La barrera hematoencefálica es un tipo de barrera que evita que sustancias tóxicas, microorganismos y antibióticos entren en el tejido cerebral desde la sangre.
La barrera cerebral es un filtro a través del cual las sustancias útiles ingresan al cerebro desde la arteria y varios productos de desecho se excretan al lecho venoso. La barrera en el camino al cerebro es un mecanismo que protege los tejidos de elementos extraños y regula la constancia de la composición del líquido intercelular.
Información general sobre la barrera hematoencefálica
La barrera natural ayuda a proteger el tejido cerebral de todo tipo de cuerpos extraños y toxinas venenosas que han ingresado al torrente sanguíneo o se han formado directamente en el cuerpo. La obstrucción atrapa componentes que pueden dañar células muy sensibles en el cerebro y la médula espinal.
La función del BBB es establecer un cierto escudo que promueva la transmisión selectiva.
La barrera natural en el camino hacia el tejido cerebral permite el paso de algunas sustancias y es impenetrable para otras. Es cierto que la impenetrabilidad de esta barrera es relativa y depende de la salud de una persona, de la duración de la estadía y de la concentración de diversas sustancias en su sangre, de todo tipo de razones externas. La barrera en sí consta de varios componentes anatómicos. Y no solo protegen el cerebro, sino que también controlan su nutrición, proporcionan funciones vitales y eliminan los productos de desecho.
La BBB es un mecanismo que ajusta la entrada de componentes beneficiosos presentes en la sangre al líquido cefalorraquídeo y al tejido nervioso. No es una colección de órganos, sino un concepto funcional. La mayoría de los nutrientes ingresan al tejido cerebral no a través de las rutas del líquido cefalorraquídeo, sino a través de los capilares.
Fisiología: cómo funciona BBB
La barrera cerebral no es un órgano separado del cuerpo, sino una colección de varios componentes anatómicos. Estos componentes juegan el papel de una barrera y tienen otras propiedades útiles. Los capilares cerebrales son los primeros componentes incluidos en la estructura de esta peculiar obstrucción.
La tarea principal de los capilares cerebrales es llevar sangre directamente al cerebro humano. Toda la nutrición necesaria penetra en las paredes celulares del cerebro y, por el contrario, se excretan los productos metabólicos. Este proceso se lleva a cabo de forma continua. Pero no todas las sustancias de la sangre pueden atravesar estas paredes.
Los capilares cerebrales son una especie de línea de defensa inicial. Para algunas sustancias es pasable y para otras es semipermeable o completamente impenetrable. La estructura de los capilares, o mejor dicho, su capa interna, es tal que varios componentes se mueven desde la sangre al líquido cefalorraquídeo a través de las grietas entre las células, así como a través de las zonas más delgadas de estas células.
Además, las paredes de los capilares no tienen poros como las células de otros órganos. Estos elementos simplemente se apilan uno encima del otro. Las uniones entre ellos están cubiertas con placas especiales. Las ranuras entre las células son demasiado estrechas. El movimiento de líquido de los capilares al tejido nervioso se produce a través de sus paredes.
La estructura de las células capilares tiene algunas peculiaridades. Las células están compuestas por un conjunto de mitocondrias, y esto es un signo de los procesos energéticos que tienen lugar en ellas. Hay muy pocas vacuolas en las células capilares, especialmente en el lado adyacente al lumen del capilar. Pero en la frontera con la materia nerviosa, su número es mucho mayor. Y esto indica que la permeabilidad del capilar en la dirección del sistema circulatorio a los tejidos cerebrales es mucho menor que en la dirección opuesta.
Un papel importante en la implementación de la tarea de bloqueo de los capilares lo desempeña una membrana muy resistente con una capa de glucocáliz debajo de la cubierta de elementos endoteliales. Y los componentes que componen esta capa crean una especie de red, que es otro obstáculo para las moléculas de diferentes componentes. Los capilares cerebrales contienen enzimas que reducen la actividad de ciertos componentes químicos que viajan desde la sangre al tejido del cerebro humano.
Pero los capilares por sí solos no son suficientes para la implementación de la tarea protectora. La segunda línea de bloqueo se encuentra entre los capilares y las neuronas. En este lugar, la naturaleza creó un entrelazamiento de astrocitos con sus procesos y la formación de otra capa protectora: la neuroglia.
Casi toda la capa superficial de los capilares cerebrales está cubierta debido a las patas de succión de los astrocitos. También pueden expandir el lumen del capilar o, por el contrario, reducirlo. Con su ayuda, las neuronas se nutren. Las patas de succión extraen los nutrientes necesarios para las neuronas de la sangre y eliminan los productos de desecho.
Pero la barrera natural no es solo la neuroglia. Las propiedades de obstrucción se caracterizan por las membranas blandas que envuelven el cerebro, así como los tejidos vasculares de sus ventrículos laterales. La permeabilidad de la coroides, o mejor dicho, de sus capilares, es mucho mayor que la de los capilares cerebrales. Y los espacios entre sus células son mucho más amplios, pero están cerrados por contactos muy fuertes. Es aquí donde se ubica la tercera etapa del BBB.
La barrera cerebral no solo protege al cerebro de componentes extraños y tóxicos presentes en la sangre, sino que también estabiliza la composición del medio nutritivo en el que se encuentran las células nerviosas.
