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Quando un neurone ha sviluppato un potenziale d’azione, il ritorno alla condizione di partenza avviene tramite il consumo di energia fornita dall’ATP, la cui restaurazione è fatta partendo dall’ossidazione del glucosio (glicolisi aerobia).

Il tessuto cerebrale normale consuma ossigeno in quantità costantemente fissa; nell’uomo è di 3,5 ml/min per 100 mg di tessuto. Il quoziente respiratorio, cioè il rapporto O2 consumato – CO2 liberato, è uguale a 1 e ciò indica che il metabolismo cerebrale utilizza quasi esclusivamente idrati di carbonio (glucosio). Non avendo il tessuto cerebrale riserva di glucosio, glicogeno e di O2, la vita delle cellule nervose dipende dai metaboliti apportati dalla circolazione sanguigna, il che spiega i danni irreversibili causati al tessuto nervoso dalla anossia e dalla ipoglicemia.

In condizioni normali è il metabolismo, ossia le richieste di O2 e di glucosio, che influenza il flusso ematico a livello cerebrale. È per questo che il debito sanguigno al cervello (1/5 della gettata cardiaca) sembra essere indipendente dal regime circolatorio delle altre parti dell’organismo.

I neuroni sono particolamente ricchi di acqua. Gli elettroliti (specialmente sodio e potassio) sono presenti in minima quantità, ma hanno una notevole importanza nella genesi dell’impulso nervoso. Le proteine sono, in media, il 37,7% del peso secco e i lipidi il 54,4%: questi ultimi sono rappresentati da grassi neutri (2,97%), fosfolipidi (26,38%), sfingomieline (4,97%), cerebrosidi (12,01%), colesterolo libero (10%) ed esterificato (0,25%). Ogni costituente ha un metabolismo nel quale intervengono enzimi più o meno strettamente specifici, la cui mancanza, congenita o acquisita, può essere causa di gravi disfunzioni. Gli studi di istochimica hanno permesso di disegnare una cartografia cerebrale per alcuni dei costituenti chimici dei quali si conosca la distribuzione.

La neurochimica ha permesso di acquisire nozioni che svelano un’origine metabolica di alcune affezioni del sistema nervoso e ha portato a un notevole incremento della farmacologia del sistema nervoso stesso.

Affezioni del cervello

Il cervello può essere sede di infezioni diffuse, o encefaliti, o di infezioni localizzate, ascessi cerebrali. I traumi cranici possono determinare sia una semplice commozione cerebrale, con effetti transitori, sia una contusione cerebrale, con possibilità di lesioni permanenti, oppure ferite, o spappolamento della sostanza cerebrale, o ancora formazione di ematomi extracerebrali, che comprimono l’encefalo e che possono venire rimossi dal neurochirurgo. I tumori benigni e maligni si sviluppano in genere dal tessuto di sostegno cioè dalla nevroglia (gliomi), o dalle meningi (meningiomi); i neuroblastomi e gli spongioblastomi prendono invece origine dal tessuto nervoso. La neurochirurgia permette l’ablazione di molti di essi. La percentuale di sopravvivenza per i malati di tumore al cervello è aumentata, passando dal 4% nel 1973 al 18% negli anni Novanta, grazie sia alla diagnosi precoce (con nuove tecniche diagnostiche come la risonanza magnetica e la tomografia assiale computerizzata) sia a nuove tecniche di neurochirurgia (il coltello a raggi gamma, la magnetoencefalografia per guidare l’intervento con la mappatura).

Gli accidenti vascolari sono molto frequenti: emorragie cerebrali, emorragie subaracnoidee, rammollimenti cerebrali dovuti all’arteriosclerosi, ecc.
Vi sono anche alcune gravi encefalopatie da intossicazione, fra le quali quella alcoolica. Infine è certa l’origine metabolica di alcune affezioni del sistema nervoso. Con il progressivo invecchiamento della popolazione particolarmente evidente in Italia, hanno notevole incidenza le malattie senili come le varie forme di demenza: da un’indagine condotta negli anni Novanta risulta che colpiscono maggiormente le persone con minor grado di scolarizzazione, per cui mantenere il cervello efficiente con l’esercizio può essere l’unica prevenzione. Un’altra ricerca ha concluso che il calo della massa del cervello dovuto all’età avanzata è più evidente negli uomini che nelle donne.

Enciclopedia Larousse
 

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