Обмін речовин та кровопостачання головного мозку
У мозку відбувається інтенсивний обмін речовин. У складі мозку людини 70-80% води; у сухому залишку: ліпідів – 50%, білків – 40, вуглеводів – 0,5-1, мінеральних солей – 9-10%. У сірій речовині більше води, а білому — ліпідів. У головному мозку багато вільних амінокислот, у 8 разів більше, ніж у плазмі крові. Особливо багато глютамінової кислоти та глютаміну. Рибонуклеїнової кислоти у 2-3 рази більше, ніж дезоксирибонуклеїнової. Порівняно багато аскорбінової кислоти та інших вітамінів. У головному мозку відбувається інтенсивний обмін речовин, високий рівень гліколітичних та окисних процесів. Глютамінова кислота – єдина амінокислота, яка окислюється у мозку. У головному мозку більше глютамінової та аспарагінової кислот, ніж ацетилхоліну. Обидві амінокислоти – медіатори збудження. Основне джерело енергії обміну речовин - глюкоза, дихальний коефіцієнт близький до 1. Головний мозок споживає у спокої близько 20-25% кисню, що надходить в організм. На 100 г речовини мозку використовується до 4 см З О2, а на весь мозок в середньому 55 см З О2 за хвилину. При емоціях споживання О2 значно більше, ніж абстрактному мисленні. При переході від неспання до сну воно майже не змінюється. Чим менша тварина, тим більша інтенсивність окисних процесів на 1 г маси мозку. Обмін речовин у головному мозку здійснюється за участю потужної системи ферментів.
У головному мозку відбувається обмін високомолекулярних сполук – нуклеопротеїдів, фосфопротеїнів та фосфоліпідів. У ньому міститься 70-150 мг% глікогену (собака, кролик). У тварин із постійною температурою тіла ці речовини швидше оновлюються, ніж у тварин із змінною температурою. Найбільша швидкість оновлення білків у сірій речовині великих півкуль, найменша – у сірій речовиніспинного мозку. Фосфоліпіди мають неоднаковий склад у різних ділянках мозку. Ацетилхолін як продукт цих сполук у найбільшій кількості міститься у підкіркових утвореннях. Під час збудження підвищується обмін білків, збільшується утворення аміаку, посилюється гліколіз. За умови умовних харчових подразників кількість аміаку у великих півкулях щурів різко збільшується. Умовні подразники, які викликають гальмування, і навіть сон, знижують обмін речовин мозку.
Для вивчення обміну речовин головного мозку застосовуються радіоактивні ізотопи фосфору, сірки та вуглецю. Виявилося, що швидкість включення цих ізотопів при неспанні різна в різних аналізаторах і найбільша в руховому аналізаторі. Під час сну швидкість включення ізотопів у кілька разів нижча, ніж при неспанні. При утворенні умовних харчових рефлексів у собак чітко збільшується швидкість оновлення фосфору у фосфоліпідах та рибонуклеїновій кислоті слухового аналізатора, а в зоровому та руховому аналізаторах вона залишається майже незмінною. Помітні зрушення обміну речовин головного мозку спостерігаються при авітамінозах, наприклад, авітамінозах С і Е. З віком змінюються хімічний склад нейронів головного мозку та обмін речовин у ньому.
На високих щаблях розвитку тварин мозок отримує кров із двох джерел. До головного мозку людини кров притікає по двох внутрішніх сонних і двох хребетних артерій, які утворюють кругове замкнене артеріальне кільце, живляче мозок, розташоване над турецьким сідлом і навколишнє перехрест зорових нервів, сірий бугор і четверогір'я. У спокої величина струму крові через головний мозок людини дорівнює 50-65 см 3 на 100 г/хв. У правшів краще постачається кров'ю ліва півкуля, у шульги — права. Під часВнутрішньоутробний розвиток харчування головного мозку здійснюється внутрішніми сонними артеріями.