Vì sao thiểu năng tuần hoàn não ngày càng trẻ hóa?

Theo một báo cáo gần đây của Hiệp hội X quang Bắc Mỹ, COVID-19 vẫn có thể dẫn đến những bất thường trong não sáu tháng sau khi các triệu chứng của bệnh thuyên giảm

Viện Y học Môi trường và Thể dục, Bệnh viện Texas Health Presbyterian Dallas (8200 Walnut Hill Ln, Dallas, TX, Hoa Kỳ 75231)

Khoa Thần kinh và Liệu pháp Thần kinh, Trung tâm Y tế Tây Nam Đại học Texas (5323 Harry Hines Blvd, TX, Hoa Kỳ 75390)

Tìm bài viết của Takashi Tarumi

Rong Zhang

Viện Y học Môi trường và Thể dục, Bệnh viện Texas Health Presbyterian Dallas (8200 Walnut Hill Ln, Dallas, TX, Hoa Kỳ 75231)

Khoa Thần kinh và Liệu pháp Thần kinh, Trung tâm Y tế Tây Nam Đại học Texas (5323 Harry Hines Blvd, TX, Hoa Kỳ 75390)

Khoa Nội, Trung tâm Y tế Tây Nam Đại học Texas (5323 Harry Hines Blvd, TX, Hoa Kỳ 75390)

Tìm bài viết của Rong Zhang

từ chối trách nhiệm

Viện Y học Môi trường và Thể dục, Bệnh viện Texas Health Presbyterian Dallas (8200 Walnut Hill Ln, Dallas, TX, Hoa Kỳ 75231)

Khoa Thần kinh và Liệu pháp Thần kinh, Trung tâm Y tế Tây Nam Đại học Texas (5323 Harry Hines Blvd, TX, Hoa Kỳ 75390)

Khoa Nội, Trung tâm Y tế Tây Nam Đại học Texas (5323 Harry Hines Blvd, TX, Hoa Kỳ 75390)

Đồng tác giả. Takashi Tarumi, Ph. D. , Địa chỉ văn phòng. 7232 Greenville Ave, Dallas, TX 75231, Điện thoại. (214) 345-4670. Số fax. (214) 345-4618, to. htlaeHsaxeT@imuraTihsakaT

DR. TAKASHI TARUMI (ID Orcid. 0000-0001-7061-8867)

thông báo bản quyền

Phiên bản chỉnh sửa cuối cùng của nhà xuất bản của bài viết này có sẵn miễn phí tại J Neurochem

trừu tượng

Lão hóa là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong, tàn tật và các bệnh mãn tính không lây nhiễm ở người lớn tuổi. Ngày càng có nhiều bằng chứng chỉ ra rằng sự hiện diện của bệnh tim mạch và các yếu tố nguy cơ làm tăng tỷ lệ mắc cả suy giảm nhận thức mạch máu và bệnh Alzheimer (AD). Sự suy giảm chức năng tim mạch liên quan đến tuổi tác có thể làm giảm khả năng điều hòa lưu lượng máu não (CBF), dẫn đến sự phá vỡ cân bằng nội môi vi mô tế bào thần kinh. Não là cơ quan hoạt động trao đổi chất tích cực nhất với khả năng dự trữ năng lượng nội bào hạn chế và phụ thuộc rất nhiều vào CBF để duy trì chuyển hóa tế bào thần kinh. Ở những bệnh nhân AD, giảm tưới máu não, tăng nhịp đập của CBF và suy giảm kiểm soát huyết áp khi gắng sức ở tư thế đứng đã được báo cáo, cho thấy sự suy giảm nghiêm trọng, liên quan đến tuổi tác ở cả chức năng não và tim mạch. Hiện tại, AD thiếu phương pháp điều trị hiệu quả; . Tập thể dục nhịp điệu thường xuyên giúp cải thiện chức năng tim mạch, do đó có thể dẫn đến điều chỉnh CBF tốt hơn, do đó làm giảm nguy cơ sa sút trí tuệ. Trong bài đánh giá này, chúng tôi thảo luận về tác động của lão hóa đối với sự điều hòa tim mạch của CBF và cung cấp những hiểu biết mới về cơ chế mạch máu của suy giảm nhận thức và tác động tiềm ẩn của việc tập luyện thể dục nhịp điệu đối với sự điều hòa của CBF

Từ khóa. Lưu lượng máu não, quá trình tự điều hòa của não, nhịp đập, phản ứng vận mạch não và chức năng tim mạch

Trừu tượng đồ họa

Chúng tôi đề xuất rằng rối loạn chức năng tim mạch liên quan đến tuổi tác làm thay đổi sâu sắc lưu lượng máu não (CBF). Sự xơ cứng và dày thành của các động mạch đàn hồi trung tâm làm tăng áp suất tâm thu (SBP) và xung (PP), sau đó làm tăng tính dao động của CBF. Áp lực động mạch trung bình (MAP) tăng cao, do tăng sức cản ngoại biên (TPR) và rối loạn chức năng nội mô, có thể gây ra sự tái cấu trúc mạch máu não để tăng sức cản (CVR) và trở kháng. Độ nhạy phản xạ khí áp tim (BRS) bị cùn có thể dẫn đến mất ổn định HA và CBF trong các kích thích bên ngoài (e. g. thay đổi tư thế)

Tiểu sử

Chúng ta đang đối mặt với tình trạng già hóa dân số chưa từng thấy. Theo một báo cáo gần đây của Liên Hợp Quốc, tỷ lệ người lớn tuổi từ 60 tuổi trở lên trên toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng hơn gấp đôi từ năm 2013 đến năm 2050. Ngoài ra, bản thân dân số già cũng đang già đi; . Tuổi già là nguyên nhân hàng đầu của bệnh mãn tính không lây nhiễm;

Sa sút trí tuệ là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong, tàn tật và mất tự chủ ở người lớn tuổi (). Bệnh Alzheimer (AD) là loại sa sút trí tuệ phổ biến () và tỷ lệ mắc bệnh tăng gấp đôi sau mỗi 5 năm sau 65 tuổi và ảnh hưởng đến ~50% người lớn trên 85 tuổi (). Với sự lão hóa dân số, bệnh nhân mắc AD dự kiến ​​sẽ tăng gấp ba lần từ 24. 3 triệu vào năm 2001 đến 81. 1 triệu vào năm 2040 (), nếu không có biện pháp điều trị hoặc phòng ngừa hiệu quả nào được phát triển trong tương lai gần

Nguyên nhân được đề xuất của AD đã tập trung vào giả thuyết amyloid trong 3 thập kỷ qua, giả thuyết cho rằng sự tích tụ não của amyloid-β và peptide tau siêu phosphoryl hóa dẫn đến rối loạn chức năng tế bào thần kinh và suy giảm nhận thức (). Tuy nhiên, bằng chứng ngày càng nhiều cho thấy bản chất đa yếu tố của AD và bệnh lý mạch máu não cùng tồn tại ở hầu hết bệnh nhân AD (). Để hỗ trợ cho sự đóng góp của mạch máu đối với AD, sự hiện diện của các yếu tố nguy cơ tim mạch ở tuổi trung niên đã được chứng minh là làm tăng tốc độ suy giảm nhận thức liên quan đến tuổi tác và làm tăng nguy cơ mắc AD trong cuộc sống sau này ()

