6. Flujo sanguíneo cerebral, LC y metabolismo cer. Tem. Corporal

Flujo sanguíneo cerebral, líquido cefalorraquídeo y metabolismo cerebral

regulación de la temperatura corporal

Dr. Miguel Ángel García García Profesor Titular Área de Fisiología

ÍNDICE

CAPÍTULO 62Flujo sanguíneo cerebral, líquido cefalorraquídeo y metabolismo cerebral

CAPÍTULO 74REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA CORPORAL Y FIEBRE

Flujo sanguíneo cerebral, líquido cefalorraquídeo y metabolismo cerebral

FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

• El flujo sanguíneo normal a través del cerebro de una persona adulta es de 50-65 ml. cada 100 gr. de tejido por minuto.
• Para todo el encéfalo asciende 750-900 ml/min = el 15% del gasto cardíaco en reposo.

REGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL

Hay 3 factores metabólicos que tienen efectos importantes sobre el flujo sanguíneo cerebral:

El dióxido de carbono

Los hidrogeniones

La disminución de la PO₂

Relación entre la Pco2 arterial y el flujo sanguíneo cerebral

Arquitectura de los vasos sanguíneos cerebrales y posible mecanismo para la regulación del flujo sanguíneo por los astrocitos.

Medición del flujo sanguíneo cerebral y efectos sobre él de la actividad cerebral

• Se pudo comprobar que el flujo sanguíneo de un segmento del cerebro cambia en segundos en respuesta a la actividad neuronal local.
• Ejs. La acción de cerrar el puño provoca un aumento inmediato del flujo sanguíneo de la corteza motora del hemisf cerebral del lado opuesto.
• La acción de leer eleva el flujo sanguíneo en la corteza occipital y en el área de percepción del lenguaje de la corteza temporal.

Aumento del flujo sanguíneo en las regiones occipitales del cerebro de un gato cuando se enfocan sus ojos con una luz.

Autorregulación del flujo sanguíneo cerebral cuando varía la P/A.

• El flujo sanguíneo cerebral se mantiene casi constante entre los límites de 60 y 140mmHg de presión arterial media.
• No obstante, la P/A puede ↓ hasta los 60mmHg o ↑ a 140 mmHg sin que sucedan cambios significativos en el flujo sanguíneo cerebral.

• Cuando la P/A ↓ por debajo de 60: el flujo sanguíneo cereb resulta gravemente comprometido.
• Si la P/A sobrepasa el límite superior de autorreg: el flujo sang se eleva rápidamente y puede causar una gran distensión o la rotura de vasos sang cereb → hemorragia cerebral.

Efecto de las diferencias en la presión arterial media sobre el flujo sanguíneo cerebral en diversos seres humanos, desde el nivel de hipotensión hasta el de hipertensión.

FUNCIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO SIMPÁTICO EN EL CONTROL DEL FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL

• La estimulación simpática puede ocasionar una fuerte constricción de las arterias cerebrales.
• Durante el curso de un ejercicio vigoroso o situación similares, los impulsos simpáticos pueden constreñir las arterias grandes e intermedias, e impedir que la presión elevada llegue a los vasos sanguíneos más pequeños.

(Este mecanismo es importante para impedir la hemorragia vascular o ictus cerebral)

Microcirculación cerebral

• La densidad de capilares en la sustancia gris del cerebro es cuatro veces mayor que en la sustancia blanca.

Por ello, el nivel del flujo sanguíneo en la sustancia gris es cuatro veces mayor que en la sustancia blanca.

• Los capilares del cerebro son mucho menos permeables q los capilares de otras zonas del cuerpo.

En el cerebro los capilares están rodeados por “podocitos neurogliales” que proporcionan un soporte físico para impedir la distensión excesiva de los capilares en caso de una exposición a una presión sanguínea elevada.

El “ICTUS” CEREBRAL aparece cuando se obstruyen los vasos sanguíneos cerebrales

• La mayoría de los ACV se producen por las placas arterioscleróticas que se forman en una o mas de las grandes arterias cerebrales.

Hemorragia

Isquemia

Aterosclerosis

La placa inicia un mecanismo de coagulación → se forme un coágulo y bloquee la arteria → pérdida de funciones en las áreas cerebrales irrigadas por el vaso.

