Кровопостачання головного мозку

Кровопостачання головного  мозку. Дві третини всієї кількості  крові, що притікає до мозку, доставляється внутрішніми сонними артеріями й одна третина – хребцевими. Перші утворюють каротидну, другі – вертебрально-базилярну системи кровопостачання мозку. У межах кожної із цих систем розрізняють внутрішньо- і позачерепний відділи.

Каротидна система постачає кров’ю передню і середню частини  головного мозку, вертебрально-базилярна  – його задні відділи.

Від загальної сонної артерії  відходить внутрішня сонна, яка у свою чергу в порожнині черепа віддає 5 гілок: очну, передню і середню мозкові, задню сполучну і передню артерію судинного сплетення.

Інтракраніальний відділ внутрішньої сонної артерії представляється  дуже важливим у функціональному  відношенні. Так, її внутрішньокістковий  відрізок регулює шляхом вазоконстрикції приплив крові до мозку, а вигинам сифона приділяється роль механізмів, що зменшують коливання артеріального тиску.

Однією із найбільш уразливих  ділянок каротидної системи є  місце біфуркації загальної сонної артерії. Оскільки тут розташовується важливий регулятор системного і  регіонарного церебрального кровообігу – каротидний синус, то атеросклеротичне ураження ділянки біфуркації ЗСА  може призвести до суттєвих порушень регуляції кровообігу, наприклад  до неадекватного зниження системного АТ.

Хребцеві артерії , які відходять від підключичних, входять у отвір поперечного відростку С VI і піднімаються у вузькому каналі, утвореному отворами поперечних відростків С VI -С ІI . При вході в порожнину черепа ці артерії роблять чотири вигини в різних площинах. Подібно сифону внутрішньої сонної артерії ці вигини зменшують амплітуду пульсової хвилі і сприяють рівномірному кровотоку. Аномалії кісткових структур проходження ХА можуть бути суттєвим фактором порушення кровообігу у цій артерії. Наприклад, при остеохондрозі шийного відділу хребта утворення остеофітів може призвести до екстравазальної компресії ХА.

 

Магістральні артерії  головного мозку.

 

 

1 — дуга аорти; 2 —  плечеголовний стовбур; 3 — ліва  підключична артерія; 4 — права загальна сонна артерія; 5 — хребцева арттерія; 6 — зовнішня сонна артерія; 7 — внутрішня сонна артерія; 8 — базилярна артерія; 9 — очна артерія.

 

В інтракраніальному відділі  хребцева артерія віддає послідовно: задні спинномозкові артерії, гілки, що утворюють передню спинномозкову артерію, а також саму крупну артерію – задню нижню мозочкову, після чого на рівні варолієвого моста хребцева артерія з’єднується з однойменною артерією протилежної сторони, утворюючиосновну (базилярну) артерію. Далі, хребцева артерія віддає гілки до мозочка, а потім на рівні переднього краю варолієвого моста розділяється на дві задні мозкові артерії.

 

У самій загальній формі  схема кровопостачання кори всіх трьох поверхонь великих півкуль є наступною.

 

Кора внутрішніх поверхонь  постачається кров’ю переважно передньою  мозковою артерією, кора опуклої поверхні – середньою мозковою артерією, а кора нижньої поверхні півкуль – задньою мозковою артерією.

 

З найважливіших областей білої речовини півкуль великого мозку слід зазначити кровопостачання мозолистого тіла (передня і задня мозкові артерії), внутрішньої капсули (передня , середня, задня мозкові артерії і передня артерія судинного сплетення) і зорового вінця (задня і середня мозкові артерії).

Підкіркові вузли одержують кровопостачання зі стріарних артерій, що беруть початок від передньої і середньої мозкових артерій і передньої артерії судинного сплетення. Зоровий горб постачається кров’ю як від задньої сполучної артерії, передньої артерії судинного сплетення, так і від задньої мозкової артерії.

Середній мозок, вароліїв міст і довгастий мозок живляться численними артеріями, що є гілками хребцевих і основної артерій або їхніх великих гілок (задніх мозкових, мозочкових артерій) .

Кровопостачання мозочка  здійснюється трьома парами мозочкових артерій, що відходять від основної і хребцевих артерій.

Зони суміжного кровопостачання  півкуль мозку (тобто ділянки мозку, васкуляризація яких відбувається в пограничних зонах різних прилягаючих судинних басейнів) представлені територіями переважно на верхній і бічній поверхнях півкуль, переважно задніх відділів.