Bộ não bị giới hạn bởi các chất nền năng lượng nội bào để duy trì sự trao đổi chất của tế bào thần kinh và phụ thuộc rất nhiều vào việc cung cấp lưu lượng máu não (CBF) cho tim mạch. Do đó, suy giảm chức năng tim mạch liên quan đến tuổi tác có thể làm suy yếu quy định CBF và phá vỡ cân bằng nội môi tế bào thần kinh (). Ngược lại, các can thiệp dược phẩm và phi dược phẩm có thể cải thiện rối loạn chức năng tim mạch liên quan đến tuổi tác có thể cải thiện việc cung cấp CBF, do đó làm giảm nguy cơ suy giảm nhận thức. Về vấn đề này, các nghiên cứu trước đây đã chứng minh những lợi ích tiềm năng của việc tập luyện aerobic đối với chức năng nhận thức (). Trong bài đánh giá ngắn gọn này, chúng ta sẽ thảo luận về 1) tác động của lão hóa đối với việc điều hòa tim mạch của CBF và 2) mối liên hệ giữa tập thể dục nhịp điệu thường xuyên và điều hòa CBF. Đánh giá này tóm tắt những phát hiện chính từ các nghiên cứu gần đây được thực hiện ở người và thảo luận về ý nghĩa lâm sàng của chúng với trọng tâm đặc biệt là suy giảm nhận thức

Yếu tố quyết định chính của CBF

Bộ não chỉ nặng ~2% khối lượng cơ thể trong khi tỷ lệ trao đổi chất của nó chiếm ~20% toàn bộ cơ thể (). Mặc dù tốc độ trao đổi chất cao, não chỉ chứa 3–4 umol/g glycogen nội bào, khi so sánh với gan chứa 200–400 umol/g (). Ngoài ra, tốc độ luân chuyển glycogen trong não chậm và chỉ cung cấp glucose khi bị hạ đường huyết mãn tính (). Do đó, nguồn cung cấp CBF ổn định là rất quan trọng đối với chức năng não bình thường () được điều chỉnh bởi cả cơ chế cục bộ và hệ thống

khớp nối thần kinh

CBF khu vực được kết hợp chặt chẽ với quá trình chuyển hóa tế bào thần kinh không đồng nhất về không gian và thời gian. Trong quá trình kích hoạt tế bào thần kinh, giải phóng synap của chất dẫn truyền thần kinh (e. g. glutamate) dẫn đến tăng CBF khu vực (xung huyết chức năng) thông qua giãn mạch (). Với sự ra đời của công nghệ hình ảnh thần kinh, chứng tăng huyết áp chức năng có thể được đánh giá bằng tín hiệu phụ thuộc vào nồng độ oxy trong máu (BOLD) bằng cách sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (MRI) (). Tín hiệu ĐẬM dựa trên tín hiệu có trọng số T2*, tín hiệu này phụ thuộc vào những thay đổi cục bộ về nồng độ của huyết sắc tố khử oxy thông qua khớp nối thần kinh mạch máu (). Trong một nghiên cứu trước đây, chúng tôi đã đo tín hiệu ĐẬM ở trạng thái nghỉ ngơi của não trong khi những người tham gia lặng lẽ nằm trên bàn máy quét (). Chúng tôi nhận thấy rằng trong điều kiện nghỉ ngơi, dao động tự phát BOLD khu vực ở tần số rất thấp (<0. 05 Hz) thể hiện sự trùng lặp đáng kể với các dao động của huyết áp (HA) động mạch hệ thống và CBF tổng thể được đo từ động mạch não giữa (Hình 1). Những quan sát này cho thấy rằng những thay đổi năng động khu vực trong CBF có thể bị ảnh hưởng bởi những thay đổi ở thượng nguồn trong chức năng tim mạch. Figure 1). These observations suggest that regional dynamic changes in CBF may be influenced by the upper-stream changes in cardiovascular function.

Mở trong cửa sổ riêng

Hình 1

(A) Phổ công suất của tín hiệu ĐẬM khu vực được đo bằng MRI chức năng. (B) Phổ công suất của áp suất động mạch trung bình theo từng nhịp và tốc độ dòng máu não được ghi nhận từ cùng những người tham gia nghiên cứu (n=12). Vận tốc dòng máu não được đo từ động mạch não giữa. Đường vẽ liền. bần tiện. đường chấm chấm. lỗi tiêu chuẩn. AU=đơn vị tùy ý và BOLD=phụ thuộc nồng độ oxy trong máu. [Chuyển thể từ Zhu DC, Tarumi T, Khan MA, Zhang R. Khớp nối mạch máu ở trạng thái nghỉ fMRI. Bằng chứng từ nhiều phương thức. J Cereb Blood Flow Metab. 2015 Tháng mười hai;35 (12). 1910–20. Bản quyền © 2015 SAGE Publications]

huyết áp động mạch

Huyết áp động mạch là yếu tố quyết định áp lực tưới máu não (CPP), là chênh lệch áp suất giữa huyết áp động mạch và áp lực nội sọ và đại diện cho động lực của CBF. Trong khi áp lực nội sọ chủ yếu bị ảnh hưởng bởi tư thế cơ thể hoặc chênh lệch thủy tĩnh giữa vị trí đầu và tim (), HA động mạch được điều chỉnh bởi một cơ chế tổng hợp của các yếu tố tự chủ, thể dịch và mạch máu.

Huyết áp động mạch dao động tự phát khi nghỉ ngơi và bị ảnh hưởng bởi các kích thích bên ngoài (e. g. thay đổi tư thế) (, ). Để đáp ứng với những thay đổi động của HA, giường mạch máu não hoạt động như một hệ thống “bộ lọc thông cao”, giúp đệm các tác động của biến động HA đối với CBF thông qua quá trình tự điều hòa não (CA) (, ). CA ít nhiều là một hiện tượng phụ thuộc tần số hoạt động hiệu quả hơn ở tần số rất thấp (<0. 05Hz) ( , , , ) và được kiểm soát bởi các cơ chế sinh my, thần kinh và trao đổi chất (). Gần đây, CA đã được chứng minh là tương tác với chức năng phản xạ khí áp tim ở những người trẻ tuổi khỏe mạnh để duy trì CBF và cân bằng nội môi não (). Phản xạ thụ cảm áp lực kiểm soát những thay đổi ngắn hạn của huyết áp thông qua sự biến dạng của các động mạch cảm giác áp suất (đầu vào) và điều biến hoạt động thần kinh tự động của tim và hệ thống mạch máu (đầu ra) ()

Áp suất xung (PP), đại diện cho một thành phần động khác của HA động mạch, tương quan trực tiếp với biên độ của dao động CBF (). Trong hệ thống tim mạch, PP tăng cao thể hiện dấu hiệu lão hóa mạch máu và là kết quả của xơ cứng động mạch lớn trung tâm (e. g. động mạch chủ, động mạch cảnh) (). PP có khả năng nằm ngoài dải tần hoạt động của CA và khả năng truyền của nó rất có thể được xác định bởi đặc tính sắp xảy ra của giường mạch máu não (Hiệu ứng Windkessel) (). Với tính đàn hồi cao của thành động mạch não lớn, PP có thể bị giảm sút do sự giãn ra và co lại của động mạch não trong mỗi chu kỳ tim.

