12. fejezet - Az agy táplálása

Az agy keringése

Négy artéria látja el az agyat (35. ábra). A két nyaki artéria és ezek ágai alkotják az elülső keringést, a két csigolya artéria pedig a hátsó keringést. Vannak apró, behatoló erek, amelyek a nagyobb erekből jönnek le. Ezek táplálják az agy mély területeit, miközben a nagyobb ágak a felszínen maradnak. A 36. ábra a felületi erek eloszlását mutatja a felső és a mélyebb ereken az alsó ábrán. A belső nyaki artériák áthaladnak a barlangos sinuson (carotis szifon), és azonnal előállítják a szem artériáit, miután kiléptek a sinus anterosupeiror részéből. Olyan elülső choroidalis ágak keletkeznek, amelyek hátul követik az optikai traktust, majd elülső agyi és középső agyi ágakra oszlanak. Az elülső agyi artériák belépnek a bal és a jobb agyféltekét elválasztó hasadékba, ellátva a kéreg mediális és felső felületét. A középső agyartéria áthalad a szilva hasadékon, elágazásokat küldve az agykéreg oldalsó részére.

A hátsó keringés a csigolya artériákkal kezdődik, amelyek tipikusan csak ventrálisan csatlakoznak a rostralis medullához. Ott alkotják a basilaris artériát. A vertebrobasilaris rendszeren kívül számos kisagyi ág van, valamint behatoló ágak az agytörzsbe és a thalamusba. A basilaris artéria a hátsó agyi artériákként végződik, amelyek ellátják a mediális temporális lebenyt és az occipitalis lebeny legnagyobb részét.

A neuronok gyakorlatilag teljes táplálékukat a glükóz aerob metabolizmusával nyerik. Mivel ez a folyamat nagy mennyiségű oxigént igényel, az idegrendszer magas véráramlást igényel, általában 50cc/100gramm/perc. Ha ez az érték 15cc/100 gramm szövet/perc alá esik, akkor az idegsejtek meghibásodnak, és az alacsonyabb szintek meglehetősen gyorsan halált okoznak.

Az agy vénás elvezetésének nagy része "sinusokba" vezet, amelyek alagutak az agy duralis burkolatában (37. ábra, 38. ábra). A legnagyobb, a felső sagittalis sinus ott található, ahol a falx cerebri a koponyán át a durához kapcsolódik. Vannak olyan áthidaló vénák, amelyek átjutnak az agyból az orrmelléküregekbe, és van egy különösen fontos véna, amely elvezeti az agy mély struktúráit (Galen nagy agyi vénája).

Vér-agy gát

A vér-agy gátat az agy kapillárisaiban jelen lévő speciális endothelium képviseli. Ezek a specializációk (összehasonlítva a legtöbb szomatikus kapillárisral) a következők: szoros csatlakozások az endothel sejtek között; kevés pinocitotikus vezikulum; nincs fenestra; és nagy mennyiségű metabolikus aktivitás vesz részt az aktív transzportban. Ezek a specializációk asztrociták talplemezei hatására alakulnak ki, amelyek alapvetően az endothelium abluminális aspektusát fedik le.

A vér-agy gát lehetővé teszi az anyagok szelektív bejutását az agyba. Az erősen lipofil anyagok közvetlenül a membránon átjutva jutnak be az agyba. A víz egyszerű diffúzióval is áthalad. A nagyon kicsi molekulák is valamivel nagyobb valószínűséggel kereszteznek, bár ezek is általában szigorúan szabályozottak, és az ionok szállítása aktív szivattyúkon keresztül történik. A legtöbb tápanyag könnyített diffúzió útján lépi át a gátat, általában olyan mechanizmusok révén, amelyek összekapcsolják a tápanyag mozgását a koncentráció gradiensében lefelé haladó ion mozgásával.

Vannak olyan agyi régiók, amelyekben nincs vér-agy gát. Ezek olyan agyi régiókban találhatók, amelyek felelősek a test belső melie-jének érzékeléséért (például a szérum ozmolaritása), vagy olyan területeken, amelyek részt vesznek a hormonszint érzékelésében vagy a hormonális tényezők felszabadításában a véráramba. Az előbbi kategóriába olyan területek tartoznak, mint a subfornicalis szerv vagy az agytörzs area postrema. Az utóbbi kategóriába a hipotalamusz infundibulumja és az agyalapi mirigy tartozik. A felszabadító faktorok bejutnak az infundibulum kapillárisaiba, és az agyalapi mirigy elülső részébe jutnak, ahol befolyásolják a trofikus hormonok felszabadulását. Ezt a keringést a hipotalamustól az agyalapi mirigyig hipotalmo-hypophysealis portálrendszernek nevezik, és fenestrált kapillárisokat tartalmaz.

Vannak speciális gliasejtek, úgynevezett taniciták, amelyek elválasztják az agy azon területeit vér-agy gátakkal és anélkül. Erre azért van szükség, hogy megakadályozzuk az anyagok elmozdulását ezen agyrégiók között, megkerülve a vér-agy gátat.

