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

Hiệu suất hoạt động trong suốt sự co cơ

Năng lượng cần thiết để thực hiện hoạt động được bắt nguồn từ các phản ứng hóa học trong các tế bào cơ trong khi co, như mô tả trong các phần sau.

Các hệ thống điều hòa huyết áp

Hệ thống đàu tiên đáp ứng lại những thay đổi cấp tính ở huyết áp động mạch là hệ thống thần kinh. Cơ chế thận để kiểm soát lâu dài của huyết áp. Tuy nhiên, có những mảnh khác nhau của vấn để.

Sóng vận mạch huyết áp: dao động của hệ thống điều chỉnh phản xạ huyết áp

Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ là 26 giây đối với chó đã gây mê, 7-10 giây ở người không gây mê. Sóng này được gọi là sóng vận mạch hay sóng Mayer.

Điều chỉnh nhanh huyết áp: vai trò của hệ thống thần kinh

Tính chất đặc biệt quan trọng của thần kinh điều chỉnh huyết áp là sự đáp ứng nhanh, bắt đầu ở giây đầu tiên và thường tăng huyết áp gấp 2 lần bình thường trong 5 đến 10 giây.

Các phản xạ tự chủ của hệ thần kinh

Nhiều chức năng nội tạng của cơ thể được điều chỉnh bởi các phản xạ tự chủ. Một vài phản xạ của hệ tim mạch giúp kiểm soát huyết áp động mạch và tần số tim. Một trong nhưng phản xạ đó là phản xạ baroreceptor.

Đo điện thế màng tế bào

Để tạo ra một điện thế âm bên trong màng, chính các ion dương chỉ đủ phát triển lớp điện thế lưỡng cực ở màng phải được vận chuyển ra phía ngoài.

Kiểm soát lưu lượng máu đến cơ vân

Ngoài cơ chế giãn mạch mô cục bộ, các cơ xương còn được cung cấp các dây thần kinh co mạch giao cảm và (ở một số loài động vật) cũng như các dây thần kinh giãn mạch giao cảm.

Kiểm soát chức năng tình dục nam giới bằng các hormone vùng dưới đồi và thùy trước tuyến yên

LH và FSH là các glycoprotein. Chúng phát huy tác dụng của mình tại tuyến đích ở tinh hoàn bằng cách kích hoạt chất dẫn truyền tin thứ hai là cAMP, từ đó kích hoạt hệ thống enzyme đặc biệt tron tế bào đích tương ứng.

Thành phần dịch nội bào và dịch ngoại bào của cơ thể người

Sự khác biệt lớn nhất giữa nội ngoại bào là nồng độ protein được tập trung cao trong huyết tương, do mao mạch có tính thấm kém với protein chỉ cho 1 lượng nhỏ protein đi qua.

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.

Phản xạ nhĩ và động mạch phổi điều hòa huyết áp

Ở thành của tâm nhĩ và động mạch phổi có receptor căng gọi là receptor hạ áp, nó giống với thụ thể cảm nhận của động mạch hệ tuần hoàn lớn.

Các kích thích: sự nhận định cường độ

Nguyên lý Weber-Fechner chỉ chính xác về số lượng cho những cường độ cao hơn của những thí nghiệm cảm giác về thị giác, thính giác và da và kém phù hợp với đa số các loại thí nghiệm cảm giác khác.

Hấp thu ở đại tràng và hình thành phân

Phần lớn hấp thu ở đại tràng xuất hiện ở nửa gần đại tràng, trong khi chức năng phần sau đại tràng chủ yếu là dự trữ phân cho đến một thời điểm thích hợp để bài tiết phân và do đó còn được gọi là đại tràng dự trữ.

Hormone tăng trưởng (GH) thực hiện các chức năng thông qua các chất trung gian somatomedin

GH kích thích gan tạo ra các protein phân tử nhỏ gọi là somatomedin tác dụng mạnh làm tăng mọi phương diện phát triển của xương, một số tác dụng của somatomedin lên sự phát triển tương tự như các tác dụng của insulin lên sự phát triển.

Giải phóng năng lượng từ Glucose theo con đường Pentose Phosphate

Con đường Pentose Phosphate có thể cung cấp năng lượng một cách độc lập với tất cả các enzym của chu trình citric acid và do đó là con đường thay thế cho chuyển hóa năng lượng khi có bất thường của enzym xảy ra trong tế bào.

Sinh lý phản xạ có điều kiện và không điều kiện

Bằng những công trình nghiên cứu trên hệ thần kinh trong nhiều năm, Pavlov đã phân biệt hai loại phản xạ: phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện.

Gen trong nhân tế bào kiểm soát tổng hợp protein

Tầm quan trọng DNA nằm trong khả năng kiểm soát sự hình thành của protein trong tế bào. Khi hai sợi của một phân tử DNA được tách ra, các bazơ purine và pyrimidine nhô ra ở mặt bên của mỗi sợi DNA.

Điều hòa tuần hoàn: vai trò hệ thống thần kinh tự chủ

Phần quan trọng nhất của hệ thần kinh tự chủ đều hòa tuần hoàn là hệ thần kinh giao cảm, hệ thần kinh phó giao cảm cũng đóng góp một phần khá quan trọng.

Hệ thống bạch huyết: vai trò chính trong điều hòa nồng độ protein, thể tích và áp suất dịch kẽ

Chức năng của hệ thống bạch huyết như một “cơ chế tràn” để nhận lại protein dư thừa và lượng nước thừa trong khoảng kẽ vào tuần hoàn chung.

Vận chuyển lipids trong dịch cơ thể

Cholesterol và phospholipid được hấp thụ từ hệ thống ruột vào trong chylomicron. Vì thế dù chylomicron được cấu tạo chủ yếu từ triglycerides, chúng còn chứa phospholipid, cholesterol và apoprotein B.

Cơ bắp trong tập thể thao: sức mạnh, năng lượng và sức chịu đựng

Người đàn ông được cung cấp đầy đủ testosterone hoặc những người đã tăng cơ bắp của mình thông qua một chương trình tập luyện thể thao sẽ tăng sức mạnh cơ tương ứng.

Chức năng điều hoà nội môi sinh lý của thận

Áp suất thẩm thấu do các chất hòa tan trong huyết tương tạo nên, đặc biệt là Na+. Thông qua quá trình điều hòa thành phần các chất trong huyết tương, thận đã điều hòa áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào, bảo đảm áp suất này hằng định ở khoảng 300 mOsm/L.