Khí cacbonic (CO2)

Áp suất riêng phần của carbon dioxide trong máu động mạch (PaCO2) có tác dụng mạnh đối với trương lực vận mạch não. Tăng PaCO2 (hypocapnia) làm giãn động mạch não dẫn đến tăng CBF trong khi giảm PaCO2 (hypocapnia) làm giảm CBF thông qua co mạch. Những phản ứng của CBF đối với những thay đổi trong PaCO2, được gọi là phản ứng vận mạch não (CVMR), có khả năng đại diện cho một chức năng cân bằng nội môi quan trọng giúp điều chỉnh mức độ pH của não và ảnh hưởng đến điều hòa hô hấp thông qua các thụ thể hóa học trung tâm (). Giãn mạch não trong quá trình tăng CO2 máu làm tăng CBF, loại bỏ lượng CO2 dư thừa ra khỏi máu và duy trì mức độ pH của não. Cơ chế của CVMR chưa được hiểu đầy đủ, nhưng nó có khả năng liên quan đến việc giải phóng nhiều chất vận mạch như prostaglandin (, ) và oxit nitric (). Việc giảm sản xuất prostaglandin thông qua việc uống indomethacin đã được chứng minh là làm giảm CBF cơ bản và làm giảm đáng kể CVMR trong quá trình giảm và tăng CO2 máu (, ). Sự ức chế tổng hợp oxit nitric cũng cho thấy sự suy giảm của CVMR hypercapnic đã bị đảo ngược khi sử dụng các chất cho oxit nitric (). Cuối cùng, sự gia tăng của CBF trong quá trình tăng CO2 máu có thể được tạo điều kiện thuận lợi bằng sự giãn nở của các động mạch ngoại sọ ở thượng nguồn thông qua giải phóng qua trung gian ứng suất cắt của các chất giãn mạch có nguồn gốc từ nội mô ()

Cung lượng tim (CO)

Não liên tục nhận ~15% CO để đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của hoạt động thần kinh. Mặc dù CO là yếu tố quyết định chính của HA động mạch khi kết hợp với tổng sức cản ngoại vi, nhưng sự thay đổi về CO mỗi se có thể ảnh hưởng đến CBF (). Ở những người trưởng thành khỏe mạnh, giảm CO2 bằng cách sử dụng áp suất âm cơ thể thấp hơn và tăng CO2 thông qua truyền albumin đã chứng minh mối tương quan tuyến tính giữa những thay đổi CO2 và CBF khi nghỉ ngơi và trong khi tập thể dục, độc lập với những thay đổi về HA động mạch hoặc PaCO2 (). Mặt khác, bệnh nhân suy tim đã chứng minh mối quan hệ phi tuyến tính giữa những thay đổi cấp tính về CO và CBF trong khi thay đổi tư thế từ nằm ngửa sang ngồi (). Hơn nữa, bệnh nhân suy tim với CO giảm cho thấy CBF thấp hơn so với các đối tượng kiểm soát bình thường, nhưng ghép tim đã khôi phục CBF của họ về mức tương tự được quan sát thấy ở các đối tượng kiểm soát ()

Hoạt động thần kinh tự chủ

Hoạt động thần kinh tự trị có thể có tác động sâu sắc đến sự điều hòa CBF năng động vì các động mạch não được chi phối dồi dào bởi các sợi adrenergic và cholinergic (). Ở người khỏe mạnh, phong tỏa hoàn toàn hệ thần kinh tự động bằng cách sử dụng trimethaphan làm suy giảm CA ở tần số rất thấp (, ). Hơn nữa, các nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng phong tỏa giao cảm sử dụng chất đối kháng α-adrenergic ( ) và phong tỏa cholinergic sử dụng chất đối kháng thụ thể muscarinic ( ) làm suy yếu CA và tăng cường biên độ dao động CBF ở tần số rất thấp. Nói chung, những phát hiện này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng hệ thống thần kinh tự chủ góp phần tạo ra CA năng động ở người trưởng thành khỏe mạnh

Độ tuổi và trạng thái ổn định CBF

Mức CBF ở trạng thái ổn định giảm dần ở nam giới và phụ nữ lớn tuổi bình thường trong khi phụ nữ có xu hướng có mức CBF cao hơn nam giới (). Việc giảm CBF liên quan đến tuổi này có thể phản ánh tốc độ chuyển hóa não giảm ( ) và rối loạn chức năng mạch máu não ( ). Trong suốt tuổi thọ của người trưởng thành, tuổi tác làm giảm tốc độ trao đổi chất của não đối với oxy và glucose khoảng 5% mỗi thập kỷ, và việc giảm tốc độ trao đổi chất này đi đôi với việc giảm CBF đồng thời (, ). Về mặt cơ học, tuổi tác có thể làm suy yếu quá trình trao đổi chất của tế bào thần kinh và ty thể. Nghiên cứu quang phổ cộng hưởng từ in vivo đã chứng minh rằng tỷ lệ trao đổi chất đối với chu trình axit tricarboxylic và glutamate-glutamine của tế bào thần kinh giảm ở người lớn tuổi (). Bên cạnh những tác động lão hóa này, người ta đã chứng minh rằng phụ nữ có tỷ lệ trao đổi chất trong não đối với glucose ( ) và oxy ( ) cao hơn, điều này có thể giải thích tại sao phụ nữ có mức CBF cao hơn nam giới

Lão hóa bình thường có liên quan đến sự gia tăng dần dần áp suất động mạch trung bình (). Về mặt cơ học, hoạt động thần kinh giao cảm tăng cao và suy giảm chức năng giãn mạch ngoại vi (e. g. rối loạn chức năng nội mô) có khả năng làm tăng tổng sức cản ngoại vi và do đó huyết áp động mạch trung bình ở người lớn tuổi (). Mặt khác, các nghiên cứu theo dõi áp lực nội sọ trực tiếp bằng cách sử dụng đầu dò trong nhu mô đã chứng minh mối tương quan nghịch giữa tuổi và áp lực nội sọ ở bệnh nhân chấn thương đầu (). Nếu quan sát này có thể được ngoại suy cho người trưởng thành khỏe mạnh, tuổi tác có thể làm tăng CPP do tác động của cả tăng áp lực động mạch trung bình và giảm áp lực nội sọ. Khi đối mặt với CPP tăng cao, giường mạch máu não có thể trải qua quá trình tu sửa bù trừ bằng cách tăng sức đề kháng để bảo vệ các mô não mỏng manh khỏi bị tưới máu quá mức.

