Circulación Cerebral

La circulación cerebral irriga el cerebro, un órgano que tiene poca capacidad para almacenar energía, pero que depende de un suministro continuo de oxígeno y glucosa. Para proteger este suministro, el flujo sanguíneo cerebral se regula de forma estricta: se mantiene relativamente constante a pesar de los cambios en la presión arterial, es altamente sensible al dióxido de carbono y al oxígeno, y se incrementa localmente en las regiones activas para igualar la actividad neuronal.

Definition

La circulación cerebral es el lecho vascular regional que irriga el cerebro; su flujo sanguíneo se regula mediante autorregulación, por la sensibilidad al dióxido de carbono y al oxígeno arteriales, y por el acoplamiento neurovascular, de modo que la perfusión se mantiene y se ajusta a la actividad neuronal.

Scope

Esta entrada aborda los principales mecanismos de control del flujo sanguíneo cerebral: la autorregulación de la presión, la fuerte respuesta al dióxido de carbono y al oxígeno arteriales, el acoplamiento neurovascular y las influencias autonómicas y endoteliales. Trata la perfusión cerebral como fisiología reguladora normal y como base para comprender la isquemia y la dinámica intracraneal, no como una guía clínica.

Core questions

• ¿Cómo se mantiene el flujo sanguíneo cerebral relativamente constante a pesar de los cambios en la presión arterial?
• ¿Por qué el flujo sanguíneo cerebral es tan sensible al dióxido de carbono arterial?
• ¿Cómo la actividad neuronal local aumenta el flujo sanguíneo local (acoplamiento neurovascular)?
• ¿Qué limita la perfusión cerebral dentro del cráneo rígido?

Key concepts

• Autorregulación cerebral
• Reactividad al dióxido de carbono (CO2)
• Vasodilatación hipóxica
• Acoplamiento neurovascular (hiperemia funcional)
• Presión de perfusión cerebral
• Restricción por la presión intracraneal
• Señalización de astrocitos y pericitos

Key theories

Autorregulación cerebral

Los vasos de resistencia cerebrales ajustan su tono en respuesta a los cambios en la presión de perfusión, de modo que el flujo sanguíneo cerebral se mantiene relativamente constante en un rango de presiones arteriales, protegiendo al cerebro tanto de la hipoperfusión como de la hiperperfusión.

Acoplamiento neurovascular

La actividad neuronal y glial local desencadena la vasodilatación en los vasos cercanos, aumentando el flujo sanguíneo a las regiones cerebrales activas y ajustando la perfusión local a la demanda metabólica local; este acoplamiento es la base fisiológica de las señales de neuroimagen funcional.

Mechanisms

El flujo sanguíneo cerebral está determinado por la presión de perfusión cerebral (la diferencia entre la presión arterial y la presión intracraneal) dividida por la resistencia cerebrovascular. Varios mecanismos de control actúan sobre esa resistencia. La autorregulación, a través de respuestas miogénicas y metabólicas, mantiene el flujo relativamente estable a medida que la presión de perfusión varía dentro de un rango. Los vasos cerebrales son fuertemente reactivos al dióxido de carbono arterial, dilatándose cuando este aumenta y contrayéndose cuando disminuye, y se dilatan en respuesta a la hipoxia severa. El acoplamiento neurovascular vincula la actividad neuronal y glial local, incluyendo la señalización de astrocitos y las respuestas de pericitos, con la dilatación de los vasos cercanos para que las regiones activas reciban más flujo. Las influencias autonómicas y endoteliales modulan estas respuestas. Dado que el cerebro se encuentra dentro del cráneo rígido, la presión intracraneal es un determinante adicional de la perfusión.

Clinical relevance

La estricta regulación del flujo sanguíneo cerebral explica por qué el cerebro es vulnerable cuando la autorregulación, la reactividad al dióxido de carbono o la presión de perfusión se alteran, como en el accidente cerebrovascular, el aumento de la presión intracraneal o el síncope. El acoplamiento neurovascular subyace a las señales utilizadas en la neuroimagen funcional. Esta entrada describe la fisiología reguladora normal como contexto y no constituye una base para el diagnóstico o el tratamiento.

Evidence & guidelines

La fisiología aquí resumida se basa en revisiones integradoras de la regulación del flujo sanguíneo cerebral humano, la síntesis clásica del flujo sanguíneo cerebral y el consumo de oxígeno, y revisiones de la base celular del acoplamiento neurovascular, en lugar de ensayos clínicos o guías de práctica clínica.

History

La medición del flujo sanguíneo cerebral y el consumo de oxígeno en humanos en el siglo XX, sintetizada por Lassen, estableció los conceptos de autorregulación y reactividad al dióxido de carbono. Trabajos posteriores aclararon los mecanismos celulares por los cuales la actividad neuronal y glial impulsa el flujo local, y estudios integradores en humanos unificaron los controles de presión, gases en sangre y neuronales en una descripción coherente de la perfusión cerebral.

Debates

¿Cómo se inicia el acoplamiento neurovascular a nivel celular?

Las contribuciones relativas de las neuronas, los astrocitos y los pericitos, así como de las moléculas de señalización que vinculan la actividad con la vasodilatación, siguen siendo objeto de investigación activa, sin que ningún mecanismo único explique completamente la hiperemia funcional.

Key figures

• Niels A. Lassen
• Philip N. Ainslie
• David Attwell

Seminal works

• lassen-1959
• attwell-2010
• willie-2014

Frequently asked questions

¿Por qué el flujo sanguíneo cerebral es tan sensible al dióxido de carbono?

Los vasos de resistencia cerebrales se dilatan cuando aumenta el dióxido de carbono arterial y se contraen cuando disminuye, lo que convierte al dióxido de carbono en uno de los reguladores fisiológicos más potentes del flujo sanguíneo cerebral; por esta razón, la hiperventilación, que reduce el dióxido de carbono, disminuye la perfusión cerebral.

¿Qué es el acoplamiento neurovascular?

Es el proceso por el cual el aumento de la actividad en una región cerebral desencadena una vasodilatación local y un mayor flujo sanguíneo a esa región, ajustando la perfusión a la demanda metabólica; es la base fisiológica de las señales utilizadas en la neuroimagen funcional.