La barrera hematoencefálica ( BBB ) es un borde semipermeable altamente selectivo de células endoteliales que evita que los solutos en la sangre circulante crucen de forma no selectiva al líquido extracelular del sistema nervioso central donde residen las neuronas . [1] La barrera hematoencefálica está formada por células endoteliales de la pared capilar , los extremos de los pies de los astrocitos que envuelven el capilar y los pericitos incrustados en la membrana basal del capilar.. [2] Este sistema permite el paso de algunas moléculas pequeñas por difusión pasiva , así como el transporte selectivo y activo de varios nutrientes, iones, aniones orgánicos y macromoléculas como glucosa y aminoácidos que son cruciales para la función neural. [3]
La barrera hematoencefálica restringe el paso de patógenos , la difusión de solutos en la sangre y moléculas grandes o hidrofílicas en el líquido cefalorraquídeo , mientras que permite la difusión de moléculas hidrofóbicas (O 2 , CO 2 , hormonas) y pequeñas moléculas no polares. moléculas. [4] [5] Las células de la barrera transportan activamente productos metabólicos como la glucosa a través de la barrera utilizando proteínas de transporte específicas . [6]La barrera también restringe el paso de factores inmunitarios periféricos, como moléculas de señalización, anticuerpos y células inmunitarias, al SNC, aislando así al cerebro del daño debido a eventos inmunitarios periféricos. [7]
Las estructuras cerebrales especializadas que participan en la integración sensorial y secretora dentro de los circuitos neuronales del cerebro (los órganos circunventriculares y el plexo coroideo ) tienen, en cambio, capilares altamente permeables. [8]
El BBB resulta de la selectividad de las uniones estrechas entre las células endoteliales de los capilares cerebrales, restringiendo el paso de solutos. [1] En la interfaz entre la sangre y el cerebro, las células endoteliales están unidas continuamente por estas uniones estrechas, que están compuestas por subunidades más pequeñas de proteínas transmembrana , como ocludina , claudinas (como Claudin-5 ), moléculas de adhesión de unión (como como JAM-A). [6] Cada una de estas proteínas de unión estrecha se estabiliza en la membrana de la célula endotelial mediante otro complejo proteico que incluye proteínas de andamiaje, como la proteína de unión estrecha 1(ZO1) y proteínas asociadas. [6]
La BBB está compuesta por células endoteliales que restringen el paso de sustancias de la sangre de manera más selectiva que las células endoteliales de los capilares en otras partes del cuerpo. [9] Las proyecciones de células de astrocitos llamadas pies astrocíticos (también conocidos como " glía limitante ") rodean las células endoteliales de la BHE, brindando soporte bioquímico a esas células. [10] La BBB es distinta de la barrera sangre-líquido cefalorraquídeo bastante similar , que es una función de las células coroideas del plexo coroideo , y de la barrera sangre-retina , que puede considerarse parte de todo el ámbito de tal barreras [11]
No todos los vasos en el cerebro humano exhiben propiedades BBB. Algunos ejemplos de esto incluyen los órganos circunventriculares , el techo del tercer y cuarto ventrículo , los capilares en la glándula pineal en el techo del diencéfalo y la glándula pineal . La glándula pineal secreta la hormona melatonina "directamente a la circulación sistémica", [12] por lo que la melatonina no se ve afectada por la barrera hematoencefálica. [13]