Việc giảm CBF liên quan đến tuổi cũng có thể liên quan đến những thay đổi đồng thời về CO (). Giáo điều được chấp nhận rộng rãi cho thấy rằng ~15% CO2 được phân phối đến não ở người lớn khỏe mạnh (); . Do đó, chúng tôi đã nghiên cứu những người trưởng thành khỏe mạnh (20–80 tuổi) không có tiền sử bệnh thần kinh, tim mạch hoặc mạch máu não. CBF được đo từ động mạch cảnh trong và động mạch đốt sống hai bên bằng cách sử dụng MRI và CO tương phản pha được đo bằng siêu âm tim. Chúng tôi thấy rằng tuổi cao có liên quan đến việc giảm tỷ lệ CO phân phối đến não; . Những phát hiện này cho thấy rằng việc giảm CBF liên quan đến tuổi có thể không được quy cho việc giảm CO. Figure 2). These findings suggest that age-related reduction of CBF may not be attributed to the reduction of CO.

Mở trong cửa sổ riêng

Hình 2

Mối liên quan giữa tuổi và tỷ lệ cung lượng tim phân bố lên não (n=139). CCRI đại diện cho lưu lượng máu não đến chỉ số tỷ lệ cung lượng tim. Bảng A cho thấy sự suy giảm tuyến tính của CCRI theo độ tuổi ngày càng tăng (CCRI=−0. 127%×tuổi+22. 72% với R2=0. 13, P<0. 001). Bảng B cho thấy mối liên quan giữa tuổi và CCRI ở nam và nữ một cách riêng biệt (P<0. 001 cho nhóm tuổi, P<0. 001 cho giới tính và P=0. 26 cho tương tác tuổi và giới tính). Trẻ=21–45 tuổi; . Thanh lỗi biểu thị độ lệch chuẩn. [In lại từ Xing CY, Tarumi T, Liu J, Zhang Y, Turner M, Riley J, Tinajero CD, Yuan LJ, Zhang R. Phân bố cung lượng tim lên não trong suốt tuổi thọ của người trưởng thành. J Cereb Blood Flow Metab. 2016 01/01 ( doi. 10. 1177/0271678X16676826). Bản quyền © 2016 SAGE Publications]

Về khía cạnh lâm sàng, giảm tưới máu não có thể liên quan đến sự khởi phát bệnh lý của AD. Phân tích dựa trên dữ liệu về CSF, hình ảnh thần kinh và dấu ấn sinh học huyết tương cho thấy giảm tưới máu não, được đo bằng cách ghi nhãn vòng quay động mạch bằng MRI, là sự kiện sớm nhất của AD khởi phát muộn trước khi biểu hiện các bất thường về dấu ấn sinh học truyền thống (e. g. CSF amyloid, giảm chuyển hóa não) (). Những phát hiện này cũng được hỗ trợ bởi các nghiên cứu trên động vật chứng minh rằng giảm tưới máu não nhẹ đến trung bình làm suy yếu quá trình tổng hợp protein của tế bào thần kinh, sau đó có thể dẫn đến rối loạn chức năng học tập và trí nhớ;

Độ tuổi và dao động CBF

Để hiểu được tác động của lão hóa đối với sự biến thiên của tim mạch và mạch máu não, chúng tôi đã đo lường sự thay đổi theo nhịp tim, huyết áp động mạch, CBF khi nghỉ ngơi và trong các động tác đứng-ngồi lặp đi lặp lại ở người trưởng thành khỏe mạnh (21–80 tuổi) (). Các thao tác đứng-ngồi lặp đi lặp lại được thực hiện ở 0. 05 Hz (chu kỳ 10 giây ngồi và 10 giây đứng) để tăng cường độ biến thiên của HA ở tần số điều chỉnh tự động. Những thay đổi trong CBF được đo bằng Doppler xuyên sọ (TCD) từ động mạch não giữa. Để mô tả đặc điểm huyết động học của tim và mạch máu não, chúng tôi đã sử dụng phân tích chức năng truyền và quang phổ để ước tính mức tăng, pha và sự kết hợp của CA động (áp lực động mạch trung bình → vận tốc CBF) và phản xạ áp suất tim (HA tâm thu → khoảng R-R). Nói tóm lại, độ lợi của hàm truyền phản ánh mối quan hệ cường độ (độ dốc) giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra trong khi pha biểu thị mối liên hệ theo thời gian của chúng. Hàm kết hợp phản ánh sức mạnh của mối tương quan tuyến tính của chúng và cung cấp tính hợp lệ của ước tính độ lợi và pha ()

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng trong điều kiện nghỉ ngơi, dao động tần số thấp (0. 07–0. 20 Hz) của áp lực động mạch trung bình và biến thiên CBF đã giảm ở người lớn tuổi so với người trẻ tuổi và trung niên. Ngược lại, các động tác đứng-ngồi lặp đi lặp lại (0. 05 Hz) làm tăng dao động của chúng ở mức độ lớn hơn ở người lớn tuổi so với người trẻ tuổi và trung niên ( Hình 3 ). Đối với CA động, người lớn tuổi cho thấy độ cao của mức tăng tần số thấp và cao (0. 07–0. 35 Hz) trong điều kiện nghỉ ngơi, cho thấy CA bị suy giảm. Tuy nhiên, những khác biệt này đã bị xóa bỏ trong các thao tác đứng-ngồi lặp đi lặp lại. Trong cả hai điều kiện, sự thay đổi nhịp tim đã giảm đáng kể và độ nhạy của phản xạ khí áp tim giảm đáng kể ở người lớn tuổi so với người trẻ tuổi (). Chúng tôi cũng quan sát thấy rằng mức tăng CA tần số thấp có tương quan nghịch với mức tăng phản xạ khí áp ở những đối tượng trẻ tuổi, như đã báo cáo từ một nghiên cứu trước đây ().

Mở trong cửa sổ riêng

Hình 3

Sự khác biệt liên quan đến tuổi tác trong (A) phổ công suất của huyết động học tim và mạch máu não và (B) tăng chức năng truyền của quá trình tự động não động và độ nhạy baroreflex của tim. Tất cả các biến được ghi lại trong các thao tác đứng-ngồi lặp đi lặp lại được thực hiện ở 0. 05Hz. Vận tốc CBF được ghi lại từ động mạch não giữa và được chuẩn hóa thành giá trị trung bình trước khi phân tích. Trẻ=21–44 tuổi (n=41); . Phương tiện trung bình của nhóm được trình bày. [Phỏng theo Xing CY, Tarumi T, Meijers RL, Turner M, Repshas J, Xiong L, Ding K, Vongpatanasin W, Yuan LJ, Zhang R. Áp lực động mạch, nhịp tim và huyết động học não trong suốt tuổi thọ trưởng thành. tăng huyết áp. Tháng 4 năm 2017;69 (4). 712–720. Bản quyền © 2017 Lippincott Williams & Wilkins. Được sử dụng với sự cho phép]

Tóm lại, những phát hiện này cùng nhau chứng minh sự hiện diện của việc giảm huyết áp, CBF và biến thiên nhịp tim liên quan đến tuổi ở dải tần số thấp và suy giảm phản xạ áp suất tim và CA động ở người lớn tuổi khi nghỉ ngơi. Hơn nữa, sự biến thiên của HA và CBF tăng lên trong các thao tác đứng-ngồi lặp đi lặp lại cho thấy khả năng điều hòa tim mạch giảm đi ở người lớn tuổi và tăng áp lực huyết động lên tuần hoàn não với tuổi già ()

