RESUMEN

El cerebro, por su papel fundamental en el ser y el hacer de todo ser humano, necesita un ambiente físico químico muy especial que permita a sus neuronas elaborar y transmitir su información en condiciones óptimas. Para ello, se rodea de una barrera selectiva, la barrera hemato encefálica (BHE), que evita la entrada de sustancias que puedan alterar su funcionamiento. Por otro lado, su alto metabolismo basado en el consumo de glucosa (de forma no anaeróbica) y de oxígeno (con un QR del 95%) le supone una alta dependencia, de un adecuado y suficiente flujo sanguíneo (no puede estar menos de 5 minutos sin flujo sanguíneo). Para ello, se dota de mecanismos propios que le aseguren dicho flujo. Además, por estar su sistema vascular por encima del corazón, se le plantean problemas hemodinámicos de tipo hidrostático que solventa aislando dicho sistema vascular de la influencia de la presión atmosférica, mediante una estructura rígida conocida como cráneo que por otra parte, sirve también para proteger la delicada estructura nerviosa de la agresión del entorno.

Flujo sanguíneo: Procede del polígono de Willis alimentado fundamentalmente por las dos carótidas internas y en menor medida por las dos vertebrales.

Medido según el principio de Fick y utilizando el N₂O, su valor es de entre 50 y 60 ml/100 g/min para el joven adulto. Teniendo en cuenta que el peso del encéfalo adulto es de unos 1400 gramos , el flujo total es de unos entre 700 y 840 ml/min. ( 14 a 17% del gasto cardiaco).

Su distribución encefálica utilizando ¹³³Xe es:

Flujo medio hemisférico: 48 ml/100 g/min

Flujo medio sustancia gris: 69 ml/100 g/min

Flujo medio sustancia blanca: 28 ml/100 g/min

En el ser humano, el umbral de flujo sanguíneo requerido para la transmisión sináptica es de aproximadamente 20 a 25 cc/100g/min. Por debajo de ese nivel, ocurre silencio eléctrico y dependiendo de la localización del sitio afectado se instala un déficit funcional.

Factores reguladores: El flujo sanguíneo cerebral depende de la presión de perfusión (PPC) y la resistencia vascular cerebral (Rvc). La PPC depende de la diferencia entre la presión intraarterial y la presión externa gobernada por la presión intracraneal (PIC). Ésta es la resultante de la presión que ejerce el volumen tanto del parénquima encefálico (1400 gr) como del líquido cerebral (LCR) (150 ml) y la sangre que circula (60 ml). El parénquima y el LCR son volúmenes no comprimibles dentro de una estructura rígida que es el cráneo. El único elemento comprimible que queda son los vasos sanguíneos y de éstos los más proclives a ello son los vasos venosos. Cuando aumenta la PIC se comprimen los vasos venosos y disminuye el FSC. Si la PIC es mayor de 33 mmHg el FSC cae significativamente, generando isquemia cerebral, lo que activa el centro vasomotor, provocando un incremento de la PAM con bradicardia y respiración lenta (reflejo de Cushing). Existe una proporcionalidad directa entre el incremento de la PIC y el de la PAM , hasta que la PIC se hace mayor que la PAM y cesa el FSC. Para que la PAM no se vea afectada por los cambios de la presión arterial media sistémica, el encéfalo ejerce un papel autorregulador en el margen de 60 a 160 mmHg de presión arterial media. Por debajo hay síncope y por encima derrame cerebral.

La autorregulación cerebral se consigue regulando la resistencia de las arteriolas cerebrales mediante los siguientes mecanismos: a) respuesta miogénica del músculo liso vascular cerebral frente al incremento del FSC como respuesta muscular a la distensión; b) Los factores locales de tipo metabólico responsables de la respuesta vasodilatadora frente a caídas del FSC ( el NO, la adenosina y el potasio extracelular, aunque el más importante es la PCO ₂ cerebral, de forma que cuando ésta aumenta lo hace rápidamente el FSC y una disminución en dicha presión genera una ligera vasodilatación. C) La respuesta neurogénica, dado que los vasos cerebrales están sujetos a una inervación simpática y parasimpática. Durante el ejercicio, la activación simpática genera una fuerte constricción en las arterias cerebrales de mayor calibre para así evitar un incremento de presión en las de menor calibre. La estimulación parasimpática cerebral tiene un ligero efecto vasodilatador.

Frente a estados crónicos de hipertensión se produce un fenómeno de adaptación por el cual aumenta la resistencia vascular cerebral y se mantiene el FSC en sus valores normales.

LA BARRERA HEMATO-ENCEFÁLICA.

La barrera hemato encefálica es tanto estructural como funcional y genera según la zona donde se establece, dos tipos de líquidos diferentes aunque en equilibrio: EL LÍQUIDO INTERSTICIAL (LIT), que baña directamente a las células nerviosas (espacio intersticial que supone el 15% del total del volumen cerebral) y forma parte del llamado parénquima cerebral (el 80% del contenido intracraneano). Y EL LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO (LCR) que corresponde al 10% del contenido intracraneano y se encuentra rodeando a todo el SNC y también, contenido en los ventrículos cerebrales. Su función principal es facilitar una vía de drenaje de los productos metabólicos cerebrales hacia la circulación sanguínea (es como la “linfa” cerebral).