Nincs akadály a cerebrospinalis folyadék és az agy között. Ezért a vér és a CSF között gátnak kell lennie. Ezt a gátat a plexus choroidok hámja képezi, amelynek nagyon jól körülhatárolt szoros kapcsolódásai vannak a sejtek között, valamint nagy az anyagcseréje, valamint a tápanyagok átjutásának és az elektrolit-szabályozásnak specifikus transzportmechanizmusai vannak.

A regionális véráramlás ellenőrzése

Az agyi véráramlás erősen szabályozott és aktivitástól függ. A kiindulási alapon a szürkeállomány áramlása körülbelül 50-70cc vér/100 gramm szövet/perc. A fehérállomány a szürkeanyag áramlásának körülbelül a felével rendelkezik. Amikor az áramlás kb. 15 cm3/100 gramm/perc alatt van, az idegsejtek szenvedni kezdenek, és minden hosszan tartó 10 cm3/100 gramm/perc alatti periódus ischaemiás sérülést okoz az idegsejtekben a szabad gyökök felhalmozódásával, az intracelluláris enzimek felszabadulásával és a kalcium bejutásával az idegsejtbe . A neuronok általában nem képesek az anaerob anyagcserére, ezért a hipoxia a károsodás és a sejthalál elsődleges oka.

Az agyi véráramlást több mechanizmus szabályozza. Az agy prekapillárisaiban vannak myoepithelialis sejtek, amelyek nyújtáskor összehúzódnak. Ez e sejtek belső tulajdonsága, és nem igényel beidegzést. Ezért, amikor a vérnyomás emelkedik, az előkapillárisok összehúzódnak, megakadályozva a véráramlás jelentős emelkedését. Az átlagos artériás vérnyomás minden normál tartományán keresztül a véráramlás állandó marad. Ezt az autoregulációt túllépheti malignus hipertónia, és károsíthatja az endotheliumot és a vér-agy gátat. A hosszan tartó magas vérnyomás ennek az autoregulációs görbének az eltolódását eredményezi, hogy az alacsony normális nyomás szöveti ischaemiát eredményezhet.

Különféle anyagok vannak jelen a vérkeringésben vagy az agysejtekből felszabadulva, amelyek tágítják az agyi ereket. Ezek közé tartozik a CO2, az alacsony pH (ami a megnövekedett CO2 miatt fordulhat elő), az adenozin és a nitrogén-oxid. Ez utóbbi vegyületek gyakran felszabadulnak a megnövekedett idegsejt-aktivitású régiókban, és fokozott véráramlást eredményeznek (túl a megnövekedett anyagcseréhez szükséges) az agy aktív területein.

Gerincvelői folyadék

A cerebrospinalis folyadék (CSF) aktív folyamattal jön létre a choroid plexiben. Ezek az erősen vaszkuláris szerkezetek a kamrákban helyezkednek el (38. ábra). Ez a körülbelül 75 cm3 mennyiségű folyadék kevés sejtet tartalmaz, és alacsony a fehérje koncentrációja. 1/2 - 3/4 koncentrációjú vércukorszintet tartalmaz. A CSF kering, és naponta többször megfordul (a hidratáció szintjétől függően). Az oldalsó kamrákban lévő folyadék Monroe foramen keresztül jut be a harmadik kamrába. A harmadik kamra a keskeny agyi vízvezetéken keresztül csatlakozik a negyedik kamrához, amely a középagy magjában helyezkedik el. A negyedik kamra, amely a pons tegmentumától és a rostralis medullától dorzálisan fekszik, összekapcsolódik az obexen lévő farok medulla apró központi csatornájával. Ez a csatorna a farokfenéken és a gerincvelőn keresztül folytatódik, és vakon véget ér a sacralis gerincvelőben. A negyedik kamra a szubarachnoidális térrel is összekapcsolódik a Magendi középvonalú foramenjein és a Lushka két oldalsó foramináján keresztül.

A szubarachnoid tér körülveszi az agyat és a gerincvelőt, és felhajtóerőt biztosít az agy számára. Bizonyos táplálékot nyújt az agy számára is. A CSF-nek számos subarachnoid gyűjteménye van, úgynevezett ciszternák. A legnagyobb a gerincvelő vége (az L1 korong körül) és a thecalis zsák vége között, az S2 körül elhelyezkedő ágyéki ciszterna (38. ábra). Egyéb ciszternák közé tartozik a cisterna magna, amely a hátsó velőmag és a kisagy hátsó része között helyezkedik el, a középső agy hátsó részén elhelyezkedő és a tobozmirigyet tartalmazó négyágú ciszterna, valamint a hipotalamuszhoz ventrálisan elhelyezkedő és a nagy hajók.

A cerebrospinális gerincvelői folyadék felszívódik a vénás rendszerbe azoknál az arachnoid granulációknál, amelyek a vénás duralis sinusokkal, különösen a superior sagittalis sinusszal társulnak. Bármely olyan állapot, amely rontja a CSF keringését, valószínűleg a fej belsejének nyomásnövekedését eredményezi, és sérv vagy egyéb neurológiai katasztrófákat eredményezhet.