• Cerca de ¼ parte de las personas que sufren un ACV sucede por la rotura de un vaso sang → HTA↑. La hemorragia resultante comprime los tejidos cerebrales y produce edema e isquemia cerebral.

• Los efectos neurológicos de un ACV vienen determinados por el área afectada.

• También suelen perder la capacidad para hablar (área motora de Broca), parálisis espástica de los músculos del lado opuesto del cuerpo.

• Si se bloquea la arteria cerebral media en el hemisferio dominante, la persona quedará en una situación de dependencia total, debido a la pérdida del área de Wernicke implicada en la comprensión del lenguaje.

líquido cefalorraquídeo

Sistema del líquido cefalorraquídeo

• El volumen total de la cavidad que envuelve el cerebro y la médula espinal es de 1600 a 1700 ml. Unos 150 ml de éste volumen están ocupados por el LCR y el resto por el cerebro y la médula espinal.
• Este líquido se encuentra en los ventrículos del cerebro, en las cisternas que rodean por fuera al cerebro y en el espacio subaracnoideo que rodea el cerebro y la médula espinal.
• Estas cámaras están interconectadas y la presión del LCR se mantiene en un nivel constante.

Las flechas indican el camino seguido por el flujo del líquido cefalorraquídeo desde los plexos coroideos en los ventrículos laterales hasta las vellosidades aracnoideas que sobresalen hacia los senos de la duramadre.

Función amortiguadora del líquido cefalorraquídeo

• Una función fundamental del LCR es amortiguar al encéfalo dentro de su bóveda sólida.
• El cerebro y el LCR tienen aprox la misma densidad. (difieren en un 4%).

No obstante, el encéfalo flota en el LCR, un golpe en la cabeza mueve simultáneamente el cerebro con el cráneo, sin que ninguna parte del cerebro pueda torsionarse por el golpe.

Contragolpe. Cuando el golpe en la cabeza es intenso, puede no dañar el encéfalo en el mismo lado de su acción, sino el lado opuesto: Contragolpe.

Los polos de lób frontales y temporales y sus caras inferiores → zonas donde el encéfalo entra en contacto con las protuberancias óseas de la base del cráneo.

Formación, flujo y absorción del líquido cefalorraquídeo

• EL LCR se forma a una velocidad de unos 500 ml diarios, lo que supone el triple o el cuádruple de su volumen total en todo el sistema.
• Alrededor de los 2/3 o más de esta cantidad se debe a la secreción desde los plexos coroideos en los cuatro ventrículos, sobre todo en los dos ventrículos laterales.
• Un poco más se produce en la superficie ependimaria de todos los ventrículos y en la aracnoides; un pequeño % procede del propio encéfalo a través de los espacios perivasculares.

• Los principales canales por LCR nacen en los plexos coroideos.
• La parte segregada en los ventrículos laterales pasa primero hacia el tercer ventrículo; después desciende a lo largo del acueducto de Silvio hacia el cuarto ventrículo, donde aún se añade otra mínima proporción de líquido.
• Finalmente, sale del cuarto ventrículo por los tres pequeños orificios: los dos agujeros laterales de Luschka y el agujero central de Magendie, para penetrar en la cisterna magna , un espacio de líquido que queda detrás del bulbo raquídeo y debajo del cerebelo.

La cisterna magna se continúa con el espacio subaracnoideo que rodea el encéfalo y la médula espinal en su integridad. Desde aquí, penetra por las múltiples vellosidades aracnoideas que sobresalen hacia el gran seno venoso sagital y otros senos venosos cerebrales y las atraviesa.

Secreción DE LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO por el plexo coroideo

• El plexo coroideo es un engrosamiento en forma de coliflor de vasos sanguíneos revestidos por una fina lámina de cél epiteliales.
• Este plexo, se proyecta a las astas temporales de cada ventrículo lateral, a la parte posterior del tercer ventrículo y al techo del cuarto ventrículo.
• La secreción de líquido hacia los ventrículos por el plexo coroideo depende del transporte de iones sodio a través de las cél epiteliales q tapizan su parte externa.
• Los iones sodio arrastran también iones cloruro, debido a q su carga positiva atrae la negativa de estos últimos.

• Los dos juntos elevan el contenido de cloruro sódico en el LCR que está dotado de actividad osmótica, por lo que provoca la osmósis casi inmediata de agua.
• Otros procesos de transporte menos importantes, desplazan pequeñas cantidades de glucosa hacia el LCR y extraen iones potasio y bicarbonato hacia los capilares desde su interior.

