组织器官的生理活动需要一定的物质基础，即氧、葡萄糖、维生素等各种必需的营养。而这些物质是依靠不停流动的血液运输转送的。脑是人体最重要的组织器官，工作量最大，所以需要的血液也就最多。

人脑的重量一般为1.3～1.5公斤，仅占体重的2%～3%，但需要的血量却占全身血量的20%左右，即800～1000毫升；脑组织本身基本没有能源贮备，所以葡萄糖的消耗量也很大，约占人体葡萄糖总消耗量的17%；脑组织的耗氧量也占全身总耗氧量的20%～30%。

这种高能量需求源于神经元的持续电活动，包括动作电位和突触传递，这些过程依赖钠钾泵等主动转运机制，消耗大量ATP。此外，脑内神经递质的合成、释放和回收也需要能量。因此，脑对血流和能量供应的变化极为敏感，短暂缺血即可导致功能障碍，长期供血不足可能引发神经退行性疾病。