Về mặt lâm sàng, những quan sát này gợi ý rằng những thay đổi về tư thế có thể gây giảm tưới máu não thoáng qua và làm tăng nguy cơ té ngã và ngất ở người lớn tuổi. Ngoài ra, giảm tưới máu não liên tục hoặc thiếu máu cục bộ mãn tính có liên quan đến tổn thương chất trắng và suy giảm nhận thức (). Ở bệnh nhân AD, tỷ lệ hạ huyết áp thế đứng cao hơn đã được báo cáo khi so sánh với người lớn bình thường về mặt nhận thức và có liên quan đến hiệu suất kém hơn khi đánh giá nhận thức (). Về mặt cơ chế, xơ cứng động mạch trung tâm có thể là một cơ chế phổ biến gây rối loạn điều hòa HA ngắn hạn và suy giảm nhận thức. Sự xơ cứng của các động mạch cảm giác áp suất, chẳng hạn như động mạch chủ và động mạch cảnh, có thể làm giảm độ nhạy cảm của chức năng thụ cảm áp suất (, ), do đó có thể góp phần vào sự rối loạn điều hòa HA động mạch, CPP, do đó CBF. Một cách nhất quán, nghiên cứu gần đây của chúng tôi cũng chứng minh rằng xơ cứng động mạch chủ và giảm độ nhạy của phản xạ khí áp tim có liên quan đến việc giảm tính toàn vẹn của sợi thần kinh não bộ và hiệu suất chức năng điều hành ở người lớn tuổi (). Tuy nhiên, tác động nhân quả tiềm ẩn của việc xơ cứng động mạch hoặc giảm độ nhạy của phản xạ khí áp đối với suy giảm nhận thức cần được nghiên cứu thêm, và cũng nên nhớ rằng bản thân bệnh thoái hóa thần kinh não có thể làm suy giảm chức năng phản xạ khí áp.

Độ tuổi và độ rung của CBF

Tuổi cao làm cứng dần động mạch chủ đoạn gần và động mạch đàn hồi lớn trung tâm (e. g. động mạch cảnh) thông qua việc tăng nội dung thành collagen so với elastin (). Xơ cứng động mạch chủ làm tăng hậu gánh thất trái, đi kèm với sự trở lại sớm hơn của sóng phản xạ áp lực động mạch (). Do đó, HA tâm thu và PP tăng dần trong tuổi trưởng thành trong khi HA tâm trương giảm dần sau tuổi trung niên ()

PP tăng cao là một yếu tố nguy cơ cao gây tử vong và bệnh mạch máu não (); . Do đó, chúng tôi đã nghiên cứu các đối tượng khỏe mạnh (22–80 tuổi) được sàng lọc nghiêm ngặt về bệnh thần kinh và mạch máu cũng như các yếu tố nguy cơ tim mạch, bao gồm tăng huyết áp, béo phì, tiểu đường và hút thuốc. Để đánh giá CBF ở trạng thái ổn định và nhịp đập, chúng tôi đã sử dụng MRI và TCD tương phản pha tương ứng trong khi đo độ cứng động mạch chủ, PP động mạch cảnh và phản xạ sóng áp lực động mạch. Ngoài ra, thể tích tăng tín hiệu chất trắng, phản ánh mức độ nghiêm trọng của bệnh mạch máu não nhỏ ( ), được đo bằng hình ảnh phục hồi đảo ngược suy giảm chất lỏng T2W ( )

Nghiên cứu này cho thấy một số phát hiện chính. Đầu tiên, tuổi cao có liên quan đến sự gia tăng nhanh chóng của CBF dao động sau tuổi trung niên ( Hình 4 ) trong khi CBF ở trạng thái ổn định giảm tuyến tính trong suốt tuổi thọ của người trưởng thành. Chúng tôi cũng quan sát thấy rằng CBF tâm trương thấp hơn nhưng CBF ở trạng thái ổn định ở phụ nữ cao hơn so với nam giới ở cùng độ tuổi. Thứ hai, sự khác biệt liên quan đến tuổi và giới tính về độ rung của CBF có liên quan độc lập với PP động mạch cảnh. Thứ ba, độ rung của CBF cao hơn có tương quan với khối lượng tăng cường độ chất trắng lớn hơn ở người lớn tuổi. Nói chung, những phát hiện này đã chứng minh mối liên hệ chặt chẽ giữa huyết động học tim mạch và mạch máu não ở người lớn tuổi khỏe mạnh và gợi ý những tác động lâm sàng tiềm ẩn đối với tổn thương cấu trúc não ().

Mở trong cửa sổ riêng

hinh 4

Mối liên quan giữa tuổi và các chỉ số xung của lưu lượng máu não (CBF) (n=83). Các chỉ số dao động của CBF được tính toán bằng cách chuẩn hóa vận tốc CBF tâm thu, tâm trương và dao động tuyệt đối thành giá trị trung bình và được biểu thị bằng phần trăm. Vận tốc CBF được ghi lại từ động mạch não giữa. [In lại từ Tarumi T, Ayaz Khan M, Liu J, Tseng BY, Parker R, Riley J, Tinajero C, Zhang R. Huyết động học não ở người cao tuổi bình thường. Độ cứng động mạch trung tâm, phản xạ sóng và dao động áp suất. J Cereb Blood Flow Metab. Tháng 6 năm 2014;34 (6). 971–8. Bản quyền © 2015 SAGE Publications]

Để đáp ứng với PP tăng cao, giường mạch máu não có thể trải qua quá trình tu sửa bù trừ để bảo vệ các mô não bên dưới khỏi những tổn hại về huyết động. Để nghiên cứu giả thuyết này, chúng tôi đã thử nghiệm một nhóm người trưởng thành khỏe mạnh (28 ± 4 tuổi) trở lên (70 ± 6 tuổi) bằng cách ghi đồng thời vận tốc PP và CBF động mạch cảnh từ động mạch não giữa bằng TCD. Phân tích hàm truyền được sử dụng để định lượng mối quan hệ cường độ (mô đun) và thời gian (pha) của chúng, đại diện cho trở kháng mạch máu não. Nghiên cứu này đã chứng minh rằng người lớn tuổi có mô đun trở kháng mạch máu não tăng lên so với người trẻ tuổi trong khi giai đoạn tương tự giữa các nhóm ( Hình 5 ). Hơn nữa, mô đun trở kháng tăng cao có tương quan với tốc độ CBF tâm thu và tâm trương giảm, cho thấy rằng sự gia tăng trở kháng mạch máu não có thể làm giảm sự truyền PP vào vi tuần hoàn não ().

