background image

Cerebrospinal Fluid 

System

 

 

By 

Dr. Mufeed Akram Taha 

FIBMS Neurology 

Kirkuk College of Medicine 

 


background image

Cerebrospinal Fluid System 

It has a volume of about 150 ml and found in 

the ventricles of the brain, in the cisterns 
around the brain, and in the subarachnoid 
space around both the brain and the spinal 
cord. All these chambers are connected 
with one another and the pressure of the 
fluid is regulated at a constant level. CSF 
can be sampled with a lumbar puncture. 
The major function of the CSF is to: 

 


background image

background image

[1] Forms a protective water jacket which cushions 

the brain within its solid vault. This is due to fact 
that the brain actually floats in the fluid. 
Therefore, a blow to the head moves the entire 
brain simultaneously with the skull, causing no 
one portion of the brain to be momentarily 
contorted by the blow. 

[2] Alteration of volume can compensate for 

fluctuations in amount of blood within skull and 
thus keep total volume of cranial content 
constant. 

[3] Low K ion concentration allows neurons to 

generate very high electrical potentials. 


background image

   

CSF is formed at a rate of about 500 ml / day. 

Two thirds or more of this fluid originates as 
a secretion from choroid plexuses in the four 
ventricles, mainly in the two lateral 
ventricles. The CSF in the ventricles flows 
through the foramens of Magendie and 
Luschka to the subarachnoid space, which is 
absorbed through the arachnoid villi into 
veins. 


background image

The composition of CSF is essentially the same as 

that of extracellular fluid of the brain. There 
appears to be free communication between 
the brain interstitial fluid and CSF. The surfaces 
of the ventricles are lined with thin epithelial 
cells called ependyma and the outer surface of 
the brain is covered by a thin membrane called 
the pia mater. Both of which (ependyma and 
pia mater) are extremely permeable so that 
almost all substances that enter the CSF can 
also diffuse readily into the interstitial fluid of 
the brain through these membranes, and vice 
versa. 

 


background image

The CSF pressure normally is regulated almost 

entirely by absorption of the fluid through 
arachnoid villi to superior sagittal sinus. The 
reason for this is that the normal rate of CSF 
formation is constant. On the other hand, the 
villi function like valves that allow the fluid and 
its contents to flow readily into the blood of the 
venous sinuses while not allowing blood to flow 
backward in the opposite direction. Normally, 
this valve action of the villi allows CSF to begin 
to flow into the blood when its pressure is about 
1.5 mm Hg greater than pressure of the blood in 
the venous sinuses.  


background image

Then as the CSF pressure rises still higher, the 

valves open widely, so that under normal 
conditions, the pressure almost never rises 
more than a few mm of Hg higher than 
pressure in the venous sinuses. On the other 
hand, in diseases that involved the villi, can 
cause high CSF pressure. 

If an obstruction occurs in the ventricular system 

or foramina, the result is called 
noncommnnicating hydrocephalus; if the 
obstruction is at the arachnoid villi, it is called 
communicating hydrocephalus. 

 


background image

BIood-Brain Barrier (BBB) 

There are barriers between the blood and the CSF (called 

blood- CSF barrier due to the epithelial cells of the 
choroid plexus) and between the blood and interstitial 
fluid of the brain (called blood-brain barrier due to the 
endothelium of the cerebral capillaries in conjunction 
with astrocytic processes). However, both barriers are 
similar. general, blood-brain and -CSF barriers are highly 
permeable to water, CO2, 0

2

, and most lipid soluble 

substances such as alcohol and most anesthetics, slightly 
permeable to the electrolytes, and almost totally 
impermeable to plasma proteins, cholesterol (because 
both of them have large molecular size), and most non-
lipid soluble large organic molecules.  

 


background image

background image

The cause of the low permeability of these barriers is 

due to the tight junctions between the endothelial 
cells of the capillaries and epithelial cells of the villi. 

There are areas of the brain lacks the presence of 

such barriers such as some areas of the 
hypothalamus, pituitary gland, and pineal body. 
The ease of diffusion in these areas is important 
because they have sensory receptors that respond 
to different changes in the body fluids and their 
responses provide the signals for feedback 
regulation of each of the factors. The BBB can be 
disrupted temporarily by inflammation, irradiation, 
tumors, sudden severe increases in blood pressure  

 


background image

or by intravenous injection of hypertonic fluids (which 

is used clinically to extract cerebral edema fluid). 

The functions of the BBB are: 

1. It maintains a constant environment for neurons in 

the CNS and protect the brain from endogenous 
and exogenous toxins. 

2. It prevents the escape of neurotransmitters from 

their functional sites in the CNS into the general 
circulation. 

3. Drugs penetrate the BBB to varying degrees. For 

example non ionized (lipid soluble) drugs cross 
more readily than ionized (water soluble) drugs. 

 

 


background image

General Properties of 

 the BBB:- 

 

1.

Large  ole ules do ’t pass through the BBB 
easily. 

2.

Low lipid  fat  solu le  ole ules do ’t 
penetrate into the brain.  However, lipid 
soluble molecules, such as barbiturate drugs, 
rapidly cross through into the brain. 

3. Molecules that have a high electrical charge 

to them are slowed. 

 


background image

The BBB can be broken down by:- 

1. Hypertension (high blood pressure): 

       high blood pressure opens the BBB. 

2. Development: the BBB is not fully 

       formed at birth. 

3. Hyperosmolitity: a high concentration 

        of a substance in the blood can open the BBB. 

4. Microwaves: exposure to microwaves can open BBB. 

5. Radiation: exposure to radiation can open the BBB.  

6. Infection: exposure to infectious agents can open BBB.  

7. Trauma, Ischemia, Inflammation, Pressure: injury to 

the brain can open the BBB. 

 


background image

Cerebral blood flow (CBF): CBF is about 80 ml/100 

g/ min in gray matter and about 20 ml/100 
g/min in white matter. If CBF is deceased to less 
than 10 ml/ 100 g/ min, irreversible tissue 
dammage can occur at normal body 
temperatures.As in the coronary circulation, CBF 
is autoregulated, meaning that it remains 
constant between a mean blood pressure of 50-
150 mm Hg. When the mean pressure is greater 
than 150 mm Hg, the BBB may be disrupted, 
The curve is shifted to a higher mean blood 
pressure in patient with chronic Hypertension. 

 


background image

Regional metabolic activity, arterial O2 & CO2 

concentration helps in determining regional CBF, 
unlike the coronary circulation, cerebral 
resistance vessels are more sensitive to PCO2 
than PO2 , So even slight increase in PCO2 will 
cause a large increase in CBF. 

Many drugs affects on CBF; for example 

Barbiturates constrict cerebral blood vessels, 
while volatile anesthetic agents dilate them. 
Constriction of the cerebral vasculature can help 
decrease intracranial pressure and dilatation can 
increase intracranial pressure.  


background image

Intracranial pressure (ICP):- 

It’s the pressure i side the  ra iu . Withi  

certain limit, if one of the 3 brain 
compartments (i.e, CSF, blood vessels 
and brain tissue) increases in volume, its 
compensted by successfully by a 
decrease in volume of one or both of the 
other two compartments without an 
associated change in intracranial 
pressure.  


background image

 

Thank You 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 63 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل