Barreira Hematoencefálica: Estrutura, Funções e Doenças
A barreira hematoencefálica (BHE) é uma parede semi-permeável entre o sangue e o cérebro. É constituído pelas células que formam as paredes dos capilares sanguíneos cerebrais. Essa barreira permite que os neurônios do sistema nervoso central sejam quimicamente isolados do resto do organismo.
Paul Ehrlich, o médico alemão que ganhou o Prêmio Nobel de Medicina em 1908, demonstrou a existência da barreira hematoencefálica.
Em 1878 ele fez uma tese sobre coloração histológica. Ehrlich tentou injetar um corante azul chamado anilina na corrente sanguínea de um rato. Ele descobriu que todos os tecidos eram tingidos de azul, exceto pelo cérebro e pela medula espinhal.
No entanto, quando injetou o mesmo corante no líquido cefalorraquidiano dos ventrículos cerebrais, todo o sistema nervoso central ficou tingido de azul.
Esta experiência mostrou que existe uma barreira entre o sangue e o líquido nas células do cérebro (fluido extracelular): a barreira hematoencefálica.
O cérebro é o único órgão que tem seu próprio sistema de segurança. Graças à barreira hematoencefálica, os nutrientes essenciais podem alcançá-lo enquanto bloqueiam a entrada de outras substâncias.
Essa barreira serve para manter o bom funcionamento dos neurônios controlando a entrada e saída de substâncias químicas no cérebro. Embora, infelizmente, essa barreira aja de forma tão efetiva, bloqueando a passagem de substâncias estranhas para o cérebro, que normalmente também impede que os medicamentos a alcancem.
Em qualquer caso, a pesquisa continua a projetar medicamentos que tenham os requisitos necessários para penetrar essa barreira.
No entanto, existem algumas regiões do corpo onde não existe barreira hematoencefálica. Estes são conhecidos como órgãos circadiculares.
Finalmente, existem certas condições que produzem uma abertura da barreira hematoencefálica. Isso permite a troca de substâncias livremente, para que o funcionamento do cérebro possa ser alterado. Alguns deles são inflamações, traumas ou doenças como a esclerose múltipla.
Estrutura da barreira hematoencefálica
Algumas substâncias podem atravessar essa barreira, mas outras não conseguem. O que significa que é uma barreira seletivamente permeável.
Em grande parte do corpo, as células que compõem os capilares sanguíneos não se ligam firmemente. Estas são chamadas de células endoteliais e têm fendas entre elas pelas quais várias substâncias podem entrar e sair. Assim, elementos são trocados entre o plasma sanguíneo e o líquido que envolve as células do organismo (fluido extracelular).
No entanto, no sistema nervoso central, os capilares não possuem essas fendas. Pelo contrário, as células estão intimamente ligadas. Isso evita que muitas substâncias saiam do sangue.
É verdade que existem algumas substâncias concretas que podem atravessar essa barreira. Eles fazem isso por meio de proteínas especiais que os transportam das paredes dos capilares.
Por exemplo, os transportadores de glicose permitem a entrada desta substância no cérebro para fornecer combustível. Além disso, esses transportadores impedem que os resíduos tóxicos permaneçam no cérebro.
As células gliais (de suporte), chamadas astrócitos, se agrupam em torno dos vasos sangüíneos 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 têm uma barreira hematoencefálica mais permeável do que em outras. A seção a seguir explica para que serve isso.
Funções
Para que haja uma boa função cerebral, é essencial que seja mantido um equilíbrio entre as substâncias dentro dos neurônios e no fluido extracelular que está ao redor delas. 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, levando a alterações na função cerebral.
Portanto, a barreira hematoencefálica age para regular a composição desse líquido. Por exemplo, muitos dos alimentos que ingerimos apresentam substâncias químicas que podem modificar a troca de informações entre os neurônios. A barreira hematoencefálica impede que essas substâncias atinjam o cérebro, mantendo um bom funcionamento.
É importante notar que a barreira hematoencefálica não possui uma estrutura uniforme em todo o sistema nervoso. Há lugares onde tem mais permeabilidade do que em outros. Isso é útil para permitir a passagem de substâncias que não são bem-vindas em outro lugar.
Um exemplo é a área postrema do tronco cerebral. Esta região controla o vômito e tem uma barreira hematoencefálica muito mais permeável. Sua finalidade é que os neurônios nessa área possam detectar rapidamente substâncias tóxicas no sangue.
