Fisiologia de vasos cerebrales
El cerebro es un órgano de vital importancia (probablmente el más vital). No participa en necesidades globales del aparato circulatorio, no pueden prescindir de nada de la sangre.

Se lleva  una cantidad de sangre desproporcionada para su tamñao (2% del total); y un consumo del GC del 15%, porque tiene un alto consumo de oxígeno permanentemente. La cantidad de sangre que recibe es adecuada a sus necesidades metabólicas, aproximadamente 50ml de sangre/min.

Arterias cerebrales

El cerebro recibe sangre de:

1.    Carótidas internas (se mete delante del cráneo por delante). Se divide (en el interior) en:
    -arteria cerebral anterior
    -arteria cerebral media
   
2.    Arterias vertebrales, ramas de arteria subclavia, que en el interior (entran por detrás) se unen en un tronco común, para dar:

    -arteria basilar, que da dos ramas cerebelosas

Ambas (carótidas internas y arterias vertebrales) dan lugar al círculo o polígono de Willis. Todas estas arterias están comunicadas entre sí, por arterias comunicantes anteriores y posteriores, de tal manera que si alguna se obstruye, puede llegar sangre a todos los lugares del cerebro por una vía alternativa.

El polígono de Willis está poco desarrollado en la especie humana, por lo que no puede resolver muchos problemas cuando se producen accidentes cerebrovasculares.


Las arterias se ramifican en arteriolas, y más tarde en capilares cerebrales. Estos capilares, son los menos permeables del cuerpo. La membrana basilar es continua y muy espesa, y además, por fuera, están los podocitos (células de la glia), que también son continuos. Los fenómenos de filtración-absorción son prácticamente inexistentes. Al hecho de que estos capilares sean tan impermeables, se le denomina “Barrera Hematoencefálica” (muy pocas sustancias pueden atravesar esta barrera).


¿Por qué se da esta situación en el cerebro? : Barrera Hematoencefálica

El tejido nervioso es muy sensible a los cambios químicos; frenando el intercambio de sustancias, se mantiene aproximadamente constante el líquido intersticial en el cerebro.

No todo el tejido nervioso es igual; existen zonas del sistema nervioso donde la barrera hematoencefálica no existe. En estas “islas” hay intercambio de sangre, y los capilares están fenestrados (son más permeables), En estas zonas, por ejemplo, es necesarido medir el pH (acidez) y otros factores.

Estas islas están localizadas alrededor de los ventrículos, es decir, en los órganos circunventriculares (marcados en rojo en el dibujo). Casi todos estos órganos tienen relación con glándulas endocrinas (o son glándulas endocrinas).


•    Órganos circunventriculares:
-hipófisis
- pineal
-área postrema (encargada del reflejo del vómito)
-zona supraóptica (producción de ADH)


En el momento del nacimiento no tenemos totalmente desarrollada la barrera hematoencefálica (no se desarrolla por completo hasta los dos años de edad). Una de las sustancias que no atraviesa esta barrera es la Bilirrubina (Bb), ni tampoco sus derivados. En el recién nacido si es capaz de atravesarla, se da ictericia (causa común de ésta: incompatibilidad de Rh madre-hijo). Se da Kernicterus, también llamada ictericia del recién nacido. La Bb puede dejar grandes secuelas, debido a que afecta a los ganglios basales. Estas secuelas serán importantes sobre todo en el aparato locomotor.

La barrera hematoencefálica del adulto, podría romperse por: infecciones, radiaciones ionizantes o tumores. Este hecho es aprovechado para el diagnóstico de tumores. Al romperse la barrera como consecuencia de un tumor en el cerebro, salen sustancias al exterior del cráneo, y empleando un contraste, podemos determinar la posición exacta del tumor por medio de radiografías y otros métodos.

Cubiertas del Sistema Nervioso
El tejido nervioso se encuentra localizado dentro del hueso: cráneo y vértebras, pero no debe tocarlo, por lo que existen las cubiertas protectoras, que de las más cercana al hueso a la más lejana son:

-duramadre
-aracnoides
-piamadre

Entre la aracnoides y la piamadre, existe un espacio llamado espacio subaranoideo, en el que se encuentra el líquido cefalorraquídeo (LCR), además de unos pilares que se encargan de mantener este espacio abierto.

Líquido cefaloraquídeo (LCR)

El LCR es la principal protección del sistema nervioso; impide un gran movimiento de éste, o que contacte con alguna de las porciones duras. El LCR se forma a partir de la sangre, y forma parte del sistema vascular del cerebro.

En el tejido nervioso, no existen linfáticos (ya que no hay filtración). El poco líquido filtrado que hay para “recoger”, lo toma el LCR (haciendo el papel de la linfa).

•    Circulación del LCR


El ventrículo lateral (hay uno a cada lado) está lleno de LCR; a través de un agujero (no nos ha dicho el nombre, así que no será importante) pasa al ventrículo medio (3º ventrículo), y de ahí baja y se dirige al cuarto ventrículo. Una vez llegado a esta zona, cierta parte del LCR se dirige hacia la médula espinal, mientras que la mayor parte pasa al espacio subaracnoideo.  Por último el LCR, entra en contacto con las venas del cerebro, o senos de la duramadre, que es la capa que las contiene.

