naturoNEWS Poznaj tajniki zdrowia!

Krążenie mózgowe

Krążenie mózgowe jest fascynującym i istotnym elementem fizjologii człowieka, który pełni kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia i funkcjonalności mózgu. Składa się ono z złożonej sieci naczyń krwionośnych, dostarczających mózg tlen i niezbędne składniki odżywcze, jednocześnie usuwając produkty przemiany materii. Zapewnia to ciągłą i niezakłóconą pracę mózgu, co stanowi jeden z istotniejszych elementów naszej fizjologii. Zrozumienie krążenia mózgowego jest nieodzowne, gdyż zaburzenia w jego delikatnej równowadze mogą mieć poważne konsekwencje dla zdrowia i życia. W niniejszym artykule przybliżymy istotne aspekty tego procesu, włączając w to jego anatomię, mechanizmy regulacyjne oraz znaczenie właściwego funkcjonowania dla zachowania zdrowia mózgu. Dodatkowo, omówimy potencjalne zagrożenia oraz metody profilaktyki chorób.

Podstawowe elementy ukrwienia mózgu

Krążenie mózgowe składa się z dwóch głównych części: zaopatrującego krążenia tętniczego i drenującego krążenia żylnego. Podobnie jak w przypadku krążenia tętniczego w innych częściach ciała, krążenie mózgowe rozpoczyna się na lewej stronie serca i następnie przepływa przez aortę. Mózg, będący jednym z najbardziej ukrwionych narządów w organizmie, otrzymuje dopływ krwi tętniczej poprzez dwie pary dużych tętnic: tętnice szyjne wewnętrzne i tętnice kręgowe. Pierwsze zaopatrują głównie mózg, podczas gdy tętnice kręgowe łączą się, tworząc tętnicę podstawną. Gałęzie tętnic kręgowych i podstawnej dostarczają krew do móżdżku oraz pnia mózgu.

Tętnica podstawna łączy się z dwiema tętnicami szyjnymi wewnętrznymi i innymi tętnicami łączącymi, tworząc u podstawy mózgu strukturę zwaną kręgiem Willisa. Z tego kręgu powstają trzy pary głównych tętnic: przednie, środkowe i tylne tętnice mózgowe, które rozgałęziają się na coraz mniejsze tętnice i tętniczki, które biegną wzdłuż powierzchni, aż przenikną do tkanki mózgowej, dostarczając krew do odpowiednich obszarów mózgu.¹

Drenaż żylny z półkul mózgowych składa się z dwóch głównych grup żył bezzastawkowych: powierzchniowych korowych i głębokich centralnych. Powierzchniowe żyły korowe drenują korę mózgową i podkorową istotę białą. Głębokie żyły centralne, w tym wielka żyła Galena, drenują głęboką istotę białą oraz szarą i – zespalając się z żyłami korowymi – uchodzą do zatoki strzałkowej górnej.²

Mikrokrążenie odnosi się do obszaru, gdzie zachodzi wymiana tlenu i składników odżywczych wewnątrz naczyń krwionośnych. Jest to punkt końcowy interakcji tzw. makrokrążenia, czyli ogólnego krążenia tętniczego i żylno-krwionośnego z mózgiem. Naczynia włosowate mózgu tworzą gęstą sieć połączonych naczyń, składających się głównie z wyspecjalizowanych komórek śródbłonka. Wszystkie naczynia włosowate w mózgu są stale ukrwione. Uważa się, że prawie każdy neuron w mózgu ma swoją własną kapilarę, co podkreśla kluczową rolę krążenia mózgowego w utrzymaniu jego prawidłowej funkcji. W warunkach normalnych, gęstość naczyń włosowatych w mózgu różni się znacząco w zależności od lokalizacji i zapotrzebowania energetycznego. ^1,3

