Estrutura da barreira hematoencefálica, funções, doenças

O Barreira hematoencefálica É uma parede semipermeável entre o sangue e o cérebro. Consiste nas células que formam as paredes dos capilares do sangue cerebral. Essa barreira permite que os neurônios do sistema nervoso central sejam quimicamente isolados do resto do organismo.

O cérebro é o único órgão que tem seu próprio sistema de segurança. Graças à barreira do cérebro sanguíneo, os nutrientes essenciais podem alcançá -la enquanto bloqueia a entrada de outras substâncias.

Atrocitos tipo 1 em torno dos capilares no cérebro

Esta barreira serve para manter o funcionamento adequado dos neurônios, controlando a entrada e a saída de substâncias químicas no cérebro. Embora, infelizmente, essa barreira age tão efetivamente bloqueando a passagem de substâncias estranhas para o cérebro que normalmente também impede os medicamentos de alcançá -la.

De qualquer forma, a pesquisa continua a projetar medicamentos que tenham os requisitos necessários para penetrar nesta barreira. No entanto, existem algumas regiões do organismo em que não há barreira hematoencefálica; Eles são conhecidos como órgãos de círculo.

Finalmente, existem certas condições que produzem uma abertura da barreira do cérebro sanguíneo. Isso permite a troca de substâncias livremente, para que o funcionamento do cérebro possa ser alterado. Alguns deles são inflamação, traumas ou doenças, como esclerose múltipla.

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Estrutura da barreira do cérebro sanguíneo

Barreira hematoencefálica entre cérebro e sangue

Algumas substâncias podem atravessar essa barreira, mas outras não, o que significa que é uma barreira seletivamente permeável.

Em grande parte do organismo, as células que formam os capilares do sangue não se ligam hermeticamente. Estes são chamados de células endoteliais e têm fendas entre elas através das quais várias substâncias podem entrar e sair. Assim, os elementos são trocados entre o plasma sanguíneo e o líquido envolve as células do corpo (líquido extracelular).

No entanto, no sistema nervoso central, os capilares não possuem essas fendas. Pelo contrário, as células estão intimamente ligadas. Isso impede que muitas substâncias deixem sangue.

É verdade que existem algumas substâncias concretas que podem atravessar esta barreira. Eles fazem isso através de proteínas especiais que as transportam pelas paredes dos capilares.

Por exemplo, os transportadores de glicose permitem que a entrada desta substância no cérebro forneça combustível. Além disso, esses transportadores impedem que os resíduos tóxicos permaneçam no cérebro.

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As células gliais (de apoio) chamadas astrócitos, são agrupadas em torno dos vasos sanguíneos do cérebro e parecem desempenhar um papel importante no desenvolvimento da barreira das células sanguíneas. Estes também parecem contribuir para o transporte de íons do cérebro para o sangue.

Por outro lado, existem áreas do sistema nervoso que têm uma barreira do cérebro do sangue mais permeável do que em outras. Na próxima seção, é explicado para o que é isso.

Funções

As quatro principais barreiras entre o sistema nervoso central e a periferia. Fonte: Stolp HB, Liddelow SA, Sá-Pereira I, Dziegielewska KM e Saunders NR/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Para um bom funcionamento do cérebro, é essencial que um equilíbrio entre substâncias dentro dos neurônios e no fluido extracelular que está ao seu redor seja mantido. Isso permite que as mensagens sejam transmitidas adequadamente entre as células.

Se os componentes da mudança de líquido extracelular, mesmo que levemente, a transmissão será alterada, levando a alterações na função cerebral.

Portanto, a barreira do cérebro sanguíneo age regulando a composição deste líquido. Por exemplo, muitos dos alimentos que comemos têm substâncias químicas que podem modificar a troca de informações entre neurônios. A barreira hematoencefálica impede que essas substâncias atinjam o cérebro, mantendo um funcionamento adequado.

É importante observar que a barreira hematoencefálica não possui uma estrutura uniforme em todo o sistema nervoso. Há lugares onde apresenta mais permeabilidade do que em outros. Isso é útil para permitir a passagem de substâncias que não são bem -vindas em outros lugares.

Um exemplo é a área de sobremesa do tronco cerebral. Esta região controla o vômito e tem uma barreira hematoencefálica muito mais permeável. Seu objetivo é que os neurônios nessa área possam detectar rapidamente substâncias tóxicas no sangue.

Assim, quando algum veneno que vem do estômago atinge o sistema circulatório, ele estimula a área de sobremesas cerebrais, causando vômito. Dessa forma, o organismo pode expulsar o conteúdo venenoso do estômago antes que ele comece a ser prejudicial.

Em resumo, as três principais funções da barreira hematoencefálica são:

- Protege o cérebro de substâncias estranhas potencialmente perigosas ou que podem alterar o funcionamento do cérebro.

- Protege e separa o sistema nervoso central de hormônios e neurotransmissores que estão no resto do corpo, evitando efeitos indesejados.

