脑是人体最重要的生命器官之一，其功能极其复杂，所需能量特别多。其能量来源主要由葡萄糖供给。脑的重量大约为体重的2%，但其氧耗量为整个机体的20%。脑的各个部位由于在功能上和结构上有所不同，故其血流和代谢水平不一。每100g皮质的血流量每分钟约80ml，而白质仅为21ml，小脑平均约33ml。大脑各叶的血流量及耗氧量也不一样，枕叶最高，额叶次之，顶叶又次之。通常脑几乎没有氧和葡萄糖的储备，需要血液循环源源不断地供应。为了维持正常的生理需要，脑每分钟需氧500～600ml，需葡萄糖75～100ml，等于每分钟需动脉血700～900ml，约为全身血流的20%。据检查，正常情况下平均每100g脑组织每分钟血流量50～55ml，其中灰质可达65～75ml，白质35～40ml。脑的血液供应一旦发生障碍，就会造成氧和葡萄糖的缺乏，从而引起脑功能异常，直到缺血坏死。当脑血流降低至每分钟每100g脑组织20ml以下时，出现一系列功能障碍，首先是神经元电活动衰竭；下降至15ml时，维持神经元内环境能量依赖的离子泵进行性耗竭；下降至10ml以下时，细胞膜去极化，离子进入神经元，加之缺血瀑布的破坏作用，导致细胞不可逆死亡；血流完全中断5～6s时双眼固定于中间位，中断6～7s时意识丧失。
另一方面，脑的血管系统、脑脊液及脑组织共处于容积相当固定的颅腔内，脑血流不能过多，否则将导致颅内压升高，这将对机体产生不利的影响，甚至会危及生命。因此，脑血流必须在一定的范围内维持相对恒定。
脑血流量可用商来表示，其分子为脑灌注压，分母为脑血管阻力。因此，任何能改变脑血流量的因素均通过改变脑灌注压和（或）使脑血管舒张或收缩而完成。
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