BARRERA HEMATOENCEFÀLICA: ESTRUCTURA, FUNCIONS, MALALTIES - GEOGRAFÍA - 2025

La barrera hematoencefàlica és una paret semipermeable que es troba entre la sang i l'encèfal. Es compon de les cèl·lules que formen les parets dels capil·lars sanguinis cerebrals. Aquesta barrera permet que les neurones de sistema nerviós central estiguin aïllades químicament de la resta de l'organisme.

El cervell és l'únic òrgan que posseeix el seu propi sistema de seguretat. Gràcies a la barrera hematoencefàlica, poden arribar-hi nutrients essencials alhora que es bloqueja l'entrada d'altres substàncies.

Atrocitos tipus 1 voltant de capil·lars al cervell

Aquesta barrera serveix per mantenir l'adequat funcionament de les neurones controlant l'entrada i sortida de substàncies químiques en el cervell. Tot i que, malauradament, aquesta barrera actua tan eficaçment bloquejant el pas de substàncies estranyes a el cervell que normalment també evita que els medicaments arribin a aquest.

De tota manera, les investigacions continuen per dissenyar fàrmacs que posseeixin els requisits necessaris per penetrar aquesta barrera. No obstant això, hi ha algunes regions de l'organisme on no existeix barrera hematoencefàlica; es coneixen com a òrgans circuventriculares.

Finalment, hi ha certes condicions que produeixen una obertura de la barrera hematoencefàlica. Això permet l'intercanvi de substàncies lliurement, de manera que el funcionament cerebral pot alterar-se. Algunes d'elles són inflamació, traumes o malalties com l'esclerosi múltiple.

Estructura de la barrera hematoencefàlica

Barrera hematoencefàlica entre cervell i sang

Algunes substàncies poden travessar aquesta barrera, però altres no, el que significa que és una barrera selectivament permeable.

En gran part de l'organisme, les cèl·lules que formen els capil·lars sanguinis no s'uneixen de forma hermètica. Aquestes es diuen cèl·lules endotelials, i posseeixen esquerdes entre elles per les que poden entrar i sortir diverses substàncies. Així, s'intercanvien elements entre el plasma sanguini i el líquid envolta les cèl·lules de l'organisme (líquid extracel·lular).

No obstant això, en el sistema nerviós central, els capil·lars no posseeixen aquestes esquerdes. Per contra, les cèl·lules estan estretament unides. Això impedeix que moltes substàncies surtin de la sang.

És cert que hi ha algunes substàncies concretes que poden travessar aquesta barrera. Aquestes ho fan mitjançant proteïnes especials que les transporten des a través de les parets dels capil·lars.

Per exemple, els transportadors de glucosa permeten l'entrada d'aquesta substància cap al cervell per aportar-combustible. A més, aquests transportadors eviten que productes de rebuig tòxics romanguin en el cervell.

Unes cèl·lules glials (de sustentació) trucades astròcits, s'agrupen al voltant dels vasos sanguinis de el cervell i semblen exercir un important paper en el desenvolupament de la barrera hematoencefàlica. Aquests també semblen contribuir a l'transport d'ions des del cervell a la sang.

D'altra banda, hi ha àrees de sistema nerviós que posseeixen una barrera hematoencefàlica més permeable que en altres. En el següent apartat s'explica per a què serveix això.

funcions

Perquè hi hagi un bon funcionament cerebral, és imprescindible que es mantingui un equilibri entre substàncies a l'interior de les neurones i en el líquid extracel·lular que es troba al voltant d'elles. Això permet que els missatges es transmeten de forma adequada entre les cèl·lules.

Si els components de el líquid extracel·lular canvien, encara que sigui lleument, aquesta transmissió s'alterarà donant lloc a alteracions en la funció cerebral.

Per això, la barrera hematoencefàlica actua regulant la composició d'aquest líquid. Per exemple, molts dels aliments que ingerim presenten substàncies químiques que podrien modificar l'intercanvi d'informació entre neurones. La barrera hematoencefàlica impedeix que aquestes substàncies arribin a el cervell, mantenint un bon funcionament.

És important destacar que la barrera hematoencefàlica no té una estructura uniforme en tot el sistema nerviós. Hi ha llocs en què presenta més permeabilitat que en altres. Això és útil per a permetre el pas de substàncies que en altres llocs no són benvingudes.

Un exemple és l'àrea postrema de l'tronc de l'encèfal. Aquesta regió controla el vòmit, i posseeix una barrera hematoencefàlica molt més permeable. La seva fi és que les neurones d'aquesta zona puguin detectar ràpidament substàncies tòxiques a la sang.

Així, quan algun verí que prové de l'estómac arriba a el sistema circulatori, estimula l'àrea postrema cerebral provocant el vòmit. D'aquesta manera, l'organisme pot expulsar de l'estómac el contingut verinós abans que comenci a ser perjudicial.

En resum, les tres principals funcions de la barrera hematoencefàlica són:

- Protegeix a el cervell de substàncies estranyes potencialment perilloses o que podrien alterar el funcionament cerebral.

- Protegeix i separa el sistema nerviós central d'hormones i neurotransmissors que estan en la resta de el cos, evitant efectes no desitjats.

- Manté un equilibri químic constant en el nostre cervell.

Quines substàncies travessen la barrera hematoencefàlica?