El cerebro recibe los componentes necesarios para la actividad vital gracias a las piernas de succión de las células, así como a través del líquido cefalorraquídeo. Hay regiones extracelulares en el cerebro. Y en la parte inferior de los micro surcos del cerebro hay pequeños pasajes que se abren a las áreas intercelulares. Gracias a ellos, el fluido nutritivo se envía al cerebro y sirve como nutrición para las neuronas.
Hay 2 formas de alimentar el cerebro:
• gracias al líquido cefalorraquídeo;
• a través de las paredes capilares.
En una persona sana, la ruta principal de los componentes que ingresan al tejido nervioso es hematógena y la ruta del líquido cefalorraquídeo es una adicional. El BBB decide qué componentes mover al cerebro y cuáles no.
Permeabilidad de la barrera
La obstrucción cerebral no solo se detiene y no admite al cerebro algunas sustancias presentes en la sangre, sino que también entrega los componentes necesarios para el metabolismo del tejido nervioso. Los componentes hidrofóbicos, así como los péptidos, se mueven hacia el tejido cerebral a través de los canales de la membrana celular utilizando varios sistemas de transporte o difusión.
Hay formas de moverse a través del BBB:
- Intercelular. La esencia del sistema: los alimentos nutritivos se trasladan al cerebro a través de las paredes celulares.
- Gracias a los canales. Hay espacios en la membrana celular: poros de agua. El agua entra por ellos. Para el glicerol, también hay pasajes especiales en la superficie de las membranas celulares: acuagliceroporinas.
- Difusión. El movimiento de componentes puede ocurrir a través de las membranas celulares y a través de contactos intercelulares. Cuanto más lipofílica y menos permeable es la sustancia, más fácil se difunde a través de la membrana celular.
- Difusión (ligero). Muchos de los componentes compatibles con el cerebro (varios aminoácidos) son demasiado grandes para atravesar la membrana celular. Para ellos, existen transportadores especiales en la superficie celular, así como moléculas de proteínas.
- Transportadores activos. La transferencia de diversas sustancias requiere el gasto de energía celular y se lleva a cabo gracias a transportadores activos.
- Vesicular. Existe una unión de componentes útiles para el cerebro, su transferencia a áreas extracelulares y la liberación de elementos asociados.
La BBB se encuentra en muchas partes del cerebro. Pero en seis formaciones anatómicas está ausente. No hay barrera en la parte inferior del cuarto ventrículo, en la glándula pineal, en la neurohipófisis, en la placa adherida del cerebro, en los órganos subforinales y subcomisurales.
La permeabilidad de la barrera natural está determinada por el estado de salud humana, así como por el contenido de hormonas en la sangre. La condición dolorosa conduce a una mayor permeabilidad.
El daño al escudo de la barrera ocurre con las siguientes enfermedades:
- accidente cerebrovascular isquémico;
- infección bacteriana del sistema nervioso central;
- virus;
- tumores cerebrales;
- diabetes.
Así, en una persona sana, el escudo cerebral funciona perfectamente y sirve como obstáculo para el paso de varios componentes al cerebro. Esto sucede gracias a los capilares del cerebro. Sus células no tienen poros. Además, la astroglia también juega el papel de una barrera lipídica adicional. Las formaciones polares atraviesan mal una barrera natural. Pero las moléculas lipofílicas viajan al cerebro con mucha facilidad. La barrera se supera principalmente debido a la difusión o al movimiento activo. En el cuerpo hay partes del cerebro en las que la barrera no funciona (la pared posterior de la glándula pituitaria, glándula pineal). Si una persona está enferma, la permeabilidad aumenta.
El uso de BBB en farmacología
La barrera cerebral es transitable selectivamente para varios fármacos. Para curar enfermedades del cerebro, las drogas deben penetrar en sus tejidos. Y esto no siempre es posible. Pero durante las enfermedades inflamatorias del cerebro, la permeabilidad de la barrera aumenta ligeramente, como resultado qué drogas lo atraviesan, que en un estado normal no lo superarían dejar.
En los procesos inflamatorios, es importante superar la barrera de bloqueo. Después de todo, debe lograr la penetración de drogas en el cerebro. Pero cuando se supera artificialmente un obstáculo natural, a veces se transfieren al cerebro no solo las drogas, sino también las toxinas dañinas.
En la práctica médica, el método más eficaz para tratar el cerebro es inyectar el fármaco en los ventrículos del cerebro, en otras palabras, eludir la barrera.
Los medicamentos que no penetran mal la barrera cerebral se pueden inyectar debajo del revestimiento del cerebro. De esta forma se trata la meningitis, así como la inflamación del cerebro.
Los medicamentos se desarrollan teniendo en cuenta la permeabilidad de la barrera cerebral.
Los analgésicos sintéticos que contienen morfina, por el contrario, solo se requieren para aliviar el dolor de una persona, pero no para pasar la BBB. Existen antibióticos que tratan la inflamación, que penetran perfectamente la barrera cerebral. Estos incluyen: "Nifuratel", "Macmiror", "Bimaral", "Metoclopramida". Los medicamentos atraviesan bien la barrera: Motilium, Motilak. El mejor grado de traspaso de la barrera cerebral está en "Ampitsilin" y "Cefazolin". La capacidad de los compuestos solubles en grasa para penetrar en la BBB es mucho mayor que la de las sustancias solubles en agua.
