Barreira hematoencefálica

Definição

A barreira hematoencefálica (BHE) é uma membrana permeável seletiva que regula a passagem de grandes e pequenas moléculas para o microambiente dos neurônios. Ela exerce sua função com a ajuda de múltiplos canais de transporte celular distribuídos ao longo da membrana. Eles incluem:

• transportadores de aminoácidos
• transportador de glicose 1 (GLUT1)
• transportadores de nucleosídeos & nucleotídeos 
• transportadores de monocarboxilato (MTC1 E MTC2)
• transportadores iônicos (bomba de Na+/K+ -ATPase) que facilita o transporte de moléculas essenciais ao cérebro. 

Além de facilitar a entrada de aminoácidos, os transportadores de aminoácidos podem inadvertidamente transportar metais pesados indesejáveis para o ambiente cerebral. Consequentemente, em concentrações suficientemente altas, eles vão gerar neurotoxicidade. Os transportadores GLUT1 e MTC carreiam glicose e lactato e cetonas, respectivamente.

Estrutura da barreira hematoencefálica

O cérebro possui uma grande rede de vasos arteriais e venosos levando e trazendo sangue para e do tecido cerebral. Entretanto, a maioria da ação ocorre ao nível capilar. Tanto o lado luminal quanto o abluminal (superfície externa do vaso) são revestidos por estruturas que contribuem para a integridade das células. Inicialmente, células epiteliais escamosas formam a parede endotelial dos capilares; a superfície luminal dessas células entram em contato com o sangue circulante e seus constituintes. A superfície abluminal está em contato com uma membrana basal circunferencialmente contínua. 

As células endoteliais estão ancoradas umas às outras por zônulas de oclusão e junções de oclusão (tight junctions), bem como por zônulas de adesão. A primeira fornece suporte estrutural para a parede endotelial, enquanto a última conecta fisicamente células adjacentes. Sendo assim, o endotélio funciona como uma barreira impermeável entre o lúmen capilar e o tecido cerebral. 

Estudos feitos em outros mamíferos indicaram que os pericitos participam da formação da barreira hematoencefálica. Eles envolvem as células endoteliais dos capilares e são capazes de contrair para regular o fluxo sanguíneo capilar. Consequentemente, a contratilidade também regula a quantidade de fluxo sanguíneo através dos capilares, melhorando assim a barreira hematoencefálica. Além disso, algumas teorias sugerem que os pericitos não só promovem a formação das junções de oclusão, mas também inibem a produção de substâncias que promovem a permeabilidade vascular. 

Astrócitos são células bem ramificadas com pequenos corpos celulares encontradas na substância branca (astrócitos fibrosos) e na substância cinzenta (astrócitos protoplasmáticos). Os podócitos, tanto dos astrócitos fibrosos quanto os protoplasmáticos, não só envolvem as fibras nervosas e os somas neuronais (respectivamente), mas também envolvem a superfície abluminal dos capilares. Neste ponto, eles são chamados de pés perivasculares. 

Barreira hematoneural 

Uma construção arquitetônica similar existe no sistema nervoso periférico, que também limita a interação entre os nervos periféricos e o sangue circulante. Este sistema é informalmente chamado de barreira nervo-sanguínea. 

Barreira sangue-líquido cefalorraquidiano 

Existe um sistema de barreira semelhante que age como uma interface entre o sangue e o líquido cerebroespinhal. Ela é conhecida como barreira sangue-líquido cefalorraquidiano. As principais semelhanças entre a barreira sangue-líquido cefalorraquidiano e a barreira hematoencefálica são:

• células endoteliais encontradas nos leitos capilares
• membrana basal circunferencial ao redor da superfície abluminal dos capilares
• e pés perivasculares dos astrócitos, também na superfície abluminal dos capilares

A barreira sangue-líquido cefalorraquidiano, entretanto, também possui células endoteliais fenestradas que permitem a passagem de água, gases e substâncias lipídicas do sangue para o líquido cerebroespinhal. Além disso, existem células epiteliais coróideas que participam na produção do líquido cerebroespinhal.

O epitélio coróideo consiste em células cuboidais ciliadas equipadas com microvilos ao redor de tufos capilares. Apesar do epitélio coróideo ser contínuo com a camada ependimária do ventrículo (células colunares ciliadas simples), ele contém mais junções de oclusão e consequentemente, age como uma barreira efetiva entre o sangue e o líquido cerebroespinhal.

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Órgãos circunventriculares 

Existem regiões do cérebro nas quais a barreira hematoencefálica está ausente. Essa adaptação permite que áreas do cérebro monitorem mudanças homeostáticas na circulação sistêmica. Assim, o cérebro é capaz de detectar essas mudanças e realizar processos fisiológicos protetores contra essas atividades. Existem sete áreas dessas, que são coletivamente chamadas de órgãos circunventriculares. Eles podem ainda ser subdivididos em órgãos secretores e sensoriais.