Szegedi Tudományegyetem - Ahol tudás és szándék találkozik

Agyunk a testünk tömegének csak mintegy 2 százalékát teszi ki, ugyanakkor a szervezet vérellátásából 15 százalékban, míg a teljes energiafogyasztásából hozzávetőlegesen 20 százalékban részesedik. Mivel az agyszövet oxigén- és tápanyagtároló képessége minimális, sokrétű feladatának csak folyamatos vérellátás mellett képes eleget tenni. Az agy vérkeringésében bekövetkező már néhány perces zavar is számos, gyakran visszafordíthatatlan változást indít el az idegrendszerben.

 

Az agyi anyagcsere-folyamatok termékeinek transzportjában az agyi kapillárisok nagy jelentőségűek. Ezek a kapillárisok 6-7 mikrométer átmérőjűek, egymástól hozzávetőlegesen 40 mikrométer távolságra helyezkednek el, összhosszuk pedig mintegy 650 km. A kapillárisokat belülről az ér belhártya, az úgynevezett endotélium borítja. A szorosan egymás mellett elhelyezkedő agyi endotélsejtjek képezik a bazális membránnal és a kapillárisokon végződő asztrocita végtalpakkal együtt a vér-agy gátat, ez a gát választja el az idegi és a gliaelemeket a vérplazmától. Az agyi endotélsejtek kiemelkedő szerepet töltenek be a vér-agy gát működésében, elválasztó szerepükön túl különleges transzportfunkciókkal is rendelkeznek, ezáltal lehetővé teszik, hogy bizonyos anyagok szinte akadálytalanul, míg mások egyáltalán ne jussanak át a keringési rendszerből az agyba.
Ahhoz, hogy megértsük, milyen tényezők befolyásolják agyunk vérellátását, az áramlásdinamika alapvető jellegzetességeit is át kell tekintenünk. Az egyes szövetek vérellátása több tényezőtől függ: az erekben uralkodó nyomástól, az áramlással szembeni ellenállástól, az erek átmérőjétől és a vér viszkozitásától. Ezek közül a keringési rendszer legérzékenyebben a vérerek átmérőjének megváltozására reagál,  mivel az ellenállás az átmérő negyedik hatványával fordítottan arányosan változik. A folyamatos agyi vérellátás szempontjából döntő fontosságú az autoreguláció. Sokan nem tudják, hogy a vérnyomásunk napközben folyamatosan változik, így az agyi normálfunkció fenntartásához az is nélkülözhetetlen, hogy az agyi vérátáramlás bizonyos határok között független legyen a változó perfúziós nyomástól. A jelenség az erek falát alkotó simaizomszövet összehúzódó-képességén alapszik, ez a szövet rendkívül gyorsan reagál a környezeti hatásokra.
Az agyban az idegsejtek fokozott aktivitását a helyi véráramlás fokozódása kíséri, számos párhuzamos, ugyanakkor időben eltérő dinamikájú folyamat eredményeként. A finom beállító és szabályozó feladatok ellátását az úgynevezett „neurovaszkuláris egység” végzi, melyet a kisebb erek, a kapillárisok és az azokat környező idegsejtek, valamint az idegrendszer egyéb elemei képeznek. Az egység öszszehangolt kommunikációját többek között hírvivő molekulák, neurotranszmitterek és vasoaktív anyagok biztosítják.
Az agyi vérkeringés tanulmányozásához napjainkban a korszerű képalkotó eljárások is nagyban hozzájárulnak. A mágneses rezonancián alapuló képalkotás (MRI) során a protonoknak azt a tulajdonságát használják ki, hogy mágneses dipólusként viselkednek. Az MRI-nél a rendezett proton-dipólusoknak nagyfrekvenciás rádióhullámokkal történt besugárzással lehet energiát adni, megzavarva ezzel az egyensúlyi állapotukat. A besugárzás kikapcsolása után azokat az elektromágneses hullámokat rögzítik, amelyeket a protonok egyensúlyi állapotukba való visszatérésük során bocsátanak ki. Az agyi aktivitásról még pontosabb képet kaphatunk Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) diagnosztikai technika alkalmazásával. A módszer az oxihemoglobin és a dezoxihemoglobin eltérő mágneses tulajdonságaira épül.
Az előadás során átfogó képet kaptunk agyunk vérellátásáról, a lokális szabályozás komplex elemeiről és az ezek vizsgálatát lehetővé tevő modern képalkotó eljárásokról.