Circulação Cerebral

A circulação cerebral irriga o cérebro, um órgão com pouca capacidade de armazenar energia, mas que depende de um suprimento contínuo de oxigênio e glicose. Para proteger esse suprimento, o fluxo sanguíneo cerebral é rigidamente regulado: ele se mantém relativamente constante diante de variações na pressão arterial, é altamente sensível ao dióxido de carbono e ao oxigênio, e aumenta localmente em regiões ativas para corresponder à atividade neural.

Definition

A circulação cerebral é o leito vascular regional que irriga o cérebro; seu fluxo sanguíneo é regulado por autorregulação, por sensibilidade ao dióxido de carbono e ao oxigênio arteriais, e por acoplamento neurovascular, de modo que a perfusão seja mantida e correspondida à atividade neural.

Scope

Esta entrada aborda os principais controladores do fluxo sanguíneo cerebral — a autorregulação da pressão, a forte resposta ao dióxido de carbono e ao oxigênio arteriais, o acoplamento neurovascular e as influências autonômicas e endoteliais. Ela trata a perfusão cerebral como fisiologia regulatória normal e como pano de fundo para a compreensão da isquemia e da dinâmica intracraniana, não como orientação clínica.

Core questions

• Como o fluxo sanguíneo cerebral é mantido relativamente constante apesar das mudanças na pressão arterial?
• Por que o fluxo sanguíneo cerebral é tão sensível ao dióxido de carbono arterial?
• Como a atividade neural local aumenta o fluxo sanguíneo local (acoplamento neurovascular)?
• O que restringe a perfusão cerebral dentro do crânio rígido?

Key concepts

• Autorregulação cerebral
• Reatividade ao dióxido de carbono (CO2)
• Vasodilatação hipóxica
• Acoplamento neurovascular (hiperemia funcional)
• Pressão de perfusão cerebral
• Restrição da pressão intracraniana
• Sinalização de astrócitos e pericitos

Key theories

Autorregulação cerebral

Os vasos de resistência cerebrais ajustam seu tônus em resposta a mudanças na pressão de perfusão, de modo que o fluxo sanguíneo cerebral é mantido relativamente constante em uma faixa de pressões arteriais, protegendo o cérebro tanto da hipoperfusão quanto da hiperperfusão.

Acoplamento neurovascular

A atividade neural e glial local desencadeia vasodilatação em vasos próximos, aumentando o fluxo sanguíneo para regiões cerebrais ativas e correspondendo a perfusão local à demanda metabólica local; esse acoplamento é a base fisiológica dos sinais de imagem funcional do cérebro.

Mechanisms

O fluxo sanguíneo cerebral é determinado pela pressão de perfusão cerebral (a diferença entre a pressão arterial e a pressão intracraniana) dividida pela resistência cerebrovascular. Vários controladores atuam sobre essa resistência. A autorregulação, por meio de respostas miogênicas e metabólicas, mantém o fluxo relativamente estável à medida que a pressão de perfusão varia dentro de uma faixa. Os vasos cerebrais são fortemente reativos ao dióxido de carbono arterial, dilatando-se quando ele aumenta e contraindo-se quando ele diminui, e dilatam em resposta à hipóxia grave. O acoplamento neurovascular liga a atividade neuronal e glial local, incluindo a sinalização de astrócitos e as respostas de pericitos, à dilatação dos vasos próximos, de modo que as regiões ativas recebam mais fluxo. Influências autonômicas e endoteliais modulam essas respostas. Como o cérebro está dentro do crânio rígido, a pressão intracraniana é um determinante adicional da perfusão.

Clinical relevance

A rígida regulação do fluxo sanguíneo cerebral explica por que o cérebro é vulnerável quando a autorregulação, a reatividade ao dióxido de carbono ou a pressão de perfusão são perturbadas, como no acidente vascular cerebral, na pressão intracraniana elevada ou na síncope. O acoplamento neurovascular sustenta os sinais usados na imagem funcional do cérebro. Esta entrada descreve a fisiologia regulatória normal como pano de fundo e não é uma base para diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

A fisiologia aqui resumida é extraída de revisões integrativas da regulação do fluxo sanguíneo cerebral humano, da síntese clássica do fluxo sanguíneo cerebral e do consumo de oxigênio, e de revisões da base celular do acoplamento neurovascular, em vez de ensaios clínicos ou diretrizes de prática.

History

A medição do fluxo sanguíneo cerebral e do consumo de oxigênio em humanos no século XX, sintetizada por Lassen, estabeleceu os conceitos de autorregulação e reatividade ao dióxido de carbono. Trabalhos posteriores esclareceram os mecanismos celulares pelos quais a atividade neural e glial impulsiona o fluxo local, e estudos humanos integrativos reuniram os controles de pressão, gases sanguíneos e neurais em uma explicação unificada da perfusão cerebral.

Debates

Como o acoplamento neurovascular é iniciado no nível celular?

As contribuições relativas de neurônios, astrócitos e pericitos, e das moléculas de sinalização que ligam a atividade à vasodilatação, permanecem ativamente investigadas, sem que um único mecanismo explique completamente a hiperemia funcional.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Por que o fluxo sanguíneo cerebral é tão sensível ao dióxido de carbono?

Os vasos de resistência cerebrais dilatam quando o dióxido de carbono arterial aumenta e se contraem quando ele diminui, tornando o dióxido de carbono um dos mais poderosos reguladores fisiológicos do fluxo sanguíneo cerebral; é por isso que a hiperventilação, que diminui o dióxido de carbono, reduz a perfusão cerebral.

O que é acoplamento neurovascular?

É o processo pelo qual o aumento da atividade em uma região cerebral desencadeia vasodilatação local e aumento do fluxo sanguíneo para essa região, correspondendo a perfusão à demanda metabólica; é a base fisiológica dos sinais usados na imagem funcional do cérebro.