第三节　脑血流量的生理调节

脑是机体高级神经活动的器官，它的功能和代谢极为活跃，需要有充足稳定血液供应。脑血液循环和全身血液循环一样，具有重要的生理功能，输送营养物质到脑细胞以维持脑的正常代谢与功能活动；收集和排出脑代谢产物以及不能被脑利用的产物；维持脑内环境稳定，如渗透压、颅内压、酸碱度及水电解质平衡。由于脑是调节和控制身体各器官活动的重要中枢，脑血流量就有它特殊的重要性。脑的重量仅为体重的2%~3%，但保证大脑正常生理活动的血液量占心输出量的20%，脑对氧的需要量很高，占全身氧耗量的20%，脑组织中灰质的氧耗量是白质的3~5倍；脑的葡萄糖消耗量占全身消耗量的17%。

正常生理状态下，脑血流量在自动调节、化学调节和神经调节作用下，成人脑血流量保持在750ml/min，平均约为50ml/100g/min，当平均脑血流量减少到25~30ml/100g脑组织/min时，脑发生氧和葡萄糖的缺少，迅速出现脑功能紊乱和脑组织破坏，发生神经紊乱，甚至意志丧失。脑组织内储存的糖原和氧储量甚微，因此，能耐受缺氧的时间极为有限，脑血液供应停止8~12秒，大量灰质内的氧即几乎耗尽，并迅速出现脑电图异常和意识障碍，停止3~4分钟，脑组织内游离葡萄糖耗尽；停止5分钟，神经元就开始死亡；停止8~10分钟，脑组织的损伤就是不可逆的。由此可见，及时的、充足而稳定的脑血液供应，对保障脑组织正常功能是极其重要的。

脑的供血以脑血流量来表示。脑血流量指一定时间内，一定重量的脑组织中所通过的血液量，即每100g脑组织每分钟通过的血液毫升数。脑血管随管腔内压力变化而改变其直径，使脑血流量在一定灌注压　（cerebal perfusion pressure，CPP）范围内得以保持稳定不变或稍变的过程称为脑血流的自动调节。在自动调节过程中，脑动脉灌注压和脑血管阻力　（cerebral vascular resistance，CVR）是决定脑血流量的两个重要因素。

脑灌注压是指输入颅内的平均动脉压（MABP）与输出颅外的平均静脉压（MVBP）两者之间的压力差，以千帕（kPa）或毫米汞柱（mmHg）表示。平均动脉压为舒张压加上脉压的1/3，平均静脉压与平均颅内压　（MICP）基本相同。脑灌注压可用以下公式表示：CPP=MABP-MVBP。

脑血流量（CBF）与脑灌注压（CPP）成正比，与血管阻力（CVB）成反比，因此，脑血流量公式为：

正常情况下，脑底动脉环的颈内动脉收缩压约为13.3kPa（100mmHg），舒张压约为8.67kPa（65mmHg），因此，平均动脉压 =舒张压 +1/3脉压，即8.67+　[（13.3-8.67）]/3=10.22kPa或65+[（100-65）]/3=77mmHg。 正常平均静脉压几乎为零， 所以灌注压约为10.22kPa（77mmHg）。脑血管阻力正常平均值为0.18~0.2kPa（1.4~1.5mmHg）。正常脑血流量可按以下公式计算：

即正常脑流量为50~55ml/100g脑组织/min。成年人全脑如以1400~1500g计算，则全脑的血流量每分钟约750ml。

在正常PaO2、PaCO2及血液阻力、pH值不变和无脑组织损伤的情况下，脑血流量直接与输入脑的平均动脉压成正比，但不呈线性关系。事实与此相反，在一定范围内的动脉灌注压波动而不引起脑血流改变的现象称为脑血流的自动调节。当动脉灌注压升高到维持脑血流恒定最高值时，此时脑血管阻力增高到最大，若动脉灌注压超过该点时则脑血流量呈线性增高，血管阻力仅见降低，维持脑血流量恒定的最高灌注压值即为脑血流自动调节的上限。相反，如灌注压降到维持脑血流量恒定最低值时，此时脑血流量恒定，脑血管阻力最低，若动脉灌注压进一步降低则脑血流量呈线性减少。维持脑血流量恒定的最低动脉灌注压称为脑血流自动调节下限。

由于脑血管自动的调节作用，在血压为8~24kPa（60~180mmHg）范围内，动脉灌注压波动不会引起脑血流量的改变。只有动脉压下降至8kPa（自动调节下限）以下，或上升至24kPa（自动调节上限）以上时，超出了脑血管自动调节允许范围，自动调节作用机制受到损害，甚至完全丧失，此时血脑屏障的结构和功能也受损害，这些都严重影响脑的代谢和功能。

当脑血流量恒定时，流体力学的知识告诉我们，在一定的路径中，血流量恒定则流速与管径成反比。管径越大，流速越慢；反之，管径越小，流速越快。