Flujo sanguíneo cerebral

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Una concentración alta de iones de hidrogeno reduce mucho la actividad neuronal. Por tanto, es una surte que su incremento también provoque un aumento del flujo sanguíneo, que a su vez retira el tejido cerebral iones de hidrogeno, dióxido de carbono y otras sustancias formadoras de ácidos. La pérdida de dióxido de carbono elimina ácido carbónico de los tejidos; este hecho, junto a la extracción de otros ácidos, normaliza la concentración de iones de hidrogeno. Por tanto, dicho mecanismo sirve para mantener una concentración de constante de iones de hidrogeno en los líquidos cerebrales y ayuda así a conservar la actividad neuronal a un nivel normal y constante.

Excepto durante los periodos de intensa actividad cerebral, la tasa de utilización del oxígeno por otra parte del tejido cerebral permanece de unos límites estrechos: casi exactamente de 3,5 mililitro de oxigeno cada 100 gramos de tejido cerebral por minuto. Si en algún momento, el flujo sanguíneo que llega al encéfalo pasa a ser insuficiente como para suministrar la cantidad necesaria mencionada, el mecanismo encargado de provocar una vasodilatación en circunstancia de falta de oxígeno se pone inmediatamente en marcha, con lo que devuelve el flujo sanguíneo cerebral y el transporte de oxigeno hasta los tejidos del cerebro prácticamente a sus condiciones normales.

El descenso de la Po2 del tejido cerebral por debajo de unos 30 mm Hg (su valor normal es de 35 a 40 mm Hg) comienza de inmediato a incrementar el flujo sanguíneo que recibe. Por tanto, el mecanismo de regulación local sobre el flujo sanguíneo cerebral por parte del oxígeno constituye una respuesta protectora muy importante contra el descenso de la actividad neuronal cerebral y, en consecuencia, contra cualquier trastorno en la capacidad mental.

Metabolismo cerebral

Lo mismo que sucede en otros tejidos, el encéfalo requiere oxígeno y nutrientes para satisfacer sus necesidades metabólicas.

En condiciones de vigilia en reposo, el metabolismo cerebral le corresponde aproximadamente el 15 % del metabolismo total del organismo, aunque su masa no supone más que el 2 % de la masa corporal íntegra. La mayor parte de este exceso sucede en las neuronas, no en los tejidos gliales de soporte. La principal necesidad metabólica cerebral consiste en bombear iones a través de sus membranas, sobre todo para transportar sodio y calcio al exterior de la membrana neuronal y potasio a su interior. Cada vez que una neurona conduce un potencial de acción, estos iones atraviesan las membranas, lo que acentúa la necesidad de transportarlo de nuevo para restablecer las diferencias de concentración iónicas adecuadas a través de las membranas neuronales.

Las neuronas son extremadamente dependientes del oxígeno y la glucosa. Las cetonas pueden ser metabolizadas, especialmente en períodos de ayuno, aunque de forma limitada y los lípidos no pueden ser utilizados. En el cerebro no existen depósitos de glucógeno. Por ello, el tejido neural depende de un continuo aporte de substratos. A los 20 segundos de ausencia del flujo sanguíneo cerebral se pierde el conocimiento. La glucosa y el ATP son consumidos en 3-5minutos. Y a los 5-8 minutos de paro cardíaco normotérmico la lesión neuronal es irreversible.

El metabolismo anaerobio provoca un rápido aumento de lactato, con una disminución del pH. La glucosa se transporta hacia el cerebro por difusión facilitada gracias a un transportador específico. Durante el descanso el cerebro extrae el 10% de la glucosa sanguínea, lo que representa una cierta reserva si decrece el flujo, aumentándose la extracción. De cada molécula de glucosa se obtienen teóricamente 38 moléculas de ATP siguiendo el metabolismo aerobio, el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria mitocondrial. Esta cadena requiere a su vez el continuo aporte de oxígeno (40-70 ml O2/ min), que es, afortunadamente, mayor que la demanda (alrededor de 150 ml /min), por lo que en caso de una disminución del flujo, la extracción de oxígeno de la sangre puede aumentar.