Mở trong cửa sổ riêng

Hình 5

So sánh trở kháng mạch máu não giữa người trẻ tuổi (hình tròn có nét liền, n=6) và người lớn tuổi (hình tam giác có nét đứt, n=9). Mô đun, pha và sự kết hợp của trở kháng mạch máu não được tính toán bằng phân tích chức năng truyền của huyết áp động mạch cảnh và vận tốc dòng máu não được ghi lại đồng thời

vận tốc dòng máu não được ghi nhận từ động mạch não giữa. *P<0. 05 so với. nhóm trẻ. Thanh lỗi đại diện cho lỗi tiêu chuẩn. [In lại từ Zhu YS, Tseng BY, Shibata S, Levine BD, Zhang R. Tăng trở kháng mạch máu não ở người lớn tuổi. J Appl Physiol. 2011 Tháng 8;111 (2). 376–81. Bản quyền © 2011 Hiệp hội Sinh lý Hoa Kỳ]

Về mặt lâm sàng, xơ cứng động mạch chủ và tăng PP động mạch cảnh và tính dao động của dòng chảy đã được chứng minh là có tương quan với bệnh mạch máu não nhỏ (). Phù hợp với các quan sát của chúng tôi, độ rung của CBF được đo từ động mạch não giữa bằng TCD có mối tương quan thuận với thể tích cường độ chất trắng của não (). Hơn nữa, độ rung của CBF được đo từ các động mạch nội sọ lớn đã tăng lên ở bệnh nhân AD và thể hiện độ nhạy và độ đặc hiệu cao để phát hiện bệnh nhân AD so với các đối tượng kiểm soát không mất trí nhớ ()

Tuổi và CVMR

Nghiên cứu trước đây về tác động lão hóa đối với CVMR đã tạo ra những phát hiện không nhất quán, điều này có thể được giải thích là do thiếu một giao thức chuẩn để đánh giá CVMR. Gần đây, chúng tôi đã nghiên cứu đối chứng trẻ tuổi và những người tham gia lớn tuổi khỏe mạnh bằng cách sử dụng 2 giao thức CVMR khác nhau. 1) Phép đo TCD trong quá trình giảm thông khí và thở lại () và 2) phép đo ĐẬM trong quá trình tăng CO2 máu ở trạng thái ổn định (). Trong nghiên cứu đầu tiên, những người tham gia được tăng cường thở máy để tạo ra một khoảng thời gian ngắn giảm CO2. Sau khi phục hồi huyết động cơ bản, phương pháp thở lại đã được sửa đổi đã được sử dụng để tạo ra sự gia tăng dần dần PaCO2. Trong toàn bộ quy trình, chúng tôi đã đo lường sự thay đổi trong từng hơi thở của CO2 cuối thì thở ra và những thay đổi theo từng nhịp của huyết áp động mạch và vận tốc CBF

Nghiên cứu này đã chứng minh một số phát hiện chính. Đầu tiên, những người tham gia lớn tuổi có tốc độ CBF thấp hơn và chỉ số kháng mạch máu não cao hơn khi nghỉ ngơi so với những người tham gia kiểm soát trẻ tuổi. Thứ hai, so với những người tham gia kiểm soát trẻ tuổi, CVMR hypocapnic (co mạch) giảm đáng kể trong khi CVMR hypercapnic (giãn mạch) tăng ở những người tham gia lớn tuổi. Thứ ba, CVMR hypocapnic tương quan nghịch với CVMR hypercapnic trên tất cả những người tham gia. Nói chung, những quan sát này cho thấy rằng tuổi cao có liên quan đến việc tăng trương lực co mạch não khi nghỉ ngơi, do đó hạn chế khả năng co mạch hypocapnic trong khi tăng khả năng giãn mạch tương đối của hypercapnic.

Trong nghiên cứu thứ hai, chúng tôi đã thử nghiệm một nhóm người tham gia trẻ tuổi và lớn tuổi tương tự bằng cách sử dụng MRI chức năng trong tình trạng tăng CO2 máu ở trạng thái ổn định (). Trong nghiên cứu này, từng người tham gia hít xen kẽ các khối không khí trong phòng (1 phút) và khí CO2 (1 phút) trong khi hình ảnh ĐẬM được chụp liên tục trong 7 phút. Hypercapnia được gây ra bằng cách cho người tham gia hít 5% CO2 cân bằng với 21% oxy và 74% nitơ. Trong toàn bộ quy trình, CO2 cuối thì thở ra, độ bão hòa oxy trong máu động mạch, nhịp tim và nhịp thở được theo dõi. Trái ngược với nghiên cứu trước đây, chúng tôi không tìm thấy sự khác biệt nhóm nào về CVMR siêu CO2 giữa những người tham gia trẻ tuổi và lớn tuổi ở cả cấp độ toàn cầu và khu vực ()

Các kết quả không nhất quán từ các nghiên cứu này có thể được giải thích bằng các giao thức khác nhau được sử dụng để đánh giá CVMR. Đầu tiên, cả BOLD và TCD đều không đo lường CBF (vui lòng đọc phần Cân nhắc về phương pháp luận). Thứ hai, các phương pháp ổn định và thở lại có thể tạo ra các phản ứng tự trị và tim mạch khác nhau. Kỹ thuật thở lại đã được chứng minh là tạo ra độ nhạy phản xạ hóa học và phản ứng thần kinh giao cảm lớn hơn so với phương pháp trạng thái ổn định (, ). Mức độ đáp ứng thần kinh giao cảm lớn hơn này có thể ảnh hưởng đến tác dụng giãn mạch của CO2 trên các động mạch não và có thể dẫn đến CVMR khác nhau giữa các phác đồ (). Thứ ba, mức độ tăng CO2 máu gây ra bởi các phương pháp ở trạng thái ổn định (~10 mmHg) và thở lại (~16 mmHg) là khác nhau và mối quan hệ giữa PaCO2 và CBF có thể không tuyến tính trong các phạm vi này

Trong môi trường lâm sàng, đánh giá CVMR có thể giúp xác định những cá nhân có nguy cơ cao mắc bệnh mạch máu não. Theo một phân tích tổng hợp ở những bệnh nhân bị hẹp hoặc tắc động mạch cảnh, sự suy giảm CVMR tăng CO2 có liên quan đến việc tăng tỷ lệ đột quỵ trong tương lai hoặc cơn thiếu máu não thoáng qua (). Về mặt cơ học, hẹp hoặc tắc động mạch cảnh có thể làm giảm CPP phía xa tổn thương và làm cạn kiệt dự trữ giãn mạch tự điều hòa; . Ngoài đột quỵ, CVMR tăng CO2 suy giảm đã được chứng minh là có tương quan với sự suy giảm nhận thức ở bệnh nhân AD ( ), tổn thương cấu trúc vi mô của chất trắng não ( ) và tăng tỷ lệ tử vong ( )

Bài tập aerobic và CBF

tưới máu não

Tập thể dục nhịp điệu thường xuyên có thể làm giảm CBF liên quan đến tuổi tác. Để kiểm tra giả thuyết này, chúng tôi đã sử dụng kỹ thuật ghi nhãn vòng quay động mạch để đo tưới máu não ở các Vận động viên bậc thầy (MA), những người đã tham gia tập luyện thể dục nhịp điệu suốt đời và thường xuyên thi đấu trong các sự kiện sức bền. Phân tích của chúng tôi cho thấy rằng so với các đối tượng kiểm soát trẻ tuổi, MA và người lớn tuổi ít vận động có mức giảm CBF toàn cầu tương tự. Tuy nhiên, khi kiểm tra tưới máu khu vực được bình thường hóa so với CBF toàn cầu, các MA có lượng tưới máu ở vành đai sau và tiền đình cao hơn so với những người tham gia nhóm đối chứng trẻ tuổi và người cao tuổi ít vận động ( Hình 6 ) . Phù hợp với những quan sát này, một nghiên cứu khác về các MA ở độ tuổi trung niên cho thấy sự tưới máu vùng chẩm cao hơn so với các đối tượng ít vận động phù hợp với lứa tuổi ().

