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脳の自動調節は、哺乳類において適切かつ安定した脳血流を維持することを目的とするプロセスです。体のほとんどのシステムはある程度の自動調節を示しますが、[1]脳は過剰灌流と不足灌流に非常に敏感です。脳の自動調節は、その領域への適切な血流を維持する上で重要な役割を果たします。脳は代謝要求が高いため、脳灌流は生命維持に不可欠です。脳の自動調節により、体はこの代謝ニーズに応じて酸素と栄養素を含む十分な血液を脳組織に供給し、CO2やその他の老廃物を除去することができます。
脳の自動調節とは、血圧の変化時に血流を適切なレベルに維持する生理学的メカニズムを指します。ただし、動脈の二酸化炭素レベル、脳の代謝率、神経の活性化、交感神経系の活動、姿勢、およびその他の生理学的変数の重要な影響により、脳の自動調節は、脳血流調節のより広い分野を包含すると解釈されることがよくあります。この分野には、CO 2反応性、神経血管結合、および脳血行動態のその他の側面などの領域が含まれます。
脳血流のこの調節は主に小動脈、細動脈によって行われ、これらの動脈は複数の複雑な生理学的制御システムの影響を受けて拡張または収縮します。これらのシステムの障害は、例えば脳卒中、外傷または麻酔後、未熟児で発生する可能性があり、その後の脳損傷の発症に関係しています。脳血流、頭蓋内圧、血圧、CO2レベル、脳酸素消費量などの関連する生理学的信号を非侵襲的に測定することは困難です。その後の制御システムの評価はさらに困難です。血流制御の生理学と患者の転帰を最適化するための最良の臨床介入については、まだ多くのことがわかっていません。
生理学的メカニズム
脳の自己調節のプロセスには、代謝、筋原性、神経性の3つの異なるメカニズムが関与していると考えられています。[2]
代謝調節
代謝調節は、脳代謝（需要）と脳血流による酸素供給（供給）の差によって行われ、血管作動薬によって作用します。原理的には、血流をその需要に見合ったものにしようとする負のフィードバック制御システムです。
筋原性調節
経壁血圧の変化の影響は、おそらくストレス感知機構を介して細動脈の血管平滑筋によって直接検出され、それに応じて口径が調整され、血流が一定に保たれます。
神経調節
抵抗細動脈の血管平滑筋アクチュエータは、適切な脳幹自律制御センターからの入力を受け取り、交感神経支配を介して制御されます。副交感神経繊維によって放出される一酸化窒素も役割を果たしている可能性があります。
脳の自律調節機能の評価
脳の自動調節機能を評価するには、少なくとも動脈血圧と脳血流を継続的に測定する必要があります。CO 2レベルは脳の自動調節機能に大きな影響を与えるため、CO 2も継続的に測定することが推奨されます。
動脈血圧の測定
動脈血圧は、動脈ラインを使用して侵襲的に測定できます。ただし、ボリュームクランプ法を使用して非侵襲的に指の動脈圧を測定することもできます。この技術では、膨張可能な指カフと赤外線プレチスモグラフを組み合わせて使用します。
脳血流の測定
脳血流はさまざまな方法で定量化できますが、現在最も多く使用されているのは、経頭蓋ドップラー超音波検査、磁気共鳴画像法、近赤外線分光法という 3 つの非侵襲的手段です。
脳の自己調節の定量化
脳の自己調節の定量化には、常に血圧の変化に関連した脳血流の変化が含まれます。この血圧の変化は誘発性または自発性です。誘発性血圧の変化は、次の原因で起こります。
- 収縮期血圧以上に膨らんだ脚カフを解放する
- 一定の速度で呼吸する
- バルサルバ法を行う
- しゃがんで立つ、または座って立つ動作を行う
- 下半身の負圧
- 血圧を上げたり下げたりする薬理学的方法
定量化は実験の設定に依存し、回帰、相互相関、伝達関数分析、数学モデルの適合などの方法が含まれる場合があります。
脳の自動調節を測定し理解することは依然として大きな課題です。臨床上の関心が高く、研究に多大な努力が払われているにもかかわらず、患者への利益はこれまでのところ限られています。
参照
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参考文献
- ^ 「CV生理学 | 臓器血流の自動調節」www.cvphysiology.com。
- ^ Paulson OB、Strandgaard S、Edvinsson L ( 1990)。「脳の自己調節」。脳血管および脳代謝レビュー。2 (2): 161–192。PMID 2201348。