الدورة الدموية الدماغية

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

الدورة الدموية الدماغية هي حركة الدم عبر شبكة من الشرايين والأوردة الدماغية التي تغذي الدماغ . يبلغ معدل تدفق الدم الدماغي لدى الإنسان البالغ عادةً 750 ملليلترًا في الدقيقة ، أي ما يعادل 15% تقريبًا من نتاج القلب . تنقل الشرايين الدم المؤكسج والجلوكوز والمغذيات الأخرى إلى الدماغ. أما الأوردة ، فتنقل الدم المُستنفد إلى القلب للتخلص من ثاني أكسيد الكربون وحمض اللاكتيك ونواتج الأيض الأخرى . تنظم الوحدة العصبية الوعائية تدفق الدم الدماغي لضمان تزويد الخلايا العصبية النشطة بالطاقة بالكمية المناسبة وفي الوقت المناسب. [ 1 ] ولأن الدماغ سيتضرر بسرعة في حال انقطاع إمداد الدم، فإن الجهاز الدوري الدماغي مزود بآليات وقائية، منها التنظيم الذاتي للأوعية الدموية . قد يؤدي فشل هذه الآليات إلى حدوث سكتة دماغية . يُطلق على حجم الدم المتداول اسم تدفق الدم الدماغي . تؤدي التسارعات الشديدة المفاجئة إلى تغيير قوى الجاذبية التي تدركها الأجسام ويمكن أن تعيق الدورة الدموية الدماغية والوظائف الطبيعية بشدة لدرجة أن تصبح حالات خطيرة تهدد الحياة.

يستند الوصف التالي إلى نموذج مثالي للدورة الدموية الدماغية البشرية. ويختلف نمط الدورة الدموية وتسميتها بين الكائنات الحية.

تشريح

رسم توضيحي للجهاز الوعائي الدماغي.
الجهاز الدماغي الوعائي

دم

المناطق القشرية وإمدادها بالدم الشرياني

ينقسم إمداد الدماغ بالدم عادةً إلى جزأين أمامي وخلفي، وذلك تبعًا للشرايين المختلفة التي تغذي الدماغ. الزوجان الرئيسيان من الشرايين هما الشرايين السباتية الداخلية (التي تغذي الجزء الأمامي من الدماغ) والشرايين الفقرية (التي تغذي جذع الدماغ والجزء الخلفي منه). [ 2 ] ترتبط الدورة الدموية الدماغية الأمامية والخلفية عبر الشرايين الموصلة الخلفية الثنائية . وهي جزء من دائرة ويليس ، التي توفر إمدادًا احتياطيًا بالدم للدماغ. في حال انسداد أحد الشرايين المغذية، توفر دائرة ويليس وصلات بين الدورة الدموية الدماغية الأمامية والخلفية على طول قاع قبة المخ، مما يوفر الدم للأنسجة التي قد تُصاب بنقص التروية لولا ذلك . [ 3 ]

الدورة الدموية الدماغية الأمامية

الشريان العيني وفروعه

الدورة الدموية الدماغية الأمامية هي إمداد الدم للجزء الأمامي من الدماغ، بما في ذلك العينين . وتتغذى هذه الدورة من الشرايين التالية:

الدورة الدموية الدماغية الخلفية

تلتقي الدورة الدموية الأمامية والخلفية عند دائرة ويليس ، الموضحة هنا، والتي تقع في الجزء العلوي من جذع الدماغ . منظر سفلي.

الدورة الدموية الدماغية الخلفية هي إمداد الدم للجزء الخلفي من الدماغ، بما في ذلك الفصوص القذالية والمخيخ وجذع الدماغ . وتتغذى هذه الدورة من الشرايين التالية :

تصريف وريدي

يمكن تقسيم التصريف الوريدي للدماغ إلى قسمين فرعيين: سطحي وعميق.

