BARRIERA EMATO-ENCEFALICA: STRUTTURA, FUNZIONI, MALATTIE - GEOGRAFÍA - 2024

La barriera emato-encefalica è una parete semipermeabile tra il sangue e il cervello. È costituito dalle cellule che costituiscono le pareti dei capillari sanguigni cerebrali. Questa barriera consente ai neuroni del sistema nervoso centrale di essere isolati chimicamente dal resto del corpo.

Il cervello è l'unico organo dotato di un proprio sistema di sicurezza. Grazie alla barriera emato-encefalica, i nutrienti essenziali possono raggiungerla bloccando l'ingresso di altre sostanze.

Atrociti di tipo 1 intorno ai capillari nel cervello

Questa barriera serve a mantenere il corretto funzionamento dei neuroni controllando l'entrata e l'uscita delle sostanze chimiche nel cervello. Sfortunatamente, tuttavia, questa barriera funziona in modo così efficace bloccando il passaggio di sostanze estranee nel cervello che di solito impedisce anche ai farmaci di raggiungere il cervello.

In ogni caso, la ricerca continua a progettare farmaci che abbiano i requisiti necessari per penetrare questa barriera. Tuttavia, ci sono alcune regioni del corpo dove non c'è barriera emato-encefalica; sono conosciuti come organi circuventricolari.

Infine, ci sono alcune condizioni che producono un'apertura della barriera emato-encefalica. Ciò consente lo scambio di sostanze liberamente, in modo che la funzione cerebrale possa essere alterata. Alcuni di loro sono infiammazioni, traumi o malattie come la sclerosi multipla.

Struttura della barriera emato-encefalica

Barriera emato-encefalica tra cervello e sangue

Alcune sostanze possono passare attraverso questa barriera, ma altre no, il che significa che si tratta di una barriera selettivamente permeabile.

In gran parte del corpo, le cellule che compongono i capillari sanguigni non si uniscono strettamente. Queste sono chiamate cellule endoteliali e hanno spazi vuoti tra loro attraverso i quali possono entrare ed uscire varie sostanze. Pertanto, gli elementi vengono scambiati tra il plasma sanguigno e il fluido che circonda le cellule del corpo (fluido extracellulare).

Tuttavia, nel sistema nervoso centrale, i capillari non hanno queste fessure. Piuttosto, le cellule sono strettamente legate. Ciò impedisce a molte sostanze di lasciare il sangue.

È vero che ci sono alcune sostanze specifiche che possono attraversare questa barriera. Lo fanno per mezzo di speciali proteine ​​che li trasportano attraverso le pareti dei capillari.

Ad esempio, i trasportatori del glucosio consentono al glucosio di entrare nel cervello per fornire carburante. Inoltre, questi trasportatori impediscono ai prodotti di scarto tossici di rimanere nel cervello.

Le cellule gliali (di supporto) chiamate astrociti si raggruppano attorno ai vasi sanguigni nel cervello e sembrano svolgere un ruolo importante nello sviluppo della barriera emato-encefalica. Questi sembrano anche contribuire al trasporto di ioni dal cervello al sangue.

D'altra parte, ci sono aree del sistema nervoso che hanno una barriera emato-encefalica più permeabile rispetto ad altre. La sezione successiva spiega a cosa serve.

Caratteristiche

Affinché il cervello funzioni correttamente, è essenziale che venga mantenuto un equilibrio tra le sostanze all'interno dei neuroni e nel fluido extracellulare che è intorno a loro. Ciò consente ai messaggi di essere trasmessi correttamente tra le celle.

Se i componenti del fluido extracellulare cambiano, anche leggermente, questa trasmissione sarà alterata, portando ad alterazioni nella funzione cerebrale.

Pertanto, la barriera emato-encefalica agisce regolando la composizione di questo fluido. Ad esempio, molti degli alimenti che mangiamo contengono sostanze chimiche che potrebbero modificare lo scambio di informazioni tra i neuroni. La barriera emato-encefalica impedisce a queste sostanze di raggiungere il cervello, mantenendo un buon funzionamento.

È importante sottolineare che la barriera emato-encefalica non ha una struttura uniforme in tutto il sistema nervoso. Ci sono luoghi in cui è più permeabile di altri. Questo è utile per permettere il passaggio di sostanze che in altri luoghi non sono gradite.

Un esempio è l'area del tronco cerebrale postem. Questa regione controlla il vomito e ha una barriera emato-encefalica molto più permeabile. Il suo scopo è che i neuroni in quell'area possano rilevare rapidamente le sostanze tossiche nel sangue.

Così, quando del veleno che proviene dallo stomaco raggiunge il sistema circolatorio, stimola l'area post-cerebrale, provocando il vomito. In questo modo, il corpo può espellere contenuti velenosi dallo stomaco prima che inizi a essere dannoso.

In sintesi, le tre funzioni principali della barriera ematoencefalica sono:

- Protegge il cervello da sostanze estranee potenzialmente pericolose o che potrebbero alterare la funzione cerebrale.

- Protegge e separa il sistema nervoso centrale dagli ormoni e dai neurotrasmettitori che si trovano nel resto del corpo, evitando effetti indesiderati.

- Mantiene un equilibrio chimico costante nel nostro cervello.

Quali sostanze attraversano la barriera ematoencefalica?

