Es una estructura compleja formada por una capa de células endoteliales del sistema nervioso central.
Estas células permiten selectivamente la entrada de las moléculas necesarias para la función cerebral, como los aminoácidos, el oxígeno, la glucosa y el agua, al tiempo que mantienen a los demás elementos fuera.
Función
La barrera hematoencefalica restringe el paso de sustancias del torrente sanguíneo a los tejidos del sistema nervioso central.
Proporciona una permeabilidad altamente selectiva, con un control mucho más estricto que en la mayoría de los otros tejidos del cuerpo sobre el movimiento de sustancias a través del endotelio de los capilares.
Contribuye a la formación del microambiente neuronal específico y es considerado parte del sistema neuroinmune.
Además de proteger al cerebro de las moléculas potencialmente dañinas y las fluctuaciones del plasma, la barrera hematoencefalica también tiene un propósito homeostático, que proporciona nutrientes al cerebro (a través de transportadores selectivos) y ayuda a eliminar los productos de desecho.
Al mantener un entorno estable, la barrera hematoencefálica ayuda a garantizar la transmisión sináptica.
Anatomía
La barrera hematoencefálica surge en los capilares sanguíneos del sistema nervioso central, característica única de este órgano en el cuerpo humano.
Está compuesta de células endoteliales que recubren el interior de cada vaso sanguíneo.
En el endotelio de los capilares cerebrales, cada borde celular está íntimamente unido a una célula adyacente.
Esta unión hace impermeable la pared interna del capilar.
Esta estructura limita el paso de las moléculas hidrofílicas hasta el tejido nervioso.
La membrana basal de los capilares está rodeada por células especializadas del sistema nervioso central, que también participan funcionalmente como los pericitos, la lámina basal abluminal, los astrocitos perivasculares y la microglía.
Pericitos
Estas son células contráctiles dispuestas alrededor de los capilares y su función es regular la maduración de las células endoteliales y el flujo sanguíneo capilar.
La falta de función de los pericitos es tan grave que puede provocar la eficacia de la barrera hematoencefálica.
Astrocitos
Son las células gliales más abundantes. Una de sus funciones más importantes es el soporte metabólico y estructural de las neuronas.
Con la parte final de sus proyecciones celulares, denominadas pies astrocíticos, pies astrocitarios o limitantes gliales, los astrocitos, cubren la zona exterior de los capilares y refuerzan el efecto de la barrera hematoencefálica y hacen un filtro entre la sangre y las neuronas.
Transporte en la barrera hematoencefálica
El cerebro depende de la administración de hormonas y nutrientes clave, incluidos la glucosa y varios aminoácidos, de otros órganos del cuerpo.
La barrera hematoencefálica ayuda a bloquear el ingreso de sustancias y objetos microscópicos dañinos, como toxinas, bacterias y virus al cerebro.
Mediante un extenso estudio, los científicos descubrieron que los compuestos que son muy pequeños o liposolubles, como los antidepresivos, los medicamentos contra la ansiedad, el alcohol, la cocaína y muchas hormonas, pueden atravesar las células endoteliales que forman el cerebro sanguíneo una barrera sin mucho esfuerzo.
Por el contrario, las moléculas más grandes, como la glucosa o la insulina, deben ser transportadas por las proteínas.
Estas proteínas transportadoras, ubicadas en las paredes de los vasos sanguíneos del cerebro, enganchan y extraen selectivamente las moléculas deseadas de la sangre al cerebro.
Las células dentro y a cada lado de la barrera hematoencefálica están en comunicación constante sobre qué moléculas dejar pasar y cuándo.
Por ejemplo, si las células nerviosas en una región del cerebro están trabajando particularmente duro, le indicarán a los vasos sanguíneos que se dilaten, permitiendo que los nutrientes que transmiten las células viajen rápidamente de la sangre a las células nerviosas que lo necesiten.
Enfermedades
Cuando se rompe la barrera hematoencefálica, como es el caso en algunos cánceres cerebrales, infecciones cerebrales, y otras enfermedades neurológicas como: ictus, esclerosis múltiple, epilepsia, hipoxia e isquemia entre otras, se producen pequeñas rupturas a los vasos sanguíneos.
La meningitis vírica se caracteriza por la inflamación de las membranas que rodean y protegen el cerebro y la médula espinal y compromete la integridad funcional de la barrera hematoencefálica.
La inflamación, causada por una infección o virus, puede tener un efecto perjudicial sobre la integridad de la barrera hematoencefálica, haciéndola más permeable a la infiltración de células inmunes.
El accidente cerebro vascular isquémico precede a un colapso en el barrera hematoencefalica.
Los estudios sugieren que una barrera hematoencefálica permeable permite demasiados glóbulos blancos en el cerebro de personas con esclerosis múltiple.
Con acceso al cerebro, estas células atacan la mielina, el recubrimiento aislante entre las células nerviosas, lo que lleva a los síntomas devastadores de la enfermedad.
El estrés aumenta la permeabilidad de la barrera hematoencefálica a macromoléculas que circulan en la sangre.
Mientras que las uniones estrechas de la barrera hematoencefalica son responsables de mantener las bacterias fuera del cerebro, también evitan la entrada de anticuerpos y antibióticos; las infecciones del cerebro son, por lo tanto, bastante difíciles de mejorar.
Los cánceres de cerebro también son difíciles de tratar con agentes quimioterapéuticos, que normalmente no se penetran en el cerebro y que a menudo son transportados fuera de las células por transportadores de múltiples fármacos.
Por ejemplo, la glicoproteína P transporta fármacos fuera de la célula diana, por lo que la inhibición de este transportador es de particular interés para revertir la resistencia a múltiples fármacos.
La entrada de linfocitos T a través de la barrera hematoencefálica en la esclerosis múltiple produce desmielinización.
La alteración de la barrera hematoencefálica se ha asociado con numerosos trastornos neurológicos, que incluyen la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, donde se cree que la ruptura de la barrera estimula la progresión de la enfermedad.
La alteración de la barrera hematoencefálica induce la pérdida de neuronas dopaminérgicas, lo que puede contribuir a la patogénesis de la enfermedad de Parkinson.
Se observa una mayor expresión del receptor para productos finales de glicación avanzada del péptido β-amiloide (Aβ) en neuronas, microglia, astrocitos, en la enfermedad de Alzheimer.