النظام السطحي

يتكون الجهاز الوريدي السطحي من الجيوب الوريدية الجافوية ، وهي قنوات تقع داخل الأم الجافية . ولذلك، تقع هذه الجيوب على سطح المخ. وأبرز هذه الجيوب هو الجيب السهمي العلوي، الذي يقع في المستوى السهمي أسفل الخط المتوسط ​​لقبة المخ، خلف وأسفل نقطة التقاء الجيوب ، حيث يلتقي التصريف السطحي مع الجيب الذي يصرف الدم بشكل أساسي من الجهاز الوريدي العميق. ومن هنا، يتفرع جيبان مستعرضان ويتجهان جانبيًا وأسفل في منحنى على شكل حرف S، مكونين الجيوب السينية التي بدورها تُشكل الوريدين الوداجيين . وفي الرقبة، يسير الوريدان الوداجيان بموازاة مسار الشرايين السباتية الصاعدة ، ويصرفان الدم إلى الوريد الأجوف العلوي . تخترق الأوردة الجيب الجافوي ذي الصلة، وتخترق الغشاء العنكبوتي والأم الجافية كأوردة جسرية تصرف محتوياتها في الجيب. [ 5 ]

الجهاز الوريدي العميق

يتكون الجهاز الوريدي العميق بشكل أساسي من أوردة تقليدية داخل التراكيب العميقة للدماغ، والتي تتحد خلف الدماغ المتوسط ​​لتشكل الوريد الدماغي الكبير (وريد جالينوس). يندمج هذا الوريد مع الجيب السهمي السفلي ليشكل الجيب المستقيم الذي يتصل بدوره بالجهاز الوريدي السطحي المذكور أعلاه عند ملتقى الجيوب .

نضوج الأوعية الدموية الدماغية

يُعدّ نضج الأوعية الدموية في الدماغ عمليةً بالغة الأهمية تحدث بعد الولادة. [ 6 ] وهي تتضمن اكتساب خصائص الحاجز والتقلص الأساسية الضرورية لوظائف الدماغ. خلال المرحلة المبكرة بعد الولادة، تخضع الخلايا البطانية (ECs) وخلايا العضلات الملساء الوعائية (VSMCs) لتغيرات جزيئية ووظيفية كبيرة.

تبدأ الخلايا البطانية في التعبير عن بروتين P-glycoprotein ، وهو ناقل إخراجي بالغ الأهمية يساعد في حماية الدماغ عن طريق طرد المواد الضارة. [ 7 ] تُكتسب هذه القدرة على الإخراج تدريجيًا وتصبح وظيفية تمامًا في فترة ما بعد الولادة. بالإضافة إلى ذلك، تبدأ خلايا العضلات الملساء الوعائية، التي تُشكل في البداية الشبكة الشريانية، في التعبير عن البروتينات الانقباضية مثل أكتين العضلات الملساء (SMA) وميوسين-11 ، مما يحول خلايا العضلات الملساء الوعائية إلى خلايا انقباضية قادرة على تنظيم توتر الأوعية الدموية وتدفق الدم الدماغي.

يُعدّ التعبير عن جين Myh11 في خلايا العضلات الملساء الوعائية بمثابة مفتاح تطوري، حيث يحدث ارتفاع ملحوظ في مستوياته من الولادة وحتى عمر سنتين إلى خمس سنوات. [ 6 ] تُعتبر هذه الفترة حاسمة لتأسيس انقباض الأوعية الدموية والوظائف العامة للدورة الدموية الدماغية.

علم وظائف الأعضاء

تقوم الجيوب الوريدية الجافية المحاطة بأغشية صلبة (موضحة باللون الأزرق) بتوجيه تدفق الدم من الأوردة الدماغية إلى الوريد الوداجي الداخلي في قاعدة الجمجمة .

يُعرَّف تدفق الدم الدماغي (CBF) بأنه كمية الدم التي تصل إلى الدماغ خلال فترة زمنية محددة. [ 8 ] في البالغين، يبلغ تدفق الدم الدماغي عادةً 750 ملليلترًا في الدقيقة، أو ما يعادل 15.8 ± 5.7% من الناتج القلبي . [ 9 ] وهذا يُعادل متوسط ​​تروية يتراوح بين 50 و54 ملليلترًا من الدم لكل 100 غرام من نسيج الدماغ في الدقيقة. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