Hi ha substàncies més susceptibles que d'altres a travessar la barrera hematoencefàlica. Les substàncies que presenten les següents característiques entren amb més facilitat que altres:

- Les molècules petites passen amb molta més facilitat la barrera hematoencefàlica que les de grans dimensions.

- Les substàncies liposolubles travessen fàcilment la barrera hematoencefàlica, mentre que els que no ho són ho fan més lentament o no aconsegueixen travessar-la. Un tipus de fàrmac liposoluble que arriba fàcilment al nostre cervell són els barbitúrics. Altres exemples són l'etanol, la nicotina, la cafeïna o l'heroïna.

- Les molècules que posseeixen menys càrrega elèctrica passen la barrera més ràpidament que les que tenen elevada càrrega.

Algunes substàncies poden travessar la barrera hematoencefàlica. Sobretot, la passen molècules de glucosa, oxigen i aminoàcids que són fonamentals per a l'adequat funcionament del cervell.

Els aminoàcids com la tirosina, el triptòfan, la fenilalanina, la valina o la leucina, entren a la barrera hematoencefàlica amb gran rapidesa. Molts d'aquests són precursors de neurotransmissors que es sintetitzen en el cervell.

No obstant això, aquesta barrera exclou pràcticament totes les molècules de grans dimensions i un 98% de tots els fàrmacs que es componen de molècules petites.

Per això hi ha dificultats per al tractament de malalties cerebrals, ja que els medicaments no solen travessar la barrera o no ho fan en les quantitats necessàries. En certs casos, es poden injectar agents terapèutics directament al cervell per evitar la barrera hematoencefàlica.

A el mateix temps, impedeix l'entrada de neurotoxines i lipofílics a través d'un transportador regulat per l'anomenada glicoproteïna P.

Òrgans circuventriculares

Com s'ha esmentat, hi ha diverses regions de cervell on la barrera hematoencefàlica és més feble i permeable. Això provoca que les substàncies puguin arribar a aquestes regions amb facilitat.

Gràcies a aquestes àrees, el cervell pot controlar la composició sanguínia. Dins dels òrgans circuventriculares es troben:

- Glàndula pineal: és una estructura situada a l'interior del nostre cervell, entre els ulls. Es relaciona amb els nostres ritmes biològics i importants funcions hormonals. Allibera melatonina i pèptids neuroactius.

- Neurohipòfisi: és el lòbul posterior de la glàndula pituïtària. Emmagatzema substàncies provinents de l'hipotàlem, principalment neurohormonas com oxitocina i vasopresina.

- Àrea postrema: com es va esmentar anteriorment, produeix el vòmit per evitar que ens intoxiquemos.

- Òrgan subfornical: és essencial en la regulació dels fluids corporals. Per exemple, té un paper important en la sensació de set.

- Òrgan vascular de la làmina terminal: també contribueix a la set i a l'equilibri de fluids mitjançant l'alliberament de vasopresina. Detecta pèptids i altres molècules.

- Eminència mitjana: és una àrea de l'hipotàlem que regula la pituïtària anterior a través d'interaccions entre hormones hipotalàmiques estimuladores i inhibidores.

Condicions que afecten la barrera hematoencefàlica

És possible que la barrera hematoencefàlica s'alteri causa de diferents malalties. A més, quan aquesta barrera es debilita, és possible que augmenti la probabilitat o acceleri l'aparició de trastorns neurodegeneratius.

- Hipertensió o tensió alta: pot provocar que aquesta barrera s'alteri, tornant-se permeable, el que pot ser perillós per al nostre organisme.

- Radiacions: una llarga exposició a radiació pot debilitar la barrera hematoencefàlica.

- Infeccions: la inflamació d'alguna part de el sistema nerviós central fa més feble a aquesta barrera. Un exemple és la meningitis, una malaltia en la qual s'inflamen les meninges cerebrals (capes que envolten el cervell i medul·la espinal) per diversos virus i bacteris.

- Traumatismes, isquèmies, ictus… poden produir danys directes al cervell, afectant a la barrera hematoencefàlica.

- Abscés cerebral. Es deu a la inflamació i acumulació de pus a l'interior del cervell. La infecció sol procedir de l'oïda, boca, sins paranasals, etc. Tot i que pot ser conseqüència d'un trauma o cirurgia. En la major part dels casos és necessari de 8 a 12 setmanes de teràpia antibacteriana.

- Esclerosi múltiple: sembla ser que les persones amb aquesta malaltia tenen fuites a la barrera hematoencefàlica. Això provoca que arribin massa cèl·lules blanques de la sang a el cervell, on ataquen per error a la mielina.

La mielina és una substància que cobreix les cèl·lules nervioses i permet que els impulsos nerviosos viatgen de manera ràpida i eficaç. Si es destrueix, va apareixent un deteriorament cognitiu i motor progressiu.

referències

1. Blood Brain barrier. (Sf). Recuperat el 22 d'abril de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. The Blood Brain Barrier («Keep Out»). (Sf). Recuperat el 22 d'abril de 2017, de Neuroscience for kids: faculty.washington.edu.
3. The Blood-Brain Barrier. (2 de juliol de 2014). Obtingut de BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, NR (2006). Fisiologia de la conducta 8a Ed. Madrid: Pearson.