La circulación cerebral es el movimiento de la sangre a través de una red de arterias y venas cerebrales que irrigan el cerebro . La tasa de flujo sanguíneo cerebral en un ser humano adulto suele ser de 750 mililitros por minuto , o alrededor del 15% del gasto cardíaco . Las arterias transportan sangre oxigenada , glucosa y otros nutrientes al cerebro. Las venas transportan sangre "usada o gastada" de regreso al corazón , para eliminar el dióxido de carbono , el ácido láctico y otros productos metabólicos . La unidad neurovascular regula el flujo sanguíneo cerebral para que las neuronas activadas puedan recibir energía en la cantidad adecuada y en el momento adecuado. [1] Debido a que el cerebro sufriría rápidamente daños por cualquier interrupción en el suministro de sangre, el sistema circulatorio cerebral tiene salvaguardias que incluyen la autorregulación de los vasos sanguíneos . El fallo de estas salvaguardias puede resultar en un derrame cerebral . El volumen de sangre en circulación se llama flujo sanguíneo cerebral. Las aceleraciones repentinas e intensas cambian las fuerzas gravitacionales percibidas por los cuerpos y pueden afectar gravemente la circulación cerebral y las funciones normales, hasta el punto de convertirse en afecciones graves que ponen en peligro la vida.
La siguiente descripción se basa en la circulación cerebral humana idealizada. El patrón de circulación y su nomenclatura varían entre organismos.
El suministro de sangre al cerebro normalmente se divide en segmentos anterior y posterior, en relación con las diferentes arterias que irrigan el cerebro. Los dos pares principales de arterias son las arterias carótidas internas (que irrigan la parte anterior del cerebro) y las arterias vertebrales (que irrigan el tronco del encéfalo y la parte posterior del cerebro). [2] . Las circulaciones cerebrales anterior y posterior están interconectadas a través de arterias comunicantes posteriores bilaterales . Forman parte del círculo de Willis , que proporciona circulación de respaldo al cerebro. En caso de que una de las arterias irrigadoras esté ocluida, el círculo de Willis proporciona interconexiones entre la circulación cerebral anterior y posterior a lo largo del piso de la bóveda cerebral, suministrando sangre a los tejidos que de otro modo se volverían isquémicos . [3]
La circulación cerebral anterior es el suministro de sangre a la porción anterior del cerebro, incluidos los ojos . Está irrigado por las siguientes arterias:
La circulación cerebral posterior es el suministro de sangre a la porción posterior del cerebro, incluidos los lóbulos occipitales , el cerebelo y el tronco del encéfalo . Está irrigado por las siguientes arterias:
El drenaje venoso del cerebro se puede dividir en dos subdivisiones: superficial y profundo.
El sistema superficial está compuesto por senos venosos durales , senos (canales) dentro de la duramadre . Por tanto, los senos durales se encuentran en la superficie del cerebro. El más prominente de estos senos es el seno sagital superior que se encuentra en el plano sagital debajo de la línea media de la bóveda cerebral, posterior e inferiormente a la confluencia de los senos , donde el drenaje superficial se une con el seno que drena principalmente el sistema venoso profundo. . Desde aquí, dos senos transversos se bifurcan y viajan lateralmente e inferiormente en una curva en forma de S que forma los senos sigmoideos que luego forman las dos venas yugulares . En el cuello, las venas yugulares son paralelas al curso ascendente de las arterias carótidas y drenan sangre hacia la vena cava superior . Las venas perforan el seno dural correspondiente, perforando la aracnoides y la duramadre como venas puente que drenan su contenido hacia el seno. [5]
El sistema venoso profundo está compuesto principalmente por venas tradicionales dentro de las estructuras profundas del cerebro, que se unen detrás del mesencéfalo para formar la gran vena cerebral (vena de Galeno). Esta vena se fusiona con el seno sagital inferior para formar el seno recto que luego se une al sistema venoso superficial mencionado anteriormente en la confluencia de los senos .
