Barrera Hematoencefálica (BHE)

La barrera hematoencefálica (BHE) es la estructura morfológica constituida por las células del endotelio vascular. Además, otros componentes celulares que apoyan en forma secundaria a la BHE incluyen a los pericitos que se encuentran en la lámina basal abluminal, los astrocitos perivasculares cuyas prolongaciones forman pies terminales alrededor de los capilares, la lámina basal de la pared capilar y la microglía (Figura 1). El endotelio de los capilares cerebrales que forman la BHE se caracteriza porque cada borde celular está íntimamente unido a la célula adyacente, sella de ese modo la hendidura intercelular lo que hace impermeable a la pared interna del capilar cerebral. Adicionalmente, el endotelio de los capilares encefálicos que forman la BHE es continuo, a diferencia del endotelio presente en los otros tejidos corporales; en los que el endotelio es fenestrado y por ende permeable.1, 2 La BHE regula el intercambio entre la sangre circulante y el tejido nervioso. La BHE es un sistema de difusión, esencial para el buen funcionamiento del sistema nervioso central (SNC). La BHE como sistema de difusión restringe el acceso al parénquima nervioso de un sinnúmero de compuestos que circulan en la sangre. En sí, la BHE conforma un mecanismo de intercambio bidireccional de la interfase del componente intravascular y el parénquima cerebral, provee al cerebro con los nutrientes esenciales y se encarga del eflujo de productos de desecho, lo cual permite mantener la homeostasis del microambiente químico del SNC. Otras funciones de la BHE incluyen la protección del SNC para evitar los efectos deletéreos de agentes potencialmente neurotóxicos que comúnmente circulan en la sangre, así como el transporte activo y la difusión de sustancias neuroactivas desde la periferia o sea desde los capilares del sistema circulatorio al tejido nervioso, y el metabolismo de sustancias del SNC y de la sangre.3-5 Ese conjunto de funciones lo desempeña exitosamente la BHE para el control del intercambio de esas sustancias neurobiológicamente relevantes. En resumen, tres funciones importantes se hallan implícitas en la BHE: 1. Protege al cerebro de los compuestos y las moléculas circulantes en la corriente sanguínea gracias a las bien consolidadas uniones estrechas del endotelio de los capilares cerebrales, lo cual permite que sólo el oxígeno, la glucosa, aminoácidos y otros nutrientes esenciales crucen la BHE. 2. Transporte selectivo desde la red capilar al parénquima cerebral, por medio de transporte facilitado como ocurre con la glucosa, o bien por difusión activa que depende del ATP. 3. La BHE metaboliza o modifica elementos de la sangre hacia el tejido nervioso y viceversa. Desde un punto de vista molecular6 las uniones estrechas en el endotelio se asocian a tres proteínas integrales de la membrana: claudina, ocludina y moléculas de adhesión de la unión,7-10 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).11 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 de cateninas para formar el contacto adhesivo intercelular e interactúan con las UEIs (Figura 2). Astrocitos y BHE.12,13 El papel que desempeñan los astrocitos en el desarrollo y mantenimiento de la BHE se halla, hasta ahora, sujeto a controversia. Con base en una serie de experimentos de trasplante y cultivo de células se concluyó que la glía astrocitaria es esencial para el desarrollo de la BHE;14 sin embargo, otros investigadores criticaron y pusieron en duda la validez de esos experimentos (de cultivo de células y de trasplante) y consideran que los astrocitos no son necesarios para el desarrollo ni para el mantenimiento de la BHE.14 El factor de crecimiento transformante beta (TGFb), que secretan los astrocitos, inhibe el activador de plasminógeno y el anticoagulante trombomodulina; posiblemente esto puede proteger al cerebro de las hemorragias parenquimatosas e intraventriculares, sobre todo las que ocurren en los bebés prematuros.15 También se ha postulado que el factor de crecimiento neurotrófico derivado de células gliales (GDNF) parece tener efectos favorables para la maduración de la BHE. Todo esto sugiere que los astrocitos constituyen un factor importante en la morfogénesis y organización de la pared vascular. Asimismo, la asociación de glía y endotelio en co-cultivo produce aumento de la aquaporina-4 en los pies terminales de los astrositos.16 Otros hallazgos de estudios experimentales sugieren que el endotelio de los capilares cerebrales puede tener efectos sobre la neurogénesis y gliogénesis y, por ende, en el desarrollo cerebral. No hay duda que los astrocitos desempeñan un papel importante en el mantenimiento de las propiedades de la BHE.

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