ينخفض ​​مؤشر نسبة تدفق الدم الدماغي إلى الناتج القلبي (CCRI) بنسبة 1.3% لكل عقد، على الرغم من ثبات الناتج القلبي. [ 9 ]  وعلى مدار حياة البالغين، يكون مؤشر CCRI لدى النساء أعلى منه لدى الرجال. [ 9 ] ويرتبط تدفق الدم الدماغي عكسيًا بمؤشر كتلة الجسم . [ 9 ]

يخضع تدفق الدم الدماغي (CBF) لتنظيم دقيق لتلبية احتياجات الدماغ الأيضية . [ 10 ] [ 13 ] زيادة تدفق الدم (وهي حالة سريرية ناتجة عن استجابة طبيعية لفرط التروية الدموية ) [ 1 ] قد ترفع ضغط الجمجمة (ICP)، مما قد يؤدي إلى ضغط أنسجة الدماغ الحساسة وتلفها. أما نقص تدفق الدم ( نقص التروية ) فيحدث عندما يقل تدفق الدم إلى الدماغ عن 18 إلى 20 مل لكل 100 غرام في الدقيقة، ويحدث موت الأنسجة إذا انخفض التدفق إلى أقل من 8 إلى 10 مل لكل 100 غرام في الدقيقة. في أنسجة الدماغ، تنطلق سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية تُعرف باسم سلسلة نقص التروية عندما تُصاب الأنسجة بنقص التروية، مما قد يؤدي إلى تلف خلايا الدماغ وموتها . يجب على الأطباء اتخاذ خطوات للحفاظ على تدفق الدم الدماغي المناسب لدى المرضى الذين يعانون من حالات مثل الصدمة ، والسكتة الدماغية ، والوذمة الدماغية ، وإصابات الدماغ الرضية .

يتحدد تدفق الدم الدماغي بعدة عوامل، منها لزوجة الدم، ومدى اتساع الأوعية الدموية ، والضغط الصافي لتدفق الدم إلى الدماغ، المعروف بضغط التروية الدماغية ، والذي يتحدد بدوره بضغط الدم في الجسم . يُعرَّف ضغط التروية الدماغية (CPP) بأنه متوسط ​​الضغط الشرياني (MAP) مطروحًا منه الضغط داخل الجمجمة (ICP). في الأشخاص الطبيعيين، يجب أن يكون أعلى من 50  مم زئبق. يجب ألا يتجاوز الضغط داخل الجمجمة 15  مم زئبق (  يُعتبر الضغط داخل الجمجمة البالغ 20 مم زئبق ارتفاعًا في ضغط الجمجمة). [ 14 ] تستطيع الأوعية الدموية الدماغية تغيير تدفق الدم عبرها عن طريق تغيير أقطارها في عملية تُسمى التنظيم الذاتي الدماغي ؛ إذ تنقبض عند ارتفاع ضغط الدم الجهازي وتتوسع عند انخفاضه. [ 15 ] كما تنقبض الشرايين الصغيرة وتتوسع استجابةً لتراكيز كيميائية مختلفة. فعلى سبيل المثال، تتوسع هذه الأوعية استجابةً لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم، وتتقلص استجابةً لانخفاض مستويات ثاني أكسيد الكربون. [ 15 ]

على سبيل المثال، لنفترض شخصًا لديه ضغط جزئي لثاني أكسيد الكربون في الدم الشرياني ( PaCO2 ) يبلغ 40 ملم زئبق (المعدل الطبيعي 38-42 ملم زئبق) [ 16 ] ومعدل تدفق دم دماغي (CBF) يبلغ 50 مل لكل 100 غرام في الدقيقة. إذا انخفض PaCO2 إلى 30 ملم زئبق، فهذا يمثل انخفاضًا قدره 10 ملم زئبق عن القيمة الأولية لـ PaCO2. وبالتالي، ينخفض ​​معدل تدفق الدم الدماغي بمقدار 1 مل لكل 100 غرام في الدقيقة لكل انخفاض قدره 1 ملم زئبق في PaCO2، مما ينتج عنه معدل تدفق دم دماغي جديد قدره 40 مل لكل 100 غرام من أنسجة المخ في الدقيقة. في الواقع، لكل زيادة أو نقصان قدره 1 ملم زئبق في PaCO2، ضمن النطاق 20-60 ملم زئبق، يوجد تغير مقابل في معدل تدفق الدم الدماغي في نفس الاتجاه بمقدار 1-2 مل/100 غرام/دقيقة تقريبًا، أو 2-5% من قيمة معدل تدفق الدم الدماغي. [ 17 ] ولهذا السبب، يمكن أن تُحدث التغييرات الطفيفة في نمط التنفس تغييرات كبيرة في تدفق الدم الدماغي الكلي، وخاصة من خلال تغيرات ضغط ثاني أكسيد الكربون الشرياني. [ 17 ]