Мозкові артерії і їхні гілки формують дві принципово різні за будовою системи, що живлять головний мозок. Одна з них має характер артеріальної сітки, що розташовується в павутинній оболонці і покриває поверхню півкуль великого мозку. Від петель цієї судинної сітки відходять і занурюються у речовину мозку внутрішньомозкові артерії двох видів: короткі, що розгалужуються в корі, і довгі – у підлягаючій білій речовині мозку. По-іншому побудована судинна система підкіркових утворень, проміжного мозку і мозкового стовбура. Вона представлена артеріями, що відходять не від судинної сітки, а безпосередньо від судин основи мозку, які погружаються углиб речовини.

Внутрішньомозкові артерії  обох систем, віддаючи численні гілки  в речовину мозку, утворюють судинно-капілярну  сітку. Так, наприклад, у корі густота капілярної сітки в 3-4 рази вище, ніж у підлягаючій білій речовині.

З посткапілярної сітки кори і білої речовини мозку основна частина крові відтікає в поверхневу венозну сітку, розташовану в павутинній оболонці, а з області підкіркових утворень – у глибокі вени мозку. Далі відтік крові відбувається в синуси, закладені у твердій мозковій оболонці, а потім у внутрішні яремні вени, частково в зовнішні яремні вени, очні вени і хребцеві венозні сплетення. Венозна система головного мозку характеризується множинністю шляхів відтоку і відсутністю клапанів, а також особливістю структури головних венозних магістралей (синусів), що забезпечує їх захист від здавлення. Все це сприяє безперешкодному відтокові венозної крові і тим самим охороняє мозок від підвищення внутрішньочерепного тиску.

Артерії головного мозку  не є кінцевими, між ними є численні анастомози – колатералі. Колатеральне артеріальне кровопостачання мозку  грає значну роль у компенсації порушень кровообігу в результаті закупорки  однієї з мозкових артерій. Є чотири основні зони колатерального кровообігу (одна поза- і три внутрішньочерепні). Позачерепна зона – артеріальні з’єднання між поза- і внутрішньочерепними артеріями здійснюються в основному через очну артерію, що є гілкою внутрішньої сонної артерії і гілками зовнішньої сонної артерії (лицьова, поверхнева скронева, верхньощелепна артерії). Колатеральний зв’язок між зовнішньою сонною і хребцевою артеріями здійснюється, окрім задньої сполучної артерії, також потиличними гілками цих артерій.

Внутрішньочерепна зона представлена наступними анастомозами:

· вілізієвим колом

· між мозковими артеріями на поверхні мозку

· внутрішньомозкова судинно-капілярна  сітка.

 

Гематоенцефалі́чний бар'є́р (ГЕБ) — це фізіологічний бар'єр, що відмежовує кров від цереброспінальної рідини та внутрішнього середовища центральної нервової системи, для того щоб зберегти сталість останнього. Концентрація багатьох речовин, таких як амінокислоти, гормони, іони металів, у крові постійно змінюється особливо різко після прийому їжі або фізичних навантажень. Більшість органів можуть толерувати такі зміни, проте на функціонування ЦНС вони могли б мати згубний характер призводячи до хаотичного генерування нервових імпульсів окремими нейронами, оскільки багато із речовин крові (наприклад амінокислота гліцин та гормон норадреналін) виконують функцію нейромедіаторів, а деякі іони (наприклад K⁺) можуть змінювати збудливість нервових клітин.

Структура гематоенцефалічного бар'єру

 

У створенні гематоенцефалічного  бар'єру задіяні такі структури:

• Ендотелій капілярів, клітини якого дуже міцно і близько з'єднані між собою за допомогою щільних контактів, внаслідок чого капіляри ЦНС найменш проникні у всьому тілі. Ця складова є найважливішою у створенні ГЕБ.
• Порівняно товста базальна мембрана, що оточує зовні кожен капіляр.
• Цибулиноподібні «ніжки» астроцитів, які щільно обліплюють капіляри. Хоча ці структури роблять внесок у створення ГЕБ, їхня роль полягає не стільки у безпосередньому забезпеченні непроникності, скільки в тому, що вони стимулюють ендотеліоцити до утворення щільних контактів.

