El cerebro, el ‘marcapasos’ del organismo
Hacer crecer un cerebro es muy costoso energéticamente, y ello tanto en perspectiva filogenética como ontogenética. En su trabajo de 1981, Mink y sus colaboradores destacaron la similitud entre las funciones alométricas que relacionan en los vertebrados el tamaño corporal y la tasa metabólica, por un lado, y los tamaños cerebral y corporal, por otro, que en mamíferos tiene el mismo valor o muy similar (según el volumen muestral), en torno a 0,75. Esta similitud lo que pone de manifiesto es que el cerebro consume linealmente energía: el exponente alométrico que relaciona el tamaño cerebral y la Tasa Metabólica Basal (TMB) en vertebrados es prácticamente igual a 1, (0,99).
En su trabajo de 1974, Sacher y Staaffeldt habían establecido por primera vez la asociación entre la duración de la gestación y el tamaño cerebral neonatal en mamíferos placentarios y, por ende, con la duración de la mayoría de las etapas del ciclo vital y la longevidad de las especies. A ellos se debe una expresión reiterada, la de que el cerebro es el «marcapasos» («pacemarker») del organismo, dado que al ser el órgano que más lentamente crece, el resto de los tejidos somáticos deben acompasar su crecimiento al del cerebro. Según estos autores, la tasa constante de crecimiento neuronal que muestran las especies mamíferas puede deberse a los requerimientos nutricionales que comporta el cerebro, una consecuencia del hecho de que la energía de la que dispone cualquier mamífero para crecer y reproducirse depende del tamaño corporal, independientemente de su grado de encefalización. Alternativamente —consideraban Sacher y Staaffeldt— puede deberse al tiempo requerido para la construcción de una estructura neuronal que permita la generación y el procesamiento eficaces de información.
El cerebro es el órgano más costoso energéticamente de hacer crecer y de mantener, y, siendo su actividad constante, no puede soportar carencias energéticas temporales —de aporte de oxígeno y glucosa. Por ejemplo, el cerebro humano consume 130 gramos de glucosa al día, las dos terceras partes de todas las necesidades del organismo.
Gracias a los trabajos de la neurocientífica brasileña Suzana Herculano-Houzel sabemos que el factor determinante del consumo energético de un cerebro es él número de sus neuronas: los astrocitos aportan a demanda a las neuronas glucosa de la sangre (transformada a lactato) para las sinapsis. El consumo total de glucosa por el cerebro es una función lineal y constante del número de sus neuronas, como muestra la figura superior. [Carlos Varea]