Alcune sostanze sono più suscettibili di altre ad attraversare la barriera emato-encefalica. Le sostanze con le seguenti caratteristiche entrano più facilmente di altre:

- Le piccole molecole attraversano la barriera emato-encefalica molto più facilmente di quelle grandi.

- Le sostanze liposolubili attraversano facilmente la barriera ematoencefalica, mentre quelle che non lo sono lo fanno più lentamente o non sono in grado di attraversarla. Un tipo di farmaco liposolubile che raggiunge facilmente il nostro cervello sono i barbiturici. Altri esempi sono l'etanolo, la nicotina, la caffeina o l'eroina.

- Le molecole con meno carica elettrica superano la barriera più rapidamente di quelle con una carica elevata.

Alcune sostanze possono attraversare la barriera emato-encefalica. Lo attraversano soprattutto le molecole di glucosio, ossigeno e aminoacidi, essenziali per il corretto funzionamento del cervello.

Gli aminoacidi come la tirosina, il triptofano, la fenilalanina, la valina o la leucina entrano nella barriera emato-encefalica molto rapidamente. Molti di questi sono precursori di neurotrasmettitori sintetizzati nel cervello.

Tuttavia, questa barriera esclude praticamente tutte le grandi molecole e il 98% di tutti i farmaci che sono composti da piccole molecole.

Questo è il motivo per cui ci sono difficoltà nel trattamento delle malattie cerebrali, poiché i farmaci di solito non attraversano la barriera o non lo fanno nelle quantità necessarie. In alcuni casi, gli agenti terapeutici possono essere iniettati direttamente nel cervello per bypassare la barriera emato-encefalica.

Allo stesso tempo, impedisce l'ingresso di neurotossine e sostanze lipofile attraverso un trasportatore regolato dalla cosiddetta glicoproteina P.

Organi circuventricolari

Come accennato, ci sono diverse regioni del cervello in cui la barriera emato-encefalica è più debole e più permeabile. Ciò fa sì che le sostanze raggiungano facilmente queste regioni.

Grazie a queste aree, il cervello può controllare la composizione del sangue. All'interno degli organi circuventricolari ci sono:

- Ghiandola pineale: è una struttura situata all'interno del nostro cervello, tra gli occhi. È correlato ai nostri ritmi biologici e importanti funzioni ormonali. Rilascia melatonina e peptidi neuroattivi.

- Neuroipofisi: è il lobo posteriore della ghiandola pituitaria. Memorizza sostanze dall'ipotalamo, principalmente neurormoni come ossitocina e vasopressina.

- Zona postumi: come accennato in precedenza, produce vomito per impedirci di intossicarci.

- Organo subfornicale: è essenziale nella regolazione dei fluidi corporei. Ad esempio, ha un ruolo importante nella sensazione di sete.

- Organo vascolare della lamina terminale: contribuisce anche alla sete e all'equilibrio dei liquidi attraverso il rilascio di vasopressina. Rileva peptidi e altre molecole.

- Eminenza mediana: è un'area dell'ipotalamo che regola l'ipofisi anteriore attraverso le interazioni tra ormoni ipotalamici stimolanti e inibitori.

Condizioni che influenzano la barriera emato-encefalica

È possibile che la barriera ematoencefalica sia disturbata a causa di diverse malattie. Inoltre, quando questa barriera è indebolita, può aumentare la probabilità o accelerare l'insorgenza di disturbi neurodegenerativi.

- Ipertensione o pressione alta: può causare l'alterazione di questa barriera, rendendola permeabile, che può essere pericolosa per il nostro corpo.

- Radiazioni: una lunga esposizione alle radiazioni può indebolire la barriera emato-encefalica.

- Infezioni: l'infiammazione di alcune parti del sistema nervoso centrale indebolisce questa barriera. Un esempio è la meningite, una malattia in cui le meningi cerebrali (strati che circondano il cervello e il midollo spinale) vengono infiammate da vari virus e batteri.

- Traumi, ischemia, ictus … possono causare danni diretti al cervello, interessando la barriera emato-encefalica.

- Ascesso cerebrale. È dovuto all'infiammazione e all'accumulo di pus all'interno del cervello. L'infezione di solito proviene dall'orecchio, dalla bocca, dai seni, ecc. Sebbene possa essere una conseguenza di un trauma o di un intervento chirurgico. Nella maggior parte dei casi sono necessarie dalle 8 alle 12 settimane di terapia antibatterica.

- Sclerosi multipla: sembra che le persone con questa malattia abbiano perdite nella barriera emato-encefalica. Questo fa sì che troppi globuli bianchi raggiungano il cervello, dove attaccano erroneamente la mielina.

La mielina è una sostanza che copre le cellule nervose e consente agli impulsi nervosi di viaggiare in modo rapido ed efficiente. Se viene distrutto, appare un progressivo deterioramento cognitivo e motorio.

Riferimenti

1. Barriera emato-encefalica. (Sf). Estratto il 22 aprile 2017 da Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. The Blood Brain Barrier ("Keep Out"). (Sf). Estratto il 22 aprile 2017 da Neuroscience for kids: faculty.washington.edu.
3. La barriera emato-encefalica. (2 luglio 2014). Estratto da BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, NR (2006). Fisiologia del comportamento 8 ° Ed. Madrid: Pearson.