Barreira hematoencefálica: estrutura, funções, doenças - Ciência - 2023

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o barreira hematoencefalica É uma parede semipermeável 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 corpo.

O cérebro é o único órgão que possui seu próprio sistema de segurança. Graças à barreira hematoencefálica, nutrientes essenciais podem alcançá-lo enquanto bloqueiam a entrada de outras substâncias.

Essa barreira serve para manter o funcionamento adequado dos neurônios, controlando a entrada e a saída de substâncias químicas no cérebro. Infelizmente, no entanto, essa barreira funciona tão eficazmente ao bloquear a passagem de substâncias estranhas para o cérebro que normalmente também impede que os medicamentos cheguem ao cérebro.

Em qualquer caso, a pesquisa continua para projetar medicamentos que tenham os requisitos necessários para transpor essa barreira.No entanto, existem algumas regiões do corpo onde não existe barreira hematoencefálica; eles são conhecidos como órgãos circuventriculares.

Finalmente, existem certas condições que produzem uma abertura da barreira hematoencefálica. Isso permite a troca de substâncias livremente, de modo que a função cerebral pode ser alterada. Alguns deles são inflamação, trauma ou doenças como a esclerose múltipla.

Estrutura da barreira hematoencefálica

Algumas substâncias podem passar por essa barreira, mas outras não, o que significa que é uma barreira seletivamente permeável.

Em grande parte do corpo, as células que constituem os capilares sanguíneos não se aderem firmemente. Elas são chamadas de células endoteliais e têm lacunas entre elas, por meio das quais várias substâncias podem entrar e sair. Assim, os elementos são trocados entre o plasma sanguíneo e o fluido que envolve as células do corpo (fluido extracelular).

No entanto, no sistema nervoso central, os capilares não têm essas fendas. Em vez disso, as células são fortemente interligadas. Isso impede que muitas substâncias saiam do sangue.

É verdade que existem algumas substâncias específicas que podem cruzar essa barreira. Eles fazem isso por meio de proteínas especiais que os transportam através das paredes dos capilares.

Por exemplo, os transportadores de glicose permitem que a glicose entre no cérebro para fornecer combustível. Além disso, esses transportadores evitam que resíduos tóxicos permaneçam no cérebro.

As células gliais (de suporte) chamadas astrócitos agrupam-se em torno dos vasos sanguíneos do cérebro e parecem desempenhar um papel importante no desenvolvimento da barreira hematoencefálica. Eles também parecem contribuir para o transporte de íons do cérebro para o sangue.

Por outro lado, existem áreas do sistema nervoso que possuem uma barreira hematoencefálica mais permeável do que em outras. A próxima seção explica para que serve.

Características

Para que haja um bom funcionamento do cérebro, é essencial que haja um equilíbrio entre as substâncias dentro dos neurônios e no fluido extracelular que os circunda. Isso permite que as mensagens sejam transmitidas adequadamente 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 atua regulando a composição desse fluido. Por exemplo, muitos dos alimentos que comemos contêm substâncias químicas que podem modificar a troca de informações entre os neurônios. A barreira hematoencefálica impede que essas substâncias cheguem ao cérebro, mantendo o bom funcionamento.

É importante ressaltar que a barreira hematoencefálica não possui uma estrutura uniforme em todo o sistema nervoso. Existem locais onde tem mais permeabilidade do que noutros. Isso é útil para permitir a passagem de substâncias que em outros lugares não são bem-vindas.

Um exemplo é a área postem do tronco cerebral. Essa região controla o vômito e tem uma barreira hematoencefálica muito mais permeável. Seu objetivo é que os neurônios dessa área possam detectar rapidamente substâncias tóxicas no sangue.

Assim, quando algum veneno que vem do estômago atinge o sistema circulatório, ele estimula a região pós-cerebral, causando vômitos. Dessa forma, o corpo pode expelir conteúdos venenosos do estômago antes que comece a ser prejudicial.

Em resumo, as três funções principais da barreira hematoencefálica são:

- Protege o cérebro de substâncias estranhas potencialmente perigosas ou que podem alterar o funcionamento do cérebro.

- Protege e separa o sistema nervoso central dos hormônios e neurotransmissores que ficam no resto do corpo, evitando efeitos indesejáveis.

- Mantém um equilíbrio químico constante em nosso cérebro.

Que substâncias cruzam a barreira hematoencefálica?

Algumas substâncias são mais suscetíveis do que outras a cruzar a barreira hematoencefálica. As substâncias que possuem as seguintes características entram mais facilmente do que outras:

- As moléculas pequenas passam pela barreira hematoencefálica com muito mais facilidade do que as grandes.

