Vasodilatador y activador

del metabolismo cerebral

¿Cómo funciona mi cerebro?

Cerebro

El cerebro es el centro de control de toda la actividad física e intelectual en el cuerpo. Diez mil millones de células diferentes, con millones y millones de neuronas, formando varias conexiones cien veces más numerosas que la población mundial. A la edad de treinta, las unidades de células mueren y nunca más son reemplazadas, iniciando así un proceso inexorable que se convierte en más y más aguda en los ancianos.

El cerebro recibe normalmente el 15-20% del suministro de sangre del cuerpo total y utiliza el 15-20% del oxígeno inhalado por el cuerpo. El cerebro debe utilizar este oxígeno, junto con la glucosa para producir y utilizar un 15-20% de la energía total del cuerpo de la ATP. A diferencia de la mayoría de otras células, que pueden quemar la grasa o el azúcar (glucosa) para sus necesidades de energía, las neuronas sólo pueden quemar la glucosa en condiciones normales, por lo general consumen el 50% de la glucosa en sangre total. A diferencia del hígado y las células musculares, que pueden almacenar grandes cantidades de azúcar en forma de glucógeno, las neuronas sólo pueden almacenan un máximo de un minuto o dos el valor de la glucosa, por lo que dependen de una suministro de sangre continuo y sin interrupciones para mantener el metabolismo normal de la energía y evitar lesiones o la muerte.

La mayoría de las células (excepto las células del músculo esquelético y cardiaco) se reproducen continuamente a lo largo de toda la vida, aún después de que el cerebro alcance un completo conjunto de neuronas (nacimiento hasta los 2 años de edad), las neuronas no se reproducen, son un elemento esencial insustituible de la vida.

Bajo condiciones normales de suministro adecuado de oxígeno, las neuronas convierten la glucosa en energía (ATP) a través de un proceso de 3 fases.

La primera fase se produce en el citoplasma de la célula (la materia gelatinosa entre el núcleo y de la membrana celular externa), y se llama "glucólisis aeróbica." A medida que cada molécula de glucosa se metaboliza a través de la glucólisis aeróbica, dos moléculas de ATP se producen.

Además, de otros dos productos resultantes que se utilizan para hacer más ATP en las próximas dos fases de la producción de energía.

  • La "ceniza" formada de la quema aeróbica de glucosa da como resultado el ácido pirúvico que luego es convertido en acetil coenzima A (ACoA).
    ACoA se metaboliza luego a través del ciclo Krebs o ciclo del ácido cítrico. El ciclo de Krebs se produce en el interior de las mitocondrias, las "centrales eléctricas" de la célula.
  • La otra sustancia rica en energía producida a través de la glucólisis aeróbica es la NADH (la coenzima activa de la vitamina 83).

La glucólisis aeróbica produce dos moléculas de NADH por cada molécula de glucosa quemada. El NADH es transportado a la mitocondria, donde sirve como combustible en la tercera fase de la energía del metabolismo- la cadena lateral de transporte de electrones (ETSC)-. Cada NADH se ejecuta a través de la ETSC, con suficiente oxígeno, produciendo tres moléculas de ATP. Finalmente, a través de la interacción exitosa de la glucólisis aeróbica, ciclo Krebs/ ácido cítrico, y el ETSC, una sola molécula de glucosa puede producir un máximo de 38 moléculas ATP de bioenergía, suponiendo que hay oxígeno adecuado tanto para la glucólisis y el metabolismo mitocondrial "respiratorio".

Cuando las neuronas están siendo subabastecidas de oxígeno,sin embargo, se produce una quema diferente de azúcar, la glucólisis anaeróbica (sin oxígeno).

Por cada molécula de glucosa quemada, la glucólisis anaeróbica da un rendimiento de dos moléculas de ATP. Sin embargo, en lugar de producir el combustible del ciclo Krebs, el ácido pirúvico, la glucólisis anaeróbica produce un desecho algo tóxico, el ácido láctico. Y el rendimiento de la glucólisis anaeróbica rinde sin bonificación de NADH para convertirse en ATP a través del ETSC. Y con oxígeno insuficiente, el metabolismo mitocondrial procede mal.

En consecuencia, la glucólisis anaeróbica produce un total de solo dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa quemada.

En otras palabras, cuando el combustible quema la glucosa en el cerebro sin oxígeno suficiente, se produce solo el 5% como mucho de energía ATP como cuando la glucosa es quemada con oxígeno adecuado.

Hay tres usos principales de la energía ATP dentro de las neuronas:

  • Limpieza y mantenimiento.
  • Funciones eléctricas.
  • Neurotransmisores.

Dado que las neuronas no se reproducen y deben durar toda la vida, están continuamente consumiendo energía para reparar o reemplazar diferentes componentes de las células (segmentos de la membrana, los microtúbulos, mitocondrias, etc.).

Las neuronas también utilizan la energía ATP para producir, transportar, empaquetar, secretar y recaptar neurotransmisores, que proporcionan la comunicación entre célula y célula. Son necesarias grandes cantidades de ATP para facilitar las descargas eléctricas frecuentes a partir del extremo receptor de la neurona (dendritas) a través del cuerpo de la célula, donde la señal de procesamiento se produce, y por el extremo transmisor (axón). Para que este proceso eléctrico se produzca debe haber un cambio rápido y continuo de iones de sodio y potasio de ida y vuelta a través de las membranas neuronales.

Este proceso de cambio depende de las bombas de sodio y de potasio, impulsado por ATPasa de sistemas enzimáticos de sodio y potasio.

Algunos fisiólogos calculan que hasta un 45% de ATP de una neurona puede utilizarse para alimentar las bombas de sodio y potasio.

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