中枢神経系(脳)への血流(血管支配)と血流障害

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人体の司令塔である脳に安定して血流を送るためのシステムとは?

例えば、突然停電が起こり、一切電気が使えなくなったら、あなたの文化生活は一瞬して終了しますよね。
スマホもパソコンも使えませんし、夜は真っ暗、温かいご飯を食べるものを難しくなります。

人間にとっての電気、ガス、水道に当たるライフラインは血液なのですが、もし血液が巡らなくなったら、それは即、”細胞死”へ向かいます。

人間にとって血流の供給を最も必要とする器官は人体の司令塔である脳であり、脳への血流にはバックアップを含め豊富な血管が入り込んでいます。
脳への血流の停止は全身にダイレクトに影響を及ぼしますので、特に複雑な経路が出来上がっているのです。

その血流についてのポイントを説明します。

この章では、脳への血流の概要について説明しています。

この章を読むとあなたは、脳に大量の血流が必要な理由と脳の血管支配に関する概要について理解できるようになります。

 

中枢神経系(脳)への血流(血管支配)と血流障害

脳に大量の血液が必要な理由

脳は、人間の身体の司令塔
脳の重量は、体重のわずか2.5%なのに(55kgの人なら、約1400g)脳への血流量は、心拍出量の約20%を占めています。

血流を供給する目的は、酸素と栄養を運ぶことです。

他の細胞と同じく、脳は新陳代謝を繰り返しているだけでなく、膨大なエネルギーを使って生命維持活動やあらゆる随意的を司っているので、大量血流が必要となります。

デスクワークの人より、スポーツをする人の方がたくさん食べる必要があるのと同じ原理ですね。
たくさんのエネルギーが必要であるとということは、血流を通じてたくさんの酸素やエネルギーが送られる必要があるのです。

もし、脳への血流がストップしたら…..

脳は、血流によって運搬された大量の酸素とブドウ糖を取り込み代謝を行い

炭酸ガスと代謝産物を排泄しながらその機能を果たしています。

そして、血液の供給がなくなると脳は数分以内に機能を停止してしまいます。
一時的に血流量が低下するだけでも、めまいやふらつきなどの一過性の症状が現れます。

中枢神経系(脳)への血流(血管支配)

脳への血流の重要性が理解できたところで、

脳の血流が全身の中でどのように構成されているのか、
また脳の血管の構造や灌流領域はどのようになっているのか、

について詳しく説明していきます。

1:脳の動脈系(酸素と栄養を供給)

脳循環の仕組み
左右1対ずつの内頸動脈系と堆骨動脈系からの血液供給で養われています。

内頸動脈:大脳の大部分を灌流する血管系
総頸動脈から分岐する
左:大動脈弓(直接分岐)総頸動脈内頸動脈
右:大動脈弓腕頭動脈(2つに分岐)(鎖骨下動脈と)総頸動脈内頸動脈

総頸動脈
総頸動脈は、外から見ると下顎角の辺り、第4頸椎の辺りで内頸動脈と外頸動脈に分岐

外頸動脈の栄養領域
頭皮、顔面の組織(筋肉など)、口腔咽頭粘膜・筋など頭蓋骨外の頭部組織すべて
頭蓋内では硬膜

内頸動脈の栄養領域(頭蓋内を栄養する)
頭蓋底にある頸動脈管という管孔から側頭骨錐体内を走行し、破裂孔という孔から頭蓋内へ入り、硬膜外を走行

海綿静脈洞の中を動眼神経、滑車神経、外転神経、三叉神経(第1,2枝)などの脳神経と並んで前上方に走行した後、Uターンして後上方に向かい、トルコ鞍の前壁部で硬膜内へ

Uターン部は、脳血管撮影上、頸動脈サイフォン部といい、内頸動脈のひとつの基準点になる

硬膜内に入ると、眼動脈、後交通動脈、前脈絡叢動脈を分岐

———————————

眼動脈
眼球および外眼筋を灌流
内頸動脈は起始部で閉塞すると外頸動脈から脳内への側副血行路となる

後交通動脈
内頚動脈系と堆骨動脈系の終末主要枝である後大脳動脈とを連結お互いに側副血行路となる

前脈絡叢動脈
外側膝状体や視索、大脳基底核の一部を支配しながら、側脳室の脈絡叢に到達
———————————

シルビウス裂の内側起始部で前大脳動脈と中大脳動脈に分岐

前大脳動脈の血管走行
大脳半球裂の内側面から円蓋部の脳表を前後方向に灌流
水平走行

ホイブネル動脈を分岐
(大脳基底核、内包の一部を灌流する動脈)

大脳半球裂内

脳梁辺縁動脈

頭頂葉
左右の前大脳動脈は、前交通動脈という血管で連結
———————————

前交通動脈
1mm程度の長さの動脈
それぞれ反対側の側副血行路として重要

———————————
中大脳動脈の血管走行
内頸動脈から分岐

シルビウス裂の中を外側方向に走行

レンズ核線条体動脈を分岐
(細いので、血管撮影でようやく確認可)

(後方に向きを転換)

シルビウス裂の最深部を外側後方に走行

角回動脈になって脳表に
大脳の広い範囲を灌流

頭頂葉、側頭葉の大部分
前頭葉、後頭葉の外側面など

———————————

レンズ核線条体動脈
大脳基底核のレンズ核(被殻+淡蒼球)や線状体(尾状核+被殻)、内包の一部を灌流し錐体路、錐体外路系の運動機能に関与

『脳出血動脈』という別名もある位、高血圧性脳出血の好発部位である被殻部での出血源
中大脳動脈から急な角度で分岐しているため、血流の渦巻きにより動脈瘤が生じやすいこと、その微小動脈瘤の破裂が脳出血の原因となる

