Barrera hematoencefalica y aminoacidos
¿QUE ES LA BARRERA HEMATOENCEFÁLICA (BHE)?
Es una estructura histológica y funcional que protege al Sistema Nervioso Central. Se encuentra constituida por células endoteliales que recubren el sistema vascular cerebral y es importante para el mantenimiento de la homeostasis de las neuronas y células gliales.
Además, bloquea el acceso de sustancias tóxicas endógenas o exógenas desde la sangre al tejido nervioso.
LAS CÉLULAS ENDOTELIALES CEREBRALES SON DIFERENTES A LAS DE OTROS ÓRGANOS EN DOS ASPECTOS:
- Presentan uniones intercelulares estrechas, que evitan el paso transcapilar de moléculas polares como iones y proteínas.
- Carecen de fenestraciones y vesículas pinocíticas. Están cubiertas por una membrana basal, pericitos y más afuera por los pies peri capilares de astrocitos que cubren más del 90% de su superficie.
Estas células endoteliales, poseen muchas mitocondrias, enzimas y numerosos sistemas para el transporte de nutrientes y de otras sustancias hacia el interior y exterior del cerebro.
Hay zonas del encéfalo con capilares donde no existe BHE. En dichas regiones las características morfológicas del endotelio son similares a otros lechos microvasculares sistémicos, con fenestraciones, vesículas y pérdida de la continuidad en las unionesintercelulares.
Los principales ejemplos en los cuales se encuentran dichas áreas incluyen: la hipófisis, la eminencia media, el área postrema, el receso pre óptico, la glándula pineal y el plexo coroideo.
La barrera hematoencefálica más que una capa pasiva de células, es un complejo metabólico activo con múltiples bombas, transportadores y receptores para neurotransmisores y citoquinas.
El endotelio capilar que constituye la barrera hematoencefálica, es permeable a ciertas sustancias necesarias para el metabolismo cerebral, tales como oxígeno, glucosa y aminoácidos esenciales.
La facilidad de una sustancia para atravesar la BHE dependerá:
- A) Grado de liposolubilidad (cuanto más liposoluble sea, más facilidad para traspasarla)
- B) Si está ionizada o no (las ionizadas tienen grandes dificultades para entrar)
- C) Tamaño molecular (a mayor tamaño mayor dificultad para penetrar).
Los compuestos altamente liposolubles como etanol, cafeína, oxígeno, entre otros, atraviesan fácilmente la BHE. La glucosa es un substrato energético primordial para el cerebro, por lo que requiere un sistema de transporte que le permite atravesar el endotelio fácilmente.
Con respecto a aminoácidos existen cuatro sistemas transportadores en la barrera hematoencefálica:
- Grandes aminoácidos neutros: fenilalanina, tirosina, los BCAA (leucina, isoleucina y valina), triptófano, metionina e histidina, penetran la BHE tan rápido como la glucosa. Estos aminoácidos esenciales no se sintetizan en el tejido nervioso y deben ser suministrados por las proteínas de la dieta siendo algunos de ellos precursores de neurotransmisores sintetizados en el cerebro. Debido a que un solo transportador interviene en el movimiento transcapilar de estos aminoácidos, ellos compiten entre sí para penetrar al sistema nervioso, de tal manera que la elevación en las concentraciones séricas de uno de ellos inhibe el paso de los otros a través de la BHE.
- Los pequeños aminoácidos neutros: alanina, glicina, prolina y el ácido gamma aminobutirico (GABA), son movilizados por otro transportador, que sólo funciona para llevarlos del cerebro a la sangre.
- Los aminoácidos de carácter básicos: lisina y arginina tienen sistemas transportadores específicos.
- Los aminoácidos de carácter ácido: aspartato y glutamato, que son importantes intermediarios metabólicos y neurotransmisores, también tienen sistemas transportadores específicos.
Durante el ejercicio intenso y prolongado gran parte de los aminoácidos BCAA en sangre son consumidos por los músculos. Cuando esto sucede, hay más triptófano en la sangre y menos BCAA circulantes.
Por lo tanto, el triptófano atraviesa con mayor facilidad la BHE y pasa al tejido cerebral produciéndose mayor cantidad de serotonina, cuyo incremento facilitaría el desarrollo de «fatiga muscular central».
Por otra parte los niveles normales de serotonina activan las motoneuronas y promueven a seguir adelante con el ejercicio. No obstante, su aumento actúa inhibiendo estas mismas células nerviosas de manera que la contracción muscular se debilita produciéndose la sensación de fatiga.
Los niveles de serotonina en el área de los movimientos voluntarios constituyen un mecanismo de seguridad que evita que las neuronas motoras se vuelvan hiperactivas cuando se ejecutan ejercicios extenuantes, reduciendo de este modo la actividad muscular perjudicial.
Si hay un aporte extra de aminoácidos, se produce una mayor concentración de los mismos en la sangre y la cantidad de triptófano que atraviesa la BHE disminuye. Por consiguiente, hay menor síntesis de serotonina y menores posibilidades de llegar a la fatiga muscular de origen central.
INVESTIGACIONES MÉDICAS RECIENTES PLANTEAN QUE LA ADMINISTRACIÓN DE AMINOÁCIDOS BCAA, DURANTE EL EJERCICIO PROLONGADO MEJORA LA RESPUESTA FÍSICA Y PSÍQUICA DEL DEPORTISTA.
*Nota: vesículas pinocíticas son aquellas formadas por invaginación de la membrana celular y que contienen líquido con nutrientes disueltos.
Autor: Dr. Renato Orellana Chamudis.