- As substâncias lipossolúveis atravessam facilmente a barreira hematoencefálica, enquanto as que não o fazem mais lentamente ou são incapazes de atravessá-la. Um tipo de droga solúvel em gordura que chega facilmente ao cérebro são os barbitúricos. Outros exemplos são etanol, nicotina, cafeína ou heroína.

- Moléculas com menos carga elétrica passam pela barreira mais rapidamente do que aquelas com carga alta.

Algumas substâncias podem atravessar a barreira hematoencefálica. Acima de tudo, passam por ele moléculas de glicose, oxigênio e aminoácidos, essenciais para o bom funcionamento do cérebro.

Os aminoácidos, como tirosina, triptofano, fenilalanina, valina ou leucina, entram na barreira hematoencefálica muito rapidamente. Muitos deles são precursores de neurotransmissores que são sintetizados no cérebro.

No entanto, essa barreira exclui praticamente todas as moléculas grandes e 98% de todos os medicamentos compostos por moléculas pequenas.

Por isso, há dificuldades no tratamento das doenças cerebrais, já que os medicamentos geralmente não ultrapassam a barreira ou não o fazem nas quantidades necessárias. Em certos casos, os agentes terapêuticos podem ser injetados diretamente no cérebro para contornar a barreira hematoencefálica.

Ao mesmo tempo, impede a entrada de neurotoxinas e substâncias lipofílicas por meio de um transportador regulado pela chamada glicoproteína-P.

Órgãos circulares

Conforme mencionado, existem várias regiões do cérebro onde a barreira hematoencefálica é mais fraca e permeável. Isso significa que as substâncias podem chegar facilmente a essas regiões.

Graças a essas áreas, o cérebro pode controlar a composição do sangue. Dentro dos órgãos circuventriculares estão:

- 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.

- Neurohipófise: é o lobo posterior da glândula pituitária. Ele armazena substâncias do hipotálamo, principalmente neuro-hormônios, como oxitocina e vasopressina.

- Área de rescaldo: como mencionado acima, produz vômito para evitar que fiquemos intoxicados.

- Órgão subfornical: é essencial na regulação dos fluidos corporais. Por exemplo, tem um papel importante na sensação de sede.

- Órgão vascular da lâmina terminal: também contribui para a sede e o equilíbrio hídrico por meio da liberação de vasopressina. Detecta peptídeos e outras moléculas.

- Eminência mediana: é uma área do hipotálamo que regula a hipófise anterior por meio de interações entre os hormônios hipotalâmicos estimulantes e inibidores.

Condições que afetam a barreira hematoencefálica

É possível que a barreira hematoencefálica seja perturbada devido a diferentes doenças. Além disso, quando essa barreira é enfraquecida, pode aumentar a probabilidade ou acelerar o aparecimento de doenças neurodegenerativas.

- Hipertensão ou pressão alta: pode fazer com que essa barreira seja alterada, tornando-se permeável, o que pode ser perigoso para o nosso corpo.

- Radiação: a longa exposição à radiação pode enfraquecer a barreira hematoencefálica.

- Infecções: a inflamação de alguma parte do sistema nervoso central torna esta barreira mais fraca. Um exemplo é a meningite, uma doença em que as meninges cerebrais (as camadas que circundam o cérebro e a medula espinhal) ficam inflamadas por vários vírus e bactérias.

- Trauma, isquemia, derrame ... podem causar danos diretos ao cérebro, afetando a barreira hematoencefálica.

- Abscesso cerebral. É devido à inflamação e ao acúmulo de pus dentro do cérebro. A infecção geralmente vem do ouvido, boca, seios da face, etc. Embora possa ser consequência de um trauma ou cirurgia. Na maioria dos casos, são necessárias 8 a 12 semanas de terapia antibacteriana.

- Esclerose múltipla: parece que as pessoas com esta doença apresentam 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 com rapidez e eficiência. Se for destruído, surge uma deterioração cognitiva e motora progressiva.

Referências

Barreira hematoencefalica. (s.f.). Obtido em 22 de abril de 2017, da Wikipedia: en.wikipedia.org.
The Blood Brain Barrier ("Keep Out"). (s.f.). Retirado em 22 de abril de 2017, de Neuroscience for kids: faculty.washington.edu.
A barreira hematoencefálica. (2 de julho de 2014). Obtido em BrainFacts: brainfacts.org.
Carlson, N.R. (2006). Fisiologia do comportamento 8ª Ed. Madrid: Pearson.