circulación cerebral lcr

FLUJO SANGUÍNEO CEREBRALFLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL

FISIOLOGÍAFISIOLOGÍAUNA - 2015UNA - 2015

SISTEMA DEL LÍQUIDO SISTEMA DEL LÍQUIDO CEFALORAQUÍDEOCEFALORAQUÍDEO

FLUJO SANGUÍNEO FLUJO SANGUÍNEO CEREBRALCEREBRAL

INTERRUPCION TOTAL DEL FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

INTERRUPCION TOTAL DEL FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

PÉRDIDA DEL CONOCIMIENTO

50 – 65 ml por cada 100 gramos de tejido por minuto

(50 - 65 ml /100 gr. / min.)

750 – 900 ml por minuto (ENCÉFALO)

15 % DEL GASTO CARDÍACO (en reposo)

CIRCULACIÓN

CORONARIA

CEREBRAL

Flujosanguineo

60 – 80 ml/100g/min

165-220 ml/min

50-65 ml/100g/min.

750-900 ml/min

% GC 5 15

ConsumoOxigeno

8-15 ml O2/100g/min 25-40 ml O2/100 g/min

3,5 ml/100g/min

% VO2 Total 7 15

Peso 275 gramos 1300 gramos

% del PesoCorporal Total

0,3 2

REGULACIÓN DEL REGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO FLUJO SANGUÍNEO

CEREBRALCEREBRAL

FLUJO SANGUÍNEO CEREBRALFLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL

PPC = PAM – PVj RVc = PIC, µ , O

PPC FSC = RVc

MICROCIRCULACIÓN MICROCIRCULACIÓN CEREBRALCEREBRAL

““El sistema nervioso central (SNC) humano presenta El sistema nervioso central (SNC) humano presenta una activación funcional heterogénea, con una activación funcional heterogénea, con

incremento o disminución de su metabolismo incremento o disminución de su metabolismo energético de acuerdo con las necesidades energético de acuerdo con las necesidades

funcionales o el nivel de actividadfuncionales o el nivel de actividad””..““Cuando la actividad neuronal aumenta, el flujo sanguíneo Cuando la actividad neuronal aumenta, el flujo sanguíneo cerebral (FSC) aumenta proporcionalmente a la intensidad de cerebral (FSC) aumenta proporcionalmente a la intensidad de la activaciónla activación””..

Ej. - Estimulación sensorial FSC corteza somatosensorial primariaEj. - Estimulación sensorial FSC corteza somatosensorial primaria

- Demandas cognitivas FSC corteza prefrontal- Demandas cognitivas FSC corteza prefrontal

MICROCIRCULACIÓN CEREBRALMICROCIRCULACIÓN CEREBRAL

““El sistema nervioso central (SNC) humano presenta una El sistema nervioso central (SNC) humano presenta una activación funcional heterogénea, con incremento o disminución activación funcional heterogénea, con incremento o disminución de su metabolismo energético de acuerdo con las necesidades de su metabolismo energético de acuerdo con las necesidades funcionales o el nivel de actividadfuncionales o el nivel de actividad””..““Cuando la actividad neuronal aumenta, el flujo sanguíneo cerebral (FSC) Cuando la actividad neuronal aumenta, el flujo sanguíneo cerebral (FSC) aumenta proporcionalmente a la intensidad de la activaciónaumenta proporcionalmente a la intensidad de la activación””..

Ej. - Estimulación sensorial FSC corteza somatosensorial primariaEj. - Estimulación sensorial FSC corteza somatosensorial primaria

- Demandas cognitivas FSC corteza prefrontal- Demandas cognitivas FSC corteza prefrontal

“Cuando la actividad neuronal aumenta, el flujo sanguíneo cerebral (FSC) aumenta

proporcionalmente a la intensidad de la activación”.

REGULACIÓN DEL FLUJO REGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRALSANGUÍNEO CEREBRAL

1.1. Concentración de Concentración de dióxido de carbono dióxido de carbono (CO(CO22))

2.2. Concentración de Concentración de iones hidrógeno iones hidrógeno (H(H++))

3.3. Concentración de Concentración de oxígenooxígeno (O (O22))

Flujo sanguíneo / metabolismo celular

pCO2 arterial ( 70%) FSC (x2)

CO2 + H2O H2CO3 -HCO3 + H+

H + vasodilatación cerebral

Acidos * Concentración H+

* Acido láctico

* Acido pirúvico

* Otros ácidos

pCO2 arterial ( 70%) FSC (x2)

