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• Luis Coysanchez

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Barrera Hematoencefalica La barrera hematoencefálica En 1885, la barrera hematoencefálica fue descubierta por Paul Ehrlich al inyectar una sustancia llamada anilina en la sangre de una rata, la cual fue teñida de azul excepto el cerebro, demostrando que existía algún mecanismo de protección del sistema nervioso central ,Por otro lado si se inyectaba por los ventrículos cerebrales se llegaba a teñir la parénquima cerebral y tenia todo el cerebro . Posteriormente otro investigador, Edwin Goldman, intentaría el proceso inverso tintando el líquido cefalorraquídeo, observándose que las únicas partes con color correspondían al tejido nervioso. Estos experimentos reflejan la existencia de algo que produce un elevado nivel de bloqueo entre el sistema nervioso y el resto del organismo, un algo que años después sería denominado barrera hematoencefálica por Lewandowski y explorado por un gran número de expertos. -

¿Qué es la barrera Hematoencefalica?

La barrera hematoencefálica es una pequeña capa de células endoteliales, células que forman parte de la pared de los vasos sanguíneos que tienen gran importancia, ya que están involucradas en la homeostasis de neuronas y células griales; su ultra estructura revela una red de filamentos entrelazados con pocos espacios entre ellos y las células endoteliales yacen sobre una membrana basal compuesta por colágeno tipo IV, laminina, fibronectina y el proteoglicano heparano sulfato que, junto con el colágeno tipo IV. También cuenta con otras células, como los pericitos, astrocitos y células neuronales los cuales dan apoyo estructural y envuelven a las células endoteliales manteniendo estable la pared del vaso sanguíneo. También desempeñan un papel importante en la diferenciación y el mantenimiento de la función de la BHE y está situada a lo largo de la mayoría de los capilares que irrigan el encéfalo. Tiene como principal característica su elevado nivel de impermeabilidad, no permitiendo que un gran número de sustancias puedan pasar de la sangre al encéfalo y viceversa. Desde un punto de vista molecular las uniones estrechas en el endotelio se asocian a tres proteínas integrales de la membrana: claudina, ocludina y moléculas de adhesión de la unión, así como algunas proteínas citoplasmáticas accesorias, tales como ZO1, ZO2, ZO3 y cingulina. Las proteínas del citoplasma están ligadas a la actina, proteína primaria del citoesqueleto, esencial para el mantenimiento estructural y funcional del endotelio. Las claudinas, fosfoproteínas de 22 kDa son los componentes más importantes de la unión estrecha intercelular (UEI). Asociadas las claudinas –1 y –5 con la ocludina forman la BHE. La ocludina es también una fosfoproteína de 65 kDa. Las moléculas de adhesión de la unión,

de aproximadamente 40 kDa, pertenecen a la familia de las inmunoglobulinas; sin embargo, hasta ahora no se sabe con precisión cuál es el papel que desempeñan en la función de la BHE. Las proteínas citoplasmáticas accesorias son proteínas de la zonula occludens (ZO1, ZO2, ZO3) cingulina, 7H6 y algunas otras; el peso en kDa oscila entre 220 y 130 kDa, pertenecen a la familia de proteínas conocidas como proteína guanilato-cinasa asociada a la membrana (MAGUK). La actina se liga con la porción terminal de estas proteínas y así se ancla la unión estrecha al citoesqueleto de las células endoteliales. Las cadherinas son un tipo de proteínas de la membrana que forman uniones adherentes, se unen a la actina por medio decateninas para formar el contacto adhesivo intercelular e interactúan con las UEIs

- ¡Cuales son las funciones de la Barrera Hematoencefalica? Actúa a modo de filtro entre sistema sanguíneo y nervioso. Pero sustancias como el agua, el oxígeno, la glucosa, el dióxido de carbono, los aminoácidos y algunas moléculas más pueden pasar por que su permeabilidad es relativa. Su principal función es la protección del tejido cerebral de las sustancias perjudiciales que existen en la sangre. Su actuación como filtro se lleva a cabo a través tanto de su estructura, al restringir la unión entre las células que lo componen el paso a las diferentes sustancias, y a través del metabolismo de las sustancias a llegan a ella mediante el uso de enzimas y transportadores. Los compuestos altamente liposolubles como etanol, cafeína, nicotina, heroína, oxígeno y dióxido de carbono atraviesan fácilmente la barrera hematoencefálica. Por el contrario, sustancias con baja liposolubilidad o unidas altamente a proteínas no cruzan la barrera y son excluidas del sistema nervioso.

- Sustancias esenciales para el mantenimiento del cerebro y su relación y trasporte con la BHE. La glucosa es un substrato energético primordial para el cerebro, por lo que requiere un sistema de transporte que le permita atravesar el endotelio fácilmente y asegure un aporte adecuado y constante de la misma. Existen cuatro sistemas transportadores para aminoácidos en el endotelio de los capilares del sistema nervioso central. Los grandes aminoácidos neutros como fenilalanina, leucina, tirosina, isoleucina, valina, triptófano, metionina e histidina, penetran la barrera hemtaoencefálica tan rápido como la glucosa.

