A barreira hematoencefálica é uma barreira composta por várias estruturas que separa o fluido extracelular da corrente sanguínea no sistema nervoso central (SNC), incluindo o cérebro e a medula espinhal. A barreira hematoencefálica controla a passagem de substâncias graças a uma permeabilidade altamente seletiva e costuma ser considerada parte do sistema neuroimune .

A barreira hematoencefálica aparece nos capilares sanguíneos do SNC e é uma característica única que não aparece no resto do corpo. Existem outras barreiras hematológicas em outros órgãos, mesmo em áreas específicas do SNC, mas sua estrutura é diferente.

Em geral, a barreira hematoencefálica impede a passagem de células e objetos microscópicos (incluindo bactérias e vírus), moléculas grandes e moléculas com alta carga elétrica. Também não permite a passagem de moléculas com baixa solubilidade em lipídios (baixa lipofilicidade, alta hidrofilia). Ao contrário, permite a passagem por difusão passiva de moléculas de água, alguns gases como o oxigênio e as moléculas solúveis em gordura . Também permite a passagem de glicose, aminoácidos e outras substâncias através do transporte ativo mediado pela glicoproteína-p .

Desta forma, a barreira hematoencefálica controla a homeostase no SNC , protege-o de potenciais patógenos e substâncias externas presentes na circulação sanguínea que podem danificá-lo (neurotoxinas). O SNC também é protegido de neurotransmissores produzidos fora do SNC.

Anatomia da barreira hematoencefálica

A barreira hematoencefálica é composta por células endoteliais dos capilares sanguíneos e células especializadas do sistema nervoso central , principalmente astrócitos .

Os capilares são um tipo de vaso sanguíneo muito pequeno cuja parede é formada por uma camada de células endoteliais do tipo escamoso. Normalmente, a junção entre as células endoteliais vasculares é muito estreita, mas nos capilares essa junção é mais frouxa, mesmo com fenestrações, para permitir a troca de nutrientes, células do sistema imunológico e fluidos entre os tecidos e a corrente sanguínea.

Na barreira hematoencefálica, entretanto, as células endoteliais são mantidas em uma junção muito estreita por meio de diferentes tipos de junções intercelulares , como zonas de oclusão, junções de adesão ou desmossomos. Assim, a barreira hematoencefálica é composta por uma alta densidade de células endoteliais fortemente ligadas que impedem a passagem da maioria das substâncias e objetos microscópicos.

Além das células endoteliais, dois outros tipos de células participam da barreira hematoencefálica, os pericitos e os astrócitos.

Os pericitos são células contráteis dispostas em torno dos capilares em todo o corpo para regular o fluxo sanguíneo capilar e a maturação das células endoteliais. No cérebro, eles são essenciais para manter a barreira hematoencefálica a ponto de a perda funcional dos pericitos causar a perda da barreira hematoencefálica.

Os astrócitos são o tipo mais abundante de células gliais e suas funções incluem suporte estrutural e metabólico para os neurônios. Os astrócitos cobrem o exterior dos capilares sanguíneos com o fim de suas projeções celulares (chamados pés astrocíticos, pés astrocíticos ou limitantes gliais), reforçando o efeito de barreira e agindo como um filtro entre o sangue e os neurônios .

A combinação de células endoteliais com junções intercelulares estreitas e os pés astrocíticos é o que forma a barreira hematoencefálica.

Galeria

Diagrama da barreira hematoencefálica Ilustração de astrócitos formando a barreira HE

No plexo coróide, onde se forma o líquido cefalorraquidiano, também é conhecida como cérebro – barreira hematocefalorraquídea ou hematocefalorraquídea barreira ou sangue-líquido cefalorraquidiano. Esta barreira é diferente da barreira hematoencefálica e é composta por células ependimárias modificadas e pela membrana aracnóide das meninges.

Outra barreira sanguínea relacionada ao SNC é a barreira cérebro-líquido cefalorraquidiano que surge entre a pia-máter e a aracnóide e impede a troca de substâncias entre o cérebro e o líquido cefalorraquidiano que circula no espaço subaracnóide.

Barreiras de proteção do cérebro

Órgãos circunventriculares

Existem várias áreas do cérebro onde não há barreira hematoencefálica ou é fraco e permite a passagem relativamente fácil de substâncias que não podem passar para o resto do cérebro. Essas áreas são conhecidas como órgãos circunventriculares e ajudam o cérebro a monitorar a composição do sangue para a regulação de vários órgãos.

Os órgãos circunventriculares com uma barreira hematoencefálica fraca são (o órgão subcomissural é o único órgão circunventricular que mantém uma barreira hematoencefálica forte):

  • Glândula pineal : secreta melatonina, uma substância relacionada aos ritmos circadianos.
  • Neurohiposfise – libera neurohormônios como a oxitocina e a vasopressina na corrente sanguínea.
  • Eminência média : regula a pituitária anterior ou a hipófise anterior, liberando neuro-hormônios.
  • Área pós-refeição : é o centro do vômito e é útil na detecção de toxinas no sangue.
  • Órgão subfornical : participa da regulação do volume dos fluidos corporais e do reflexo da sede.
  • Órgão vascular da lâmina terminal : área com abundantes quimiorreceptores que detectam inúmeras moléculas e participam do controle da osmolaridade.

Órgãos circunventriculares do cérebro

Quebra da barreira hematoencefálica

A integridade estrutural ou funcional da barreira hematoencefálica pode ser comprometida por vários tipos de condições. Entre as mais frequentes estão as infecções, por exemplo meningite viral, hipertensão arterial, hiperosmolaridade no plasma sanguíneo, trauma, isquemia, processos inflamatórios ou exposição à radioatividade.