Van de cerebrale vasculaire weerstand is een van de belangrijkste parameters bij de autoregulatie van de cerebrale bloedstroom. Het is een stromingsweerstand waarmee de hersenvaten de doorbloeding van de systemische bloeddruk ontmoeten. Bij ernstige hersenschade als gevolg van trauma, tumoren of hersenbloeding is de autoregulatie verstoord.
Wat is cerebrale vasculaire weerstand?
De geneeskunde begrijpt de cerebrale vasculaire weerstand als een stromingsweerstand van de hersenvaten. De bloedvaten van de hersenen verzetten zich tegen de bloedstroom van de systemische bloeddruk met de cerebrale vasculaire weerstand. Ze verkleinen of vergroten hun vaatdiameter afhankelijk van de systemische bloeddrukwaarden. De cerebrale vaatweerstand is dus een regulerende variabele in de bloedstroom naar de menselijke hersenen.
Het regelcircuit is een beschermend mechanisme om het leven te ondersteunen wanneer bloeddrukwaarden veranderen. Zoals alle bloedvaten zijn ook de hersenvaten uitgerust met een laag spiervezels. Deze spierlaag kan samentrekken of ontspannen.
Ontspanning leidt tot vasodilatatie met een verhoogde bloedstroom. Contractie leidt tot een vernauwing van de bloedvaten met verminderde doorbloeding. Omdat de hersenen niet te weinig of te veel doorbloeding kunnen verdragen, moeten de bloedvaten op veranderde bloeddrukwaarden reageren met regulatieve ontspanning of contractie. Op deze manier kan hersenschade door overmatige en ondergemiddelde bloedtoevoer worden voorkomen.
Het weefsel van het menselijk brein is ook het meest gevoelige en gespecialiseerde weefsel in het menselijk lichaam. Zenuwcellen in de hersenen zijn betrokken bij elk menselijk lichaamsproces. Zonder het zeer gespecialiseerde hersenweefsel zijn mensen daarom niet levensvatbaar. Op deze manier wordt hersendood, in tegenstelling tot hartdood, gelijkgesteld aan daadwerkelijke dood. De cerebrale vaatweerstand voorkomt deze hersendood.
Functie en taak
Het bloed dient als een belangrijk transportmedium in het menselijk lichaam en vervoert naast essentiële zuurstof ook voedingsstoffen en boodschappersubstanties. De toestand van onvoldoende doorbloeding betekent een tekort aan zuurstof en voedingsstoffen. Alle cellen in het lichaam zijn daarom afhankelijk van voldoende bloedtoevoer om te overleven.
In de hersenen zijn onvoldoende bloeddrukwaarden bijzonder tragisch vanwege de levensondersteunende functies van de hersenen. Het menselijk lichaam heeft verschillende mechanismen om het leven te ondersteunen. Dit geldt in het bijzonder voor het gebied van de hersenen, dat vanwege de verschillende taken bijzonder beschermend en vitaal is.
Er bestaat bijvoorbeeld een beschermingsmechanisme voor de cerebrale doorbloeding. Wanneer systolische bloeddrukwaarden van 50 tot 150 mmHg en intracraniële normale drukwaarden aanwezig zijn, kunnen de cerebrale vaten reageren op veranderingen in de gemiddelde arteriële druk met aanpassingen in de vaatweerstand. Deze weerstandsregeling komt overeen met een reactie om de cerebrale bloedstroom constant te houden.
De autoregulatie van de cerebrale doorbloeding is cruciaal voor een adequate bloedtoevoer naar de hersenen. Dit voorkomt hersenbeschadiging door gebrek aan zuurstof of voedingsstoffen. De cerebrale vasculaire weerstand is direct gerelateerd aan de bloedgassen. Wanneer de partiële CO2-druk in het arteriële bloed stijgt, reageren de hersenvaten tegen de achtergrond van constante bloeddrukwaarden. De bloedstroom naar de hersenen neemt toe met cerebrale vasculaire dilatatie.
Hetzelfde mechanisme is van toepassing in de andere richting. Een afnemende partiële CO2-druk in de arteriële vaten verhoogt daarom de cerebrale vasculaire weerstand. Als gevolg hiervan neemt de cerebrale doorbloeding af. Op deze manier worden de hersenen ook tijdens hypoventilatie en hyperventilatie voldoende van bloed voorzien.
Kooldioxide is de belangrijkste factor die de vaatweerstand van de hersenvaten beïnvloedt. De partiële zuurstofdruk is een wat kleinere invloedsfactor. Wanneer de pO2 in het arteriële bloed daalt, kunnen de cerebrale arteriën verwijden. Maar alleen als er veel afval is. In dit geval zakt de pO2 onder de 50 mmHg. Als gevolg van de verwijding neemt de bloedstroom naar de hersenen toe door de weerstandsveranderingen in de hersenvaten. Dit proces is ook bedoeld om hersenbeschadiging door onvoldoende bloedstroom te voorkomen.
Ziekten en aandoeningen
De mechanismen van cerebrale vasculaire weerstand overleven bepaalde situaties niet. Zonder deze mechanismen zijn de hersenen niet langer beschermd tegen een verhoogde en verminderde bloedtoevoer en neemt het risico op hersendood toe. Ernstigere schade aan de hersenen kan bijvoorbeeld optreden als onderdeel van trauma, hersenbloeding, hersentumoren en oedeem.
Enerzijds schakelen deze pathofysiologische aandoeningen de bloed-hersenbarrière uit. Aan de andere kant beïnvloeden ze de cerebrale autoregulatie. De autoregulatieprocessen kunnen in het kader van de genoemde aandoeningen zo ernstig worden verstoord dat de cerebrale bloedstroom een onmiddellijke verandering in de gemiddelde arteriële bloeddruk veroorzaakt. Daarbij worden de gevoelige zenuwcellen beschadigd.
Bovendien wordt het autoregulerende mechanisme van de cerebrale bloedstroom overweldigd bij systemische bloeddrukwaarden onder 50 mmHg en boven 150 mmHg. In dit geval past de autoregulatie zich aan de vaatdiameter aan, maar kan de abnormale bloedstroom niet langer compenseren, zelfs niet bij maximale aanpassing.
Een verminderde doorbloeding leidt tot ischemie en dus tot een gebrek aan zuurstof en voedingsstoffen. Als de bloedstroom met de helft wordt verminderd, wordt volledige zuurstofuitputting geïnitieerd als een extra compensatiemechanisme. Bij waarden onder de 20 milliliter per 100 gram per minuut treden omkeerbare veranderingen in de hersencellen op. Als de bloedstroom wordt teruggebracht tot minder dan 15 milliliter per 100 gram per minuut, sterven zenuwcellen in de hersenen binnen enkele seconden onomkeerbaar.
Hyperemie is het tegenovergestelde, namelijk een te hoge bloedstroomsnelheid. Daarbij stijgt de intracraniale druk en veroorzaakt compressiegerelateerde schade aan het hersenweefsel. Bij hypertensieve crises wordt de bovengrens van autoregulatie overschreden en treedt hersenoedeem op. Aanhoudende hoge bloeddruk verlegt ook de grenzen van autoregulatie naar boven.
