1

Štrucl M. :LEKCIJA I.3: HOMEOSTAZA ŽIVČNE FUNKCIJE

Živčevje je zelo zahtevno tkivo !CILJI:

• Poznavanje zakonitosti in pomena hematoencefalne bariere

• Znanje o vrsti in vlogi glie

• Poznavanje principov dinamike cerebrospinalne tekočin

• Analiza posebnosti nadzora cerebralne cirkulacije

• Opis sklopitve med nevronsko aktivnostjo in lokalnim metabolizmom ter pretokom krvi

Hematoencefalna bariera; vloga endotelija in astrocitov

Hematoencefalna barieraHematoencefalna bariera; odvisnost

prepustnosti od topnosti v lipidih

IZJEME!

2

Hematoencefalna bariera; prenašalci

Predeli osrednjega živčevja brez hematoencefalne

bariere-cirkumventrikularni organi. Posebne

specializirane ependimske celice jih ločijo od ostalega

dela živčevja.

Vrsta glije Funkcije:Ločitev

(ependim.c)

Mikrookolje(astrocit)

Izolacija (MS) (oligodendrog.)

Fagocitoza(mikroglia)

Vrsta glije

3

Predstavitev astrocita in oligodendrocita Oddelki volumov tipičnih tekočin v lobanjski votlini

• Celokupni volumen je konstanten: V(t)=V(krvi)+V(likvor)+V(ekstrac.)+V(intrac.)

• Ekspanzivni proces zveča intrakranialnitlak!!!

• Obstaja hematoencefalna bariera

Dinamika likvorja

• Resorpcija (vili arachnoidales)

• Sekrecija (koroidni pleksus)

• Prehod (iz notranjega v zunanji prostor cerebrospinalnetekočine)

Spremljanje intrakranialnega tlaka

4

Cerebralna cirkulacija

Posebnosti:• Relativno stalen totalni

pretok, neodvisen od simpatične vazomotorneaktivnosti, arterijskega tlaka in cirkulirajočihvazoaktivnih snovi.

• Velika obč. možgan na ishemijo (N sekund)

• Slab vpliv simpatika

• Občutljivost na pCO2, pO2

• Lokalna aktivnost-lokalni pretok sklopljena

Območja prekrvitve cerebralnih arterij

Circulus arteriosus Prekrvitev hrbtenjače

5

Venski sistem možganov Možganske ovojnice in subarahnoidalni prostor

Nadzor možganskega krvnega pretoka Nadzor globalnega MKP

Dva glavna mehanizma:

1. Avtoregulacija: pri nenadnem povečanju arterijskega pritiska se uporovne žile v možganih zožijo, obratno se zgodi pri nenadnem padcu arterijskega pritiska. Po miogeni hipotezi naj bi se gladke mišične celice v steni cerebralnih žil odzivale na spremembe transmuralnega pritiska. Majhne arterije in arteriole se ožijo ali širijo glede na povečanje ali zmanjšanje transmuralnega pritiska. Autoregulatorniodgovor se prične v nekaj sekundah in je končan v 15 do 30 sekundah.

Zgornja meja avtoregulacije: srednji arterijski pritisk 160 mm Hg.

Spodnja meja avtoregulacije: srednji arterijski pritisk srednji arterijski pritisk 50 mm Hg.

6

Histološke značilnosti možganskega žilja

(Iz: Girouard H, Iadecola C. Neurovascular coupling in the normal brain and in hypertension, stroke, and Alzheimer disease. J Appl Physiol 2006; 100 (1): 328-35.)

