神经系统的细胞

神经元能量需求

神经元能量需求,是指脑细胞仅仅为了完成本职工作就要消耗的、出人意料地庞大的燃料量。神经元是在神经系统中传递信号的细胞,而传递信号是一项耗能极高的工作。尽管大脑只占成年人体重的约2%,它却吞噬了全身约20%的能量——按每克来算,它是你体内最“饥饿”的器官之一。一个正在思考或正在休息的大脑,会不声不响地一直耗用约等于一盏昏暗家用灯泡的电力,日日如此,无论你是在解谜还是在熟睡。

这些能量大多花在一件不知疲倦的差事上:把被称为离子的带电粒子,一次次泵回神经元的外膜之外。神经元每发出一次信号,离子就会涌进涌出,而细胞必须立刻用微小的分子泵,把它们舀回原来的位置——就像一条每遇一个浪头就漏水的小船,必须不停地往外舀水才能不沉。每个泵都靠一种叫ATP的分子驱动,那是细胞可充电的能量货币,所以这舀水的活儿从不停歇,连休息时也不例外。

为了让这种货币源源不断,神经元体内塞满了线粒体——细胞里的微型发电厂——它们尤其密集地聚集在信号在细胞间跳跃的繁忙路口(突触)。线粒体主要靠燃烧葡萄糖(一种由血液不停送来的简单糖分)来制造ATP。问题就在这里:神经元几乎不储存自己的燃料,因此它们依赖血液每分每秒不断供应的葡萄糖和氧气。哪怕只切断这供应几分钟——就像中风时那样——神经元很快就会耗尽能量并开始死亡,这正是大脑如此拼命守护自身血流的原因。

正因为神经元几乎不囤积燃料,大脑需要血液持续供应葡萄糖和氧气——一旦像中风时那样断供几分钟,神经元就会开始死亡。

又称
neuronal metabolic demandbrain energy consumption神经元代谢需求神經元代謝需求大脑能耗