CBF يساوي ضغط التروية الدماغية (CPP) مقسومًا على مقاومة الأوعية الدموية الدماغية (CVR): [ 18 ]

CBF = CPP / CVR

يُنظر إلى التحكم في تدفق الدم الدماغي من حيث العوامل المؤثرة على ضغط التروية الدماغية والعوامل المؤثرة على استجابة الأوعية الدموية الدماغية. وتُتحكم استجابة الأوعية الدموية الدماغية من خلال أربع آليات رئيسية:

  1. التحكم الأيضي (أو "التنظيم الذاتي الأيضي")
  2. التنظيم الذاتي للضغط
  3. التحكم الكيميائي (عن طريق ضغط ثاني أكسيد الكربون وضغط الأكسجين الشرياني )
  4. التحكم العصبي

دور ضغط الجمجمة

يؤدي ارتفاع ضغط الجمجمة (ICP) إلى انخفاض تدفق الدم إلى خلايا الدماغ من خلال آليتين رئيسيتين:

ضغط التروية الدماغية

ضغط التروية الدماغية هو صافي تدرج الضغط الذي يُسبب تدفق الدم إلى الدماغ ( تروية الدماغ ). يجب الحفاظ عليه ضمن حدود ضيقة؛ فالضغط المنخفض جدًا قد يُسبب نقص تروية أنسجة الدماغ (عدم كفاية تدفق الدم)، والضغط المرتفع جدًا قد يرفع الضغط داخل الجمجمة .

التصوير

تُعدّ تقنيات تصوير الدماغ باستخدام الوسم الدوراني الشرياني (ASL) والتصوير بالرنين المغناطيسي ذي التباين الطوري (PC-MRI) والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) من تقنيات التصوير العصبي التي يمكن استخدامها لقياس تدفق الدم الدماغي (CBF). كما يمكن استخدام تقنيتي ASL وPET لقياس تدفق الدم الدماغي الإقليمي (rCBF) ضمن منطقة دماغية محددة. ويمكن قياس rCBF في موقع واحد بمرور الوقت عن طريق الانتشار الحراري [ 19 ].

