4- Sistema Nervioso

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Dr. Fernando D. Saraví 
 
El sistema nervioso es el más complejo y 
versátil de todos los sistemas del organismo. El 
objetivo de las ciencias neurológicas es 
comprender los procesos mediante los cuales 
percibimos, aprendemos, recordamos, sentimos 
y actuamos. La complejidad del sistema 
nervioso no se debe tanto a la biología de sus 
células, sino a la forma en que ellas se conectan 
y las operaciones que son capaces de realizar. 
 En el presente capítulo se tratará de las 
neuronas y su organización general. 
Posteriormente se presentan los sistemas de 
soporte de la función del sistema nervioso 
central: La glía, la circulación cerebral y el 
líquido cefalorraquídeo. 
El sistema nervioso posee dos clases de 
células: neuronas y glía. Las células gliales son 
igual de numerosas que las neuronas y cumplen 
diversas funciones, que se explicarán luego. 
 
Las neuronas 
 
La neurona es la unidad funcional del sistema 
nervioso. Las neuronas poseen una morfología 
característica, que muestra variantes según el 
tipo de neurona de que se trate (Fig. 1). No 
obstante, todas obedecen a un plan común, 
vinculado a su capacidad de recibir, procesar y 
transmitir información. 
 En el siglo XIX era popular la idea de 
que las células del sistema nervioso formaban 
un sincitio. Se debe a Santiago Ramón y Cajal 
(1852-1934) la noción, firmemente establecida 
hoy, de que cada neurona es una unidad 
funcional, discontinua con otras neuronas; esta 
idea se conoce como doctrina de la neurona.
1
 
 
SINAPSIS 
 
La comunicación entre neuronas se realiza en 
zonas especializadas llamadas sinapsis por Sir 
Charles Sherrington (1857-1952, Premio Nobel 
1932). Sinapsis significa “conjunción”; el 
 
1
 Es paradójico que Ramón y Cajal compartiera el 
Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 1906 con 
su adversario científico, Camilo Golgi (1843-1926), 
el principal defensor de la naturaleza sincitial del 
sistema nervioso. 
sustantivo proviene del verbo griego sinapto, 
unir, asir o estrechar. 
En la mayoría de las sinapsis, la 
comunicación es química: un mediador 
químico o neurotransmisor liberado por una 
neurona (llamada presináptica) es reconocido 
por otra, llamada postsináptica, generando una 
respuesta. 
Existen también algunas sinapsis 
eléctricas, en las cuales se establece continuidad 
entre el citoplasma de neuronas adyacentes 
mediante uniones comunicantes o nexos (ver 
SINAPSIS). 
Cabe destacar que las sinapsis pueden 
ser tanto excitatorias como inhibitorias. Las 
sinapsis inhibitorias son fundamentales en 
mecanismos de retroalimentación y en limitar y 
moldear la descarga neuronal. La pérdida de la 
función inhibitoria resulta en convulsiones y 
muerte. 
 
ESTRUCTURA DE LAS NEURONAS 
 
En las neuronas es posible distinguir un soma o 
pericarion (palabra griega que significa “en 
torno al núcleo”) y prolongaciones llamadas 
dendritas que llevan información hacia el soma. 
La mayoría de las neuronas posee asimismo un 
axón, que en general conduce información 
desde el soma hacia las sinapsis, sitio principal 
de comunicación entre neuronas o entre 
neuronas y otros tejidos como músculo o 
glándulas (llamados efectores). Mientras que 
las dendritas son relativamente cortas, sin 
superar el orden del mm, los axones pueden ser 
extremadamente largos. Por ej., el axón de una 
motoneurona espinal que inerva un músculo del 
pie en un humano adulto tiene una extensión de 
~ 1 m. 
Desde el punto de vista funcional, las 
neuronas poseen: 
 
1. Una región sensible a estímulos, sea que se 
trate de estímulos químicos procedentes de 
otras neuronas que establecen sinapsis con 
ellas, o a estímulos químicos o físicos 
ambientales si se trata de neuronas 
sensoriales. 
2. Un área especializada en la iniciación de un 
impulso propagado o potencial de acción, 
el llamado segmento inicial o cono del 
axón. 
3. Un axón o fibra nerviosa, que transmiten el 
potencial de acción, que es una señal 
eléctrica de amplitud y duración constantes, 
a lo largo de distancias considerables. 
Organización y soporte del 
sistema nervioso central 
Posgrado-00
Sello
2 
 
4. Los botones 
terminales, que 
establecen sinapsis 
con otras neuronas 
o con efectores. 
Cuando llega a ellas 
un potencial de 
acción, las 
terminales liberan 
sustancias químicas 
(neurotransmisores) 
que transmiten un 
mensaje a otras 
células. 
 
