Das Gehirn verbraucht **20% des Körper-Sauerstoffs und Glukoses**, obwohl es nur 2% des Körpergewichts ausmacht. Kontinuierlicher, eng regulierter Blutfluss ist essenziell.
Kritische Lieferungen
- Sauerstoff: Für oxidative Phosphorylierung → ATP. Neuronen haben keine Reserven; 10 Sek. Anoxie → Bewusstlosigkeit; 5 Min. → irreversibler Schaden.
- Glukose: Primärer Brennstoff (Ketone nur bei längerem Fasten). Transportiert via GLUT1 (BBB) und GLUT3 (Neuronen).
- Nährstoffe: Aminosäuren, Fettsäuren, Vitamine, Hormone.
- Immunüberwachung: Patrouillierende T-Zellen, Zytokine.
Abfallentsorgung
- CO₂: Diffundiert ins Blut → Lunge.
- Metabolische Abfälle: Laktat, Ammoniak, Amyloid-β (via glymphatisches System während des Schlafs).
- Wärme: Blutfluss leitet neuronale Wärme ab.
Die Blut-Hirn-Schranke (BBB)
- Struktur: Endotheliale Tight Junctions, Basalmembran, astrozytäre Endfüße, Perizyten.
- Funktion: Selektive Permeabilität – schützt vor Toxinen, Pathogenen, Neurotransmitter-Schwankungen; erhält ionische Homöostase.
- Transport: Trägervermittelt (GLUT1, LAT1), rezeptorvermittelt (Insulin, Transferrin), aktiver Efflux (P-gp).
Regulation des zerebralen Blutflusses (CBF)
- Autoregulation: Konstanter CBF (50 mL/100g/min) über MAP 60–150 mmHg (bei chronischer Hypertonie nach rechts verschoben).
- Neurovaskuläre Kopplung: Lokale neuronale Aktivität → Vasodilatation (NO, Prostaglandine, K⁺, Astrozyten).
- CO₂-Reaktivität: Potenter Vasodilatator (↑PaCO₂ → ↑CBF).
- O₂-Reaktivität: Hypoxie → Vasodilatation.
Klinische Implikationen
- Schlaganfall (ischämisch/hämorrhagisch) = CBF-Störung.
- Kleinere Gefäßerkrankung → weiße Substanz-Läsionen, vaskuläre Demenz.
- BBB-Breakdown → Ödem, Neuroinflammation (MS, Alzheimer, Trauma).
- Kardiovaskuläre Gesundheit = Gehirngesundheit (Bewegung, Blutdruckkontrolle, Lipidmanagement).