Las características finales del LCR son: Presión osmótica aprox = a la del plasma, concentración de iones Na aprox = a la del plasma, iones cloruro un 15% que el plasma, iones K un 40% menos y glucosa un 30% menos.

LCR reabsorbido en el suministro de sangre

Endotelio del seno venoso

Uniones estrechas entre las células aracnoideas

Absorción del líquido cefalorraquídeo a través de las vellosidades aracnoideas

• El LCR se reabsorbe por las múltiples vellosidades aracnoideas que se proyectan en el gran seno venoso sagital, así como en otros senos venosos del cerebro.
• El LCR se vacía en las venas a través de la superficie de estas vellosidades.

Los espacios perivasculares funcionan como un sistema linfático del cerebro

• Cuando los vasos sanguíneos que irrigan el cerebro penetran en su interior, llevan consigo una capa de piamadre.
• La pía está laxamente adherida a los vasos, lo que crea un espacio entre ambos: espacio perivascular.
• Este espacio acompaña a las arterias y a las venas al interior del cerebro, así como también a las arteriolas y las vénulas, sin embargo no acompaña a los capilares.

• Los espacios perivasculares constituyen un sistema linfático especializado para el encéfalo.
• Además de transportar líquido y proteínas, también sacan del encéfalo sustancias sólidas extrañas, por ej. Cuando hay una infección encefálica, los globulos blancos muertos y otros residuos infecciosos se expulsan por los espacios perivasculares.

Drenaje de un espacio perivascular hacia el espacio subaracnoideo

Presión del líquido cefalorraquídeo

• La presión normal del sistema del LCR en una persona acostada 130 mm de agua ( 10 mmHg).
• Puede bajar hasta 65 ml o subir hasta 195 ml en persona normal sana.

Regulación de la presión del líquido cefalorraquídeo por las vellosidades aracnoideas

La velocidad normal de formación del LCR permanece muy constante. En cambio, las vellosidades aracnoideas funcionan como válvulas que permiten la salida sin problemas del LCR y de su contenido hacia la sangre de los senos venosos mientras que impiden el retroceso de la sangre en un sentido opuesto.

• Normalmente, la acción valvular de las vellosidades permite q el LCR fluya hacia los senos venosos cuando la presión del líquido es aprox 1.5 mmHg mayor q la presión de la sangre en los senos venosos.
• Cuando se bloquean las vellosidades por partículas grandes o por fibrosis, la presión del LCR puede elevarse mucho.

Hipertensión del líquido cefalorraquídeo en situaciones patológicas del encéfalo

• Los tumores cerebrales, las hemorragias o infecciónes pueden interrumpir la capacidad de absorción de las vellosidades aracnoideas y ocasionar que la presión del LCR aumente tres o cuatro veces por encima de lo normal.
• Algunos bebés nacen con una presión alta de LCR, se debe a que existe una resistencia anormalmente elevada contra su reabsorción a través de las vellosidades aracnoideas → hidrocefalia.

Hidrocefalia: exceso de agua en la bóveda craneal. Hidrocefalia comunicante: el líquido fluye fácilmente desde el sistema ventricular al espacio subaracnoideo. Hidrocefalia no comunicante el flujo de salida de uno o más ventrículos está bloqueado.

La Hipertensión del LCR provoca un edema en el disco óptico: edema de papila

• La duramadre del encéfalo se extiende como una sábana en torno al nervio óptico y después se continúa con la esclerótica.
• Cuando la presión sube en el sistema del LCR también lo hace dentro de la vaina que rodea al nervio óptico.
• Los tejidos del disco óptico tienen una distensibilidad muy superior a la del resto de la retina, por lo que esta estructura se pone mucho más edematosa que las demás zonas y abulta hacia la cavidad del globo ocular  edema papilar.