PRINCIPIOS 
FUNCIONALES 
 
En la función de la 
neurona hay tres 
principios 
sobresalientes. 
1. Cada neurona 
central es una 
unidad de 
integración, que 
recibe estímulos 
excitatorios e 
inhibitorios capaces 
de modificar su 
potencial 
transmembrana de 
manera gradual 
(modulación de 
amplitud). El conjunto total de dichos 
estímulos en un momento dado se suma de 
manera ponderada en el segmento inicial, lo 
cual determina si la neurona habrá de 
generar o no un potencial de acción. Si se 
inicia un potencial de acción, éste se 
propaga por el axón de manera 
estereotipada. La neurona puede señalar la 
intensidad del estímulo por la frecuencia 
de descarga (modulación de frecuencia) y la 
duración del estímulo según la persistencia 
de la descarga. Un conjunto de neuronas 
posee un mecanismo adicional de codificar 
intensidad y duración, según el número de 
neuronas simultáneamente activas 
(reclutamiento). 
2. Las neuronas muestran una polarización 
funcional, ya que su axón conduce 
normalmente impulsos desde el segmento 
inicial a las terminales sinápticas y no a la 
inversa (conducción ortodrómica). El axón 
puede también conducir en la dirección 
opuesta (antidrómica), pero no lo hace 
excepto en condiciones patológicas o 
experimentales. 
3. Todas las neuronas forman parte de uno o 
más circuitos nerviosos. Las neuronas 
muestran especificidad en sus conexiones, 
que cumplen funciones determinadas según 
su ubicación. Los efectos de la activación de 
una neurona dependen de sus conexiones. 
Por ej., la estimulación eléctrica del axón 
de una neurona de la vía óptica es percibida 
subjetivamente como un destello luminoso; 
la estimulación eléctrica de una neurona 
motora produce una contracción muscular. 
 
TRANSPORTE AXÓNICO 
 
La síntesis de las proteínas estructurales, canales 
iónicos y enzimas se produce principalmente en 
el soma neuronal, aunque las dendritas poseen 
capacidad limitada para sintetizar algunas 
proteínas. Esto no ocurre en el axón, por lo cual 
todas las proteínas necesarias para su 
3 
 
funcionamiento, incluida la producción de 
neurotransmisores, deben ser transportadas 
desde el soma hacia los botones sinápticos. Por 
otra parte, las proteínas y vesículas degradadas 
de las terminales nerviosas deben ser devueltas 
al soma para su digestión y eliminación. 
 Por lo expuesto, el transporte axónico es 
bidireccional. Según su sentido, se denomina 
anterógrado cuando va del soma hacia los 
botones sinápticos y retrógrado cuando va en 
sentido inverso. Ambas clases de transporte se 
producen simultáneamente, aunque uno de ellos 
pueda predominar según el caso. 
 El transporte axónico también se puede 
clasificar según su velocidad. Existe un 
transporte rápido, que recorre el axón con 
velocidades de 100 a 400 mm/día, y un 
transporte lento, que avanza 0.2 a 10 mm/día. El 
transporte rápido lleva principalmente vesículas, 
proteínas sinápticas y canales iónicos, mientras 
que el transporte lento acarrea mayormente 
componentes del citoesqueleto. 
 El transporte requiere 
ATP que lo energice, motores 
que lo impulsen y rieles que lo 
dirijan (Fig. 2). Los “rieles” son 
los microtúbulos, que están 
polarizados y son estabilizados 
por las proteínas tau. Los 
“motores” son las kinesinas en 
el caso del transporte 
anterógrado y las dineínas para 
el transporte retrógrado. Otras 
proteínas, como la dinactina,funcionan como adaptadoras 
entre las proteínas motoras y la 
carga transportada. 
 
