Barreira hematoencefálica: estrutura, funções, doenças

A barreira hematoencefálica é uma parede semipermeável que fica entre o sangue e o cérebro. É constituído pelas células que formam as paredes dos capilares do sangue cerebral. Essa barreira permite que os neurônios do sistema nervoso central sejam quimicamente isolados do resto do corpo.

O cérebro é o único órgão que possui seu próprio sistema de segurança. Graças à barreira hematoencefálica, os nutrientes essenciais podem alcançá-la, bloqueando a entrada de outras substâncias.

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Atrofia tipo 1 em torno dos capilares no cérebro

Essa barreira serve para manter o bom funcionamento dos neurônios, controlando a entrada e saída de substâncias químicas no cérebro. Embora, infelizmente, essa barreira atue de maneira tão eficaz no bloqueio da passagem de substâncias estranhas ao cérebro que normalmente também impede que os medicamentos cheguem a ela.

No entanto, a pesquisa continua a projetar medicamentos com os requisitos necessários para penetrar nessa barreira.No entanto, existem algumas regiões do organismo em que não há barreira cerebral no sangue; Eles são conhecidos como órgãos circuventriculares.

Finalmente, existem certas condições que produzem uma abertura da barreira cerebral do sangue. Isso permite a troca livre de substâncias, para que o funcionamento do cérebro possa ser alterado. Alguns deles são inflamação, trauma ou doenças como esclerose múltipla.

Estrutura da barreira hematoencefálica

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Barreira sangue-cérebro entre cérebro e sangue

Algumas substâncias podem atravessar essa barreira, mas outras não, o que significa que é uma barreira seletivamente permeável.

Em grande parte do corpo, as células que formam os capilares sanguíneos não se ligam firmemente. Elas são chamadas células endoteliais e possuem recuos entre elas, através das quais várias substâncias podem entrar e sair. Assim, os elementos são trocados entre o plasma sanguíneo e o fluido que circunda as células do corpo (líquido extracelular).

No entanto, no sistema nervoso central, os capilares não possuem essas fendas. Pelo contrário, as células estão fortemente ligadas. Isso impede que muitas substâncias saiam do sangue.

É verdade que existem algumas substâncias concretas que podem atravessar essa barreira. Eles fazem isso através de proteínas especiais que os transportam através das paredes dos capilares.

Por exemplo, os transportadores de glicose permitem a entrada dessa substância no cérebro para fornecer combustível. Além disso, esses transportadores evitam que resíduos tóxicos permaneçam no cérebro.

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As células gliais (de suporte) chamadas astrócitos agrupam-se em torno dos vasos sanguíneos do cérebro e parecem desempenhar um papel importante no desenvolvimento da barreira hematoencefálica. Estes também parecem contribuir para o transporte de íons do cérebro para o sangue.

Por outro lado, existem áreas do sistema nervoso que possuem uma barreira hematoencefálica mais permeável do que em outras. A seção a seguir explica para que serve isso.

Funções

Para que haja um bom funcionamento cerebral, é essencial que seja mantido um equilíbrio entre substâncias no interior dos neurônios e no fluido extracelular que está ao seu redor. Isso permite que as mensagens sejam transmitidas corretamente entre as células.

Se os componentes do fluido extracelular mudarem, mesmo que ligeiramente, essa transmissão será alterada, resultando em alterações na função cerebral.

Portanto, a barreira hematoencefálica atua regulando a composição desse líquido. Por exemplo, muitos dos alimentos que ingerimos possuem produtos químicos que podem modificar a troca de informações entre os neurônios. A barreira hematoencefálica impede que essas substâncias cheguem ao cérebro, mantendo o funcionamento adequado.

É importante ressaltar que a barreira hematoencefálica não possui uma estrutura uniforme em todo o sistema nervoso. Há lugares onde ele tem mais permeabilidade do que em outros. Isso é útil para permitir a passagem de substâncias que não são bem-vindas em outros lugares.

Um exemplo é a área do tronco cerebral. Essa região controla o vômito e possui uma barreira hematoencefálica muito mais permeável. Seu objetivo é que os neurônios nessa área possam detectar rapidamente substâncias tóxicas no sangue.

Assim, quando algum veneno que sai do estômago atinge o sistema circulatório, estimula a área da sobremesa cerebral causando vômitos. Dessa maneira, o corpo pode expelir o conteúdo venenoso do estômago antes que ele comece a ser prejudicial.

Em resumo, as três principais funções da barreira hematoencefálica são:

– Protege o cérebro de substâncias estranhas potencialmente perigosas ou que podem alterar a função cerebral.

– Protege e separa o sistema nervoso central dos hormônios e neurotransmissores que estão no resto do corpo, evitando efeitos indesejados.

– Mantém um equilíbrio químico constante em nosso cérebro.

Quais substâncias atravessam a barreira cerebral do sangue?

Existem substâncias mais suscetíveis que outras a atravessar a barreira hematoencefálica. Substâncias que possuem as seguintes características entram mais facilmente do que outras:

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– Pequenas moléculas atravessam a barreira hematoencefálica com muito mais facilidade do que as grandes.

