Barrera hematoencefálica

Capilares cerebrales y células de la BHE. Células endoteliales (End) en verde y pericitos (Per) en rojo. Núcleos en azul. Microscopio confocal. (2018[1]​).

La barrera hematoencefálica (BHE) es una barrera de permeabilidad altamente selectiva que separa la sangre que circula del fluido extracelular cerebral en el sistema nervioso central (SNC). La barrera hematoencefálica está formada por células cerebrales endoteliales que están conectadas por uniones estrechas con una resistividad eléctrica muy baja, de al menos 0.1 Ω⋅m.[2]

Esta barrera permite el paso del agua, algunos gases y de moléculas solubles en lípidos por medio de difusión pasiva, así como el transporte selectivo de moléculas tales como glucosa y aminoácidos que son cruciales para la función neuronal. Por otra parte, la barrera hematoencefálica puede impedir la entrada de lipófilicos, neurotoxinas potenciales, por medio de un mecanismo de transporte activo mediado por la glicoproteína P. Los astrocitos son esenciales en la creación de esta barrera. Un pequeño número de regiones en el cerebro, incluyendo los órganos circuventriculares, no tienen barrera hematoencefálica.

La barrera hematoencefálica se produce a lo largo de todos los capilares y se compone de uniones estrechas alrededor de los capilares que no existen en la circulación normal.[5]

Estructura

Estructura periendotelial.

La barrera hematoencefálica es una estructura microvascular compleja, formada por células endoteliales, por los pericitos, la lámina basal abluminal, los astrocitos perivasculares y la microglía.[1]

Endotelio

Las células endoteliales están altamente especializadas y caracterizadas por menor actividad de pinocitosis, ausencia de fenestraciones y con una expresión característica de receptores del transporte trans membrana.[1]
En los capilares cerebrales, cada célula endotelial está íntimamente unida a las células adyacentes, lo que hace impermeable la pared interna del capilar. El sellado del endotelio se asocia principalmente a tres proteínas: la claudina, la ocludina y moléculas de adhesión celular, además de presentar otras proteínas citoplasmáticas accesorias que las anclan, tales como ZO1, ZO2, ZO3 y cingulina.[6]

La ocludina es una fosfoproteína. Las moléculas de adhesión de la unión son inmunoglobulinas.[6]

Peri endotelio

Imagen izquierda: Endoteliocitos en verde. Imagen derecha: sólo pericitos en rojo, envolviendo por fuera a las células endoteliales.

La barrera hematoencefálica está compuesta de células de alta densidad que restringen el paso de sustancias del torrente sanguíneo mucho más de lo que lo hacen las células endoteliales capilares en otras partes del cuerpo.

Pericitos

Unidad neuro-vascular.

Son células murales, contráctiles que se envuelven alrededor de las células endoteliales de los capilares en todo el cuerpo. Los pericitos se incrustan en la membrana basal, donde se comunican con las células endoteliales de los vasos más pequeños por medio de contacto físico directo y de señalización paracrina.

Los capilares en el cerebro están envueltos por pericitos, que son las células contráctiles que pueden responder a la actividad neuronal y controlan el flujo sanguíneo en un nivel mas local que las arteriolas.[7]

Astrocitos

Los pies de astrocito (también conocidos como "limitans glia") rodean las células endoteliales de la BHE, proporcionando apoyo bioquímico a estas células.[8]

Numerosos pies terminales de astrocitos rodean mas del 90% de la superficie de células endoteliales del cerebro y junto con pericitos, células de microglía, y terminaciones neuronales, forman la unidad neurovascular.[1]

La BHE se diferencia de la barrera sangre-líquido cefalorraquídeo, que es una función de las células de la coroides del plexo coroide y de la barrera sangre-retina.[9]

Hay varias áreas del cerebro humano no protegidas por la BHE. Algunos ejemplos de estos son los órganos circunventriculares, el techo del tercer y cuarto ventrículo, el techo del diencéfalo y la glándula pineal. La glándula pineal segrega la hormona melatonina directamente en la circulación sistémica,[11]

Desarrollo

Originalmente, los experimentos en la década de 1920 parecían mostrar que la barrera hematoencefálica era inmadura en los recién nacidos. La razón de este error fue una falla en la metodología (la presión osmótica era demasiado alta y los delicados vasos capilares embrionarios sufrieron daños parciales). Se informó que con una concentración plasmática elevada en el recién nacido, sustancias naturales tales como la albúmina, α-1-fetoproteína o la transferrina no pudieron ser detectadas fuera de las células en el cerebro. El transportador de la glicoproteína P ya existe en el endotelio embrionario.[12]

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