CONJUNTOS DE NEURONAS 
Las neuronas se agrupan según 
dos tipos de disposición general. 
Un conjunto numeroso de 
neuronas cuyos somas 
se encuentran 
próximos entre sí, sin 
un orden geométrico 
evidente, se denomina 
un núcleo. Son 
ejemplos el núcleo del 
tracto solitario en el 
bulbo raquídeo y el 
globo pálido en los 
hemisferios cerebrales 
(Fig. 3 A). 
La otra forma 
común que tienen las 
neuronas de 
disponerse es en capas yuxtapuestas. Ejemplos 
destacados de esta disposición laminar son las 
cortezas cerebelar y cerebral (Fig. 3 B). 
Por otra parte, también puede 
encontrarse una disposición laminar dentro de 
algunos núcleos, como los tubérculos 
cuadrigéminos anteriores (colículos superiores). 
Además, hay conjuntos de neuronas 
cuyos somas no forman núcleos ni se disponen 
en láminas, sino que se encuentran dispersos en 
un determinado volumen formando un plexo o 
entretejido. Tal es el caso de muchas neuronas 
de la formación reticular del tallo cerebral. 
La mayor parte de los somas neuronales 
se encuentra dentro del sistema nervioso central. 
Los acúmulos de somas neuronales que se 
encuentran fuera del sistema nervioso central se 
denominan ganglios. Los somas de las neuronas 
que median la sensibilidad somática se 
encuentran en los ganglios de las raíces 
posteriores de la médula espinal. Los somas de 
las neuronas del sistema nervioso autónomo que 
4 
 
inervan los efectores (músculo liso y glándulas) 
se encuentran en los ganglios simpáticos y 
parasimpáticos. Además, se estima que en el 
sistema nervioso entérico, distribuido a lo largo 
del tracto digestivo, existe un número de 
neuronas comparable al existente en la médula 
espinal. 
 
Divergencia y convergencia 
Los conjuntos de neuronas muestran otras 
propiedades, como las complementarias de 
divergencia (una misma neurona envía 
proyecciones a muchas otras) y 
convergencia cuando una misma 
neurona recibe aferencias de 
muchas otras (Fig. 4). 
La divergencia permite que 
una única neurona afecte la función 
de muchas otras, y la convergencia 
es clave en la ya mencionada 
función integrativa de cada 
neurona. La excitabilidad de la 
neurona y su respuesta propagada 
son determinadas momento a 
momento por el conjunto de 
estímulos excitatorios e inhibitorios 
que recibe. 
 
ORGANIZACIÓN ANATÓMICA 
 
El sistema nervioso es uno solo, 
pero por razones anatómicas, 
históricas y prácticas se lo concibe como 
compuesto de una parte central, formada por el 
cerebro y la médula espinal, y una parte 
periférica, formada por los nervios craneales y 
espinales (Fig. 5). 
El sistema nervioso periférico conduce 
información sensitiva hacia el sistema nervioso 
central (vías aferentes), en tanto que el sistema 
nervioso central envía órdenes motoras (vías 
eferentes) hacia los efectores sujetos al control 
voluntario (músculos esqueléticos) e 
involuntario (músculo liso y glándulas), por las 
vías motoras somática y autonómicas, 
respectivamente (Fig. 6). 
El sistema nervioso central consta de la 
médula espinal, el bulbo raquídeo, la 
protuberancia y el cerebelo, el mesencéfalo, el 
diencéfalo y el telencéfalo (los hemisferios 
cerebrales); Fig. 7. 
La médula espinal recibe y procesa 
información sensorial y transmite la información 
a niveles superiores. En ella se encuentran 
asimismo las motoneuronas que inervan los 
músculos esqueléticos. Dichas neuronas pueden 
mediar reflejos segmentarios iniciados por la 
estimulación sensorial pero son asimismo 
influenciadas por eferencias de niveles 
superiores del neuroeje. En el asta intermedio-
lateral de los segmentos tóracolumbares se 
encuentran los somas de las neuronas simpáticas 
preganglionares. 
El bulbo raquídeo tiene importantes 
funciones vegetativas relacionadas con la 
regulación autónoma del aparato cardiovascular, 
el ritmo respiratorio y las funciones digestivas. 
La protuberancia es un sitio de relevo 
de haces que provienen de la corteza cerebral 
5 
 
