- La seguridad y protección del sistema nervioso central es fundamental para mantener la salud y función cognitiva de los seres humanos. Seleccionar qué entra al cerebro para mantener el balance químico e impedir la entrada de toxinas y patógenos es trabajo de la barrera hematoencefálica. Mediante diversas células se logra controlar el flujo de la sangre que entra al cerebro.
- Además de seleccionar qué moléculas entran o salen del sistema nervioso central mediante la barrera hematoencefálica, es necesario tener una fortificación física. Esto viene mediante los tejidos llamados meninges.
- La protección física y molecular que tiene el sistema nervioso hace muy complejo poder que puedan llegar medicamentos que de otra manera podrían hacer mucho más sencillo los tratamientos para muchas enfermedades neurológicas, como el Alzheimer, o los tumores cerebrales. Es una prioridad actual lograr estudiar a profundidad como cruzar esta barrera sin poner en peligro el cerebro.
El cerebro tiene una masa de 1,5 kg (3,3 lb), lo que representa menos del 2% de todo el cuerpo, pero se lleva el 20% de toda nuestra energía. Es decir, el cerebro es un órgano que necesita un flujo muy alto de nutrientes. Eso significa que podría ser blanco de muchos microorganismos que verían en el cerebro (y otras partes del sistema nervioso central) un excelente lugar para infectar, sin contar que es muy sencillo que una toxina pueda alterar el frenético trabajo neuronal. Es por esto por lo que existen una serie de barreras compuestas de células y vasos sanguíneos que seleccionan las sustancias que entran, asegurando así el delicado balance que permite la función cerebral óptima.
¿Qué es la barrera hematoencefálica (BHE)?
Tal como su nombre revela es una barrera que se produce entre la sangre (hemato) y el encéfalo (cerebro, tronco encefálico y el cerebelo, que en conjunto controlan todas las funciones del ser humano). Esta BHE está compuesta de una serie de células especializadas en separar rigurosamente la sangre, que circula por todo el cuerpo, del fluido extracelular cerebral: el líquido cefalorraquídeo. Este no es solo un obstáculo físico, además regula dinámicamente que es lo que puede o no entrar al cerebro. Veamos su componentes:
- Células selectivas: Son un tipo de células endoteliales que envuelven la sangre formando los vasos sanguíneos dentro del encéfalo. Esto forma una barrera impenetrable y el intercambio ocurre exclusivamente a través de estas células. De esa manera sólo pasan los nutrientes cruciales, dejando fuera a toxinas y patógenos.
- Astrocitos: Son parte de un grupo celular no neuronales llamados glías, incluso pueden llegar a ser tan numerosos como las neuronas y las apoyan. La autopsia de Einstein arrojó que su cerebro se diferenciaba de los demás por su número glial, lo que quizá pueda explicar su inteligencia matemática. Los astrocitos (por su forma estrellada) en particular tienen como función la asistencia neuronal. Se comunican con las células endoteliales, obtienen los nutrientes y son las que alimentan a las neuronas. Junto a eso, si así lo necesitaran, son las encargadas de endurecer (o relajar) la selectividad de la BHE.
Genial para la salud, desfavorable para la medicina
La selectividad de la BHE no es ilógica, está designada para filtrar sustancias que podrían romper el balance que requiere la actividad cerebral. Solo las moléculas pequeñas y esenciales como el oxígeno, el dióxido de carbono (que debe salir), y nutrientes como la glucosa o aminoácidos logran pasar rápidamente; dejando fuera a las grandes, las toxinas y los patógenos.
Esto acarrea dificultades para el trabajo médico:
- En un examen de sangre no podemos conocer el funcionamiento cerebral. Necesitamos extraer el líquido cefalorraquídeo mediante una punción lumbar.
- Se hace muy difícil hacer llegar medicamentos, lo que exige mayor biotecnología. Encareciendo los nuevos tratamientos para las síndromes cerebrales o infecciones.
El Dr. William Banks, del Sistema de salud de Puget Sound para los asuntos de Veteranos de la Universidad de Washington, Seattle, señala que: “para penetrar de manera eficiente la BHE debe adaptarse a las necesidades y cambios psicológicos de cada paciente. Incluso tenemos que tomar en consideración que no se promueva el avance de alguna enfermedad”. Además, señala que en los últimas décadas se ha pasado de pensar que es una barrera a una interfaz donde no siempre funciona inmaculadamente; en muchas ocasiones puede fallar dando paso a intoxicaciones, meningitis o la entrada de células tumorales.
“Si logramos encontrar buenos transportadores de moléculas más grandes quizá se lograría un mayor avance en el tratamiento de la diabetes, el Alzheimer, la esclerosis múltiple, la obesidad, los desórdenes alimenticios e incluso mejorar la resistencia a medicamentos”, sentencia el profesional.
Las meninges
Con el fin de dar una protección física a todo el sistema nervioso central, existen tres capas de tejidos llamadas las meninges. Estas capas en orden desde el cráneo hasta el cerebro son:
- Duramadre: Llamado así por la dureza de la capa. Su función principal es sostener al cráneo en caso de que se rompa. Además, acolcha si hay un golpe en la cabeza. Fuera del encéfalo se transforma en tubos que protegen a cada nervio y la médula espinal.
- Tejido aracnoideo: Este tejido forma un espacio que aloja al líquido cefalorraquídeo y la BHE sosteniéndolo con ‘pilares’ que asemejan las patas de una araña. De esa manera se pueden físicamente separar los tejidos nerviosos del contacto directo con los huesos, dando una segunda capa de absorción de impacto.
- Piamadre: Opuesto a la duramadre, su nombre deriva de la delgadez y vascularización que posee. Está pegado al cerebro formando el único contacto con el encéfalo y la médula espinal. Funciona como una bolsa protectora final. En 2023 se reconoció una capa superior que divide al tejido aracnoideo para albergar células inmunes.
Si la BHE tuviese un daño podríamos permitir la entrada de patógenos, produciendo una meningitis (inflamación de alguna meninge). Por otro lado, en un derrame cerebral no hay necesariamente un rotura de la BHE, pero la pérdida de oxígeno la comprometería, generando inflamación y presencia de toxinas en el cerebro, dificultando la tarea de rehabilitación. Por ello investigadores están estudiando la BHE para aprender a mitigar estos efectos.
En síntesis, la sinergia entre la BHE y las meninges son los que permiten defender rigurosamente el sistema nervioso de cualquier peligro o daño, y con eso asegurar que nuestra conciencia esté a salvo.
Por Carlos Diego Ibáñez
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