Zerebraler Blutfluss

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 13. November 2021

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Der zerebrale Blutfluss bildet die Basis für die Versorgung der Nervenzellen im Gehirn mit Sauerstoff sowie diversen Nährstoffen. Bei einem gesunden Menschen fließen schätzungsweise etwa 15 Prozent des sogenannten Herzzeitvolumens durch das Gehirn. Auch das umliegende Gewebe wird durchblutet, wobei insgesamt circa 700 Milliliter Blut pro Minute durch das Gehirn strömen.

Was ist der zerebrale Blutfluss?

Der zerebrale Blutfluss bildet die Basis für die Versorgung der Nervenzellen im Gehirn mit Sauerstoff sowie diversen Nährstoffen.

Beim zerebralen Blutfluss handelt es sich um ein Maß, das die Blutversorgung des Gehirns während einer festgelegten Zeiteinheit angibt. Der zerebrale Blutfluss wird häufig mit CBF abgekürzt, abgeleitet von dem englischen Begriff Cerebral blood flow.

Zwar macht das Gehirn bei ausgewachsenen Personen lediglich zwei Prozent des kompletten Körpergewichts aus, doch der zerebrale Blutfluss beansprucht circa 15 Prozent des Herzzeitvolumens. Somit liegt er bei etwa 700 bis 750 Millilitern pro Minute.

Damit die Größenunterschiede von verschiedenen Personen berücksichtigt werden, erfolgt die Angabe des zerebralen Blutflusses in den meisten Fällen als sogenanntes Flussvolumen von 100 Gramm Gehirnmasse und Minute. Der gesamte zerebrale Blutfluss unterscheidet sich vom sogenannten regionalen zerebralen Blutfluss mit der Abkürzung rCBF.

Dieser fungiert als Maß für die Blutversorgung und Durchblutung spezieller Areale des Gehirns. Indem der regionale zerebrale Blutfluss bestimmt wird, sind Aussagen über stärker und schwächer durchblutete Abschnitte des Hirns möglich. Der zerebrale Blutfluss wird mit der gleichen Einheit wie der regionale zerebrale Blutfluss angeben. Zu berücksichtigen ist, dass die Ergebniswerte in der Regel stark von der jeweiligen Methode der Messung abhängig sind.

Berechnen lässt sich der zerebrale Blutfluss mit Hilfe einer Formel anhand des mittleren arteriellen Drucks, des zerebralen Gefäßwiderstands sowie des intrakranialen Drucks. Der normale Wert für den zerebralen Blutfluss liegt bei etwa 45 bis 55 Milliliter pro 100 Gramm pro Minute. Dabei weist der zerebrale Blutfluss im Gewebe des Gehirns erhebliche regionale Unterschiede auf. So ist er innerhalb der weißen Substanz des Hirns wesentlich geringer als in der sogenannten grauen Substanz.

Bestimmen lässt sich der zerebrale Blutfluss anhand diverser Messmethoden, die auf bildgebende Verfahren zurückgreifen. Diese werden in vivo durchgeführt, zum Beispiel MRT, PET, SPECT oder die Transkranielle Dopplersonographie. Jedoch fokussieren diese Techniken in erster Linie auf die Messung des regionalen zerebralen Blutflusses. Denn dieser ist aus klinischer Perspektive oftmals von größerer Relevanz als der gesamte zerebrale Blutfluss.

Die Identifikation von minderdurchbluteten Hirnarealen spielt eine bedeutende Rolle bei der Diagnostik zahlreicher Erkrankungen.

Funktion & Aufgabe

Der zerebrale Blutfluss wird in erster Linie durch den Widerstand der zerebralen Gefäße reguliert. Dieser wiederum orientiert sich am mittleren arteriellen Druck. Im Rahmen des sogenannten Bayliss-Effekts werden die Arteriolen enger, sobald der systemische Blutdruck ansteigt. Auf der anderen Seite erweitern sie sich bei einem Abfall des Blutdrucks. Bei gesunden Personen ist der Körper in der Lage, den zerebralen Blutfluss in einem bestimmten Größenbereich zu halten. Dieser Mechanismus wird auch als Autoregulation bezeichnet.

Darüber hinaus passen sich die Arteriolen an die Konzentration spezieller Gase an, die im Blut gelöst sind. Ist der Anteil an Kohlenstoffdioxid im Blut erhöht, erweitern sich die Hirngefäße. Dadurch verbessert sich die Durchblutung des Gehirns. Nimmt der CO2-Partialdruck ab, so verengen sich die Gefäße. In der Folge reduziert sich der zerebrale Blutfluss.

Auf der anderen Seite wirkt sich der sogenannte Sauerstoffpartialdruck nur gering auf den zerebralen Gefäßwiderstand aus. Erst wenn die Konzentration an Sauerstoff unter einen bestimmten Wert fällt, erweitern sich die zerebralen Gefäße und die Durchblutung nimmt zu.

Zudem nehmen auch die Nerven im Sympathikus und Parasympathikus Einfluss auf den Gefäßwiderstand. Grundsätzlich setzt sich das Kapillarbett im Hirn aus einem eng verflochtenen Netzwerk aus Gefäßen zusammen, die miteinander kommunizieren. Insgesamt nehmen die Kapillaren im Gehirn des Menschen circa 640 Kilometer ein. Druckunterschiede zwischen Arteriolen und Venolen regulieren den Blutfluss innerhalb der Kapillaren.

Krankheiten & Beschwerden

Unter gewöhnlichen Bedingungen versagen die elektrischen Funktionen im Hirn, sobald der zerebrale Blutfluss unter einen Wert von 18-20 ml/100 g/min absinkt. Bereits ein kurzzeitiger Abfall oder eine Unterbrechung des zerebralen Blutflusses hat eine Ohnmacht zur Folge.

Bleibt der zerebrale Blutfluss für längere Zeit vermindert, hat dies unumkehrbare Schädigungen an den Nerven des Gehirns zur Folge. Denn während dieser Zeit wird das Gehirn nicht ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. Ist die Durchblutung des Gehirns zu stark, steigt unter Umständen der intrakranielle Druck an. Dadurch sind Schädigungen am Hirngewebe möglich.

Ist der Blutdruck eines Menschen dauerhaft erhöht, verlagert sich die Grenze des Autoregulationsmechanismus nach oben. Im Rahmen des Reversiblen zerebralen Vasokonstriktionssyndroms kommt es zu einer plötzlichen Minderdurchblutung. Betroffene klagen über Vernichtungskopfschmerz und andere neurologische Einschränkungen.

Quellen

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