CO2 + H2O H2CO3 -HCO3 + H+

H + vasodilatación cerebral H + vasodilatación cerebral

Acidos * Concentración H+

* Acido láctico

* Acido pirúvico

* Otros ácidos

Una concentración alta de iones hidrógeno

reduce mucho la actividad neuronal

Flujo sanguíneo cerebralFlujo sanguíneo cerebral

FSC aumentadoFSC aumentado::

Retira del tejido cerebral iones HRetira del tejido cerebral iones H++, CO, CO22 y otros y otros ácidosácidos

Se mantiene constante así la concentración de Se mantiene constante así la concentración de H+ en los tejidos cerebrales y ayuda a mantener H+ en los tejidos cerebrales y ayuda a mantener la actividad neuronal a un nivel normal y la actividad neuronal a un nivel normal y constanteconstante

Tasa de utilización del OTasa de utilización del O22 por el por el tejido cerebraltejido cerebral

3,5 ml O2 / 100 gramos / minuto

pO2 cerebral = 35 – 40 mmHg

pO2 cerebral

FLUJO SANGUINEO

CEREBRAL

OXÍGENO Y FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL

(vasodilatación)

Autoregulación del flujo sanguíneo Autoregulación del flujo sanguíneo cerebral cuando varía la presión cerebral cuando varía la presión

arterialarterial

(60 – 140 mmHg)SNS

MICROCIRCULACIÓN MICROCIRCULACIÓN CEREBRALCEREBRAL

Mayor número de Mayor número de capilares sanguíneoscapilares sanguíneos en sitios en sitios donde hay mayor demanda metabólica (donde hay mayor demanda metabólica (densidad densidad capilar)capilar)

Tasa metabólica sustancia gris > sustancia blanca (x4)Tasa metabólica sustancia gris > sustancia blanca (x4)

Capilares: - Células endoteliales Capilares: - Células endoteliales (zónula ocludens)(zónula ocludens) - - Membrana basal contínua + podocitos Membrana basal contínua + podocitos

-- Pobre trasporte vesicular Pobre trasporte vesicular

Sistemas protectores contra la trasudación de líquido Sistemas protectores contra la trasudación de líquido hacia el encéfalo hacia el encéfalo (si fallan: edema cerebral, coma , muerte)(si fallan: edema cerebral, coma , muerte)

Mecanismos implicados en la regulación metabólica microvascular del flujo sanguíneo cerebral:

•Metabolismo neuronal y los mecanismos implicados en la hiperemia funcional

•Propiedades contráctiles de la microvasculatura cerebral

•Papel de los canales iónicos en los pericitos y el músculo liso vascular

-vías de señalización implicadas en la vasodilatación o vasoconstricción arteriolar y capilar

Regulación metabólica de la microcirculación cerebral

* Las estrechas relaciones funcionales entre neuronas y astrocitos generan propiedades al tejido nervioso (hiperemia funcional)

* Los astrocitos actúan de puente estructural y funcional entre neuronas y capilares cerebrales, respondiendo a la actividad sináptica mediante la liberación de compuestos vasoactivos, principalmente vasodilatadores

• Son de especial importancia los metabolitos derivados del ácido araquidónico, como prostaglandinas y ácidos epoxieicosatrienoicos, además de los compuestos tradicionalmente implicados, como óxido nítrico y prostaciclina

• Estas sustancias tienen la capacidad de difundir hasta los capilares y las arteriolas, donde alteran el potencial de membrana y la contractilidad de los pericitos y el músculo liso vascular.

La interacción funcional entre neuronas, astrocitos y capilares del sistema nervioso central (denominada unidad neurovascular) resulta

esencial en la regulación del flujo sanguíneo cerebral, ya que asocia la actividad metabólica

neurona-glía al suministro de sustratos energéticos desde la microcirculación

En esta unidad funcional, los astrocitos desempeñan un papel vital liberando sustancias

vasoactivas derivadas o producidas a consecuencia de la actividad neuronal

La BHE aísla el SNC y regula su

irrigación

BARRERAS HEMATORRAQUÍDEA Y BARRERAS HEMATORRAQUÍDEA Y HEMATOENCEFÁLICAHEMATOENCEFÁLICA

BHRBHR (en los (en los plexos coroideosplexos coroideos))::

-Separa la sangre del líquido cefalorraquídeo -Separa la sangre del líquido cefalorraquídeo

((barrera hemato-raquídeabarrera hemato-raquídea))

BHEBHE (en las (en las membranas capilares tisularesmembranas capilares tisulares del del

parénquima cerebral):parénquima cerebral):