hacia el cerebelo, relacionadas con la ejecución 
de actos motores. 
El cerebelo recibe información de la 
médula, el vestíbulo, la visión, la audición y la 
corteza cerebral y cumple un papel importante 
en la ejecución del movimiento y el aprendizaje 
motor. 
El mesencéfalo media reflejos iniciados 
por estímulos visuales y auditivos. Junto con el 
bulbo, la protuberancia y el cerebelo participa 
también en el control del equilibrio y la postura 
corporal. 
En el diencéfalo, el hipotálamo es el 
sitio de integración y ejecución de funciones 
vegetativas que incluyen el control de las 
secreciones de la adenohipófisis (y la 
producción de las hormonas que se liberan en la 
neurohipófisis), de la descarga autónoma en 
diferentes situaciones, del apetito y de la 
temperatura corporal. 
El otro componente del diencéfalo, el 
tálamo, es una estación de relevo y 
procesamiento de todas las modalidades 
sensoriales excepto el olfato, y asimismo de 
influencias reguladoras del movimiento. 
Además modula la excitabilidad cortical. Los 
hemisferios cerebrales constan de la corteza y 
de núcleos subcorticales. 
Estos últimos participan en el control 
motor y otras funciones corticales (ganglios de 
la base), en el comportamiento instintivo y en 
las emociones (amígdala y otros componentes 
subcorticales del sistema límbico). 
La corteza cerebral o córtex, que 
alcanza máximo desarrollo en el ser humano, 
posee áreas relacionadas con la recepción de 
información sensorial de todo tipo (corteza 
sensitiva), y con el control de la musculatura 
(corteza motora). No obstante, aprox. 90 % de 
la superficie cortical no corresponde a ninguna 
de las categorías mencionadas, y clásicamente 
se las denomina áreas de asociación. 
Se reconocen clásicamente cuatro 
lóbulos cerebrales: Frontal, parietal, temporal y 
occipital. A ellos debe añadirse el lóbulo de la 
ínsula, oculto por la confluencia de los lóbulos 
frontal, parietal y temporal (Fig. 7). 
Una multitud de estudios ha permitido 
establecer la función de muchas de estas áreas. 
Por ejemplo, hay regiones especializadas que se 
encargan de: 
 
1. Procesar información sensorial extrayendo 
aspectos específicos de los estímulos 
periféricos. 
2. Integrar información procedente de diversas 
modalidades sensoriales. 
3. Extraer la información necesaria para la 
ejecución de actos motores. 
4. Planificar acciones o tomar decisiones. 
5. Adquirir, almacenar y recuperar memorias. 
6. Reconocer rostros, objetos y lugares. 
7. Comprender y producir lenguaje. 
 
En otras palabras, está clara e 
indiscutiblemente establecido que existe una 
localización de muchas funciones específicas, 
al punto que lesiones diminutas de la corteza 
pueden producir defectos muy precisos en un 
tipo de actividad sin afectar otras. 
 
 
ALGUNAS CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES 
 
Solamente en los circuitos neuronales más 
básicos, que median los reflejos, existen 
conexiones relativamente simples entre 
información sensitiva y respuestas motoras. Las 
respuestas reflejas son muy importantes. Su 
estudio ha brindado mucha información sobre el 
funcionamiento del sistema nervioso y la 
evaluación de los reflejos es una parte 
importante del examen físico. No obstante, el 
sistema nervioso central realiza también 
operaciones mucho más complejas. 
Por ej., el sistema nervioso regula 
automáticamente la temperatura corporal, la 
6 
 
ventilación pulmonar, la presión arterial y la 
digestión. En un nivel mayor de complejidad, el 
sistema nervioso es responsable del 
comportamiento instintivo, por ej., en la 
alimentación y la reproducción. En el ser 
humano, el sistema nervioso es el órgano de la 
conciencia de la propia identidad y existencia, 
de la identificación de los demás, de los 
sentimientos, los pensamientosy las acciones 
voluntarias. 
La organización anatómica y las 
propiedades funcionales resultantes son 
determinadas fundamentalmente por el 
programa genético. Las posibilidades de 
modificación por influencia ambiental, si bien 
muy reales, son limitadas por los circuitos 
establecidos antes del nacimiento y, en la 
especie humana, completados en los primeros 
años de vida. El hecho de que aprendizaje y la 
práctica pueden modificar muchas funciones se 
debe a que existe la capacidad innata para 
realizar dichas funciones. 
Los circuitos nerviosos están 
organizados de manera jerárquica y transmiten 
información en serie (secuencial) y en paralelo. 
La jerarquía es bien ilustrada por el control 
motor. La corteza motora es el nivel superior de 
control, capaz de dominar la motricidad y la 
médula espinal (y los componentes motores de 
los pares craneales) el nivel inferior. Entre ellos, 
existen otras estructuras que influencian la 
motricidad. De todos modos, los movimientos 
somáticos son el resultado de las descargas de 
las motoneuronas alfa de la médula espinal, que 
reciben tanto aferencias de las neuronas 
sensoriales (que median reflejos espinales) 
como de todos los niveles superiores 
pertinentes. La descarga de cada motoneurona 
está determinada por la suma integrada de todas 
las influencias que recibe, por lo que de este 
modo constituye la vía final común para todos 
los movimientos. 
En la organización jerárquica, la corteza 
motora se encarga de enviar las órdenes 
pertinentes para el movimiento voluntario, y los 
sistemas subcorticales se encargan en forma 
automática de realizar los ajustes necesarios 
para asegurar la ejecución adecuada del acto 
motor. 
 El procesamiento en serie es ilustrado 
por los diferentes relevos que realizan las 
aferencias somáticas en los núcleos de las 
columnas dorsales y en el tálamo (donde además 
de relevo hay verdadero procesamiento de la 
información). La interrupción de la vía en 
cualquier nivel detiene el flujo de información. 
El procesamiento de la información 
visual es un ejemplo de procesamiento en 
paralelo: diversos aspectos de lo observado son 
procesados en áreas especializadas en detectar el 
movimiento y computar dirección y velocidad, 
en percibir forma y tamaño, en identificar el 
color, etc. 
 Aunque comparativamente se sabe 
menos del control de las emociones e instintos y 
de las funciones nerviosas llamadas superiores, 
como el pensamiento abstracto y la capacidad de 
tomar decisiones e iniciar acciones en ausencia 
de estímulos sensoriales, es claro que también 
dependen de estructuras y circuitos específicos y 
7 
 
