脑循环

脑循环为大脑供血，大脑储存能量的能力很弱，却依赖于氧气和葡萄糖的持续供应。为了保护这种供应，脑血流受到严格调节：它在血压变化时保持相对恒定，对二氧化碳和氧气高度敏感，并在活跃区域局部增加以匹配神经活动。

Definition

脑循环是向大脑供血的局部血管床；其血流通过自动调节、对动脉二氧化碳和氧气的敏感性以及神经血管耦合进行调节，以维持灌注并与神经活动相匹配。

Scope

本条目涵盖了脑血流的主要控制因素——压力自动调节、对动脉二氧化碳和氧气的强烈反应、神经血管耦合以及自主神经和内皮影响。它将脑灌注视为正常的调节生理学，并作为理解缺血和颅内动力学的背景知识，而非临床指导。

Core questions

• 尽管动脉压发生变化，脑血流如何保持相对恒定？
• 为什么脑血流对动脉二氧化碳如此敏感？
• 局部神经活动如何增加局部血流（神经血管耦合）？
• 在坚硬的颅骨内，什么限制了脑灌注？

Key concepts

• 脑自动调节
• 二氧化碳（CO2）反应性
• 缺氧性血管舒张
• 神经血管耦合（功能性充血）
• 脑灌注压
• 颅内压限制
• 星形胶质细胞和周细胞信号

Key theories

脑自动调节

脑阻力血管根据灌注压的变化调整其张力，使脑血流在一定动脉压范围内保持相对恒定，从而保护大脑免受灌注不足和灌注过度的影响。

神经血管耦合

局部神经和胶质细胞活动触发附近血管的血管舒张，增加流向活跃脑区域的血流，使局部灌注与局部代谢需求相匹配；这种耦合是功能性脑成像信号的生理基础。

Mechanisms

脑血流由脑灌注压（动脉压与颅内压之差）除以脑血管阻力决定。有几个控制因素作用于该阻力。自动调节通过肌源性和代谢反应，在灌注压在一定范围内变化时保持血流相对稳定。脑血管对动脉二氧化碳反应强烈，当二氧化碳升高时扩张，降低时收缩，并在严重缺氧时扩张。神经血管耦合将局部神经元和胶质细胞活动（包括星形胶质细胞信号和周细胞反应）与附近血管的扩张联系起来，从而使活跃区域获得更多血流。自主神经和内皮影响调节这些反应。由于大脑位于坚硬的颅骨内，颅内压是灌注的额外决定因素。

Clinical relevance

脑血流的严格调节解释了为什么当自动调节、二氧化碳反应性或灌注压受到干扰时（如中风、颅内压升高或晕厥），大脑会变得脆弱。神经血管耦合是功能性脑成像中使用的信号的基础。本条目描述了正常的调节生理学作为背景知识，并非诊断或治疗的依据。

Evidence & guidelines

此处总结的生理学内容来源于对人类脑血流调节的综合综述、脑血流和氧消耗的经典综合研究，以及对神经血管耦合细胞基础的综述，而非临床试验或实践指南。

History

20世纪对人类脑血流和氧消耗的测量，经Lassen综合，确立了自动调节和二氧化碳反应性的概念。后来的工作阐明了神经和胶质细胞活动驱动局部血流的细胞机制，综合性人体研究将压力、血气和神经控制整合为对脑灌注的统一解释。

Debates

神经血管耦合在细胞水平上是如何启动的？

神经元、星形胶质细胞和周细胞的相对贡献，以及连接活动与血管舒张的信号分子，仍然是积极研究的领域，目前没有单一机制能完全解释功能性充血。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

为什么脑血流对二氧化碳如此敏感？

当动脉二氧化碳升高时，脑阻力血管扩张；当二氧化碳降低时，它们收缩，这使得二氧化碳成为脑血流最强大的生理调节剂之一；这就是为什么过度换气（降低二氧化碳）会减少脑灌注。

什么是神经血管耦合？

它是指大脑区域活动增加时，触发该区域局部血管舒张和血流增加的过程，使灌注与代谢需求相匹配；它是功能性脑成像中使用的信号的生理基础。