脳実質に貫通して、目的の組織に至ることから穿通枝という。
(ホイネブル動脈、後大脳動脈から出て視床に至る視床穿通動脈なども穿通枝)
———————————

後方向へ向きを変え、シルビウス裂の最深部を外側後方に走行

角回動脈という枝になって脳表に現れ、頭頂葉、側頭葉の外側面全体に枝を出す
(頭頂葉、側頭葉の大部分と前頭葉と後頭葉の外側面など大脳の幅広い範囲を灌流)

堆骨動脈系の血管走行と灌流領域
左右とも鎖骨下動脈から枝分かれし、後頭蓋窩(小脳テント下脳幹、小脳を入れた狭いスペース)すべて
+
後頭葉の大部分を灌流する血管系
左右とも鎖骨下動脈から分岐し、頸髄でしっかり保護!
(脳幹は、生命維持のための重要な組織です。)
C6~C1の横突起(横突孔)を貫通し、C1(環椎)と後頭骨の間から第後頭孔を通り、頭蓋腔内へ

延髄の外側面から前方(腹側)に回り、延髄-橋境界部で後下小脳動脈を分岐(延髄外側、小脳下面を灌流)

左右合流
(この合流部は、動脈硬化などがあると必ずしも正中部に存在しないこともあり、血管撮影で、この部位が正中位にないことが腫瘍などによる圧迫偏倚を意味しない事もある)

合流後は、名前を脳底動脈と変え、橋の腹側正中部を上行

前下小脳動脈上小脳動脈(小脳の上内、外側面を灌流)を分岐

前下小脳動脈、上小脳動脈を分岐
(脳幹、小脳を灌流する動脈)
(内耳動脈の血管撮影は、耳神経鞘腫の有無の目安)

中脳レベルで左右の後大脳動脈に分かれる

後大脳動脈系の血管走行と灌流領域
視床や大脳基底核に行く数本の穿通枝
側脳室脈絡叢へ行く後脈絡叢動脈などを分岐

後頭葉底部、外側面
側頭葉の一部を灌流

視床や大脳基底核に行く穿通刺や
側脳室脈絡叢へ行く後脈絡叢動脈などの分枝を出しながら

最終的に後頭葉極に

ウィリス動脈輪
前後、2つの交通動脈で
左右の動脈が連結していて、
動脈輪を形成しています。

1:前交通動脈

2:左前大脳動脈

3:左内頚動脈

4:左後交通動脈

5:左後大脳動脈

6:右後大脳動脈

7:右後交通動脈

8:右内頸動脈

9右前大脳動脈
↓
1前交通動脈

メリット:動脈輪があることで、主幹動脈が閉塞した時の側副血行(バイパス路)となる
デメリット:経路が複雑なため、動脈瘤が発生しやすい。
(マスタテスト:側副結構路の発達をみるテスト)

2:脳の静脈系(代謝物の排泄)

表在性(脳表部)静脈

大部分が頭蓋円蓋部の正中にある
上矢状静脈洞へ

後頭部静脈洞交会

左右の横静脈洞に分岐

S字静脈洞

内頸動脈

心臓

深部静脈系

ほとんどが直静脈洞に集まり、静脈洞交会から静脈通路へ
(一部は、海面静脈洞に入り、頭蓋底から内頸静脈に加わったり、頭蓋外に出て外頸静脈に合流することもある)

直静脈洞

静脈洞交会(→海面静脈洞→頭蓋底→内頸動脈→心臓)

左右の横静脈洞に分岐

S字静脈洞

内頸動脈

心臓

脳血管の解剖学的特徴

・側腹血行路がある
ウィリス動脈輪や眼動脈など

閉塞に対しての備え

・多臓器の血管より
中膜、外膜が薄く、弾性繊維が少ない

内外からの損傷によって
破たんをきたしやすい

・毛細血管の壁にある内皮細胞に
血管脳関門という機構がある

脳組織に入り込もうとする
有害な物質を阻止する働き

脳循環の調節機能

脳灌流圧と脳血管抵抗によって
調整されています。
大きく変動しないように自動調整機能が働いています。

脳血流量=脳灌流圧(=平均動脈血圧)/脳血管抵抗
脳灌流圧:血液が脳内を一定の方向に流れる為の圧差
(一般的には、動静脈間の血圧差で、平均動脈血圧にほぼ等しい/静脈圧が動脈圧に比べ極端に小さいため)

 

まとめ 

重要な器官には精巧なバックアップ機能がある

病院など電気やライフラインが途切れることが、即大惨事に繋がるような機関では、電気も水道も必ずバックアップがあり、仮に災害が起きてもすぐにライフラインの供給が止まらないような仕組みができています。また地震や台風などの天災時で国や地域全体で発電量が限られる時には、重要なまたは停電することで生じるリスクの高い場所に優先的に供給し、停電する地域を限定させ被害を最小限に抑える配慮をしますよね。

それと同様に、人体も特に全身にダイレクトに影響を与える最も仕事量の多い脳への血流に対しては、複数の血流路を構成し、常に安定し豊富な血液を送れるようなシステムができているのです。

人間の身体は本当によくできています。

 

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