El LCR se forma en los plexos (órganos) coroideos. Hay uno en cada ventrículo. El espacio subaracnoideo emite unas prolongaciones: granulaciones de Pacchioni (o aracnoideas), que entran en contacto con la vena, y de esta forma el líquido formado, vuelven a éstas.



•    Características generales del LCR:

Volumen (ml)                    150
Reposición (ml día)                 550
Tiempo reposición (h)             6-7
P (mm Hg)                     5-15 (<20) *
Células (leucocitos/ml)             0-5 **

*Si P>20 mmHg, hablamos de Hipertensión craneal
** El líquido, en teoría, debe ser acelular, pero se introducen en él algunas pocas células.

•    Composición LCR: (en comparación con el plasma sanguíneo)

mM                LCR                Plasma

*pH                7’33                7’4
*PCO2 (mmHg)        50                40
Na+                150                155
K+                 3                4’5
Ca++                 15                3
*Cl-                 130                120
HCO3-             25                25
Glucosa             4                6
Aa                0’8                2’5
*Proteínas             25                6500
*Los componentes que ha destacado en clase, que tenemos que saber.

Plexos Coroideos

Punto en el que se forma el LCR. Están presentes en todos los ventrículos. Un plexo coroideo consiste en muchos capilares rodeados por tejido conectivo con muchas fibras de colágeno, y una membrana basal bastante rígida, sobre la que están ancladas las células coronoideas. Las células coronoideas presentan dos membranas: (1) basolateral, en contanco con la membrana basal, y (2) apical, en contacto con el LCR. Estas células, toman el material de los capilares y lo vierten al LCR. Producen aproximadamente medio litro/día.

Las células coronoideas están unidas por uniones íntmas por lo que todo paso de sustancias ha de realizarse a través de las propias células.


Se ha descubierto, hasta el momento, una gran cantidad de canales transportadores iónicos en ambas membranas. Los más importantes transportan:

- H2O: las aquaporinas, que se encuentran en ambas membranas
- Cl-, HCO3-: en la membrana apical. Razón por la que hay una mayor concentración de Cl- en el LCR que en la sangre.
- Na+, K+, Cl-: el transportador triple (muy relevante en el asa de Henle de las nefronas); transporta 2Cl-, lo que también provoca que aumente la concentración de cloro en el LCR.


Regulación del paso de sangre: autorregulación

El cerebro está fuera del alcance de los efectos reguladores externos. Es un territorio vascular cuyo aporte sanguíneo cambia muy poco. A pesar de que las arteriolas cerebrales SÍ están inervadas fuertemente por el Sitema Nervioso Vegetativo, son generalmente ajenas a estos mecanismos reguladores. Las arteriolas de las cubiertas, en cambio, reciben fibras parasimpáticas (del par craneal VII Facial), lo que provoca vasodilatación. Pero esto NO ocurre con las del interior del tejido nervioso.

El hecho de que la regulación general sea prácticamente inexsitente, provoca que haya un aumento de la regulación loca, es decir, se autorregula.

Como vemos en la gráfica:


-Presiones (80 – 180) mmHg: el flujo sanguíneo se mantiene constante. Esto es debido a la autorregulación: las arteriolas se cierran si aumenta la presión, y viceversa.
-Presiones < 80 mmHg: Hipoxia cerebral; disminuye el flujo sanguíneo.
-Presiones > 180 mmHg: lesión vascular (riesgo de ruptura de vasos; ictus cerebral).

•    ¿A qué se debe la autorregulación?

Hay que tener en cuenta dos aspectos:

1.    El tejido nervioso está en el interior de una “caja dura” (cráneo y médula espinal). Si sube la presión, el sistema sanguíneo está tratando de meter más sangre, y sencillamente esto no es posible porque los líquidos son incompresibles (es como tratar de meter más agua de su capacidad en una botella de cristal). Debido a este hecho, su autorregulación es muy poderosa.
2.     Aspecto metabólico: la existencia de la barrera hematoencefálica evita grandes movimientos de catabolitos, salvo de gases (O2, CO2). Así, estos gases son las únicas sustancias que tienen relevancia en la regulación.

-    Regulación por O2: Si disminuye PO2, aumenta el flujo. La PO2 normal (normoxia)= 100 mmHg; si la disminuímos un poco, vemos que no ocurre nada hasta que llega al nivel < 60 mmHg (muy poco oxígeno). Luego la hipoxia no es un buen regulador del flujo sanguíneo cerebral.
-    Regulación por CO2: PCO2 normal = 40 mmHg. Si PCO2 sube, automáticamente modifica el flujo cerebral sanguíeno, que aumenta. Luego el CO2 sí es un buen autorregulador (esto se explica porque el punto de equilibrio en la gráfica que en la mitad de la parte recta de su curva de respuesta).
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