Barreira hematoencefálica

A barreira é formada por células endoteliais estreitamente unidas com o apoio de uma membrana basal, pés de astrócitos e pericitos.

A Barreira hematoencefálica (BHE) é uma estrutura de permeabilidade altamente seletiva que protege o Sistema Nervoso Central (SNC) de substâncias potencialmente neurotóxicas presentes no sangue e sendo essencial para função metabólica normal do cérebro. É composta de células endoteliais estreitamente unidas, astrócitos, pericitos e diversas proteínas. Cerca de 98% dos medicamentos em potencial não ultrapassam esta barreira, sendo esse um dos principais desafios na terapêutica de sistema nervoso central.

Substâncias importantes para o cérebro, como glicose, cetoácidos ou algumas hormonas devem ser transportados por proteínas específicas nas células da barreira.

História

Lina Stern

Há mais de 100 anos, foi descoberto que se uma tinta azul fosse injetada na corrente sanguínea de um animal, todos os tecidos do corpo, exceto o SNC, se tornavam azuis. Para explicar este fenômeno, pesquisadores imaginaram que existia uma barreira que foi chamada de Hemato-Encefálica, que evita a entrada de algumas substâncias no cérebro. Recentemente cientistas descobriram muitas informações adicionais sobre a estrutura e função da BHE. A soviética Lina Stern foi pioneira na pesquisas sobre a barreira hematoencefálica. Seus conhecimentos foram utilizados na Segunda Guerra Mundial, salvando milhares de vidas nas batalhas.

Fisiologia

A BHE é semi-permeável, ou seja, ela permite que algumas substâncias atravessem e outras não. Os capilares (vasos sanguíneos muito finos), ficam alinhados às células endoteliais. O tecido endotelial tem pequenos espaços entre cada célula para que substâncias possam se mover de um lado para o outro, entrando e saindo dos capilares. Porém, no cérebro, as células endoteliais são posicionadas de uma maneira que apenas as menores substâncias possam entrar no Sistema Nervoso Central. Moléculas maiores como a glicose só podem entrar através de mecanismos especiais, específicos para cada molécula.

A glândula pineal é uma das poucas áreas do cérebro não protegidas pela barreira, secretando melatonina diretamente na corrente sanguínea sistêmica.

Funções

• Proteger o cérebro de "substâncias estranhas" que possam estar presentes no sangue e danificá-lo.
• Proteger o cérebro contra bactérias, fungos, parasitas, animais, vírus e reações autoimunes.
• Manter um ambiente químico protegido e constante para o bom funcionamento do cérebro.

Propriedades gerais

• Moléculas grandes não passam pela BHE facilmente.
• Moléculas que têm uma carga elétrica muito grande associada a elas têm a sua passagem dificultada.

A BHE permite passagem de corpos cetónicos, ácido láctico, pirúvico, propiônico e butírico. A gliadina, uma das proteínas do trigo é capaz de atravessar essa barreira, e causar a longo inflamações no tecido cerebral.

Doenças relacionadas à barreira hematoencefálica

Meningite

Meningite é uma infecção das membranas que envolvem o cérebro e a medula espinhal (estas membranas são conhecidas como meninges). Meningite é causada principalmente por infecções com vários agentes patogênicos, como por exemplo a Streptococcus pneumoniae e a Haemophilus influenzae. Quando as meninges estão inflamadas, a barreira hematoencifálica pode ser rompida. Este rompimento pode aumentar a penetração de várias substâncias (incluindo toxinas e antibióticos) dentro do cérebro. Antibióticos usados para tratar meningite podem agravar a resposta inflamatória do sistema nervoso central liberando neurotoxinas das paredes celulares de bactérias - como lipopolissacarídeo (LPS).

Esclerose múltipla

Esclerose múltipla (EM) é considerada uma doença auto-imune e neurodegenerativa na qual o sistema imunológico ataca a mielina que protege e isola eletricamente os neurônios do sistema nervoso central e periférico. Normalmente, o sistema nervoso de uma pessoa seria inacessível aos glóbulos brancos devido à barreira hematoencefálica. No entanto, imagens de ressonância magnética mostraram que quando uma pessoa está passando por um "ataque" de esclerose múltipla, a barreira hematoencefálica é quebrada em uma seção do cérebro ou da medula espinhal, permitindo que os glóbulos brancos chamados linfócitos T atravessem e ataquem a mielina. É por vezes sugerido que, em vez de ser uma doença do sistema imunológico, a EM é uma doença da barreira hematoencefálica. Um estudo recente sugere que o enfraquecimento da barreira hematoencefálica é o resultado de uma perturbação nas células endoteliais no interior do vaso sanguíneo, devido à falha na produção da proteína P-glicoproteína.

Existem investigações ativas atualmente para tratamentos relacionados à barreira hematoencefálica. Acredita-se que o estresse oxidativo desempenha um papel importante na ruptura da barreira. Anti-oxidantes tais como o ácido lipóico podem ser capazes de estabilizar um enfraquecimento da barreira hematoencefálica.

Doença de Alzheimer

Algumas evidências indicam que a ruptura da barreira hematoencefálica em pacientes com doença de Alzheimer permite que plasma sanguíneo contendo beta-amilóide (Aß) entre no cérebro, onde o Aß adere preferencialmente à superfície de astrócitos.

Outras condições

• Hipertensão: Uma grande pressão arterial pode quebrar a BHE
• Desenvolvimento: Achava-se que a BHE não estava totalmente formada em recém-nascidos - informação incorreta, a barreira é sim altamente seletiva em recém-nascidos.
• Hiperosmolaridade: Se uma substância estiver presente em grandes concentrações no sangue, ela pode conseguir entrar "à força" pela BHE
• Microondas: Exposição à microondas pode quebrar a BHE
• Radiação: Exposição à radiação pode quebrar a BHE
• Infecção: Agentes infecciosos podem abrir a BHE
• Trauma, isquemia, inflamação e principalmente lesões cerebrais como as causadas pela esclerose múltipla.