Barreras hematocefalorraquídeas y hematoencefálicas

• Los constituyentes del LCR no son exactamente los mismos a los del LEC de cualquier parte del cuerpo. Muchas moléculas de gran tamaño no pasan desde la sangre al LCR o a los líquidos intersticiales del cerebro.
• Existen barrera hematocefalorraquídea y barrera hematoencefálica entre la sangre y el LCR y entre ésta y el líquido encefálico.
• Estas barreras son muy permeables al agua, al CO2, al O2, a la mayoría de las sustancias liposolubles como el alcohol y la mayoría de los anestésicos, es ligeramente permeable a ciertos electrolitos como el sodio, el cloruro y el potasio; y casi totalmente impermeable a las proteínas plasmáticas y a la mayoría de la grandes moléculas orgánicas no liposolubles.

• La causa de la baja permeabilidad de estas barreras reside en la forma de unión de las células endoteliales de los capilares llamada uniones intercelulares herméticas o estrechas.
• Estas barreras hacen imposible que se logren concentraciones eficaces de fármacos terapéuticos, como anticuerpos proteicos y compuestos no liposolubles, en el LCR o en el parénquima cerebral

Edema cerebral

• Una de las complicaciones más graves de las alteraciones de la hemodinámica cerebral y de la dinámica de los fluidos es el edema cerebral.
• Puede producirse por una presión capilar muy grande o por una conmoción en la q el tejido cerebral y los capilares se traumaticen y salga el líquido capilar hacia los tejidos.
• Una vez q ha comenzado el edema cerebral, es frecuente q se inicie un círculo vicioso.

Metabolismo cerebral

METABOLISMO CEREBRAL

• En estado de reposo, el metabolismo del cerebro supone el 15% del metabolismo corporal total, incluso aunque la masa del cerebro sea el 2% de la masa total.
• En estado de reposo el metabolismo cerebral es unas 7.5 veces el metabolismo medio del resto del cuerpo.

El cerebro tiene una capacidad anaerobia limitada

• La mayoría de los tejidos del cuerpo pueden pasar sin oxígeno algunos minutos. Durante este tiempo, las células obtienen su energía a través del metabolismo anaerobio.
• Debido a la elevada tasa metabólica del cerebro, la degradación anaerobia del glucógeno no puede proporcionar la energía necesaria para sostener la actividad neuronal, por ello; la mayor parte de la actividad neuronal depende de la liberación, segundo a segundo de glucosa y oxígeno desde la sangre.

En condiciones normales, la mayor parte de la energía del cerebro procede de la glucosa sanguínea

La energía utilizada por las células del encéfalo llega suministrada por la glucosa extraída de la sangre. Como sucede en el caso del oxígeno, la mayor parte de esta glucosa procede de la sangre capilar minuto a minuto y segundo a segundo, pues sus reservas almacenadas normalmente como glucógeno en las neuronas solo llegan a un total de unos 2 min en cualquier momento determinado.

Una característica especial del suministro de glucosa a las neuronas es que su transporte a través de la membrana celular de la neurona no depende de la insulina.

REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA CORPORAL Y FIEBRE

temperatura normal del organismo

Temperatura central y temperatura periférica (cutánea)

Central: Constante, con un margen de ±0.6 ºC. Control bucal de 36.5 a 37,5 ºC. es 0.6ºC. + alta en el recto Cutánea: Aumenta y desciende con la del entorno.

La temperatura corporal se regula por el equilibrio entre la producción y la pérdida de calor

Producción de calor

• INDICE METABÓLICO. (tasa de producción de calor)

Metabolismo extra por:

• Metabolismo basal.
• Contracción muscular determinadas por tiritona.
• Por acción de tiroxina y en menor grado por HC y testosterona.
• Adrenalina y noradrenalina. Mayor actividad química celular por aumento de temperatura.

Pérdida de calor

• Radiación
• Conducción / convección
• Evaporación

Aspectos físicos elementales acerca de la pérdida de calor desde la superficie cutánea

Pérdida de calor

La radiación provoca pérdida de calor en forma de radiaciones infrarrojas

La pérdida de calor por conducción se produce por contacto directo con un objeto

La pérdida de calor por convección procede del movimiento del aire

Evaporación

Piel

Sistema aislante del organismo

• Piel.
• Tejido subcutáneo.
• Grasa. ( 1/3 DE VELOCIDAD)

“¾ DE LA PROPIEDAD AISLANTE DE LA ROPA”. “EN MUJERES ES MAYOR”

El flujo sanguíneo desde el centro del organismo hacia la piel transfiere el calor

• 30% DEL GASTO.
• “RADIADOR DE CALOR”
• CONTROLADO POR EL SISTEMA NERVIOSO SIMPÁTICO

La sudoración y su regulación por el sistema nervioso autónomo

GLÁNDULA SUDORÍPARA

• Zona preóptica hipotalámo anterior
• Fibras simpáticas colinérgicas, pero también con influencia adrenérgica por efecto indirecto de vasoconstricción.
• Secreción precursora: similar al plasma sin proteínas 142 mEq./L de sodio y 104 mEq./ L de cloruro.