Ze względu na swoją rolę w zdrowiu i chorobie bariera krew–mózg (blood-brain barrier, BBB) jest prawdopodobnie najważniejszym składnikiem układu mikrokrążenia. Bariera ta jest obecna w jego całym układzie regulacyjnym. Jest to zarówno bariera selektywna, jak i aparat transportowy, utworzony głównie przez komórki śródbłonka, które są ściśle połączone oraz wzmocnione przez perycyty, astrocyty i blaszkę podstawną. Bariera krew–mózg stanowi „jednostkę nerwowo-naczyniową”, która jest swego rodzaju połączeniem między krążeniem obwodowym a mózgiem. ^1,4

Co oznacza krążenie mózgowe? Funkcje ukrwienia mózgu

Chociaż mózg waży jedynie ok. 2% całkowitej masy ciała, to otrzymuje 15% rzutu serca (czyli objętości krwi, którą serce tłoczy w ciągu jednej minuty do naczyń krwionośnych), zużywa 20% całkowitego tlenu w organizmie i 25% całkowitej glukozy we krwi.⁵ W związku z tym, mózg w decydującym stopniu polega na stałym i odpowiednim dopływie krwi ze względu na bardzo wysokie tempo zużycia energii oksydacyjnej i glukozy. Wynika to z nieustannej potrzeby utrzymania i przywrócenia gradientów jonów w błonie komórkowej, potencjałów czynnościowych oraz regulacji neurotransmisji, które przyczyniają się do tak wysokiego zapotrzebowania mózgu na energię. Dlatego właśnie odpowiednie funkcjonowanie krążenia mózgowego jest kluczowe do odżywienia tego organu i dostarczenia mu niezbędnych składników odżywczych.⁶

Mózgowy przepływ krwi (cerebral blood flow, CBF) szacuje się na 50 ml krwi/100 g tkanki/min w stanie spoczynku. Zużycie glukozy w mózgu, oceniane na podstawie pomiaru różnicy tętniczo-żylnej wynosi 31 mmol/100 g/min, podczas gdy zużycie tlenu wynosi 160 mmol/100 g/min. Nawet kilkunastosekundowe zatrzymanie dopływu tlenu powoduje zaburzenia funkcjonowania mózgu, objawiające się utratą przytomności. Dlatego właśnie CBF jest ściśle regulowane, aby sprostać wymaganiom metabolicznym mózgu. Za dużo krwi (przekrwienie) może podnieść ciśnienie wewnątrzczaszkowe, które może uciskać i uszkadzać delikatną tkankę mózgową. Zbyt mały przepływ krwi (niedokrwienie) występuje, jeśli przepływ krwi do mózgu jest mniejszy niż 20–25 ml/100 g/min, a śmierć tkanki następuje, jeśli przepływ spadnie poniżej 10 ml/100 g/min. Należy pamiętać, że średnia wielkość CBF podlega zmianie w ciągu życia. Uważa się, że wraz z wiekiem mózgowy przepływ krwi ulega zmniejszeniu.^7-9

Bariera krew-mózg tworzy kontrolowane mikrośrodowisko poprzez specyficzne kanały jonowe oraz transportery, w tym te dla sodu, potasu, wapnia i chlorków, które utrzymują optymalny skład jonowy niezbędny do sygnalizacji neuronowej i synaptycznej. Dla niektórych mniejszych metabolitów i składników odżywczych BBB pozwala na dyfuzję pasywną, natomiast dla innych substancji, które nie mogą jej przekroczyć, istnieją specjalne systemy transportu, aby dostarczyć je w odpowiednich ilościach. Dodatkowo, zważywszy na obecność wielu podobnych neuroprzekaźników zarówno w centralnym, jak i obwodowym układzie nerwowym, BBB pomaga w separacji ich pól, minimalizując przenikanie między układami. Chroni to mózg przed nagłymi zmianami poziomu neurotransmiterów we krwi. Bariera krew-mózg również uniemożliwia dostęp wielu makrocząsteczek, np. białek surowicy, do mózgu. Przeniknięcie cząsteczek o dużej masie cząsteczkowej przez uszkodzoną barierę może prowadzić do poważnych konsekwencji zdrowotnych. Regulowane jest również przenikanie potencjalnych neurotoksyn do mózgu, zarówno tych pochodzących z źródeł endogennych, jak i egzogennych, takich jak ksenobiotyki spożywane w diecie lub nabyte w inny sposób ze środowiska.^4,6,9