El flujo sanguíneo cerebral (FSC) es el suministro de sangre al cerebro en un período de tiempo determinado. [6] En un adulto, el FSC suele ser de 750 mililitros por minuto o 15,8 ± 5,7 % del gasto cardíaco . [7] Esto equivale a una perfusión promedio de 50 a 54 mililitros de sangre por 100 gramos de tejido cerebral por minuto. [8] [9] [10]
El radioíndice de flujo sanguíneo cerebral/gasto cardíaco (CCRI) disminuye un 1,3% por década, aunque el gasto cardíaco permanece sin cambios. [7] A lo largo de la vida adulta, las mujeres tienen un CCRI más alto que los hombres. [7] El FSC está inversamente asociado con el índice de masa corporal . [7]
El FSC está estrictamente regulado para satisfacer las demandas metabólicas del cerebro . [8] [11] Demasiada sangre (una condición clínica de una respuesta homeostática normal de hiperemia ) [1] puede elevar la presión intracraneal (PIC), lo que puede comprimir y dañar el delicado tejido cerebral. Se produce muy poco flujo sanguíneo ( isquemia ) si el flujo sanguíneo al cerebro es inferior a 18 a 20 ml por 100 g por minuto, y se produce la muerte del tejido si el flujo desciende por debajo de 8 a 10 ml por 100 g por minuto. En el tejido cerebral, una cascada bioquímica conocida como cascada isquémica se desencadena cuando el tejido se vuelve isquémico, lo que potencialmente resulta en daño y muerte de las células cerebrales . Los profesionales médicos deben tomar medidas para mantener un FSC adecuado en pacientes que padecen afecciones como shock , accidente cerebrovascular , edema cerebral y lesión cerebral traumática .
El flujo sanguíneo cerebral está determinado por una serie de factores, como la viscosidad de la sangre, el grado de dilatación de los vasos sanguíneos y la presión neta del flujo de sangre hacia el cerebro, conocida como presión de perfusión cerebral , que está determinada por la presión arterial del cuerpo. . La presión de perfusión cerebral (PPC) se define como la presión arterial media (PAM) menos la presión intracraneal (PIC). En individuos normales, debería estar por encima de 50 mm Hg. La presión intracraneal no debe ser superior a 15 mm Hg (la PIC de 20 mm Hg se considera hipertensión intracraneal). [12] Los vasos sanguíneos cerebrales pueden cambiar el flujo de sangre a través de ellos alterando sus diámetros en un proceso llamado autorregulación cerebral ; se contraen cuando aumenta la presión arterial sistémica y se dilatan cuando disminuye. [13] Las arteriolas también se contraen y dilatan en respuesta a diferentes concentraciones químicas. Por ejemplo, se dilatan en respuesta a niveles más altos de dióxido de carbono en la sangre y se contraen en respuesta a niveles más bajos de dióxido de carbono. [13]
Por ejemplo, suponiendo una persona con una presión arterial parcial de dióxido de carbono ( PaCO2 ) de 40 mmHg (rango normal de 38 a 42 mmHg) [14] y un FSC de 50 ml por 100 g por minuto. Si la PaCO2 desciende a 30 mmHg, esto representa una disminución de 10 mmHg con respecto al valor inicial de PaCO2. En consecuencia, el FSC disminuye 1 ml por 100 g por minuto por cada disminución de 1 mmHg en la PaCO2, lo que da como resultado un nuevo FSC de 40 ml por 100 g de tejido cerebral por minuto. De hecho, por cada aumento o disminución de 1 mmHg en la PaCO2, entre el rango de 20 a 60 mmHg, hay un cambio correspondiente en el FSC en la misma dirección de aproximadamente 1 a 2 ml/100 g/min, o del 2 al 5% de la PaCO2. Valor FSC. [15] Esta es la razón por la cual pequeñas alteraciones en el patrón de respiración pueden causar cambios significativos en el FSC global, especialmente a través de variaciones en la PaCO2. [15]
El FSC es igual a la presión de perfusión cerebral (PPC) dividida por la resistencia cerebrovascular (CVR): [16]
El control del FSC se considera en términos de los factores que afectan la PPC y los factores que afectan el RCV. El CVR está controlado por cuatro mecanismos principales:
El aumento de la presión intracraneal (PIC) provoca una disminución de la perfusión sanguínea de las células cerebrales principalmente por dos mecanismos:
La presión de perfusión cerebral es el gradiente de presión neto que provoca el flujo sanguíneo cerebral al cerebro ( perfusión cerebral ). Debe mantenerse dentro de límites estrechos; muy poca presión podría provocar que el tejido cerebral se vuelva isquémico (con un flujo sanguíneo inadecuado) y demasiada podría aumentar la presión intracraneal .
El etiquetado de espín arterial (ASL), la resonancia magnética de contraste de fase (PC-MRI) y la tomografía por emisión de positrones (PET) son técnicas de neuroimagen que se pueden utilizar para medir el FSC. ASL y PET también se pueden utilizar para medir el FSC regional (rCBF) dentro de una región específica del cerebro. El rCBF en un lugar se puede medir a lo largo del tiempo mediante difusión térmica [17]