La barrera hematoencefálica (BHE) es un sistema de protección contra la entrada de sustancias extrañas formada por células endoteliales que recubren los capilares del cerebro.
Características de la barrera hematoencefálica (BHE)
La barrera hematoencefálica se compone de células endoteliales muy unidas entre sí, rodeadas de células gliales y pericitos (células que rodean los capilares y vénulas en el sistema nervioso central). Esta conformación da lugar a un filtro selectivo que regula cuidadosamente el paso de sustancias entre la sangre y el tejido cerebral. El resultado es una protección que impide la entrada de gran cantidad de toxinas, microorganismos y otras moléculas que podrían perjudicar las neuronas o interferir en las funciones cerebrales.
Un aspecto esencial para entender su actividad es la forma en que las células endoteliales se enlazan. A diferencia de otros tejidos corporales, las paredes de los vasos sanguíneos en el cerebro presentan uniones muy estrechas, lo que reduce el paso libre de componentes. Gracias a este mecanismo, el entorno neuronal se mantiene estable.
Funciones de la barrera hematoencefálica (BHE)
La función principal de la barrera hematoencefálica es actuar como barrera protectora, aunque no es su única función.
1. Protección frente a agentes externos
La primera función, y quizá la más destacada, consiste en impedir que moléculas potencialmente dañinas ingresen en el cerebro. Se trata de un mecanismo de defensa que reduce la posibilidad de que toxinas, microorganismos o sustancias químicas perjudiquen las neuronas. El endotelio cerebral (capa interna de los vasos sanguíneos) se adhiere mediante uniones muy estrechas, de modo que gran parte de los compuestos que circulan por la sangre no logra traspasar la barrera con facilidad.
2. Mantenimiento de la homeostasis cerebral
El término “homeostasis” se refiere a la estabilidad interna que necesita el cerebro para funcionar correctamente. Participa en la regulación del volumen y la composición del líquido céfalorraquídeo que rodea el cerebro a través de procesos de transporte específicos, y por lo tanto contribuye a la homoeostasis del sistema nervioso central.
La barrera hematoencefálica, en colaboración con células gliales y pericitos, regula de forma precisa el paso de nutrientes, iones y otras moléculas esenciales para el metabolismo neuronal. Esta regulación selectiva garantiza que la concentración de sustancias como sodio, potasio y glucosa permanezca dentro de los rangos adecuados, favoreciendo la actividad normal de las neuronas.
3. Control de la señalización química
El cerebro no solo precisa mantener una composición química estable, sino también regular la entrada de hormonas y neurotransmisores que participan en la comunicación entre neuronas y en procesos corporales.
La barrera hematoencefálica posibilita que determinadas sustancias atraviesen sus defensas, siempre que sean reconocidas como necesarias para la función cerebral, mientras bloquea otras que podrían ocasionar alteraciones internas.
4. Papel en los procesos inflamatorios
Otra función importante de la barrera hematoencefálica es moderar la respuesta inmune en el cerebro. Si bien este órgano también cuenta con mecanismos de defensa, su protección está controlada de manera muy cuidadosa para evitar inflamaciones excesivas que dañen el tejido nervioso.
En este sentido, la barrera funciona como un “regulador” de los componentes del sistema inmunitario que ingresan en el encéfalo. Por desgracia, cuando la barrera se ve afectada, pueden generarse reacciones inflamatorias que agravan problemas como el Alzheimer, la esclerosis múltiple y otras afecciones neurológicas.
5. Participación en la eliminación de desechos
Aunque a menudo se destaca la función de filtro de entrada, esta barrera también colabora en la eliminación de productos residuales generados por las neuronas. Gracias a los transportadores especializados y a la coordinación con la circulación sanguínea, se expulsan desechos metabólicos que, de acumularse, podrían contribuir a la degeneración neuronal. Este mecanismo de limpieza refuerza la importancia de mantener el equilibrio de todas las sustancias involucradas en la actividad cerebral.