Mở trong cửa sổ riêng

Hình 6

So sánh lưu lượng máu não (CBF) giữa các Vận động viên bậc thầy về sức bền (MA, n=10), người cao tuổi ít vận động (SE, n=10) và đối tượng kiểm soát trẻ tuổi (YC, n=9). (A) Các vùng não hiển thị CBF lớn hơn ở MA so với SE (P <0. 005, kích thước cụm = 250). Những điểm ảnh ba chiều này nằm ở vỏ não vành đai sau và tiền thân. (B) CBF tương đối (được chuẩn hóa theo giá trị toàn bộ não) trong cụm được tô sáng trong (A). (C) CBF tuyệt đối trong cụm được đánh dấu trong (A). CBF được đo bằng ghi nhãn quay động mạch bằng MRI. *P<0. 05, **P<0. 005. Thanh lỗi đại diện cho lỗi tiêu chuẩn. [In lại từ Thomas BP, Yezhuvath US, Tseng BY, Liu P, Levine BD, Zhang R, Lu H. Tập thể dục nhịp điệu suốt đời duy trì lưu lượng máu não cơ bản nhưng giảm phản ứng mạch máu với CO2. Hình ảnh cộng hưởng J Magn. 2013; . 1177–83. Bản quyền © 2013 Thư viện trực tuyến Wiley. Được sử dụng với sự cho phép. ]

Hơn nữa, tập luyện thể dục nhịp điệu ngắn hạn có thể làm thay đổi tưới máu não khu vực. Một nghiên cứu can thiệp về tập luyện thể dục nhịp điệu trong 3 tháng đã báo cáo sự gia tăng tưới máu vành đai trước ở những người lớn tuổi ít vận động trước đây (). Mặt khác, việc ngừng tập luyện aerobic trong 10 ngày ở MA làm giảm tưới máu não khu vực, bao gồm cả vùng hải mã (). Kết hợp lại với nhau, những phát hiện này cho thấy rằng tập luyện thể dục nhịp điệu có thể làm tăng tưới máu não khu vực, đặc biệt là ở khu vực mạng chế độ mặc định được biết là bị ảnh hưởng bởi quá trình lão hóa bình thường và AD ()

CA và chức năng baroreflex tim

Tập thể dục nhịp điệu thường xuyên có thể không làm thay đổi CA ở người lớn tuổi. Chúng tôi đã nghiên cứu các MA về sức chịu đựng bằng cách đo lường sự thay đổi từng nhịp của chúng đối với vận tốc CBF từ động mạch não giữa, HA động mạch và nhịp tim khi nghỉ ngơi và trong các thao tác ngồi-đứng lặp đi lặp lại. Phân tích hàm truyền của CA động cho thấy so với các đối tượng ít vận động phù hợp với lứa tuổi, MA có sự suy giảm mức tăng tần số rất thấp trong điều kiện nghỉ ngơi; . Phù hợp với các quan sát của chúng tôi, CA động được đo bằng kỹ thuật quấn đùi cũng cho thấy không có sự khác biệt giữa vận động viên trẻ tuổi và người lớn ít vận động phù hợp với độ tuổi (, )

Mặt khác, tập luyện thể dục nhịp điệu đã được chứng minh là làm tăng độ nhạy của phản xạ khí áp tim ở người lớn tuổi (, , ). Điều này có thể cải thiện điều hòa huyết áp động mạch và giảm sự đóng góp của CA vào việc đệm các biến động của CBF. Về mặt cơ học, sự cải thiện độ nhạy của phản xạ khí áp liên quan đến tập thể dục có thể liên quan đến hoạt động phế vị tăng cường có thể làm giảm nhịp tim () nhưng làm tăng sự thay đổi khoảng R-R (). Tập luyện thể dục nhịp điệu cũng có thể làm tăng thể tích nhát bóp và độ đàn hồi của các động mạch cảm giác áp suất, cùng nhau có thể cải thiện sự truyền tải các kích thích cơ học đến các thụ thể áp suất (). Cuối cùng, rèn luyện sức bền có thể làm tăng khả năng đáp ứng cholinergic của tim ()

dao động của CBF

Câu hỏi liệu tập luyện thể dục nhịp điệu có làm thay đổi nhịp đập của CBF ở người lớn tuổi hay không hiện vẫn chưa được biết. Theo hiểu biết của chúng tôi, chỉ có một nghiên cứu duy nhất giải quyết câu hỏi này ở những người trẻ tuổi khỏe mạnh (). Trong nghiên cứu này, những người chơi quần vợt ở trường đại học đã trải qua 16 tuần kết hợp tập luyện thể dục nhịp điệu liên tục cường độ vừa phải và tập luyện ngắt quãng cường độ cao. Ngoài đánh giá độ rung của CBF bằng TCD, họ còn đo độ cứng động mạch cảnh và chức năng tâm thu thất trái. Sau khi tập luyện, độ rung của CBF không thay đổi; . Do đó, nếu những phát hiện này có thể được ngoại suy cho người lớn tuổi, thì việc tập luyện thể dục nhịp điệu có thể làm giảm độ cứng động mạch cảnh có thể làm giảm nhịp đập của CBF ở người lớn tuổi

CVMR

Các nghiên cứu trước đây điều tra ảnh hưởng của việc tập luyện thể dục nhịp điệu đối với CVMR cho thấy kết quả khác nhau. Sử dụng TCD trong quá trình tăng thông khí và điều chỉnh nhịp thở lại, chúng tôi đã quan sát thấy rằng cả CVMR giảm CO2 và tăng CO2 đều giống nhau giữa MA sức bền và người lớn tuổi ít vận động phù hợp với lứa tuổi (). Trong một nhóm người tham gia nghiên cứu tương tự, chúng tôi cũng đo CVMR bằng cách sử dụng MRI chức năng trong quá trình tăng CO2 máu ở trạng thái ổn định và quan sát thấy rằng MA có CVMR thấp hơn so với người lớn tuổi ít vận động (). Mặt khác, sử dụng TCD trong tình trạng tăng CO2 máu ở trạng thái ổn định, các nghiên cứu tập luyện thể dục nhịp điệu cho thấy sự cải thiện CVMR ở người trẻ và người lớn tuổi khỏe mạnh () cũng như ở những người sống sót sau cơn đột quỵ (). Kết hợp lại với nhau, những nghiên cứu này đã đưa ra những quan sát không thống nhất về tác động của việc luyện tập thể dục nhịp điệu đối với CVMR và đề xuất rằng các phương pháp được sử dụng để đo CBF (TCD, BOLD) hoặc để tạo ra kích thích CO2 (thở lại, tăng CO2 ở trạng thái ổn định) có thể thay đổi định lượng CVMR

