La barrera hematoencefálica. ¿Sabes en qué consiste y para qué la necesitamos?

Hace más de 100 años, Paul Ehrlich descubrió que si se inyectaba un tinte azul al torrente sanguíneo de un animal, todos los tejidos, excepto el cerebro y la médula espinal, se teñían de azul. Sin embargo, si el mismo tinte era inyectado en los ventrículos del cerebro, el color azul se dispersaba por todo el sistema nervioso central. Este experimento demuestra que existe una barrera entre la sangre y el líquido que rodea las células del cerebro: la barrera hematoencefálica.

Algunas sustancias pueden cruzar la barrera hematoencefálica, otras no. Lo que significa que es selectivamente permeable. En la mayor parte del cuerpo, las células que revisten los capilares no se unen entre sí en forma absolutamente hermética. Existen pequeños espacios entre ellas que permiten el libre intercambio de muchas sustancias entre el plasma sanguíneo y los fluídos externos de los vasos sanguíneos que rodean las células.

En el sistema nervioso central, los capilares carecen de estos espacios y por tanto muchas sustancias no pueden salir de la sangre. Las sustancias que pueden disolverse en lípidos atraviesan los capilares con mayor facilidad, pues simplemente se disuelven en las membranas de las células que los revisten. Otras sustancias, como la glucosa (el combustible primario del sistema nervioso central), deben ser transportadas en forma activa por proteínas especiales a través de las paredes de los capilares.

La barrera hematoencefálica no es uniforme en todo el sistema nervioso. En muchos lugares es relativamente permeable, lo que permite que las sustancias excluídas en otras partes crucen con libertad. Por ejemplo, el área postrema es una parte del cerebro que controla el vómito. La barrera hematoencefálica es mucho más débil ahí, permitiendo que las neuronas en esta región detecten la presencia de sustancias tóxicas en la sangre. Un veneno que entre al sistema circulatorio desde el estómago puede, por tanto, estimular esta área para iniciar el vómito. Si el organismo tiene suerte, el veneno puede ser expulsado del estómago antes de causar demasiados daños.

¿Por qué la necesitamos?

El objetivo de la barrera hematoencefálica es proteger contra las toxinas circulantes o los patógenos que podrían causar infecciones cerebrales, al mismo tiempo que permite que los nutrientes vitales lleguen al cerebro.

Su otra función es ayudar a mantener niveles relativamente constantes de hormonas, nutrientes y agua en el cerebro, fluctuaciones que podrían alterar el entorno finamente sintonizado.

Entonces, ¿qué sucede si la barrera hematoencefálica está dañada o de alguna manera comprometida?

Una forma común de que esto ocurra es a través de una infección bacteriana, como en la enfermedad meningocócica. Las bacterias meningocócicas se pueden unir a la pared endotelial, lo que provoca que las uniones estrechas se abran ligeramente. Como resultado, la barrera hematoencefálica se vuelve más porosa, permitiendo que las bacterias y otras toxinas infecten el tejido cerebral, lo que puede provocar inflamación y, a veces, la muerte.

También se cree que la función de la barrera hematoencefálica puede disminuir en otras condiciones. En la esclerosis múltiple, por ejemplo, una barrera hematoencefálica defectuosa permite que los glóbulos blancos se infiltren en el cerebro y ataquen las funciones que envían mensajes de una célula cerebral (neurona) a otra. Esto causa problemas con la forma en que las neuronas se señalan entre sí.

¿Y cuándo necesitamos atravesarla?

La barrera hematoencefálica generalmente es muy efectiva para evitar que sustancias no deseadas accedan al cerebro, lo que tiene un inconveniente. La gran mayoría de los posibles tratamientos farmacológicos no cruzan fácilmente la barrera, lo que representa un gran impedimento para el tratamiento de los trastornos mentales y neurológicos.

Una posible forma de resolver el problema es "engañar" a la barrera hematoencefálica para que permita el paso de la droga. Este es el llamado enfoque de caballo de Troya, en el que el fármaco se fusiona con una molécula que puede atravesar la barrera hematoencefálica a través de una proteína transportadora.

Fuente: Fundamentos de Psicología Fisiológica - Neil R. Carlson
Fuente: what is the blood-brain barrier and how can we overcome it?