2. Функциональные особенности мозгового кровообращения

Головной мозг человека даже в условиях функционального покоя характеризуется непрерывно протекающими высокоемкими энергетическими процессами аэробного характера, требующими высокого потребления мозговой тканью кислорода (3-4 мл/100г/мин) и глюкозы (5 мг/100г/мин). В нервной клетке при рО2 20 мм рт.ст. в каждом мкм3 содержится 2,0*104 молекул кислорода, а потребляется тем же объемом примерно 1,6*105 молекул в секунду. Причем, нервная ткань практически не обладает ни субстратом для анаэробных окислительных процессов, ни запасами кислорода, а, значит, для нормального функционирования мозга необходимым является высокая интенсивность его кровоснабжения. В связи с этим, головной мозг, весящий в среднем 1400-1500 г (примерно 2% массы тела), в состоянии функционального покоя получает около 750 мл/мин крови, что составляет примерно 15% общего сердечного выброса. Объемная скорость кровотока при этих условиях соответствует 50-60 мл/100г/мин, однако следует отметить, что серое вещество обеспечивается кровью интенсивнее, чем белое вещество, что связано с его более высокой клеточной активностью. У детей 1 года жизни величина общего мозгового кровотока на 50-55% больше, а в старческом возрасте примерно на 20% меньше, чем у человека в зрелом возрасте.

Функциональное назначение системы мозгового кровообращения, как и в любом другом регионе, направлено на то, чтобы своевременно и в адекватных количествах доставить кислород и питательные вещества к нервным клеткам, удалить продукты клеточного метаболизма и тем самым обеспечить гомеостаз нервной ткани. Между тем хорошо известно, что не все функциональные единицы мозга, даже в условиях физиологического покоя, работают одинаково активно в одно и то же время, а значит имеют разные метаболические потребности. Последнее обстоятельство позволяет предположить, что специфичное для мозга мозаичное распределение активности нейронов требует в свою очередь и избирательной доставки энергетического материала нервным клеткам, которая может быть обеспечена только за счет гетерогенного распределения кровотока в мозгу между относительно покоящимися и более активными участками нервной ткани.

Экспериментальным подтверждением вышеизложенному служат результаты исследования распределения кровотока по коре полушарий мозга у человека. Так, у пациентов в состоянии лежа на спине с закрытыми глазами, при полном расслаблении скелетных мышц интенсивность кровотока в лобных долях была выше на 20-30%, а в затылочной и височной долях ниже на 20-30% по сравнению с другими отделами коры головного мозга. Во время функциональной нагрузки, когда пациенты производили ритмическое сжатие кисти руки, в контралатеральном полушарии интенсивность кровотока в средней части центральной борозды увеличивалась на 50%, а в лобной и премоторных областях коры головного мозга снижалась на 30% по сравнению со средним общеполушарным уровнем кровотока.

Следовательно, в головном мозге наряду с сосудистыми механизмами, обеспечивающими необходимый уровень суммарного мозгового кровотока, должны функционировать механизмы, обеспечивающие локальное кровоснабжение отдельных участков мозга при изменении их функциональной активности. Каждая в отдельности организация системы суммарного и локального кровоснабжения в головном мозге имеет свои отличительные черты.