- Mantém um equilíbrio químico constante em nosso cérebro.

Que substâncias estão passando pela barreira do cérebro sanguíneo?

A rede capilar fornece nutrientes às células cerebrais. Fonte: Dan Ferber/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/2.5)

Existem substâncias mais suscetíveis do que outras para atravessar a barreira do cérebro sanguíneo. As substâncias que apresentam as seguintes características entram mais facilmente do que outras:

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- Pequenas moléculas gastam muito mais facilmente.

- Substâncias liposolúveis atravessam facilmente a barreira hematoencefálica, enquanto aqueles que não são lentamente ou deixam de cruzá -la. Um tipo de droga lipossólica que chega facilmente ao nosso cérebro é barbitúrgico. Outros exemplos são etanol, nicotina, cafeína ou heroína.

- As moléculas que têm menos carga elétrica passam pela barreira mais rápida do que aquelas que têm uma carga alta.

Algumas substâncias podem atravessar a barreira do cérebro sanguíneo. Acima de tudo, moléculas de glicose, oxigênio e aminoácidos que são fundamentais para o funcionamento adequado do cérebro.

Aminoácidos como tirosina, triptofano, fenilalanina, valina ou leucina, entram na barreira hematoencefálica com grande rapidez. Muitos deles são precursores de neurotransmissores que são sintetizados no cérebro.

No entanto, essa barreira exclui praticamente todas as moléculas grandes e 98% de todos os medicamentos compostos de pequenas moléculas.

É por isso que há dificuldades no tratamento de doenças cerebrais, uma vez que os medicamentos geralmente não atravessam a barreira ou não o fazem nas quantidades necessárias. Em certos casos, agentes terapêuticos podem ser injetados diretamente no cérebro para evitar a barreira do cérebro sanguíneo.

Ao mesmo tempo, impede a entrada de neurotoxinas e lipofílico através de um transportador regulado pela glicoproteína Pesada. 

Órgãos circentriculares

Como mencionado, existem várias regiões do cérebro onde a barreira hematoencefálica é mais fraca e mais permeável. Isso faz com que as substâncias atinjam essas regiões facilmente.

Graças a essas áreas, o cérebro pode controlar a composição do sangue. Dentro dos órgãos de circuito estão:

- Glândula pineal: é uma estrutura localizada dentro do nosso cérebro, entre os olhos. Está relacionado aos nossos ritmos biológicos e funções hormonais importantes. Libera melatonina e peptídeos neuroativos.

- Neuro -hipofise: é o lobo posterior da glândula pituitária. Ele armazena substâncias do hipotálamo, principalmente neuro -hormônios, como ocitocina e vasopressina.

- Área postema: Como mencionado acima, produz vômitos para impedir que fiquemos embriagados.

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- Órgão subfórmico: é essencial na regulação dos fluidos corporais. Por exemplo, tem um papel importante na sensação de sede.

- Órgão vascular da folha terminal: também contribui para a sede e o equilíbrio fluido pela libertação da vasopressina. Detecta peptídeos e outras moléculas.

- Eminência média: é uma área do hipotálamo que regula a hipófise anterior através das interações entre os hormônios hipotalâmicos estimulantes e inibidores.

Condições que afetam a barreira hematoencefálica

É possível que a barreira do cérebro sanguíneo seja alterada devido a diferentes doenças. Além disso, quando essa barreira enfraquece, é possível que a probabilidade possa aumentar ou acelerar a aparência de distúrbios neurodegenerativos.

- Hipertensão ou alta tensão: pode fazer com que essa barreira se altere, tornando -se permeável, o que pode ser perigoso para o nosso corpo.

- Radiação: Uma longa exposição à radiação pode enfraquecer a barreira do cérebro sanguíneo.

- Infecções: a inflamação de alguma parte do sistema nervoso central torna essa barreira mais fraca. Um exemplo é a meningite, uma doença na qual os seios cerebrais (camadas que cercam o cérebro e a medula espinhal) são inflamados por vários vírus e bactérias.

- Trauma, isquemias, derrame ... eles podem causar danos diretos ao cérebro, afetando a barreira hematoencefálica.

- Abscesso cerebral. É devido à inflamação e acumulação de pus dentro do cérebro. A infecção geralmente vem da orelha, boca, seios, etc. Embora possa ser uma conseqüência de trauma ou cirurgia. Na maioria dos casos, é necessário 8 a 12 semanas de terapia antibacteriana.

- Esclerose múltipla: parece que as pessoas com esta doença têm vazamentos na barreira das células sanguíneas. Isso causa muitas células brancas do sangue ao cérebro, onde atacam o erro de mielina.

A mielina é uma substância que cobre células nervosas e permite que os impulsos nervosos viajam de maneira rápida e eficaz. Se destruído, uma deterioração cognitiva e motora progressiva aparece.

Referências

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4. Carlson, n.R. (2006). Fisiologia da conduta 8ª ed. Madri: Pearson.