-Separa la sangre del líquido encefálico -Separa la sangre del líquido encefálico

((barrera hemato-encefálicabarrera hemato-encefálica))

BARRERA HEMATORRAQUÍDEA

Plexos coroideos

BARRERA HEMATORRAQUÍDEA

-Existe paso de agua, gases y sustancias liposolubles de la sangre al LCR-Las proteínas y hexosas NO pasan al LCR

En la vellosidad del plexo coroideo se observa la luz del capilar

esta separa de la luz del ventrículo por:

a) Células endoteliales fenestradasb) Membrana basalc) Cel. Pálidas esparcidasd) Membrana basale) Células epiteliales coroideas

Las uniones estrechas entre las células epiteliales coroideas actuarían como “barrera”.

plexos coroideos

Los vasos capilares en el tejido neuronal están constituidos por una capa simple de células endoteliales, asociadas a una membrana basal, pericitos y una capa casi contínua de astrocitos. Las células endoteliales de los capilares cerebrales tienen una alta resistencia eléctrica y presentan una relación mitocondria /citoplasma alta, secundaria a la actividad metabólica elevada

“La BHE más que una capa pasiva de células, es un complejo metabólico activo con múltiples bombas, transportadores, receptores para neurotransmisores y citoquinas.”

“ El papel del endotelio capilar del sistema nervioso central en patologías neurológicas

mediadasinmunológicamente se ha reconocido

recientemente.”

Mecanismos de señalización implicados en la regulación del tono vascular

Sustancias vasoactivas implicadas en la regulación del flujo sanguíneo cerebral

NO VD: genera GMPc, que abre canales de potasio cierra canales VGCC en pericitos y CMLV

EET VD: abren canales de potasio BKCa, hiperpolarizan y relajan la célula muscular (EET: A. epoxieicosatrienoicos)

Glutamato VD: induce la producción astrocitaria de EET

K+ VD: abre canales KIR desde el espacio extracelular, produce vasodilatación arteriolar en el cerebro

Regulación metabólicade la microcirculación cerebral

“La elevada selectividad de la BHE frentea sustancias circulantes permite

cierta independencia de la circulación cerebral con respecto a la circulación

sistémica”

• Existen algunas áreas encefálicas con capilares donde no existe barrera hematoencefálica

• En dichas regiones las características morfológicas del endotelio son similares a otros lechos microvasculares sistémicos, con fenestraciones, vesículas y pérdida de la continuidad en las uniones intercelulares estrechas

• Dichas áreas incluyen: hipotálamo- hipófisis (eminencia media), el área postrema, el receso preóptico, la pineal, plexo coroideo

- Receptores sensitivos: para osmolalidad, glucosa, hormonas peptídicas (AII – sed)

- Moléculas transportadoras especiales: leptina (apetito, SNS)

BHEBHE

Muy permeablesMuy permeables AguaAgua COCO22

OxígenoOxígeno Sustancias liposolublesSustancias liposolubles AlcoholAlcohol AnestésicosAnestésicos

Parcialmente permeableParcialmente permeable Na, K, ClNa, K, Cl

Casi totalmente Casi totalmente impermeablesimpermeables

Proteínas plasmáticasProteínas plasmáticas Moléculas orgánicas Moléculas orgánicas

grandes no liposolublesgrandes no liposolubles (ej. Algunos (ej. Algunos

medicamentos)medicamentos)* Uniones intercelulares herméticas o estrechas del endotelio capilar

METABOLISMO METABOLISMO CEREBRALCEREBRAL

METABOLISMO CEREBRALMETABOLISMO CEREBRAL

Indice metabólico cerebral total / índice Indice metabólico cerebral total / índice metabólico de las neuronasmetabólico de las neuronas

Demandas especiales de ODemandas especiales de O22 por parte del por parte del cerebro: ausencia de metabolismo cerebro: ausencia de metabolismo anaerobio apreciableanaerobio apreciable

En condiciones normales, la mayoría de la En condiciones normales, la mayoría de la energía viene suministrada por la energía viene suministrada por la glucosaglucosa

ÍNDICE METABÓLICO CEREBRALÍNDICE METABÓLICO CEREBRAL

Metabolismo cerebral 15% Metabolismo totalMetabolismo cerebral 15% Metabolismo total

Masa cerebral 2% masa corporal totalMasa cerebral 2% masa corporal total

Metabolismo cerebral: 7,5 veces el metabolismo Metabolismo cerebral: 7,5 veces el metabolismo medio de otros tejidosmedio de otros tejidos

