脑血流量的调节(二)
1.3 脑血管阻力脑血流量,特别是不同部位的区域性血流量的调节,多数情况下是通过脑血管阻力(CVR)完成。CVR组成有以下几个因素:血管张力、血管壁结构、脑血管壁外的压力和血液粘滞度,其中血管壁张力是调节脑血管阻力及脑血流量的主要因素。
1.3.1 脑血管张力调节 脑血流与脑血管张力成反比。脑血管张力增加(血管收缩),脑血流减少;反之,脑血管张力减低(脑血管扩张),脑血流量升高。对于脑组织来说,决定血流量多少的血管张力并非颈部或颅内脑表面的大动脉,而主要是进入脑组织内毛细血管前的小动脉,调节这些小动脉的张力有如下因素:
1.3.1.1 代谢因素:虽然脑血流量受全身循环改变的因素影响较小,但其对脑组织的代谢所需非常敏感,特别是区域性脑血流量的变化。如某区域为活动状态,局部耗氧、耗糖量增加,相对脑组织的氧和糖含量下降,而二氧化碳浓度升高,代谢产物如乳酸类增加,导致血管扩张,使区域性脑血流量增加。通常认为这种变化过程与细胞外液酸碱度下降有关。例如,肢体剧烈运动时,中央区域大脑皮质的血流量增加,利用TCD可检测出大脑中动脉的血流速度增高的特征性变化。
1.3.1.2 二氧化碳分压(arterial partial pressure of carbon dioxide,PaCO2):脑血流量受动脉血内PaCO2高低影响很大。PaCO2升高,CBF增加;PaCO2下降,CBF减低。PaCO2每改变0.133KPa(1.0mmHg),脑血流量改变5%。在正常情况下,PaCO2为6.0 KPa(45mmHg),平均CBF为50ml/(100脑组织.min)。当PaCO2 在4.67 KPa(35mmHg),则CBF下降约50%,即25ml/(100g脑组织.min)。相反,PaCO2 升高到7.33 KPa(55mmHg)时,CBF增加50%,达75ml/(100脑组织.min)。PaCO2在2.67~8.0 KPa(20~60mmHg)范围内,CBF的变化大致呈直线性关系。一旦超过此界限,脑血管对PaCO2的调节作用明显减弱或消失。
1.3.1.3 氧分压(arterial partial pressure of oxygen,PaO2):动脉血PaO2的高低直接影响着脑血管的收缩或扩张,从而影响CBF。其作用与PaCO2相反。PaO2 升高,脑血管收缩,CBF减少;反之,PaO2 下降,血管扩张,CBF升高。但PaO2对CBF的影响较PaCO2弱。正常PaO2 为13.3 KPa(100mmHg),当PaO2降低至6.67 KPa(50mmHg)时,CBF才明显升高。
临床上采用常压下吸纯氧,可使CBF下降约13%~15%;在2个绝对大气压下吸氧,则CBF减少20%。但是,在3个绝对大气压下吸氧,PaO2增加近20倍,CBF仅下降35%。
1.3.1.4 神经因素:颈部和颅底各动脉与身体其他部位动脉一样,均有神经的控制。但是近来通关过组织化学和电镜观察发现,颅内小动脉(如直径10~15um的小动脉)有肾上腺素能神经纤维的存在,但其作用十分微弱。临床上通过阻断颈部交感神经节,发现大动脉的扩张作用明显,但对CBF的影响不能肯定。在动物实验中,将脑血管壁内的交感神经纤维切断,动脉内PaCO2升高产生的脑血管扩张作用得到加强;而胆碱能纤维切除后,PaCO2对脑血管的扩张作用减弱。因此,有关脑血管的神经调节作用有待进一步研究。
1.3.2 血管壁弹性 正常血管壁的组成由内膜(内皮细胞、基底膜、内膜下层和内弹力层)、中膜(平滑肌层)、外膜(疏松结缔组织)构成。血管壁的结构决定了血管壁的弹性。以年龄因素分析,正常年轻人的血管弹性好,血管阻力小,CBF稳定性好。老年人脑部小动脉出现弥漫性硬化,脑血管弹性减退,血管阻力广泛增加,导致CBF下降,因而,老年人的CBF的稳定性差。
1.3.3 血管壁外压力 脑脊液循环障碍、重症脑病致脑水肿、颅内占位性病变等原因,均可造成颅内压升高,导致脑血管壁外的压力增加,血管阻力上升,CBF下降。
1.3.4 血液粘滞度 血液粘滞度增加,血细胞运动的阻力增加,血流速度降低,CBF减低;血液稀释,血液粘滞度下降,血流速度相对升高,CBF增加。临床上脱水后血液浓缩、高胆固醇或红细胞增多症等患者易发生缺血性脑血管病,与血液粘滞度增加密切相关。
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