Zaburzenia krążenia mózgowego

Kiedy krążenie mózgowe jest zaburzone, do mózgu dociera mniej krwi, a zatem też tlenu i glukozy. Może to powodować nieprawidłowości w pracy mózgu, jego strukturze oraz problemy neurologiczne. „Niedożywienie” mózgu może prowadzić do nieodwracalnych skutków, a nawet śmierci.⁹ Niektóre stany związane z zaburzeniami krążenia mózgowego obejmują:

Udar mózgu

Jest to poważny stan chorobowy zagrażający życiu, który występuje, gdy dopływ krwi do części mózgu zostaje odcięty lub ograniczony. Prowadzi do obumierania komórek mózgowych, co może skutkować uszkodzeniem mózgu, niepełnosprawnością lub nawet śmiercią. Udar może być wywołany przez zakrzep, który blokuje przepływ krwi do mózgu (nazywany udarem niedokrwiennym) lub przez pęknięcie naczynia krwionośnego, co uniemożliwia przepływ krwi (nazywane udarem krwotocznym). Istnieje także przemijający atak niedokrwienny, który jest spowodowany tymczasowym zablokowaniem przepływu krwi przez skrzep. Główne objawy udaru to niedowład kończyn i twarzy po jednej stronie ciała oraz zaburzenia mowy. Udary są nagłymi i poważnymi przypadkami medycznymi, dlatego natychmiastowe leczenie jest niezbędne.

Niedotlenienie mózgu

Jest to stan neurologiczny, który występuje, gdy mózg nie otrzymuje wystarczającej ilości tlenu, nawet jeśli przepływ krwi pozostaje odpowiedni. Stan ten stanowi nagły przypadek medyczny, który może być rezultatem różnorodnych zdarzeń, takich jak utonięcie, zadławienie, uduszenie, zatrzymanie akcji serca lub uraz głowy, które prowadzą do odcięcia dopływu tlenu do mózgu. Niedotlenienie mózgu może prowadzić do śmierci komórek nerwowych, uszkodzenia narządu, a nawet śmierci pacjenta. Objawy łagodnego niedotlenienia mózgu mogą obejmować zaburzenia pamięci, koncentracji uwagi, trudności w podejmowaniu decyzji oraz zmianę koloru skóry i/lub ust. W przypadku dłuższego ograniczenia dostępu do tlenu, nawet przez kilka minut, może dojść do stanu śpiączki, drgawek lub nawet śmierci mózgu.¹¹

Obrzęk mózgu

Jest to stan zagrażający życiu, który powoduje gromadzenie się płynu w mózgu. Najczęstsza jego postać wynika z zakłócenia bariery krew–mózg. Przy naruszeniu BBB, jony i białka przepływają swobodniej do przestrzeni pozanaczyniowej, co powoduje osmotyczne zasysanie płynu do śródmiąższu mózgu. Ponieważ mózg jest otoczony sztywną czaszką, dochodzi do zwiększenia ciśnienia wewnątrzczaszkowego, wywołanego przez zwiększoną objętość płynu. Zwiększone ciśnienie może uniemożliwiać przepływ krwi bogatej w tlen do mózgu, blokować opuszczanie płynów z mózgu, a nawet uszkadzać lub zabijać komórki mózgowe. Obrzęk może być reakcją organizmu na poważny uraz mózgu, udar niedokrwienny, guza mózgu, infekcje, krwotok wewnątrzmózgowy czy przebywanie na dużej wysokości. Jest stanem zagrażającym życiu, który może spowodować trwałe uszkodzenie mózgu lub śmierć, jeśli nie zostanie szybko leczony.¹²