están controlados por los mismos principios ya 
enunciados. 
 En los capítulos que siguen se tratará de 
la electrofisiología de las neuronas y las 
sinapsis. A esto le siguen capítulos sobre 
sensibilidad somática y sentidos especiales, 
control de los movimientos voluntarios, 
funciones autonómicas y funciones superiores. 
 En lo que resta del presente capítulo se 
tratará la fisiología de la glía, la circulación 
cerebral y la formación y reabsorción del líquido 
cefalorraquídeo. 
 
La glía 
 
Se denomina neuroglia o simplemente glía a las 
células del parénquima cerebral que no son 
neuronas. El nombre “glía” significa en griego 
“cola” o goma de pegar, porque los primeros en 
describir estas células – en el siglo XIX – 
pensaron que su función era la de mantener 
unidas las neuronas entre sí. Esta noción es 
errónea; sin embargo, desde entonces se han 
descubierto otras funciones diversas de la 
neuroglia. 
 El número total de células gliales en el 
cerebro humano adulto es casi igual al número 
total de neuronas: aproximadamente 8.6 . 10
10
 
neuronas y 8.5 . 10
10 
células gliales. 
No obstante, la proporción entre 
neuroglia y neuronas varía en las diferentes 
partes del cerebro: Es máxima en el cerebelo, 
intermedia en los hemisferios cerebrales y 
mínima en el resto 
del cerebro (Fig. 8).
2
 
En los hemisferios, 
83 % de las 
neuronas, pero 
solamente 30 % de 
la neuroglia, se 
encuentra en la 
materia gris. En la 
Fig. 8, “resto del 
cerebro” se refiere a 
los ganglios de la 
base, el diencéfalo, 
el mesencéfalo y la 
protuberancia. 
 
CLASES DE 
CÉLULAS GLIALES 
 
En el sistema 
nervioso central se 
distinguen cuatro clases de células gliales (Fig. 
9): 
 
1. Astroglia 
2. Oligodendroglia 
3. Microglia 
4. Células ependimarias 
 
La astroglia y la oligodendroglia se 
denominan en conjunto “macroglia”. 
Recientemente se ha descrito un quinto tipo, 
antes llamada precursor de la oligodendroglia y 
ahora células NG2. Actualmente se cree que son 
células multipotenciales que pueden 
diferenciarse en diferentes clases de glía e 
incluso en neuronas. 
Las células de la astroglia se llaman 
astrocitos. El nombre se debe a su forma 
estrellada (del latín aster = estrella). Existen dos 
tipos principales: astrocitos protoplásmicos, que 
se encuentran en la materia gris, y astrocitos 
fibrosos, que se encuentran en la materia blanca. 
Ambos tipos de astrocitos poseen dilataciones 
llamadas pies terminales, que rodean los 
capilares cerebrales y forman parte de la 
denominada unidad neurovascular (que se 
describe posteriormente). También se 
consideran astrocitos las células alargadas de 
Bergmann del cerebelo y de Müller en la retina. 
Los astrocitos protoplásmicos envían 
prolongaciones que rodean los somas neuronales 
 