• Con un estímulo ligero, la secreción pasa lenta por el conducto y se reabsorbe mucho el cloro y el sodio además del agua; concentrándose urea, ácido láctico y potasio.

En personas no aclimatada sucede lo contrario, puede perder hasta 15 a 30 gramos de sal por día

ACETILCOLINA

Mecanismo de aclimatación del sudor al calor: importancia de la aldosterona

Luego de exposición al calor durante 1 a 6 semanas, puede aumentar su sudoración hasta 2 a 3 L /día. Esta evaporación aumenta hasta 10 veces la pérdida de calor.

Por efecto de ALDOSTERONA disminuye pérdida de sal hasta 3 a 5 gramos/día

Regulación de la temperatura corporal:Importancia del hipotálamo

• Zona preóptica de hipotálamo anterior.
• Hipotálamo posterior suma las señales de temperatura central y periférica.
• Receptores de piel y profundos en médula, vísceras y en y alrededor de grandes venas del abdomen y tórax.
• Hay hasta 10 veces más receptores para frío que calor.

Mecanismos para reducir la temperatura cuando el cuerpo alcanza un calor excesivo

1. Vasodilatación de la piel.

2. Sudoración.

3. Disminución de la producción de calor.

Mecanismos que aumentan la temperatura cuando el cuerpo se enfría demasiado

1. Vasoconstricción de toda la piel.

2. Piloerección.

3. Aumento de la termogenia (producción de calor).

«Punto de ajuste» para el control de la temperatura

• El cuerpo mantiene una temperatura central crítica de 37.1 ° C.
• Cuando la temperatura sube o baja de éste punto, se inician los mecanismos de pérdida o generación de calor.
• Esta temperatura crítica se denomina “el punto de ajuste del sistema de control de temperatura”

Efecto de la modificación de la temperatura interna de la cabeza sobre la tasa de pérdida de calor del cuerpo por evaporación. Nótese también que la temperatura cútanea determina El punto de ajuste, a partir del cual empieza la sudoración.

Alteraciones de la regulación térmica corporal

Fiebre

Mecanismos de acción de los pirógenos inductores de fiebre: importancia de las citocinas

Producción de temperatura

INTERLEUCINA 1:

“Cambia el punto de ajuste del hipotálamo y lo eleva a 38º ó 39 º C. esto produce escalofríos por la sensación de frío que dá hasta que la temperatura alcanza el nuevo punto de ajuste”

Escalofríos

• Cuando el punto de ajuste del centro termorregulador del hipotálamo se modifica de manera brusca desde un valor normal hasta otro superior (como consecuencia de la destrucción tisular, de sustancias pirógenas o de deshidratación), la temperatura corporal tarda varias horas en alcanzar el nuevo punto de ajuste.

Crisis

• Cuando se elimina de manera brusca el factor causante del aumento de temperatura, el punto de ajuste del centro hipotalámico termorregulador pasa enseguida a un valor más bajo, incluso a un valor normal, En este caso, la temperatura corporal sigue siendo de 39,4 °C, pero el hipotálamo trataría de regularla hasta 37 °C.

GOLPE DE CALOR

• Exposición a altas temperaturas especialmente en aire húmedo o en el agua agregando una actividad física la temperatura corporal aumenta 40.5º C. a 42º C.

• Mareos, vómitos, molestias estomacales, confusión mental, inconciencia hasta shock circulatorio por pérdida de líquidos y sudor puede producir daños orgánicos especialmente en encéfalo.

EXPOSICIÓN AL FRÍO INTENSO

• A 25º C. se pierde la capacidad hipotalámica del control a 34.5 empieza a disminuir.
• Somnolencia y coma.
• Congelación o “sabañonas” en orejas, dedos de manos y pies (gangrena) vasodilatación como mecanismo de defensa.

“Nuestro carácter es el resultado de nuestra conducta”

Aristóteles

GRACIAS !!!