Barrera hematoencefálica y regulación neuroinmune

La barrera hematoencefálica es una interfaz altamente selectiva formada por células endoteliales especializadas, junto con astrocitos, pericitos y la membrana basal, que controla el paso de moléculas y células entre la sangre y el sistema nervioso central. Al restringir el acceso inmunitario y regular estrictamente el entorno químico del cerebro, es fundamental para la interacción entre los sistemas nervioso e inmunitario.

Definition

La barrera hematoencefálica es una interfaz selectivamente permeable formada por células endoteliales cerebrales estrechamente unidas, junto con astrocitos, pericitos y la membrana basal asociados (la unidad neurovascular), que regula el intercambio molecular y el acceso inmunitario entre la sangre y el sistema nervioso central.

Scope

Este tema abarca la estructura celular de la barrera y la unidad neurovascular, los mecanismos que establecen y mantienen su selectividad, su papel en la regulación del acceso inmunitario al cerebro y las consecuencias de la disrupción de la barrera en la inflamación y la enfermedad. Trata la barrera como un tema fisiológico y neuroinmune, no como un asunto de manejo clínico.

Core questions

• ¿Qué características celulares y moleculares hacen que la barrera hematoencefálica sea selectivamente permeable?
• ¿Cómo cooperan los astrocitos, pericitos y células endoteliales como una unidad neurovascular?
• ¿Cómo regula la barrera la entrada de células inmunitarias al sistema nervioso central?
• ¿Qué ocurre cuando la barrera se interrumpe en casos de inflamación o enfermedad?

Key concepts

• Uniones estrechas del endotelio cerebral
• Unidad neurovascular
• Pies terminales de los astrocitos
• Pericitos
• Sistemas de transporte selectivo
• Privilegio inmunitario y acceso inmunitario regulado
• Disrupción de la barrera y permeabilidad

Mechanisms

Las células endoteliales cerebrales están unidas por uniones estrechas continuas que limitan severamente la difusión paracelular, y expresan transportadores especializados y bombas de eflujo que rigen qué moléculas pueden cruzar. Los pies terminales de los astrocitos (astrocyte endfeet) y los pericitos interactúan con el endotelio para inducir y mantener estas propiedades de barrera, formando la unidad neurovascular. Esta arquitectura restringe la entrada libre de células inmunitarias y mediadores circulantes, contribuyendo al entorno inmunitario regulado del cerebro. La señalización inflamatoria puede aflojar las uniones y aumentar la permeabilidad, permitiendo la infiltración de células inmunitarias y la exposición del tejido neural a los componentes del plasma.

Clinical relevance

La disfunción de la barrera hematoencefálica acompaña a muchas afecciones neurológicas y neuroinflamatorias, y las propiedades de la barrera influyen significativamente en qué agentes terapéuticos pueden llegar al cerebro. Esta entrada describe la fisiología y cómo se genera la evidencia; tiene un propósito educativo y no es una fuente de asesoramiento diagnóstico o de tratamiento individual.

History

El concepto de barrera surgió de observaciones de finales del siglo XIX y principios del XX de que los colorantes inyectados en la sangre no teñían el cerebro, lo que implicaba una barrera entre la sangre y el tejido nervioso. Estudios ultraestructurales localizaron posteriormente la barrera en las uniones estrechas de las células endoteliales cerebrales, y trabajos posteriores establecieron las contribuciones de los astrocitos y pericitos, lo que llevó al concepto integrado de la unidad neurovascular.

Debates

¿Cuán 'inmunoprivilegiado' es el sistema nervioso central?

Durante mucho tiempo se describió el cerebro como inmunoprivilegiado, pero ahora se entiende que la vigilancia inmunitaria y el acceso inmunitario regulado ocurren bajo un control estricto en lugar de estar ausentes, por lo que la noción absoluta anterior de privilegio se ha refinado hacia un acceso regulado.

Key figures

• N. Joan Abbott
• Richard Daneman
• Richard Ransohoff
• Costantino Iadecola

Seminal works

• abbott-2010
• obermeier-2013
• abbott-2006

Frequently asked questions

¿Qué es la unidad neurovascular?

Es el conjunto funcional de células endoteliales cerebrales, pericitos, pies terminales de astrocitos, membrana basal y neuronas cercanas que, en conjunto, establecen y regulan la barrera hematoencefálica y el flujo sanguíneo.

¿Por qué es importante la barrera hematoencefálica para el tratamiento farmacológico?

Debido a que la barrera restringe estrictamente qué moléculas entran al cerebro, muchos fármacos no pueden alcanzar el sistema nervioso central en cantidades efectivas, lo que representa un desafío central en el desarrollo de terapias para trastornos cerebrales.