Barrera Hematoencefálica e Interfaces Gliales

La barrera hematoencefálica es la interfaz selectiva que separa la sangre circulante del parénquima del sistema nervioso central. Se forma principalmente por células endoteliales capilares cerebrales unidas por uniones estrechas, apoyada por pericitos, una membrana basal y los pies terminales de los astrocitos. Junto con las neuronas, estos elementos forman la unidad neurovascular, en la que las células gliales ayudan a establecer y regular la barrera y a acoplar el flujo sanguíneo a la actividad neural.

Definition

La barrera hematoencefálica es la interfaz selectivamente permeable, formada por células endoteliales cerebrales acopladas por uniones estrechas, junto con pericitos, membrana basal y pies terminales de astrocitos, que controla el paso de sustancias entre la sangre y el sistema nervioso central.

Scope

Este tema abarca la arquitectura celular de la barrera hematoencefálica y las interfaces gliales del sistema nervioso central: el endotelio con uniones estrechas, los pericitos y la membrana basal, los pies terminales de los astrocitos y la glia limitans, y el concepto de la unidad neurovascular, incluyendo el acoplamiento neurovascular. Tiene un propósito educativo y de referencia, y no proporciona orientación clínica.

Core questions

• ¿Qué células forman la barrera hematoencefálica y qué aporta cada una?
• ¿Cómo se relacionan los pies terminales de los astrocitos con la barrera y con la glia limitans?
• ¿Qué es la unidad neurovascular?
• ¿Cómo se acopla el flujo sanguíneo local a la actividad neural?

Key concepts

• Barrera hematoencefálica
• Uniones estrechas endoteliales
• Pericitos y membrana basal
• Pies terminales de astrocitos
• Glia limitans
• Unidad neurovascular
• Acoplamiento neurovascular

Mechanisms

Las células endoteliales capilares cerebrales están selladas por uniones estrechas continuas que restringen en gran medida el paso paracelular, por lo que la mayoría de las moléculas deben cruzar mediante transporte transcelular regulado; los pericitos incrustados en la membrana basal compartida y los pies terminales de los astrocitos que envuelven el vaso contribuyen a inducir y mantener estas propiedades de barrera (Daneman & Prat, 2015; Abbott et al., 2006). Los pies terminales de los astrocitos, junto con la glia limitans que forman en la superficie cerebral, conectan la vasculatura con el tejido neural. En la unidad neurovascular en un sentido más amplio, la señalización entre neuronas, astrocitos y células vasculares ajusta el flujo sanguíneo local para satisfacer la demanda metabólica, un proceso denominado acoplamiento neurovascular (Iadecola, 2017; Attwell et al., 2010).

Clinical relevance

La integridad de la barrera hematoencefálica es fundamental para comprender la administración de fármacos al sistema nervioso central, el edema, la neuroinflamación y el accidente cerebrovascular, y la disfunción de la barrera se presenta en muchas afecciones neurológicas. Esta entrada describe la estructura y fisiología normales con fines educativos y de referencia, y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento.

History

La barrera se infirió a partir de experimentos con colorantes de finales del siglo XIX y principios del XX realizados por Paul Ehrlich y Edwin Goldmann, que demostraron que los colorantes inyectados en la sangre no afectaban al cerebro, mientras que los inyectados en el líquido cefalorraquídeo lo teñían. La microscopía electrónica localizó posteriormente la barrera en el endotelio con uniones estrechas, y las contribuciones de los pericitos y los pies terminales de los astrocitos fueron progresivamente reconocidas. El concepto integrador de la unidad neurovascular, revisado por Iadecola (2017), replanteó la barrera como una función de un conjunto celular coordinado.

Key figures

• Paul Ehrlich
• Edwin Goldmann
• Costantino Iadecola

Seminal works

• daneman-2015
• abbott-2006
• iadecola-2017

Frequently asked questions

¿Qué forma realmente el sello de la barrera hematoencefálica?

El sello está formado por uniones estrechas entre las células endoteliales capilares cerebrales, que restringen el movimiento de sustancias entre las células; los pericitos, la membrana basal y los pies terminales de los astrocitos ayudan a inducir y mantener esta propiedad.

¿Qué es la unidad neurovascular?

La unidad neurovascular es el conjunto funcional de neuronas, astrocitos y células vasculares (endotelio y pericitos) que, en conjunto, forman la barrera hematoencefálica y ajustan el flujo sanguíneo local a la actividad neural.