Koło tętnicze mózgu po raz pierwszy zostało opisane w roku 1664 przez lekarza Thomasa Willisa (stąd nazwa „koło tętnicze Willisa”). Stanowi system połączonych ze sobą naczyń tętniczych, których zadaniem jest zaopatrywanie struktur ośrodkowego układu nerwowego w krew. W warunkach fizjologicznych przepływa przez nie jednak niewielka ilość krwi, co spowodowane jest przez małą różnicę ciśnień w jego wnętrzu.
Budowa koła tętniczego mózgu
Anatomia koła tętniczego mózgu podawana w podręcznikach stanowi jedynie przybliżony obraz tej struktury, który występuje u około połowy badanych. Ukształtowanie naczyń może być asymetryczne, przy czym niektóre tętnice są nieobecne lub hipoplastyczne (o niewielkich rozmiarach). Najczęściej mniejszą średnicę ma jedna z przednich tętnic mózgu, co z kolei przekłada się na zmiany w wielkości przepływu naczyniowego.
W skład koła tętniczego Willisa wchodzą:
- tętnice szyjne wewnętrzne wywodzące się z tętnic szyjnych wspólnych;
- tętnica łącząca przednia – łączy prawą i lewą tętnicę przednią mózgu;
- tętnice łączące tylne – stanowią odgałęzienia tętnic szyjnych wewnętrznych;
- tętnice przednie mózgu będące odgałęzieniami tętnic szyjnych wewnętrznych;
- tętnice tylne mózgu odchodzące od tętnicy podstawnej.
Przez koło tętnicze mózgu łączą się po obu stronach wszystkie wymienione wyżej naczynia tętnicze. Kiedy dochodzi do zamknięcia jednej z tętnic o większej średnicy wchodzącej w skład koła tętniczego Willisa, zostaje uruchomiony mechanizm kompensacyjny, który zabezpiecza przed powstawaniem zaburzeń neurologicznych. Teoretycznie jest także możliwe (chociaż nie zdarza się to często w praktyce), że całe mózgowie będzie zaopatrywane wyłącznie przez jedną z czterech tętnic głównych. Należy jednak podkreślić, że koło tętnicze nie jest wyłączną drogą krążenia obocznego, chociaż bez wątpienia jest najważniejszą z nich. Wyróżnia się także zespolenia naczyniowe między mniejszymi tętniczkami i naczyniami włosowatymi.
Rola koła tętniczego mózgu
Koło tętnicze Willisa ma za zadanie zaopatrywać w krew tętniczą struktury wchodzące w skład ośrodkowego układu nerwowego, ale również oczodoły i okolice nosa. Neurony, czyli komórki nerwowe, są szczególnie wrażliwe nie tylko na brak tlenu, ale również glukozy i innych substancji odżywczych. Brak takiej podaży może w bardzo krótkim czasie skutkować obumieraniem komórek, co w dłuższej perspektywie zwiększa ryzyko poważnych schorzeń neurologicznych. Na szczęście struktury koła tętniczego mózgu mają duże zdolności kompensacyjne, co oznacza, że w przypadku powstania jakiejkolwiek patologii (np. zablokowania światła tętnicy czy zwężenia jej) rolę w dostarczaniu krwi przejmują inne, często mniejsze, naczynia.
Zaburzenia funkcjonowania koła tętniczego mózgu
W strukturach tworzących koło tętnicze Willisa może dochodzić do powstawania patologii, które mogą być niebezpieczne dla zdrowia. Jedną z nich są tętniaki, czyli wypełnione krwią, poszerzone naczynia, które rozwijają się bezobjawowo do czasu pęknięcia. W większości przypadków tętniaki tworzące się w obszarze koła tętniczego dotyczą tętnicy łączącej przedniej. Inne ryzyko związane jest z udarem niedokrwiennym mózgu (o postaci zakrzepowo-zatorowej, zatorowej lub hemodynamicznej). Jego mechanizm jest podobny do tego zachodzącego w zawale serca, gdzie dochodzi do zablokowania lub zamknięcia dużej tętnicy zaopatrującej krew. Najczęściej taka sytuacja spowodowana jest miażdżycą naczyń krwionośnych, powstającą na skutek m.in. zbyt wysokiego poziomu cholesterolu, cukrzycy, nadciśnienia tętniczego czy prowadzenia niezdrowego trybu życia, np. palenia papierosów lub diety bogatej w tłuszcze zwierzęce. Kiedy blaszka miażdżycowa zatyka jedno z naczyń, nie jest ono w stanie dalej pełnić swoich funkcji. W efekcie koło tętnicze Willisa nie zaopatruje w krew określonego regionu mózgu.
Zespół podkradania tętnicy podobojczykowej to kolejna możliwa nieprawidłowość w funkcjonowaniu koła tętniczego mózgu. Jest rezultatem zwężenia, a czasem nawet i całkowitego zamknięcia, światła tętnicy podobojczykowej na początkowym jej odcinku. W następstwie obserwuje się ograniczenie dopływu krwi zarówno do ośrodkowego układu nerwowego, jak i w dół, do kończyny górnej. Ponadto istnieje prawdopodobieństwo powstawania zjawiska określanego jako „podkradanie” z tętnicy kręgowej, która biegnie do mózgu. Wówczas krew kierowana jest do ręki, zamiast do głowy. Może być to wyjątkowo dokuczliwe w momencie wykonywania ćwiczeń fizycznych. Wówczas dochodzi do silnych zawrotów głowy, a nawet do utraty przytomności.
Zobacz wideo: Jak działa układ nerwowy?
Bibliografia:
1. Vrselja Z. et al., Function of circle of Willis, J. Cereb Blood Flow Metab. 2014 Apr; 34(4): 578–584.
2. John Nolte. Mózg człowieka. Tom 1. Elsevier Urban & Partner. Wrocław 2011, s. 130–132.
3. Dorota Kozera-Strzelińska. Zespół podkradania tętnicy podobojczykowej. Polski Przegląd Neurologiczny, 2014, tom 10, nr 4.