Tętniak mózgu

Jest to zwężone lub osłabione miejsce na tętnicy mózgowej, które się wybrzusza i wypełnia krwią. Powiększony tętniak może wywierać nacisk na nerwy lub tkankę mózgową, a także pęknąć, powodując rozlanie krwi do otaczających tkanek. Pęknięty tętniak może powodować poważne problemy zdrowotne, takie jak udar krwotoczny, uszkodzenie mózgu, śpiączkę, a nawet śmierć. Niektóre tętniaki mózgu, szczególnie te niewielkich rozmiarów, nie pękają lub nie powodują innych problemów. Tego typu tętniaki są zwykle wykrywane podczas badań obrazowych w celu wykrycia innych schorzeń. Tętniaki mózgu mogą wystąpić w dowolnym miejscu organu, ale większość tworzy się w głównych tętnicach u podstawy czaszki.¹³

Zaburzenia krążenia mózgowego – przyczyny dietozależne

Podobnie jak w przypadku pozostałych elementów układu krwionośnego, dieta oraz styl życia mają wpływ na zdrowie, funkcje oraz choroby krążenia mózgowego. Otyłość brzuszna, dyslipidemia, nadciśnienie tętnicze oraz hiperglikemia, które składają się na zespół metaboliczny i są szeroko rozpowszechnione w społeczeństwach krajów zachodnich, przyczyniają się do zmian strukturalnych i funkcjonalnych w naczyniach obwodowych oraz mózgu.¹⁴ Istnieją również inne czynniki powiązane, takie jak nieodpowiednia dieta, brak aktywności fizycznej oraz inne zachowania niezgodne ze zdrowym stylem życia, które znacząco wpływają na rozwój zespołu metabolicznego.

Otyłość brzuszna wiąże się ze zmianami metabolicznymi, takimi jak podwyższone stężenie wolnych kwasów tłuszczowych oraz zmienioną produkcją cytokin prozapalnych i przeciwzapalnych, co prowadzi do przewlekłego stanu prozapalnego. Te czynniki odgrywają istotną rolę w regulacji metabolicznej oraz fizjologicznej homeostazie zarówno w mózgu, jak i w tkankach obwodowych.^14,15

Dyslipidemia aterogenna obejmuje hipertriglicerydemię, obniżone stężenie cholesterolu HDL (tzw. dobrego cholesterolu), zwiększone stężenie lipoprotein o bardzo małej gęstości (VLDL) oraz interakcję z układem renina–angiotensyna–aldosteron. Ten układ kontroluje objętość krwi krążącej w organizmie oraz stężenia jonów sodowych i potasowych w jego płynach ustrojowych. Zwiększona aktywność tego układu jest jednym z mechanizmów prowadzących do podwyższonego ciśnienia krwi. Nadciśnienie tętnicze ma istotny wpływ na strukturę i funkcje naczyń krwionośnych mózgu, m.in. na tworzenie się blaszek miażdżycowych, zmieniając przepływ krwi i zmniejszając średnicę naczyń. W rezultacie może to prowadzić do niedrożności tętnic i uszkodzenia niedokrwiennego. Hiperglikemia oraz insulinooporność również wpływają na proces miażdżycowy.^14,16

Zmiany w układzie naczyniowym mogą prowadzić do zwiększonego oporu naczyniowego, stanu prozakrzepowego, udaru i mikrokrwawień, a także zmniejszenia gęstości naczyń włosowatych, autoregulacji mózgowej i nieprawidłowej reaktywności naczyń. Zmiany w mikrokrążeniu mózgowym mogą natomiast wpływać na większe naczynia i CBF.¹⁷ Co więcej, substancje produkowane w organizmie, m.in. leptyna oraz regulatory stanu zapalnego, jak czynnik martwicy nowotworu α (TNF-α) i interleukiny (m.in. IL-6), są w stanie przenikać przez BBB i wywierać wpływ na funkcjonowanie mózgu. Ostatecznie czynniki te mogą przyspieszyć rozwój uszkodzeń istoty białek i atrofii mózgu (czyli stopniowego zmniejszania się rozmiarów tkanki nerwowej), co może zwiększać ryzyko rozwoju łagodnego upośledzenia funkcji poznawczych czy nawet demencji.^14,18

Profilaktyka chorób krążenia mózgowego

Odpowiednia dieta i zdrowy styl życia są kluczowymi elementami profilaktyki chorób krążenia mózgowego. Zalecenia dotyczące zdrowia układu krwionośnego opierają się na:

