Cerebrální autoregulace je proces u savců, jehož cílem je udržet dostatečný a stabilní průtok krve mozkem. Zatímco většina systémů těla vykazuje určitý stupeň autoregulace, mozek je velmi citlivý na nadměrnou a nedostatečnou perfuzi. Cerebrální autoregulace hraje důležitou roli při udržování vhodného průtoku krve do této oblasti. Perfuze mozku je nezbytná pro život, protože mozek má vysoké metabolické nároky. Prostřednictvím mozkové autoregulace je tělo schopno dodávat do mozkové tkáně dostatečné množství krve obsahující kyslík a živiny pro tuto metabolickou potřebu a odstraňovat CO2 a další odpadní produkty.
Cerebrální autoregulace se vztahuje k fyziologickým mechanismům, které udržují krevní oběh na vhodné úrovni během změn krevního tlaku. Vzhledem k významným vlivům arteriální hladiny oxidu uhličitého, mozkové metabolické rychlosti, nervové aktivace, aktivity sympatického nervového systému, držení těla a dalších fyziologických proměnných je však mozková autoregulace často interpretována jako zahrnující širší oblast regulace mozkového krevního oběhu. Tato oblast zahrnuje oblasti jako je reaktivita CO2, neurovaskulární spojení a další aspekty mozkové hemodynamiky.
Této regulace průtoku krve v mozku se dosahuje především malými tepnami, arteriolami, které se buď dilatují, nebo stahují pod vlivem více složitých fyziologických kontrolních systémů. Ke zhoršení těchto systémů může dojít např. po mrtvici, úrazu nebo anestezii u nedonošených dětí a bylo zapojeno do vývoje následného poranění mozku. Neinvazivní měření relevantních fyziologických signálů, jako je průtok krve v mozku, nitrolební tlak, krevní tlak, hladina CO2, spotřeba kyslíku v mozku atd., je náročné. Ještě náročnější je následné hodnocení kontrolních systémů. O fyziologii kontroly průtoku krve a nejlepších klinických zákrocích k optimalizaci výsledku u pacienta zůstává mnoho neznámo.
Předpokládá se, že k procesu cerebrální autoregulace přispívají tři různé mechanismy. Ty jsou metabolické, myogenní a neurogenní.
Metabolická regulace je řízena rovnováhou mezi mozkovým metabolismem (poptávkou) a dodávkou kyslíku prostřednictvím mozkového krevního oběhu (zásobování) a působí prostřednictvím vazoaktivní látky. V zásadě se jedná o negativní zpětnovazební kontrolní systém, který se snaží vyrovnat mozkový krevní oběh poptávce.
Vliv transmurálních změn krevního tlaku je přímo detekován cévním hladkým svalstvem v arteriolách, pravděpodobně prostřednictvím mechanismu snímání stresu. Potom jsou kalibry upraveny podle toho, aby byl krevní tok konstantní.
Aktivátory hladkého svalstva cév v rezistenčních arteriolách jsou řízeny prostřednictvím sympatické innervatoře, přijímající vstup z příslušného autonomního řídicího centra mozkového kmene. Svou roli může hrát i oxid dusnatý uvolňovaný parasympatickými vlákny.
Posouzení autoregulace mozku
Aby bylo možné posoudit autoregulaci mozku, je třeba alespoň kontinuálně měřit tepenný krevní tlak a průtok krve mozkem. Protože hladina CO2 má velký vliv na autoregulaci mozku, doporučuje se také kontinuálně měřit CO2.
Měření arteriálního krevního tlaku
Arteriální krevní tlak lze měřit invazivně pomocí arteriální linky. Neinvazivní arteriální tlak prstu však lze měřit také pomocí techniky objemové svorky. Tato technika využívá kombinaci nafukovací manžety prstu a infračerveného pletysmografu.
Měření průtoku krve mozkem
Průtok krve mozkem může být kvantifikován různými způsoby, z nichž tři neinvazivní prostředky jsou v současné době hojně používány. Jedná se o transkraniální Dopplerovu sonografii, magnetickou rezonanci a blízkou infračervenou spektroskopii.
Kvantifikace cerebrální autoregulace
Kvantifikace cerebrální autoregulace vždy zahrnuje odchylky pozorované v mozkovém krevním oběhu v souvislosti se změnami krevního tlaku. Tyto změny krevního tlaku mohou být buď vyvolány nebo spontánní. Evokované změny krevního tlaku mohou být výsledkem:
Kvantifikace závisí na experimentálním nastavení a může zahrnovat metody, jako je regrese, křížová korelace, analýza přenosových funkcí nebo montáž matematických modelů.
Velkou výzvou zůstává měření a pochopení autoregulace mozku. Navzdory velkému klinickému zájmu a velkému výzkumnému úsilí byl přínos pro pacienty dosud omezený. CARNet je multidisciplinární výzkumná komunita, která v této oblasti spolupracuje za účelem podpory a urychlení vysoce kvalitního výzkumu prostřednictvím:
Cílem sítě CARNet je vytvořit prostředí důvěry, otevřenosti a důvěrnosti, ve kterém může vzkvétat svobodná diskuse vědeckých myšlenek, dat a výsledků.
Preload – Afterload – End-systolic volume – End-diastolic volume – Frank-Starlingův zákon srdce
Výstup srdce – Wiggers diagram – diagram objemu tlaku
Chronotropní – Dromotropní – Inotropní
Baroreflex – Kinin-kallikrein systém – Renin-angiotensin systém – Vasokonstriktory – Vasodilatátory – Compliance – Vaskulární rezistence
Elektrické vedení systému srdce (Srdeční akční potenciál)