 

Проникність гематоенцефалічного бар'єру

 

Гематоенцефалічний бар'єр має вибіркову проникність: через нього шляхом полегшеної дифузії можуть транспортуватись речовини необхідні для живлення ЦНС: глюкоза (за участі транспортера GLUT 1), незамінні амінокислоти та деякі електроліти. Ліпіди (жири, жирні кислоти) та низькомолекулярні жиророзчинні речовини (кисень, вуглекислий газ, етанол, нікотин, анестетики) можуть пасивно дифундувати через мембрани ГЕБ. Такі речовини як білки, більшість токсинів та продуктів метаболізму не можуть його подолати, а низькомолекулярні замінні амінокислоти та іони калію навіть активно викачуються із мозку в кров. Зокрема для підтримання низької концентрації K+ використовується унікальний Na+-K+-2Cl- котранспортер.

 

Проходження речовин у  зворотному напряму — із мозку  в кров — контролюється значно менше, через те, що цереброспінальна речовина відтікає у венозне русло  через ворсинки павутинної оболонки.

 

Розподіл гематоенцефалічного бар'єру

 

ГЕБ не однаковий у різних ділянках центральної нервової системи, наприклад у судинних сплетеннях (лат. plexus choroideus) шлуночків мозку капіляри добре проникні, проте вони оточені клітинами епендими, котрі вже з'єднані між собою щільними контактами. Інколи бар'єр у судинних сплетеннях відрізняють від гематоенцефалічного і називають гемато-спинномозковорідинним, хоча вони мають багато спільного.

 

Деяким функціональним структурам мозку гематоенцефалічний бар'єр перешкоджає виконувати їхню роботу, тому вони його позбавлені, ці ділянки об'єднані під назвою навколошлуночкові органи, оскільки розташовані поблизу шлуночків мозку. Наприклад центр блювання у довгастому мозку біля четвертого шлуночка, повинен стежити за наявністю у крові отруйних речовин. А гіпоталамус, що знаходиться на дні третього шлуночка, має постійно відчувати хімічний склад крові щоб регулювати водно-сольовий баланс, температуру тіла та багато інших фізіологічних показників. Зокрема він проявляє активність у відповідь на дію таких білків крові як ангіотензин ІІ, що стимулює пиття, та інтерлейкін-1, який спричинює гарячку.

 

Гематоенцефалічний бар'єр також недорозвинутий у новонароджених і немовлят, через що вони особливо чутливі до токсичних речовин.

 

Спинномозкова рідина, ліквор, цереброспінальна рідина (лат. liquor cerebrospinalis) — рідина, яка циркулює у порожнинах шлуночків головного мозку, спинномозкового каналу та субарахноїдальному (під павутиновою оболонкою) просторі головного і спинного мозку. В її утворенні беруть участь судинні сплетіння, залозисті клітини, епендіма та субепендімальна тканина шлуночків головного мозку, павутинна оболонка, глія тощо. Відтік здійснюється через венозні сплетіння мозку, пазухи твердої мозкової оболонки, периневральні простори черепно-мозкових і спинномозкових нервів. Функції спинномозкової рідини:

Спинномозкова рідина — свого роду «водяна подушка», що оберігає від механічних впливів головний та спинний мозок

Регулює внутрічерепний тиск, забезпечує постійність внутрішнього середовища (рН, концентрації катіонів та аніонів)

За допомогою спинномозкової рідини здійснюється видалення продуктів метаболізму з клітин центральної нервової системи, з одного боку, та транспортування поживних речовин з крові до клітин центральної нервової системи, з другого боку.

 

Спинномозкова рідина здорової людини за хімічним складом схожа з сироваткою крові.

 

З діагностичною і лікувальною метою роблять пункцію спинномозкового каналу, що дозволяє визначити величину тиску спинномозкової рідини і брати її для аналізу. При ураженнях центральної нервової системи тиск і склад (зокрема, співвідношення вмісту білка та клітин) спинномозкової рідини змінюються. Тиск спинномозкової рідини підвищується при порушенні її відтоку (травми черепа або хребта, пухлини мозку, крововиливи тощо). При менінгіті виявляються бактерії. Колоїдні реакції допомагають, наприклад, в діагностиці сифілісу; біохімічні дослідження спинномозкової рідини (визначення цукру, хлоридів, вільних амінокислот, ферментів і ін.) — при розпізнаванні нейроінфекцій, епілепсії тощо.