Assim, quando algum veneno proveniente do estômago alcança o sistema circulatório, estimula a área de sobremesas cerebral causando vômitos. Desta forma, o organismo 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 contra substâncias estranhas potencialmente perigosas ou que possam alterar a função cerebral.
- Protege e separa o sistema nervoso central de hormônios e neurotransmissores que estão no resto do corpo, evitando efeitos indesejáveis.
- Mantém um equilíbrio químico constante em nosso cérebro.
Quais substâncias atravessam a barreira hematoencefálica?
Existem substâncias mais suscetíveis do que outras para atravessar a barreira hematoencefálica. Substâncias que possuem as seguintes características entram mais facilmente que outras:
- Moléculas pequenas passam muito mais facilmente a barreira hematoencefálica do que moléculas grandes.
- As substâncias lipossolúveis cruzam facilmente a barreira hematoencefálica, enquanto aquelas que não o fazem mais lentamente ou não conseguem atravessá-la. Um tipo de droga lipossolúvel que facilmente atinge nosso cérebro são os barbitúricos. Outros exemplos são etanol, nicotina, cafeína ou heroína.
- Moléculas que têm menos carga elétrica passam pela barreira mais rapidamente do que aquelas com alta carga.
Algumas substâncias podem atravessar a barreira hematoencefálica. Acima de tudo, eles passam moléculas de glicose, oxigênio e aminoácidos que são essenciais para o bom funcionamento do cérebro.
Aminoácidos tais como tirosina, triptofano, fenilalanina, valina ou leucina entram na barreira hematoencefálica muito rapidamente. Muitos destes são precursores de neurotransmissores que são sintetizados no cérebro.
No entanto, essa barreira exclui praticamente todas as moléculas grandes e 98% de todas as drogas que são compostas de pequenas moléculas.
É por isso que existem dificuldades para o tratamento de doenças cerebrais, já que as drogas geralmente não atravessam a barreira ou não nas quantidades necessárias. Em certos casos, os agentes terapêuticos podem ser injetados diretamente no cérebro para evitar a barreira hematoencefálica.
Ao mesmo tempo, impede a entrada de neurotoxinas e lipofílicas através de um transportador regulado pela chamada glicoproteína P.
Órgãos circadiculares
Como mencionado, existem várias regiões do cérebro onde a barreira hematoencefálica é mais fraca e mais permeável. Isso faz com que as substâncias atinjam essas regiões com facilidade.
Graças a essas áreas, o cérebro pode controlar a composição do sangue. Dentro dos órgãos circadiculares são:
- Glândula Pineal: é uma estrutura localizada dentro do nosso cérebro, entre os olhos. Está relacionado aos nossos ritmos biológicos e importantes funções hormonais. Libera melatonina e peptídeos neuroativos.
- Neuro-hipófise: é o lobo posterior da glândula pituitária. Armazena substâncias do hipotálamo, principalmente neuro-hormônios como a ocitocina e a vasopressina.
- Área postrema: como mencionado acima, produz vômito para nos impedir de ficar intoxicado.
- Órgão de Subfornical: é essencial na regulação de fluidos corporais. Por exemplo, tem um papel importante no sentimento de sede.
- Órgão vascular da lâmina terminal: também contribui para a sede e equilíbrio hídrico através da liberação de vasopressina. Detecta peptídeos e outras moléculas.
- Meios de eminência: é uma área do hipotálamo que regula a pituitária anterior através de interações entre hormônios hipotalâmicos estimulantes e inibidores.
Condições que afetam a barreira hematoencefálica
É possível que a barreira hematoencefálica esteja alterada devido a diferentes doenças. Além disso, quando essa barreira enfraquece, é possível que a probabilidade aumente ou acelere o aparecimento de distúrbios neurodegenerativos.
- Hipertensão ou alta tensão: pode causar esta barreira é 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 enfraquece essa barreira. Um exemplo é a meningite, uma doença na qual as meninges cerebrais (camadas que envolvem 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 da face, etc. Embora possa ser resultado de trauma ou cirurgia. Na maioria dos casos, leva de 8 a 12 semanas de terapia antibacteriana.
- Esclerose múltipla: parece que pessoas com esta doença têm vazamentos 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 de maneira rápida e eficaz. Se for destruído, a deterioração cognitiva e progressiva do motor aparecerá.