Estos aminoácidos esenciales no se sintetizan en el tejido nervioso y deben ser suministrados por las proteí-nas de la dieta siendo algunos de ellos precursores de neurotransmisores sintetizados en el cerebro. Debido a que un solo transportador media el movimiento transcapilar de estos aminoácidos, ellos compiten entre sípara penetrar al sistema nervioso, de tal manera que la elevación en las concentraciones séricas de uno de ellos inhibe el paso de los otros a través de la barrera hematoencefálica, siendo importante en ciertas enfermedades metabólicas como la fenilcetonuria, en la cual hay concentraciones plasmáticas elevadas de fenilalanina reduciéndose la captación cerebral de otros aminoácidos esenciales. El transportador para estos compuestos es el mismo que utilizan la L-dopa, el baclofen y el gabapentin., los pequeños aminoácidos neutros como alanina, glicina, prolina y el ácido gamma aminobutirico (GABA), son movilizados por otro transportador, que sólo funciona para llevarlos del cerebro a la sangre. Adicionalmente existen sistemas transportadores para aminoácidos básicos como lisina y arginina, que también son esenciales para aminoácidos ácidos como aspartato y glutamato, que son importantes intermediarios metabólicos y neurotransmisores. Los ácidos monocarboxí-licos, lactato, acetato, piruvato y cuerpos cetónicos, son transportados por sistemas estereoespecí-ficos separados.

Las vitaminas son sustancias que no pueden ser sintetizadas por el cerebro y son necesarias en pequeñas cantidades para el metabolismo normal. Existen transportadores especí-ficos presentes en el endotelio del sistema nervioso para la gran mayorí-a de las vitaminas. Estos sistemas de transporte tienen una baja capacidad debido a que varios de los compuestos se requieren en pequeñas cantidades y existen mecanismos homeostáticos que preservan su contenido sin necesidad de grandes flujos desde la sangre. Las células endoteliales de los capilares cerebrales están dotadas de una ATPasa sodio-potasio que transporta el sodio hacia el intersticio cerebral y al potasio en dirección opuesta, regulando la concentración extracelular de este útimo generada por la actividad neuronal. La gran mayoría de las proteínas plasmáticas son incapaces de cruzar el endotelio capilar cerebral. En consecuencia, su concentración en el sistema nervioso es muy baja. Sin embargo, algunas de ellas como insulina, transferrina, vasopresina y factores de crecimiento, que por su peso y liposolubilidad no deberí-an cruzar la barrera, pueden hacerlo lentamente por un sistema saturable mediado por receptores que se denomina transcitosis. Las células endoteliales del sistema nervioso central tienen receptores para dichas proteí-nas y una vez se produce la

unión del complejo proteí-na-receptor, se efectúa la endocitosis del mismo, permitiendo el paso de la proteí-na intacta a través del endotelio. La barrera hematoencefálica tiene sistemas enzimáticos en el extenso retículo endoplásmico liso de las celulas endoteliales y procesos metabólicos que evitan que ciertas medicamentos penetren al cerebro.

- Paso de sustancias a través de la BHE: Aunque el término BHE parece implicar una total impermeabilidad, en realidad posee características de permeabilidad selectiva.1-5 Esto no significa que la BHE sea una barrera pasiva entre el cuerpo y el cerebro, más bien constituye un tipo de filtro activo que regula el flujo entre los dos compartimientos por medio de sus elementos estructurales y metabólicos. El endotelio de los capilares con la unión estrecha entre sus células constituye la estructura más efectiva que restringe el paso libre de las moléculas hidrofílicas hacia el cerebro. Los componentes activos que regulan el intercambio en ambas direcciones son los transportadores y enzimas que permiten el paso de elementos esenciales, como los aminoácidos, glucosa y la transferrina. Entre las sustancias neuroactivas que pueden ser transportadas están algunos neuromoduladores y sus análogos, sustancias liposolubles como el alcohol y los esteroides que atraviesan la membrana endotelial libremente. En general las sustancias pueden atravesar la BHE por medio de cuatro vías diferentes: o Penetración por caveolas y transcitosis. o Difusión transmembranal. o Mecanismos de acarreo y transportadores. o Transporte por vía retrógrada de flujo axónico que elude la BHE. Según las propiedades químicas inherentes a cada sustancia le permite cruzar la BHE. Las características que influyen en la permeabilidad incluyen la solubilidad en lípidos, el peso molecular y la capacidad para formar complejos electroneutrales. Algunas sustancias neuroactivas como la αMSH cruzan la BHE por medio de este último mecanismo. Sin embargo, el mecanismo más usual por el que las sustancias cruzan la BHE es por medio de receptores o por transportadores. Para ello la sustancia debe ligarse a un receptor en el endotelio, y luego el complejo receptor-ligando debe asociarse con endosomas para entrar al citoplasma de la célula endotelial. Una vez en el citoplasma el ligando debe

separase del receptor y una vez liberado el ligando pasa por exocitosis al otro lado de la BHE. Este mecanismo de acarreo, útil para las sustancias liposolubles como los péptidos (la aMSH es un ejemplo). Otras sustancias neuroactivas utilizan transportadores específicos para el cruce de la BHE. De hecho la BHE puede operar en ambas direcciones; el transporte unidireccional se lleva a cabo de la sangre al parénquima nervioso como en el caso de la leucoencefalina o en dirección opuesta como en los neuropéptidos Tyr-MIF-1 y la Met-encefalina, esta última parece depender del sistema de transporte peptídico-1 que acarrea péptidos pequeños del cerebro a la sangre. El sistema de transporte bidireccional ha sido descrito para la hormona liberadora de gonadotropina. No se debe olvidar que algunas neurotoxinas y virus pueden alcanzar el parénquima cerebral por medio del transporte axónico neuronal retró- grado desde las terminales sensitivas y, por lo tanto, eludir de ese modo la BHE, como es el caso del virus de la rabia y de la toxina tetánica. Bibliografía:

https://psicologiaymente.net/neurociencias/barrera-hematoencefalica#! https://prezi.com/csl-iifyiot-/barrera-hematoencefalica/ http://www.guiasdeneuro.com/barrera-hematoencefalica/ http://www.medigraphic.com/pdfs/revmexneu/rmn-2008/rmn085f.pdf