Cerebral Circulation 

 
Anatomy: 
Arterial inflow through 2 internal carotids + 2 vertebrals. Circle of Willis. 
Venous drainage by way of the deep veins and dural sinuses – into internal 
jugular veins. 
Capillaries: 
Number of capillaries of the brain gray matter is about  4x  as great as that of 
white matter. Capillaries are supported on alal sides by „glial feet“ – providing  
physical support to prevent overstretching of the capillaries in case of high 
pressure and to prevent transudation of fluid into the brain – against brain edema. 
Difficult penetration – the blood – brain barrier 

(except of some areas of the 

hypothalamus, the pineal gland and the area postrema). 
 
Function of the B-B barrier 
Barrier is highly permeable to H

2

O, CO

2

, O

2

 and lipid soluble substances (alcohol, 

anesthetics). 
Slightly permeable to the electrolytes (Na

+

, Cl

-

, K

+

) 

Totally impermeable to plasma proteins and large organic molecules. 
Importance: The BB barrier – maintains the constancy of the environment of the 
 

         neurons in CNS. 

- protects of the brain from toxins in the blood 

- prevents neurotransmitters against the escape into the circulation 

Ontogeny: BB barrier develops postnatal (jaundiced newborns – penetration of the bile pigments 
into CNS – kernicterus). 
Clinical implication: Application of the drugs (ATB) penetrating in  the BB barrier for treatment 
of cerebral diseases. 
 
Cerebral Blood Flow 
CBF = Adults: 750 ml/min = 54 ml/min/100 g of brain w.  = approx. 15% of CO 
 

Children: 105 ml/min/100 g 

A decrease of CBF to „adult value“ in puabertal age (sex hormones) 

 
BF in various parts of the brain: 
 

BF in gray matter is about 6 times that in white matter. 

A marked fluctuation in regional BF with changes in activity (the movements – motor   

             area, the speech –  sensory + motor area). 
 
Regulation of CBF 
Monro-Kellie doctrine: The sum of the volume of blood (75 ml),   cerebrospinal fluid (75 ml) 
and brain (1400 g) in the cranium must be relatively constant. 
 
1) Autoregulation: 
     The intracranial pressure (ICP – CSF pressure) = 10 mm Hg.   When ICP > 33 mm Hg – CBF 
is reduced – ischemia – stimulation  of the vasomotor and cardioinhibitory centers – 
hypertension,  bradycardia = Cushing reflex – helps to maintain CBF and to preserve 

O

2

 for 

brain and coronary circulation. 
The myogenic autoregulation – in the range 65 – 140 mm Hg.