Utilizzo energetico da parte del cervello

Il cervello utilizza normalmente solo glucosio come sostanza nutriente e richiede circa il 20% dell’ossigeno respirato da un uomo in situazioni di riposo.
Il cervello non possiede rilevanti riserve di glicogeno, per il cui rifornimento dipende dal circolo sanguigno. Se il livello del glicogeno ematico dovesse scendere al di sotto di una data soglia, anche per un breve periodo, il mancato apporto al cervello potrebbe causare danni anche irreversibili nelle sue funzioni. In situazioni di emergenza, il cervello può utilizzare il beta-idrossibutirrato (uno dei corpi chetonici) come fonte energetica. Tale capacità si rivela particolarmente importante nei digiuni prolungati, oltre che per l’apporto energetico, anche per la salvaguardia delle scorte proteiche potenzialmente convertibili in glucosio attraverso la gluconeogenesi.

L’energia fornita dall’ATP è utilizzata per creare e mantenere un potenziale attraverso la membrana dei neuroni. La membrana plasmatica contiene una pompa sodio potassio ATP dipendente che trasporta 2 ioni potassio all’interno del neurone e 3 ioni sodio all’esterno del neurone. Il potenziale transmembrana che si viene a creare è utilizzato quando un segnale elettrico (potenziale d’azione) si sposta lungo il neurone.

Il tessuto sanguigno

Il flusso sanguigno mette fisicamente in contatto i vari organi e tessuti che compongono l’organismo, permettendo le necessarie interazioni metaboliche.
Il sangue trasporta i nutrienti dall’intestino al fegato, e dal fegato e dal tessuto adiposo agli altri organi. Trasporta le sostanze di scarto dai tessuti agli organi preposti all’espulsione (i reni), trasporta l’ossigeno dai polmoni ai tessuti, e la CO2 di scarto dai tessuti ai polmoni.
Il sangue trasporta gli ormoni da un tessuto all’altro consentendo la trasmissione del loro segnale e la conseguente regolazione delle attività delle cellule bersaglio, al pari di quanto avviene nella trasmissione dei segnali da parte del sistema nervoso.
In un uomo adulto sono mediamente contenuti 6 litri di sangue nel quale sono presenti eritrociti (specializzati nel trasporto gassoso), leucociti (che costituiscono il sistema immunitario) piastrine (che partecipano alla coagulazione del sangue). Questi elementi sono la parte corpuscolare del sangue. La parte liquida, pari a circa il 50% del volume totale, è data dal plasma sanguigno, ed composto da circa il 90% di acqua, e per il restante 10% da soluti. Il 70% della parte non acquosa del plasma è costituita da proteine plasmatiche, il restante 30% è composto da ioni inorganici, ormoni, metaboliti, nutrienti ecc.
All’interno del tessuto sanguigno è mantenuta una determinata omeostasi, ad esempio con l’introduzione di ioni inorganici dalla dieta, segue un’eliminazione di ioni inorganici con le urine. Questo vale per molte delle componenti sanguigne. Per alcuni degli elementi per i quali è importante una presenza in percentuali stazionarie, variazioni significative possono portare anche alla morte dell’individuo.
Buona parte del compito di mantenere l’omeostasi sanguigna spetta al rene ed al fegato.