2
 En varios libros de texto se afirma que las células 
de la glía son mucho más abundantes que las 
neuronas (¡hasta 10 veces más!), pero estudios 
recientes refutan concluyentemente tal afirmación. 
8 
 
y las sinapsis, contribuyendo a establecer cierta 
separación entre los elementos neuronales. Los 
astrocitos fibrosos envían prolongaciones a los 
nodos de Ranvier. 
Los oligodendrocitos son las células que 
forman las vainas de mielina en el sistema 
nervioso central. Cada oligodendrocito se 
enrolla en torno de varios axones vecinos (hasta 
30). Las vainas de mielina son fundamentales 
para la conducción saltatoria del impulso 
nervioso (ver EXCITABILIDAD Y 
PROPAGACIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO). 
En el sistema nervioso periférico la 
vaina de mielina es formada por las células de 
Schwann (Fig. 10). Cada célula de Schwann se 
enrolla rodeando un único axón entre dos nodos 
de Ranvier. Como los nodos están espaciados ~ 
200 m entre sí, hay ~ 50 células de Schwann 
por cm de axón. Un axón largo puede estar 
rodeado por miles de células de Schwann. 
Las células de la microglia son 
pequeñas y poseen numerosas prolongaciones. 
Son células derivadas de la médula ósea y 
relacionadas con el sistema inmune. Se activan 
frente a diversas lesiones, adquiriendo 
capacidad fagocítica y de presentación de 
antígenos. Como se verá más adelante, es 
probable que la microglia también cumpla 
ciertas funciones en ausencia de daño cerebral. 
Las células ependimarias son un 
neuroepitelio cuboide simple que recubre los 
ventrículos cerebrales y el conducto del 
epéndimo. Son continuas con el epitelio de los 
plexos coroideos y, como éstos, probablemente 
contribuyen a formar el líquido cefalorraquídeo. 
 
FUNCIONES DE LA ASTROGLIA 
 
Los astrocitos tienen varias 
funciones establecidas y otras 
postuladas. Entre las funciones 
establecidas hay que mencionar el 
desarrollo de sinapsis, la 
homeostasis del K
+
 extracelular, la 
captación y metabolismo de 
neurotransmisores y el 
mantenimiento de la barrera 
hematoencefálica. 
 
1. Guía para la formación de 
sinapsis 
2. Homeostasis del K+ 
extracelular 
3. Regulación del pH 
extracelular 
4. Transporte de agua 
5. Captación y degradación de 
neurotrans-misores 
6. Liberación de D-serina 
7. Provisión de lactato a las neuronas 
8. Protección antioxidante 
9. Mantenimiento de la barrerahemato-
encefálica 
10. Regulación del flujo sanguíneo local 
 
1. Guía para la formación de sinapsis 
Durante el desarrollo, los astrocitos secretan 
sustancias tróficas, como trombospondinas, que 
9 
 
contribuyen a la formación de sinapsis y su 
posterior estabilización. También liberan 
factores químicos que promueven la 
supervivencia de las neuronas y la 
oligodendroglia. 
 
2. Homeostasis del K+extracelular 
La actividad neuronal propagada se acompaña 
de ingreso de Na
+
 a las neuronas y egreso de 
K
+
 desde las mismas hacia el intersticio. El 
líquido intersticial que constituye el medio 
interno o ambiente fisicoquímico de las 
neuronas es relativamente escaso (~ 20 % de la 
masa cerebral) y por tanto la concentración 
extracelular de K
+
 puede variar en forma rápida 
con la actividad propagada. 
 Aunque la Na, K-ATPasa neuronal es 
capaz de restablecer el equilibrio iónico, la 
actividad neuronal repetitiva puede causar 
incrementos locales del [K
+
] extracelular que 
puede alterar el potencial transmembrana de las 
neuronas y su excitabilidad. 
 Los astrocitos poseen varios canales de 
K
+
 y, desde luego, Na,K-ATPasa, y son 
capaces de incorporar gran parte del K
+
 liberado 
por las neuronas, lo cual amortigua 
rápidamente los cambios en la [K
+
] 
extracelular y contribuye a mantener la 
excitabilidad neuronal. Los astrocitos están 
conectados entre sí por uniones comunicantes, 
de manera que el exceso local de K
+
 podría 
distribuirse más ampliamente en la población de 
astrocitos vecinos, fenómeno llamado 
amortiguación espacial. Además, parte del K
+
 
secuestrado puede difundir hacia los capilares 
sanguíneos. 
 
3. Regulación del pH extracelular 
La actividad nerviosa puede resultar en 
modificaciones del pH extraceular, las cuales a 
su vez modifican la excitabilidad neuronal. Los 
astrocitos poseen anhidrasa carbónica y varios 
transportadores de bicarbonato e hidrogeniones 
que pueden contribuir a amortiguar estos 
cambios y por tanto estabilizar el pH 
extracelular, aunque su exacto funcionamiento y 
papel no es aún bien comprendido. 
 
4. Transporte de agua 
Los astrocitos expresan la acuaporina 4 (AQP4), 
que se localiza principalmente en la membrana 
de las prolongaciones perivasculares, formando 
placas de 4 a 6 nm de agregados 
macromoleculares. La AQP4 facilita el 
transporte bidireccional de agua e incluso puede 
contribuir a la transferencia de gases como 
oxígeno, dióxido de carbono y óxido nítrico. 
 
