat vain yksi monista elimistä, joilla on erikoistunut verenkierto.

Tässä artikkelissa tutustutaan aivojen verenkierron rakenteellisiin ja toiminnallisiin sopeutumisiin.

Rakenteelliset sopeutumiset

Willisin kehä – anastomoosit basilaari- ja sisäisen kaulavaltimon välillä. Se tarjoaa kollateraalisen verenkierron, joka suojaa aivoja iskemialta. Tämä tarkoittaa, että vaikka yksi valtimo vaurioituu, verenkierto ei vaarannu.

Kuva 1 – Willisin kehä muodostaa aivojen valtimoverkoston, ja se muodostuu anastomosoituvista valtimoista

Veri-aivoeste – endoteelisolujen muodostama erittäin selektiivinen este systeemisen verenkierron ja aivojen solunulkoisen nesteen välillä. Se on läpäisevä lipofiilisille molekyyleille, kuten O2:lle ja CO2:lle, ja läpäisemätön lipidiliukenemattomille molekyyleille, kuten K+:lle ja katekoliamiineille.

Sen päätehtävä on suojata aivoja potentiaalisesti haitallisilta neurotoksiineilta, ja se auttaa estämään infektioiden leviämistä aivoihin (aiheuttaen aivotulehduksen).

Toiminnalliset adaptaatiot

Myogeeninen autoregulaatio

Tämä mekanismi säätelee aivojen paikallista verenkiertoa sallimalla verisuonten halkaisijan muuttumisen verenpaineen mukaan. Paineen noustessa tapahtuu vasokonstriktio, joka rajoittaa veren virtausta. Kun verenpaine laskee, verisuonet laajenevat verenkierron lisäämiseksi.

Tämä pitää aivoverenkierron suhteellisen vakiona verenpaineen muuttuessa. Se alkaa pettää, kun valtimoveren keskipaine laskee alle 50 mmHg, koska verisuonet eivät voi enää laajentua. Tämä verenkierron väheneminen aiheuttaa synkopeen (pyörtymisen).

Metabolinen autoregulaatio

Tämä mekanismi säätelee myös aivojen paikallista verenkiertoa sallimalla verisuonten halkaisijan muuttumisen vastauksena valtimon hiilidioksidin osapaineessa tapahtuviin muutoksiin.

Aineenvaihdunnallisesti aktiiviset kudokset voivat tuottaa paikallista hyperkapniaa (kohonnutta hiilidioksidipitoisuutta) silloin, kun niiden aktiviteetti on suurempi kuin verenkierto. Siksi hyperkapnia on merkki siitä, että veren ja hapen saanti on riittämätöntä. Tämä aiheuttaa vasodilataatiota verenkierron lisäämiseksi ja niiden kudosten syöttämiseksi, joilla on suurempi hapentarve. Vastaavasti hypokapniassa tapahtuu vasokonstriktiota.

Cushingin refleksi

Kallonsisäisen paineen kohoaminen, kuten aivokasvaimen tai aivoverenvuodon yhteydessä, voi heikentää aivoverenkiertoa, koska se työntyy verisuonia vasten ja ahtauttaa niiden luumeneita.

Kun tämä tapahtuu, sen havaitsevat aivorungon vasomotoriset valvonta-alueet. Tämä laukaisee sympaattisen vasomotorisen toiminnan lisääntymisen. Sympaattisen aktiivisuuden lisääntyminen johtaa perifeeriseen vasokonstriktioon, sykkeen ja supistusvoiman lisääntymiseen. Tämä nostaa valtimoverenpainetta pakottaakseen verisuonet laajenemaan ja ylläpitämään riittävää aivoverenkiertoa.

Nousseen verenpaineen havaitsevat baroreseptorit (valtimoverenpaineen muutoksia aistivat mekanoreseptorit) aortan kaaressa ja kaulavaltimon sinuksessa. Baroreseptorit lisäävät sydämen sinus-kammiosolmukkeeseen kohdistuvaa vagusääntä. Tämä aiheuttaa bradykardiaa (hidasta sykettä).

Lisäksi kallonsisäisen paineen noustessa aivorunko puristuu, mikä johtaa epäsäännölliseen hengitykseen. Siksi kliinisesti hypertensio yhdistettynä bradykardiaan ja epäsäännölliseen hengitykseen viittaa korkeaan kallonsisäiseen paineeseen.

Kliininen merkitys – Paniikkikohtaukset

Paniikkikohtaukset voivat aiheuttaa yksilölle hyperventilaatiota. Tämä aiheuttaa hypokapniaa, koska hiilidioksidia puhalletaan ulos nopeammin kuin se tuotetaan. Tästä johtuva hypokapnia aiheuttaa metabolisen autoregulaation kautta aivojen verisuonten supistumista, mikä vähentää aivojen verenkiertoa (ja siten happea ja glukoosia). Siksi aivokudosta ei perfusoida riittävästi tajunnan ylläpitämiseksi. Tämä aiheuttaa pyörtymisen.