Cân nhắc về phương pháp luận

CBF rất thay đổi theo không gian và thời gian và hiện tại không có phương pháp duy nhất nào có thể đo CBF ở mức độ phân giải không gian và thời gian đủ cao. Ví dụ, nhiều nghiên cứu điều tra quy định CBF đã sử dụng TCD không xâm lấn, tương đối rẻ và dễ tiếp cận. TCD có thế mạnh chính là ghi lại tốc độ CBF ở độ phân giải thời gian cao từ các động mạch nội sọ lớn, nhưng nó chỉ có thể đánh giá những thay đổi của CBF với giả định đường kính động mạch được truyền âm không đổi. Mặc dù giả định này có thể đúng với kích thích tương đối nhẹ (), các nghiên cứu gần đây sử dụng MRI độ phân giải cao cho thấy giảm và tăng CO2 máu từ trung bình đến nặng có thể làm thay đổi đường kính của động mạch não giữa, điều này có thể có tác động đáng kể đến việc định lượng CBF ()

Gần đây, hình ảnh siêu âm song công được mã hóa màu của động mạch cảnh trong và động mạch đốt sống đang trở nên phổ biến trong nghiên cứu CBF. Kỹ thuật này được củng cố bởi khả năng đo CBF toàn cầu và khu vực trong các tuần hoàn trước và sau ở độ phân giải thời gian cao (). Phương pháp hình ảnh này có thể dễ dàng tiếp cận tại giường và có thể được thực hiện trên những bệnh nhân có chống chỉ định với MRI (e. g. cấy ghép kim loại hoặc chứng sợ bị giam cầm). Mặt khác, khía cạnh kỹ thuật của phương pháp này đôi khi có thể gặp khó khăn tùy thuộc vào sự khác biệt của từng cá nhân về giải phẫu mạch máu. Ví dụ, vị trí chia nhánh của động mạch cảnh chung có thể nằm gần hàm và khiến cho việc đặt đầu dò siêu âm khó đo chính xác đường kính và vận tốc dòng máu trong động mạch cảnh trong. Ngoài ra, động mạch đốt sống tương đối nhỏ so với động mạch cảnh và nằm sâu trong cổ. Trong những trường hợp như vậy, một phương pháp thay thế có thể là chụp cộng hưởng từ tương phản pha kết hợp với chụp động mạch thời gian bay. Trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi, chúng tôi đã phát hiện ra rằng siêu âm song công được mã hóa màu và MRI tương phản pha có các ước tính tương tự về CBF thể tích được đo từ động mạch trong và động mạch đốt sống ()

Các kỹ thuật hình ảnh thần kinh như chụp cắt lớp phát xạ positron (PET), chụp cắt lớp vi tính phát xạ đơn photon (SPECT) và ghi nhãn spin động mạch có độ phân giải không gian của phép đo CBF cao hơn so với TCD, siêu âm song công được mã hóa màu hoặc MRI tương phản pha; . Ngoài ra, các phương thức hình ảnh này đắt hơn và yêu cầu truyền chất đánh dấu phóng xạ vào tuần hoàn máu (PET và SPECT). Để tránh truyền chất đánh dấu, kỹ thuật ghi nhãn vòng quay động mạch sử dụng MRI cho phép đánh giá không xâm lấn tưới máu não khu vực, nhưng phương pháp này cũng bị hạn chế bởi tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm thấp và yêu cầu thu thập nhiều hình ảnh để lấy trung bình nhằm thu được kết quả đáng tin cậy. Ngoài ra, tín hiệu ĐẬM do MRI chức năng thu được đã được sử dụng để đánh giá CVMR khu vực; . Do đó, một cách tiếp cận đa phương thức có thể bổ sung cho từng phương pháp đo CBF và giúp hiểu rõ hơn về huyết động học não

Bản tóm tắt

Tuổi tác làm thay đổi sâu sắc CBF và các cơ chế điều chỉnh của nó ( Hình 7 ). Cụ thể, CBF ở trạng thái ổn định giảm dần trong suốt tuổi thọ của người trưởng thành trong khi độ dao động của CBF tăng sau tuổi trung niên (). Sự dao động của CBF trong quá trình thay đổi tư thế cũng tăng lên ở người lớn tuổi so với người trẻ tuổi (). Những thay đổi liên quan đến tuổi tác trong CBF, ít nhất một phần, được giải thích bởi sự thay đổi đồng thời của HA động mạch, chủ yếu là sự gia tăng của HA tâm thu và PP. Ngoài ra, mặc dù CA có thể không bị ảnh hưởng bởi tuổi tác, nhưng người lớn tuổi đã giảm rõ rệt độ nhạy baroreflex tim, điều này có khả năng làm tăng biến động HA và CBF trong quá trình thay đổi tư thế. Ở những bệnh nhân mắc bệnh mạch máu não và AD, những thay đổi CBF liên quan đến tuổi này được phóng đại và có thể góp phần vào sự khởi phát và tiến triển của bệnh. Đặc biệt, giảm tưới máu não (), tăng nhịp đập của CBF () và hạ huyết áp thế đứng () đều đã được báo cáo ở bệnh nhân AD so với người lớn bình thường về nhận thức phù hợp với lứa tuổi. Ngược lại, tập thể dục nhịp điệu thường xuyên có thể làm giảm CBF liên quan đến tuổi tác, đặc biệt là trong mạng lưới thần kinh chế độ mặc định. Kết hợp lại với nhau, việc có được kiến ​​thức về những thay đổi bình thường liên quan đến tuổi tác trong CBF có thể giúp chúng tôi xác định những cá nhân có nguy cơ mắc bệnh mạch máu não và chứng mất trí nhớ, bao gồm AD. Bây giờ chúng ta hiểu rằng chứng mất trí nhớ là một bệnh đa yếu tố. Do đó, sự hiểu biết về cơ chế mạch máu, xác định dấu ấn sinh học mạch máu và phát triển các can thiệp dựa trên mạch máu có thể mở ra những con đường đầy hứa hẹn để duy trì sức khỏe não bộ ở người lớn tuổi.

Mở trong cửa sổ riêng

Hình 7

Một sơ đồ tóm tắt minh họa ảnh hưởng của lão hóa bình thường đối với tuần hoàn não và tim mạch. BRS=độ nhạy phản xạ áp suất, CA=tự điều hòa não, CBF=lưu lượng máu não, CVR=sức cản mạch máu não, CVMR=phản ứng vận mạch não, LV=tâm thất trái, MAP=áp lực động mạch trung bình, PP=áp lực mạch, SBP=huyết áp tâm thu, và

Tại sao CBF giảm theo độ tuổi?

Vì sao lưu lượng máu não giảm?

Có phải lưu lượng máu não giảm theo tuổi tác?

Có phải lưu lượng máu não tăng theo tuổi?