5. Captación y metabolización de 
neurotransmisores 
La eliminación de neurotransmisores liberados 
en las sinapsis centrales es una de las funciones 
mejor 
establecidas de la astroglia. Los astrocitos 
protoplásmicos tienen prolongaciones que se 
disponen en estrecha proximidad de las sinapsis. 
El principal neurotransmisor excitatorio 
del sistema nervioso central es el glutamato. La 
astroglia capta el glutamato liberado en las 
sinapsis, poniendo fin a su efecto excitatorio. 
Luego lo metaboliza a glutamina mediante la 
glutamina sintetasa. La glutamina es liberada al 
medio extracelular y captada por las neuronas 
para la síntesis de nuevo glutamato mediante la 
enzima glutaminasa. 
 Por otra parte, los astrocitos poseen 
transportadores de membrana GAT1 y GAT3 
para GABA, que es el principal neurotransmisor 
inhibitorio. Por tanto, también contribuyen a la 
regulación de la transmisión gabaérgica. 
 Los astrocitos también metabolizan 
otros neurotransmisores como serotonina y 
catecolaminas. 
 
6. Liberación de D-serina 
Los astrocitos poseen una enzima llamada 
racemasa, que es capaz de transformar el 
aminoácido L-serina en su enantiómero D-
serina. La D-serina es un co-agonista en los 
receptores ionotrópicos para glutamato de tipo 
10 
 
NMDA. Para la activación de estos receptores, 
además del agonista (glutamato) se requiere un 
co-agonista, de los cuales el más conocido es la 
glicina. No obstante, la D-serina parece ser el 
co-agonista fisiológico en muchas sinapsis. 
 El glutamato liberado en la sinapsis 
actúa sobre receptores de la neurona 
postsináptica pero además activa receptores 
metabotrópicos presentes en la astroglia, que 
aumentan la concentración intracelular de Ca
2+
 
en los astrocitos y produce la liberación de D-
serina. 
 La acción conjunta del glutamato y la 
D-serina en los receptores postsinápticos 
NMDA tiene un papel importante en el 
desarrollo del fenómeno electrofisiológico 
llamado potenciación de largo plazo, que a su 
vez es fundamental para la adquisición 
de memoria (ver ATENCIÓN Y 
MEMORIA). 
 
7. Provisión de lactato a las neuronas 
Las neuronas utilizan glucosa como 
combustible principal, que incorporan 
mediante el transportador GLUT3, pero 
también pueden emplear lactato. Las 
neuronas convierten el lactato en 
piruvato en condiciones aerobias. Esto se 
debe a que poseen la isoenzima lactato 
dehidrogenasa A, que preferentemente 
transforma el lactato a piruvato. 
 Los astrocitos poseen 
transportadores de glucosa (GLUT1) y 
poseen la isoenzima lactato 
dehidrogenasa B, que genera lactato a 
partir de piruvato. El lactato producido es 
exportado al intersticio por cotransporte 
con H
+
. El lactato entonces ingresa a las 
neuronas, donde puede ser utilizado 
como fuente de energía química 
(Fig. 11). 
 
8. Protección antioxidante 
El sistema nervioso central es 
susceptible al daño causado por 
especies reactivas del oxígeno 
(“radicales libres”) como anión 
superóxido y peróxido de 
hidrógeno, debido a su alta tasa 
metabólica aerobia y la 
presencia de una alta 
concentración de lípidos que 
pueden ser oxidados. 
 Los astrocitos poseen 
varias enzimas capaces de 
detoxificar las especies 
reactivas del oxígeno, en particular glutatión 
reductasa y también catalasa y superóxido 
dismutasa. 
 
9. Mantenimiento de la barrera 
hematoencefálica 
En la superficie de las prolongaciones 
perivasculares de los astrocitos se expresan 
complejos macromoleculares, como distrofina-
distroglicano, que inducen y mantienen el 
fenotipo de las células endoteliales de los 
capilares cerebrales. 
Además, los astrocitos liberan mediadores 
solubles como factor de crecimiento 
transformante beta (TGF) que contribuyen al 
mismo efecto. 
A su vez, las células endoteliales secretan 
11 
 
moléculas como el factor inhibidor de la 
leucemia (LIF) que inducen la diferenciación de 
los astrocitos. Existe entonces una 
comunicación bidireccional entre ambos tipos 
de célula. 
 