مراجع

  1. 1 2 مويو ، في.، بيرسون، ب.ب.، سينديسكي، م.م. (أبريل 2014). "الوحدة العصبية الوعائية - مراجعة المفهوم" . مجلة Acta Physiologica . 210 (4): 790-798 . doi : 10.1111/apha.12250 . PMID 24629161. S2CID 25274791 .  
  2. ↑ سيبولا إم جيه (2009). "الفصل 2: ​​التشريح والبنية الدقيقة" . الدورة الدموية الدماغية . سان رافائيل (كاليفورنيا): مورغان وكلايبول لعلوم الحياة.
  3. ↑ شاندرا أ، لي وا، ستون سي آر، جينغ إكس، دينغ واي (17 يوليو 2017). "الدورة الدموية الدماغية وأمراض الأوعية الدموية الدماغية 1: التشريح" . الدورة الدموية الدماغية . 3 (2): 45-56 . doi : 10.4103/bc.bc_10_17 . PMC 6126264. PMID 30276305 .  
  4. ↑ أويسيث إس، جونز إل، مازا إي (محررون). "الجهاز الشرياني السباتي" . مكتبة ليكتوري للمفاهيم الطبية . تم الاسترجاع في 22-06-2021 .
  5. ↑ هوفناغل جيه جيه، تادي بي (2022). "علم التشريح العصبي، أوردة الدماغ" . ستات بيرلز . دار نشر ستات بيرلز. PMID 31536212. تاريخ الاسترجاع: 28 فبراير 2023 . 
  6. 1 2 سلاوي ل، جيلبرت أ، رانسياك أ، ديلاوناي-بيدنوار ب، شاجنو أ، جيرار كيو، وآخرون . (مارس 2023). "في الفئران والبشر، تنضج انقباضية الأوعية الدموية الدقيقة في الدماغ بعد الولادة". بنية الدماغ ووظيفته . 228 (2): 475-492 . doi : 10.1007/s00429-022-02592-w . PMID 36380034 .  
  7. ↑ لوشر دبليو، بوتشكا إتش (يناير 2005). " ناقلات التدفق النشط في الحاجز الدموي الدماغي: عائلة جينات كاسيت ربط الأدينوسين ثلاثي الفوسفات" . NeuroRx . 2 (1): 86-98 . doi : 10.1602/neurorx.2.1.86 . PMC 539326. PMID 15717060 .  
  8. ^ تولياس سي، سجوروس إس (2006). "التقييم الأولي وإدارة إصابة الجهاز العصبي المركزي" . ايميدسين.كوم . مؤرشفة من الأصلي في 2 مارس 2007 . تم استرجاعه في 4 يناير 2007 .
  9. 1 2 3 4 Xing CY, Tarumi T, Liu J, Zhang Y, Turner M, Riley J, et al. (أغسطس 2017). "توزيع نتاج القلب إلى الدماغ عبر مراحل حياة البالغين" . مجلة تدفق الدم الدماغي والأيض . 37 (8 ) : 2848-2856 . doi : 10.1177/0271678X16676826 . PMC 5536794. PMID 27789785 .   
  10. 1 2 "نظرة عامة على إصابات الدماغ الرضية لدى البالغين" (ملف PDF) . أورلاندو الإقليمية للرعاية الصحية والتعليم والتنمية . 2004. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 27 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه في 16 يناير 2008 .
  11. ↑ شيبارد إس (2004). "إصابات الرأس" . Emedicine.com . تم الاطلاع عليه في 4 يناير 2007 .
  12. ↑ والترز، ف. ج. (1998). "ضغط الجمجمة وتدفق الدم الدماغي" . علم وظائف الأعضاء (8). الاتحاد العالمي لجمعيات أطباء التخدير: 4. مؤرشف من الأصل في 14 مايو 2011. تم الاطلاع عليه في 4 يناير 2007 .
  13. ↑ سينغ ج، ستوك أ (2006). "إصابات الرأس" . Emedicine.com . تم الاطلاع عليه في 4 يناير 2007 .
  14. ^ ماتل إتش، مومنثالر إم، تاوب إي (2016/12/14). أساسيات علم الأعصاب . ثيم. ص. 129. ردمك  978-3-13-136452-4.
  15. 1 2 كاندل إي آر، شوارتز جيه إتش، جيسيل تي إم (2000). مبادئ علم الأعصاب (الطبعة الرابعة ). نيويورك: ماكجرو هيل. ص 1305.  
  16. ↑ هادجيلياديس د، زيف د، أوجيلفي إي (6 يونيو 2015). "غازات الدم" . ميدلاين بلس .
  17. 1 2 جياردينو، ن.د.، فريدمان، س.د.، داغر، س.ر. (2007). "القلق، والتنفس، وتدفق الدم الدماغي: دلالات على التصوير الوظيفي للدماغ" . الطب النفسي الشامل . 48 (2): 103-112 . doi : 10.1016/j.comppsych.2006.11.001 . PMC 1820771. PMID 17292699 .  
  18. ↑ "تدفق الدم الدماغي (CBF)" . مجلة التخدير في المملكة المتحدة . 2007. مؤرشف من الأصل في 18 سبتمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 16 أكتوبر 2007 .
  19. ↑ فاجكوتزي ب، روث هـ، هورن ب، لوك ت، ثومي س، هوبنر يو، وآخرون . (أغسطس 2000). "المراقبة المستمرة لتدفق الدم الدماغي الإقليمي: التحقق التجريبي والسريري من مسبار الانتشار الحراري الدقيق الجديد". مجلة جراحة الأعصاب . 93 (2): 265-274 . doi : 10.3171/jns.2000.93.2.0265 . PMID 10930012 .