Cerebro: ¿cuánto oxígeno requiere para funcionar adecuadamente?

La oxigenación en el cerebro es clave para asegurar su actividad y garantizar el funcionamiento del sistema nervioso, las glándulas, los músculos y, en general, los órganos del cuerpo.

El cerebro demanda un elevado aporte de oxígeno y glucosa que son suministrados mediante el flujo sanguíneo. Existen diversos factores que pueden limitar o interrumpir el suministro de oxígeno al cerebro, ya sea por limitaciones en el flujo sanguíneo o por problemas de orden respiratorio. A esta falta de oxígeno se le conoce como hipoxia cerebral, indica la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos.

Cuando no hay oxigenación en el cerebro durante cinco o diez minutos, se pueden provocar daños cerebrales severos, pues las células pueden morir rápidamente. Una baja de oxígeno puede causar problemas mentales como confusión y pérdida de memoria a largo plazo.

La hipoxia afecta las partes más grandes del cerebro, llamadas hemisferios cerebrales. Sin embargo, el término con frecuencia se utiliza para referirse a la falta de suministro de oxígeno a todo el cerebro.

Esta situación se puede presentar por inhalar humo, como sucedería durante un incendio; intoxicación con monóxido de carbono, asfixia, enfermedades que impiden el movimiento de los músculos de la respiración, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), grandes alturas y sofoco.

En otros casos, se detienen tanto el suministro de oxígeno como de nutrientes, una situación causada, por ejemplo, por un paro cardíaco, arritmia, complicaciones de anestesia general, ahogamiento, sobredosis de drogas, accidente cerebrovascular y presión arterial muy alta.

Cantidad de oxígeno

La pregunta frecuente es cuánto oxígeno requiere para funcionar bien. En comparación con el resto del cuerpo, el cerebro requiere una gran cantidad de energía para garantizar el funcionamiento de componentes celulares, como las neuronas y las células gliales. Estas últimas forman parte de un sistema de soporte de las neuronas y son esenciales para el adecuado desempeño del tejido del sistema nervioso. Esta energía se genera principalmente en procesos metabólicos aeróbicos que consumen cantidades considerables de oxígeno.

Esto indica, según el diario The News Courier, que las concentraciones de oxígeno en el cerebro son un parámetro importante que influye en la función de las células nerviosas y gliales. Sin embargo, hasta ahora se desconoce exactamente cuánto oxígeno se consume en el cerebro y cómo se relaciona esto con la actividad neuronal.

La primera aproximación a una respuesta se dio el año pasado cuando neurobiólogos de la Universidad Ludwig-Maximilians de Alemania, lograron analizar el consumo de oxígeno en el cerebro y correlacionarlo con la actividad de las células nerviosas. Para realizar la investigación, los científicos utilizaron sensores electroquímicos en un modelo animal ya establecido: la rana de uñas africana (Xenopus laevis).

Los investigadores pudieron controlar específicamente la cantidad de oxígeno disponible para el cerebro e inhibir la actividad de las células nerviosas con la ayuda de sustancias farmacológicas. Basándose en las células nerviosas que controlan los movimientos oculares, los científicos lograron registrar directamente la relación entre el consumo de oxígeno y la actividad de las células nerviosas.

Los resultados, que fueron publicados en la revista Biología BMC, indican que en un funcionamiento regular del cerebro, solo alrededor de 50 % del oxígeno se usa para la actividad de las células nerviosas, lo que implica que el restante 50 % es necesario para las células gliales y para mantener la tasa metabólica básica de las células nerviosas. Sin embargo, las células nerviosas con mayor actividad consumieron más oxígeno.

“Hemos descubierto que el cerebro es anóxico en un ambiente saturado de aire normal, lo que significa que no se puede medir el oxígeno“, dijo Hans Straka, uno de los investigadores, según indica el portal Noticias en Salud.

Los investigadores señalaron, en su momento, que para comprender mejor cómo se procesa la información en el cerebro, es esencial conocer la relación entre la disponibilidad de oxígeno y la actividad cerebral.

Los resultados de este estudio proporcionan una visión inicial de la demanda de oxígeno por parte del cerebro, además de representar una base importante para futuras investigaciones, dado que no hay resultados concluyentes sobre el tema.