De acuerdo a los espacios que separa dentro del SN esta BHE puede recibir diferentes nombres:

La barrera entre el capilar sanguíneo y el LIT del SN es la BARRERA HEMATO-LIT. (También llamada HEMATOENCEFÁLICA propiamente)

La barrera entre el capilar sanguíneo y el LCR es la BARRERA HEMATO-LCR (BHLCR).  

La barrera entre el LIT del SNC y el LCR es la BARRERA LCR-ENCEFÁLICA .

BARRERA HEMATO-LIT(HEMATOENCEFÁLICA): Monocapa de células endoteliales (estrechamente unidas entre sí) de los capilares cerebrales, que actúa como reguladora del trasiego de sustancias entre el parénquima cerebral y los capilares. Estas células están rodeadas de la membrana basal con sus pericitos y las prolongaciones podálicas de los astrocitos.

BARRERA HEMATO-LCR (BHLCR): Entre la sangre de los capilares del plexo coroideo (origen del LCR) y el LCR. También en los vasos del espacio subaracnoideo y en las granulaciones aracnoideas donde se reabsorbe el LCR.

BARRERA LCR-ENCEFÁLICA: Las cavidades ventriculares están tapizadas por células del epéndimo (ependimoglia) y astrocitos subependimarios. También en el espacio subaracnoideo interviniendo la pía-aracnoides y células gliales. Hay regiones de los ventrículos donde no hay barrera como: órganos circunventriculares que no tienen BHE como el área postrema (pared del cuarto ventrículo), el órgano subfornical (pared anterior del tercer ventrículo) y la eminencia media hipotalámica, la neurohipófisis y la glándula pineal.

FUNCIONES DE LA BHE: Regula el entorno nutritivo y homeostático del SNC. Permite el control en el intercambio de moléculas activas. Con base en la estructura y función de las células que forman parte de esta barrera, las sustancias pasan a través de tres mecanismos:

1)      rutas extracelulares: pasaje residual que ocurre en torno a las células ependimales, el espacio subaracnoideo y otros puntos de posible trasvase de sustancias desde el torrente sanguíneo.

2)      difusión plasmalemal: por difusión a través de membranas y depende fundamentalmente de las características físico químicas de cada molécula.

3)      sistemas selectivos de transporte: altamente selectiva, es la de los sistemas de transporte saturables. Permiten el acceso de sustancias específicas al cerebro con una velocidad 10-1000 veces superior a la que les permitirían otros sistemas no saturables. Una de las características de estos sistemas de transporte selectivo es que se autorregulan en función de la demanda metabólica y cambian en el tiempo, desde las fases de desarrollo hasta la senectud. También están influenciados por neurotoxinas, y cualquier defecto de funcionamiento puede conducir a enfermedades del SNC.

EL LIT: En su composición participan la neuroglia que entre otras acciones, tiene la de controlar los niveles de potasio extracelular (amortiguamiento espacial)

EL LCR: Es un líquido claro (aspecto del cristal de roca) que baña al cerebro y a la médula espinal que circula por los ventrículos cerebrales y el canal medular y se almacena en las cisternas cerebrales. Es producido en un 80-90% en los plexos coroideos de los cuatro ventrículos cerebrales (sobre todo los laterales), y en zonas extracoroideas 10-20%, a razón de 0.35ml/minuto ( se renueva 3,7 veces al día). Volumen total de 150 ml y una presión de 9 a 13,5 mmHg. Composición similar al LEC, aunque pueden haber diferencias locales. La formación es independiente de la presión intracraneal.

Este líquido circula continuamente desde su origen principal (los ventrículos laterales del cerebro), agujero de Monroe, 3^er ventrículo donde se agrega más líquido; acueducto de Silvio, 4^o ventrículo (donde se forma más líquido) y de ahí pasa al conducto ependimario de la médula espinal o sale del sistema ventricular por el agujero de Luschka y Magendie, por detrás de los pedúnculos cerebelosos medios. Pasa entonces a rodear la superficie externa del encéfalo y a lo largo de la superficie externa de la médula, en el espacio subaracnoideo donde se elimina, vía unas evaginaciones de la aracnoides (granulaciones aracnoideas) (válvulas unidireccionales), sensibles a la presión (a presiones inferiores a 6,8 cm de LCR se anula la absorción), que lo transportan a los senos venosos del sistema nervioso central (el flujo global es de unos 500 ml/día). Flujo unidireccional libre. La disminución del volumen de LCR genera dolor por quedar el tejido encefálico colgando de los vasos sanguíneos subaracnoideos, activándose los receptores del dolor.

FUNCIONES: 1) El LCR diluye extracelularmente los productos metabólicos de desecho del sistema nervioso central a medida que estos son producidos. 2) Funciona como amortiguador mecánico del sistema nervioso central, por medio de un sistema hidrostático. 3) También actúa como medio de comunicación química entre regiones del encéfalo cercanas al sistema ventricular. 4) Su flujo entre el cráneo y la espina dorsal compensa los cambios en el volumen de sangre intracraneal (la cantidad de sangre dentro del cerebro).

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