– As substâncias lipossolúveis atravessam facilmente a barreira hematoencefálica, enquanto as que não são mais lentas ou não conseguem atravessá-la. Um tipo de medicamento solúvel em gordura que chega facilmente ao cérebro é o barbitúrico. Outros exemplos são etanol, nicotina, cafeína ou heroína.

– Moléculas com menor carga elétrica passam pela barreira mais rapidamente do que aquelas com alta carga.

Algumas substâncias podem atravessar a barreira cerebral do sangue. Acima de tudo, as moléculas de glicose, oxigênio e aminoácidos, essenciais para o bom funcionamento do cérebro, passam.

Aminoácidos, como tirosina, triptofano, fenilalanina, valina ou leucina, entram na barreira cerebral do sangue muito rapidamente. Muitos desses são precursores de neurotransmissores que são sintetizados no cérebro.

No entanto, essa barreira exclui praticamente todas as moléculas grandes e 98% de todos os medicamentos que são compostos de moléculas pequenas.

É por isso que existem dificuldades no tratamento de doenças cerebrais, uma vez que os medicamentos geralmente não atravessam a barreira ou não nas quantidades necessárias. Em certos casos, agentes terapêuticos podem ser injetados diretamente no cérebro para evitar a barreira hematoencefálica.

Ao mesmo tempo, impede a entrada de neurotoxinas e agentes lipofílicos através de um transportador regulado pela chamada glicoproteína-P.

Órgãos circuventriculares

Como mencionado, existem várias regiões do cérebro em que a barreira cerebral do sangue é mais fraca e mais permeável. Isso faz com que as substâncias cheguem facilmente a essas regiões.

Graças a essas áreas, o cérebro pode controlar a composição do sangue. Dentro dos órgãos circuventriculares são:

– Glândula pineal: é uma estrutura localizada dentro do nosso cérebro, entre os olhos. Está relacionado aos nossos ritmos biológicos e importantes funções hormonais. Melatonina livre e peptídeos neuroativos.

– Neuro-hipófise: é o lobo posterior da hipófise. Armazena substâncias do hipotálamo, principalmente neuro-hormônios como a ocitocina e vasopressina.

– Última área: como mencionado anteriormente, produz vômitos para impedir que fiquemos intoxicados.

– Órgão subfornical: é essencial na regulação de fluidos corporais. Por exemplo, ele tem um papel importante na sensação de sede.

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– Órgão vascular da lâmina terminal: também contribui para a sede e o equilíbrio de líquidos, liberando vasopressina. Detecta peptídeos e outras moléculas.

– Eminência média: é uma área do hipotálamo que regula a hipófise anterior por meio de interações entre hormônios hipotalâmicos estimulantes e inibitórios.

Condições que afetam a barreira hematoencefálica

É possível que a barreira hematoencefálica seja alterada devido a diferentes doenças. Além disso, quando essa barreira enfraquece, é possível que aumente a probabilidade ou acelere o aparecimento de distúrbios neurodegenerativos.

– Hipertensão ou alta tensão: pode fazer com que essa barreira seja alterada, tornando-se permeável, o que pode ser perigoso para o nosso corpo.

– Radiação: a exposição prolongada à radiação pode enfraquecer a barreira hematoencefálica.

– Infecções: a inflamação de alguma parte do sistema nervoso central torna essa barreira mais fraca. Um exemplo é a meningite, uma doença na qual as meninges cerebrais (camadas que circundam o cérebro e a medula espinhal) são inflamadas por vários vírus e bactérias.

– Trauma, isquemia, acidente vascular cerebral … pode causar danos diretos ao cérebro, afetando a barreira hematoencefálica.

– Abscesso cerebral. É devido à inflamação e acúmulo de pus no interior do cérebro. A infecção geralmente vem do ouvido, boca, seios, etc. Embora possa ser o resultado de trauma ou cirurgia. Na maioria dos casos, são necessárias 8 a 12 semanas de terapia antibacteriana.

– Esclerose múltipla: parece que as pessoas com esta doença estão vazando na barreira hematoencefálica. Isso faz com que muitos glóbulos brancos cheguem ao cérebro, onde atacam erroneamente a mielina.

A mielina é uma substância que cobre as células nervosas e permite que os impulsos nervosos viajem rápida e eficientemente. Se destruído, deterioração cognitiva e progressiva do motor aparece.

Referências

  1. Barreira cerebral no sangue. (sf). Recuperado em 22 de abril de 2017, da Wikipedia: en.wikipedia.org.
  2. A barreira cerebral do sangue (“Keep Out”). (sf). Retirado em 22 de abril de 2017, da Neurocience for kids: faculty.washington.edu.
  3. A Barreira Cérebro-Sangue. (2 de julho de 2014). Obtido em BrainFacts: brainfacts.org.
  4. Carlson, NR (2006). Fisiologia do Comportamento 8ª Ed. Madri: Pearson.
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