MedicinABC

7 dic. 2012

La barrera hematoencefálica

En nuestro cuerpo, el cerebro es un lugar especial por muchas razones: Coordina nuestro movimiento y comportamiento, procesa la información sensorial y es responsable de la cognición, las emociones, el aprendizaje y la memoria. Sólo representa el 1 a 2% del peso corporal pero gasta el 20% de todo el oxígeno y glucosa que utilizamos. Otra peculiaridad es la estructura de sus capilares que lo aisla frente a muchas sustancias posiblemente dañinas: la barrera hematoencefálica.


¿En qué consiste?

En el cerebro hay grandes cantidades de un tipo de células llamados astrocitos que contribuyen a la estructura física de ese órgano y cumplen varias funciones regulatorios importantes. Por ejemplo contienen glucógeno y son capaces de ejercer la gluconeogénesis lo que los da el rol de un "reservorio amortiguador" energético. Además tienen un papel importante en la reparación del tejido nervioso, reemplazando las neuronas dañadas o muertas ya que ellas no pueden regenerarse.
Entonces, esas células con sus pies rodean los capilares (los vasos sanguíneos más pequeños) en el cerebro así que antes se pensaba que fuesen responsables de la barrera hematoencefálica, pero investigaciones recientes han mostrado que la forman principalmente las células endoteliales y la membrana basal.

Zónula ocludens

La imagen abajo nos muestra la diferencia entre los capilares en el cerebro y en otros órganos en nuestro cuerpo. Normalmente, las células endoteliales dejan un poco de espacio entre sí para permitir el traspaso de nutrientes desde la sangre hasta el tejido y de productos de desecho del tejido a la sangre. Pero en el cerebro esas células forman una barrera coherente y están selladas entre sí, así que nada puede difundir a través del espacio intercelular. Las únicas sustancias que pasan esta barrera son las moléculas pequeñas que tengan una carga neutra porque difunden a través de las membranas celulares. (Recuerde que las membranas celulares consisten de fosfolípidos y no permiten el traspaso de las moléculas cargandas salvo si disponen de transportadores o canales.)

capilares cerebro

Las conexiones entre las células endoteliales, llamadas zónula ocludens (o uniones estrechas, o tight junctions) las forman unas proteínas que acercan una célula a la otra, sellándolas como un cierre de cremallera. Cada zónula ocludens se compone de varios filamentos de proteínas que actúan independientemente, así que la presencia de más filamentos indica una mayor impermeabilidad. 

ClaudinaEstos filamentos de proteínas están incrustados en ambos lados de la unión celular y sus dominios extracelulares están en contacto directo. Sus dominios intracelulares están asociados a otras proteínas que se encuentran en el citoplasma cerca de la membrana y sujetan los filamentos en el esqueleto celular. De esa manera, la zónula ocludens conecta directamente los esqueletos celulares uno con el otro. Hay varias proteínas que forman filamentos que contribuyen a las uniones estrechas, pero las más importantes son las claudinas y las ocludinas. Las vemos en esta imagen que muestra la unión de dos células endoteliales A y B.

Las uniones estrechas son la base de la barrera hematoencefálica que hace el cerebro un lugar más protegido que otros, pero también difícilmente accesible para fármacos. Como hemos mencionado antes, sólo las moléculas sin carga eléctrica pueden pasar. Ejemplos para ello son la nicotina, un alcaloide, y la morfina que ambas (en su forma neutra) pueden difundir al tejido cerebral y ejercer su función.


Fuentes:
Mosby's Medical Dictionary, 8th edition. Imagen © 2009, Elsevier.
Henry A. Lester (California Institute of Technology): "Drugs and the brain" Curso online Coursera


Acerca del Autor:

Dorina Ferrario es la fundadora de MedicinABC y estudiante de Medicina Humana en la Universidad Humboldt de Berlín. Su reto es conseguir la difusión de información médica gratuita y de calidad a sus lectores. Bloguera en formación continua para una continua difusión de información. Sígue MedicinABC en Twitter.