Necesidad metabólica de las neuronas para las bombas Necesidad metabólica de las neuronas para las bombas de Na+, Ca++ y K+de Na+, Ca++ y K+

Actividad cerebral excesiva: metabolismo neuronal en Actividad cerebral excesiva: metabolismo neuronal en 100-150%100-150%

AUSENCIA DE METABOLISMO AUSENCIA DE METABOLISMO CEREBRAL ANAEROBIOCEREBRAL ANAEROBIO

El encéfalo El encéfalo NONO es capaz de realizar un gran es capaz de realizar un gran metabolismo anaerobio (debido al alto índice metabólico metabolismo anaerobio (debido al alto índice metabólico neuronal)neuronal)

La mayor parte de la actividad neuronal depende de la La mayor parte de la actividad neuronal depende de la liberación de OXIGENO cada liberación de OXIGENO cada segundosegundo desde la sangre desde la sangre

Se entiende el porqué la interrupción del flujo sanguíneo Se entiende el porqué la interrupción del flujo sanguíneo o la falta total y súbita de oxígeno al encéfalo pueden o la falta total y súbita de oxígeno al encéfalo pueden provocar la perdida de conocimientos en:provocar la perdida de conocimientos en:

GLUCOSA COMO FUENTE DE GLUCOSA COMO FUENTE DE ENERGÍA CEREBRALENERGÍA CEREBRAL

En condiciones normales casi toda la energía En condiciones normales casi toda la energía utilizadas por las células del encéfalo llega utilizadas por las células del encéfalo llega suministrada por la suministrada por la glucosaglucosa extraída de la extraída de la sangresangre

Procede de la sangre capilar cada minuto y cada Procede de la sangre capilar cada minuto y cada segundosegundo

Reserva de glucógeno en las neuronas: alcanzan para 2 Reserva de glucógeno en las neuronas: alcanzan para 2 minutosminutos

El transporte de El transporte de glucosaglucosa a través de membrana celular a través de membrana celular de las neuronas de las neuronas No dependeNo depende de la insulina de la insulina

SISTEMA DEL SISTEMA DEL LÍQUIDO LÍQUIDO

CEFALORAQUÍDEOCEFALORAQUÍDEO

LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEOLÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO

Encéfalo y médula espinal: capacidad de 1600 – 1700 mlEncéfalo y médula espinal: capacidad de 1600 – 1700 ml

Líquido cefalorraquídeo: Líquido cefalorraquídeo: 150 ml150 ml

LCR - ventrículos cerebralesLCR - ventrículos cerebrales

- cisternas- cisternas

- espacios subaracnoideos- espacios subaracnoideos

se conectan entre síse conectan entre sí

mantienen una presión constantemantienen una presión constante


Una función fundamental de L.C.R. Una función fundamental de L.C.R. consiste en amortiguar en encéfalo dentro consiste en amortiguar en encéfalo dentro de su bóveda sólidade su bóveda sólida

El encéfalo El encéfalo “flota” en el seno del L.C.R.“flota” en el seno del L.C.R. (protección física y química)(protección física y química)

Lesiones por golpe y contragolpeLesiones por golpe y contragolpe

FUNCIÓN AMORTIGUADORA DEL L.C.R.

GOLPE CONTRA

GOLPE

Formación, flujo y absorción del Formación, flujo y absorción del L.C.R.L.C.R.

Formación: Formación: 500 ml /día de L.C.R. 500 ml /día de L.C.R. (constante)(constante)

OrigenOrigen - Plexos coroideos en ventrículos (2/3) - Plexos coroideos en ventrículos (2/3)

- Superficie ependimaria ventricular- Superficie ependimaria ventricular

y aracnoidesy aracnoides

- Espacios perivasculares del encéfalo- Espacios perivasculares del encéfalo


FLUJO FLUJO PLEXOS COROIDEOS

VENTRICULOS LATERALES

TERCER VENTRICULO

CUARTO VENTRICULO

CISTERNA MAGNA

ESPACIO SUBARACNOIDEO

(VELLOSIDADES)

SENO VENOSO SAGITAL

SENOS VENOSOS

AGUJEROS DE LUSCHKA (2)

AGUJERO DE MAGENDIE

PLEXO COROIDEO

1. Y 2. Asta temporal de los ventrículos laterales

3. Porción posterior del tercer ventrículo

4. Techo del cuarto ventrículo

PLEXO COROIDEOPLEXO COROIDEO

Bomba de Na+ (Na+ hacia el LCR)Bomba de Na+ (Na+ hacia el LCR)