Propiedades de la BHE
La barrera hematoencefálica (BHE) posee propiedades únicas, estos vasos del SNC en realidad son vasos continuos que no tienen agujeros de permeabilidad, pero también contienen una serie de propiedades adicionales que les permiten regular estrechamente el flujo de moléculas, iones y células entre la sangre y el SNC. Esta capacidad de barrera altamente restrictiva permite a las células controlar la homeostasis del SNC, que es fundamental para permitir la función neuronal adecuada, así como para proteger el SNC de toxinas, patógenos, inflamación, lesiones y enfermedades.
La BHE es una barrera selectivamente permeable, ya que permite el paso moléculas pequeñas como iones o agua, pero en cambio no permite el paso de moléculas grandes como las proteínas.
La BHE responde a la estructura peculiar de los vasos sanguíneos en todo el cuerpo; las células que forman las paredes de los vasos sanguíneos no están unidas entre sí de una manera absolutamente hermética, sino que dejan pequeñas aberturas que permiten el intercambio libre de la mayoría de sustancias entre el plasma sanguíneo y el líquido del exterior los vasos sanguíneos que rodea las células.
En el SNC; los capilares no tienen estas aperturas, y por tanto, muchas sustancias no pueden dejar la sangre. Es decir, en el SNC las células de las paredes de los vasos sanguíneos están muy unidas y constituyen una barrera al paso de muchas moléculas.
Es importante destacar que la BHE no impide el paso de todas las moléculas grandes. Algunas de estas, las imprescindibles para un funcionamiento cerebral normal como la glucosa, son transportadas activamente a través de las paredes de los vasos sanguíneos mediante proteínas especiales que actúan de transportadores.
La BHE no es uniforme en todo el SN. Hay lugares donde es relativamente permeable, que permiten que algunas sustancias, que en otros lugares no podrían atravesarla, puedan pasar libremente por estas zonas. Estas zonas están en contacto con las paredes del ventrículo cerebral y se llaman circumventriculares. Por ejemplo, en una zona del encéfalo llamada área postrema, la BHE es mucho más débil, y hace que incremente la sensibilidad de esta región a las sustancias tóxicas que se encuentran en la sangre.
Discontinuidad de la barrera hemotoencefálica
Como ya hemos comentado, existen áreas que no poseen esta barrera de protección. La mayoría de esas áreas se hallan alrededor de los ventrículos cerebrales, llamados también órganos circunventriculares e incluyen los plexos coroides, el órgano vasculoso de la lámina terminal, el órgano subfornical, el órgano subcomisural, la eminencia media, la glándula pineal, la neurohipófisis, y el área postrema.
En estas áreas sin BHE existe un libre intercambio bidireccional entre moléculas sanguíneas y neuronas, y contribuyen a regular el sistema nervioso autónomo y las glándulas endocrinas.
Disfunción de la BHE
La disfunción de la BHE puede conllevar un aumento de la infiltración de células en el tejido cerebral, esto se asocia con una multitud de trastornos neurológicos que incluyen la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la esclerosis múltiple.
El debilitamiento de la barrera hematoencefálica puede preceder, acelerar o contribuir a una serie de trastornos neurodegenerativos. Hay estudios que sugieren que una barrera hematoencefálica con fugas permite el paso demasiadas células blancas de la sangre hacia el cerebro en las personas con esclerosis múltiple. Con el acceso libre al cerebro, estas células atacan la mielina, la capa aislante de las células nerviosas, dando lugar a síntomas devastadores de la enfermedad.
Cuando la barrera hematoencefálica se rompe, como es el caso de algunos cánceres de cerebro, infecciones cerebrales o cuando existen rupturas en los vasos sanguíneos, algunas sustancias que normalmente se mantienen fuera del cerebro pueden penetrar y causar problemas.
Existen otras condiciones neuropatológicas en las que se modifica el funcionamiento normal de la BHE, como hipoxia e isquemia. El estrés también constituye un factor importante que afecta el funcionamiento y desarrollo de la BHE; en el mamífero adulto el estrés agudo aumenta la permeabilidad de la BHE a macromoléculas circulantes en la sangre.
- Imagen: Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blood_Brain_Barrier.jpg
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