Avtoregulacija

Nadzor globalnega MKP

Dva glavna mehanizma:

2. Vpliv krvnih ali tkivnih plinov in pH na možganski krvni pretok: pri hiperkapniji pride do dilatacije možganskih arteriol in povečanja MKP; obratno se zgodi pri hipokapniji. Spremembe vrednosti arterijskega kisika imajo obratne, vendar ne tako izrazite učinke. Vazodilatatorniučinek hiperkapnije je verjetno povezan s spremembami v ekstracelularnem pH, formacijo NO, pomembna je tudi vloga lokalnih koncentracij kalija in adenozina. Ti mehanizmi ščitijo možgane z zvišanjem dostave kisika ob hipoksiji, ishemiji ali tkivni poškodbi.

Funkcionalno lahko razdelimo možgansko žilje na:

• Ekstraparenhimalno (ekstracerebralno, ekstrinzično): sestavljajo glavne cerebralne arterije na bazi in konveksiteti možganov skupaj z njihovimi bogatimi razvejitvami v obliki majhnih pialnih žil, ki tečejo skozi subararhnoidni prostor. Nekatere med njimi tudi prodirajo v možganovino, obdane z Virchow-Robinovim prostorom.

• Intraparenhimalno (intracerebralno, intrinzično): prične se, ko okoli mikrožilja izgine Virchow-Robinov prostor. Sestavljeno je iz mikroarteriol, kapilar in malih ven znotraj možganskega parenhima.

7

Oba žilna kompartmenta se ločita po:

• velikosti in lokalizaciji pripadajočega žilja• izvoru in vzorcu oživčenja• področju irigacije

Velike arterije in zlasti pialne žile: so glavne uporovne strukture, ki kontrolirajo globalno preskrbo možganov s krvjo.

Intraparenhimalne žile: so udeležene pri regulaciji lokalnega možganskega krvnega pretoka in prepustnosti krvno-možganske bariere.

Histološke značilnosti možganskega žilja

Intraparenhimalno žilje

Nadzor regionalnega MKP – mehanizem živčnožilne sklopitve

Najbolj edinstvena lastnost možganskih žil je njihova tesna povezava z nevroni in glijo.

Nevroni, glija (astrociti, mikroglija, oligodendrociti) in žilne celice (endotelijske, gladkomišične, periciti, adventicijske celice) so povezane razvojno, strukturno in funkcionalno. Zato se uporablja tudi izraz »nevrovaskularna enota« ali »nevronsko-astrocitno-vaskularna tripartitna enota«.

V mehanizem živčnožilne sklopitve naj bi bile udeležene številne snovi:

1. ioni: K+, H+, Ca2+

2. produkti metabolizma: laktat, CO2, hipoksija, adenozin

3. vazoaktivni nevrotransmiterji: dopamin, GABA, acetilholin, VIP

4. vazoaktivni faktorji, ki se sproščajo pri nevronski aktivnosti:NO, produkti COX2, produkti P450, CO.

Povezovalna vloga astrocita

8

Sklopitev aktivnosti, metabolizma in lokalnega pretokaAstrocit kot posrednik laktata in transmitorja

Mesto sklopitve aktivnosti sinapse in

astrocita

LEKCIJA 3: HOMEOSTAZA ŽIVČNE FUNKCIJE ; povzetek

• Hematoencefalna bariera ločuje plazmo in ekstracelukarno tekočino ;endotelij in vloga astrocitov

• Celic glije imajo raznovrstno funkcijo: izolacija, metabolizem , dinamika nevrotransmitorjev…

• Zaščitna in prehranjevalna vloga likvorja je odvisna od dinamike sekrecije in reapsorpcije

• Cerebralna cirkulacija ima pomembne posebnosti nadzora ( pCO2, majhna odvisnost od Sy, lokalna regulacija)

• Obstajajo mehanizmi sklopitve nevronske aktivnosti, lokalnega metabolizma in lokalnega pretoka krvi

KLINIČNI PRIMER:

DISKUSIJSKI PROBLEMI:• Kakšne so nevarnosti zviševanja

intrakranijalnega tlaka?• Problem hidrocefalusa.• Zakaj je dobro, da zdravnik pozna

hematoencefalno bariero?