Bomba de Cl- (Cl- hacia el LCR)Bomba de Cl- (Cl- hacia el LCR)

Osmosis (agua hacia el LCR)Osmosis (agua hacia el LCR)

Transporte (glucosa hacia el LCR)Transporte (glucosa hacia el LCR)

de glucosa de glucosa

Extracción de K+ y –HCO3 (hacia los capilares)Extracción de K+ y –HCO3 (hacia los capilares)


Presión osmótica aprox. igual al plasmaPresión osmótica aprox. igual al plasma

Concentración de Na +/- igual al plasmaConcentración de Na +/- igual al plasma

Concentración de Cl- 15% > plasmaConcentración de Cl- 15% > plasma

Concntración K+ 40% < plasmaConcntración K+ 40% < plasma Concentración glucosa 30% < plasmaConcentración glucosa 30% < plasma

Concentración H+ > plasmaConcentración H+ > plasma


ABSORCIONABSORCION

Vellosidades aracnoideas Vellosidades aracnoideas

((granulaciones aracnoideas)granulaciones aracnoideas)

Flujo hacia sangre venosa (SENOS) de:Flujo hacia sangre venosa (SENOS) de:

1. L.C.R.1. L.C.R.

2. Moléculas proteicas disueltas2. Moléculas proteicas disueltas

3. Otras partículas: GR y GB3. Otras partículas: GR y GB

VELLOSIDADES ARACNOIDEASVELLOSIDADES ARACNOIDEAS

Las Las vellosidades aracnoideasvellosidades aracnoideas son proyecciones son proyecciones digitiformes microscópicas de la aracnoides hacia dentro digitiformes microscópicas de la aracnoides hacia dentro que atraviesan las paredes y van dirigidas hacia los que atraviesan las paredes y van dirigidas hacia los senos venosossenos venosos

Sus conglomerados forman estructuras macroscópicas Sus conglomerados forman estructuras macroscópicas llamadas llamadas granulaciones aracnoideasgranulaciones aracnoideas (que sobresalen (que sobresalen hacia los senos)hacia los senos)

Los espacios perivasculares constituyen un sistema linfático especializado para el encéfalo

Los espacios perivasculares transportan líquido, proteínas y sustancias sólidas extrañas (GB muertos, residuos, detritus) hacia las venas cerebrales

Presión normal del L.C.R. en una persona en decúbito lateral en reposo

PRESION DEL L.C.R.PRESION DEL L.C.R.

Las Las vellosidades aracnoideasvellosidades aracnoideas funcionan como funcionan como “válvulas” que permiten la salida sin problemas de “válvulas” que permiten la salida sin problemas de L.C.R. y de su contenido hacia la sangre de los senos L.C.R. y de su contenido hacia la sangre de los senos venosos mientras que impide el retroceso de la sangre venosos mientras que impide el retroceso de la sangre en un sentido opuestoen un sentido opuesto

Cuando la presión del LCR es > 1,5 mm Hg a la presión Cuando la presión del LCR es > 1,5 mm Hg a la presión venosa drena LCR hacia los senos venososvenosa drena LCR hacia los senos venosos

Estados patológicos: se bloquean las vellosidadesEstados patológicos: se bloquean las vellosidades

(partículas sólidas, fibrosis, exceso(partículas sólidas, fibrosis, exceso

de células sanguíneas)de células sanguíneas)

HIDROCEFALIAHIDROCEFALIA

La obstrucción del flujo de L.C.R. puede causar La obstrucción del flujo de L.C.R. puede causar hidrocefalia hidrocefalia (exceso de agua en la bóveda craneal)(exceso de agua en la bóveda craneal)

Hidrocefalia comunicanteHidrocefalia comunicante: bloqueo en los espacios : bloqueo en los espacios subaracnoideos en regiones basales del encéfalo o bloqueo de las subaracnoideos en regiones basales del encéfalo o bloqueo de las vellosidades aracnoideas. Se acumula líquido en el exterior del vellosidades aracnoideas. Se acumula líquido en el exterior del encéfalo y en los ventrículosencéfalo y en los ventrículos

Hidrocefalia no comunicanteHidrocefalia no comunicante: bloqueo en el acueducto de : bloqueo en el acueducto de Silvio (atresia, tumor)Silvio (atresia, tumor)

- Aumento de tamaño de los ventrículos laterales y el tercer - Aumento de tamaño de los ventrículos laterales y el tercer ventrículoventrículo

HIDROCEFALIAHIDROCEFALIA

POLÍGONO DE WILLISPOLÍGONO DE WILLIS

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