• wysokim spożyciu warzyw i owoców (min. 500 g dziennie, z czego większość powinny stanowić warzywa),
• wysokim spożyciu produktów pełnoziarnistych,
• włączeniu do diety roślinnych źródeł białka z roślin strączkowych, nasion, pestek i orzechów,
• ograniczeniu spożycia tłustego nabiału, mięsa oraz wędlin,
• włączeniu do diety nietropikalnych olejów roślinnych, chudego nabiału i tłustych ryb morskich,
• ograniczeniu spożycia żywności przetworzonej,
• zminimalizowaniu spożycia cukrów dodanych,
• przygotowywaniu potraw z niewielką ilością soli,
• abstynencji lub ograniczeniu spożycia alkoholu,
• ograniczeniu lub rezygnacji z wyrobów tytoniowych,
• regularnej aktywności fizycznej, co najmniej 150–300 minut tygodniowo.¹⁹

Istotnym elementem profilaktyki będzie utrzymanie zalecanej masy ciała. Otyłość jest markerem chorób zapalnych i metabolicznych. Tkanka tłuszczowa wytwarza wiele cytokin, TNF-α oraz leptynę. Ich zbyt wysokie stężenie w mózgu powoduje uszkodzenia struktury organu.²⁰

Metabolizm węglowodanów jest ściśle powiązany z metabolizmem tłuszczu, a jego wszelkie wywołane dietą wysokowęglowodanową, będą również wpływać na metabolizm lipidów. Diety oparte na niskim indeksie glikemicznym i wysokiej zawartości błonnika wydają się poprawiać kontrolę glikemii i profil lipidowy, podczas gdy węglowodany o wysokim indeksie wiążą się z podwyższonym stężeniem trójglicerydów i obniżonym poziomem HDL we krwi. Spożywanie diety wysokotłuszczowej, składającej się głównie z nasyconych kwasów tłuszczowych, zostało powiązane ze zwiększonym ryzykiem śmierci w wyniku udaru. Wysoki poziom cholesterolu w surowicy jest również czynnikiem ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu. Spożycie wielonienasyconego kwasu α-linolenowego wpływa natomiast na zmniejszenie ryzyka wystąpienia udaru. Oznacza to, że rodzaj i jakość tłuszczu mają większy wpływ na funkcje poznawcze niż jego ogólne spożycie.^21-22

Badania podkreślają znaczenie diety śródziemnomorskiej i DASH w kontekście regulacji ciśnienia krwi, co może stanowić czynnik ryzyka chorób krążenia mózgowego. Szczególnie zalecana jest dieta DASH, charakteryzująca się obniżoną kalorycznością oraz zmniejszoną zawartością tłuszczów nasyconych, cholesterolu oraz sodu, który powinien być ograniczony do 2400 mg. Taka dieta jest w stanie obniżyć ciśnienie krwi u osób cierpiących na nadciśnienie tętnicze. Skuteczne przeciwdziałanie temu nadciśnieniu jest istotnym elementem profilaktyki chorób krążenia mózgowego. Wysokie ciśnienie krwi negatywnie wpływa na naczynia mózgowe, zaburzając ich drożność oraz przepływ, co prowadzi do uszkodzeń organu].^16,23

Podsumowanie

Krążenie mózgowe jest kluczowym aspektem utrzymania zdrowia i funkcjonowania mózgu, a co za tym idzie – całego organizmu. Zrozumienie jego podstawowych elementów, funkcji, chorób, dietozależnych czynników ryzyka oraz strategii zapobiegawczych, jest niezbędne do zapewnienia zdrowego funkcjonowania mózgu i zmniejszenia ryzyka wyniszczających schorzeń, takich jak udary, obrzęk czy tętniaki. Wprowadzenie zdrowego stylu życia i odpowiedniej diety może znacząco przyczynić się do zachowania zdrowia układu sercowo-naczyniowego, w tym krążenia mózgowego, a co za tym idzie – dobrej kondycji organu.