10. Regulación del flujo sanguíneo local 
El incremento del Ca
2+
 intracelular causado por 
la activación de receptores metabotrópicos de 
glutamato causa la activación de la fosfolipasa 
A2 con producción de ácido araquidónico, a 
partir del cual se sintetiza prostaglandina E2. 
Esta prostaglandina relaja el músculo liso 
vascular de arteriolas y metaarteriolas, lo cual 
produce vasodilatación (Fig. 12). La 
prostaglandina E2 también puede causar 
relajación de los pericitos, disminuyendo la 
resistencia capilar (ver Barrera 
hematoencefálica). 
La vasodilatación disminuye la 
resistencia microcirculatoria y aumenta el flujo 
sanguíneo local. Este mecanismo sirve para 
acoplar el caudal sanguíneo a la demanda 
metabólica local. 
 
FUNCIONES DE LA MICROGLIA 
 
La microglia constituye ~ 10 % de las células 
gliales (8.5 . 10
9
) y es un componente del 
sistema inmune presente normalmente en el 
sistema nervioso central. 
Clásicamente se considera la microglia 
como un conjunto de células fagocíticas 
relacionadas con los macrófagos y, como éstos, 
originadas en la médula ósea. No obstante, 
estudios recientes demuestran que la microglia 
deriva de precursores del saco vitelino que 
originan la hematopoyesis embrionaria. 
 Si bien la microglia comparte la 
expresión de algunos genes que también son 
marcadores de los macrófagos,por otra parte 
expresa también genes diferentes. La microglia 
no depende para su desarrollo de factores de 
transcripción, como Myb, necesarios para los 
monocitos y macrófagos, pero sí de otros 
factores específicos como IL34, que es 
producido principalmente por neuronas. 
Por cierto, la microglia funciona como 
célula presentadora de antígenos y responde 
rápidamente con actividad fagocítica frente a 
lesiones inflamatorias, infecciosas, traumáticas 
o degenerativas del sistema nervioso. 
La microglia posee diversos receptores 
de membrana cuya activación produce 
respuestas activas de diferentes clases. Entre 
ellos, los mejores estudiados son receptores 
purinérgicos y receptores Toll-like como los 
que existen en otras células del sistema inmune. 
Además, se reconocen ahora varias 
funciones de la microglia en el sistema nervioso 
sano (Fig. 13). Las prolongaciones 
extensamente ramificadas de los microgliocitos 
se ponen en contacto con neuronas, astrocitos, 
sinapsis y capilares (en sitios no recubiertos por 
astrocitos). Estos contactos son de naturaleza 
cambiante, lo cual le permite a la microglia 
monitorear el estado funcional de las células 
vecinas. 
Aunque todavía no es claro el papel 
fisiológico de este monitoreo, es claro que, 
incluso en ausencia de lesión alguna, la 
microglia no está meramente en reposo. Entre 
las funciones recientemente reconocidas de la 
microglia están: 
 
1. Regulación de la apoptosis del sistema 
nervioso en desarrollo 
2. Poda de sinapsis en el sistema nervioso en 
desarrollo 
3. Maduración de las sinapsis 
4. Plasticidad sináptica en el adulto 
 
1. Regulación de la apoptosis 
12 
 
Durante el desarrollo del sistema nervioso se 
genera un exceso de precursores neuronales, que 
luego se elimina por apoptosis. Se sabía que una 
función de la microglia era la fagocitosis de las 
neuronas apoptóticas. 
A esta función de limpieza se le ha 
agregado la capacidad de la microglia de 
inducir selectivamente apoptosis de algunas 
neuronas mediante diversos mecanismos, como 
liberación de especies reactivas del oxígeno, 
secreción de péptidos como factor de necrosis 
tumoral alfa (TNF) e interacciones directas 
mediadas por integrinas. 
 
2. Poda sináptica 
Así como el sistema nervioso en 
desarrollo produce un exceso de 
precursores neuronales, también se 
establecen excesivas conexiones 
sinápticas que deben ser oportunamente 
eliminadas en el curso de la maduración. 
La fagocitosis de sinapsis inadecuadas 
requiere la expresión del receptor para 
C3 del complemento en la microglia. 
 
3. Maduración de la sinapsis 
Una vez establecida una sinapsis, debe 
sufrir un proceso de maduración para ser 
plenamente funcional. Las sinapsis 
glutamatérgicas de la corteza cerebral y 
del hipocampo no maduran 
adecuadamente en ausencia de microglia. 
 
4. Plasticidad sináptica 
La persistencia y funcionamiento de 
conexiones sinápticas maduras, ya 
establecidas, no parece depender de la 
microglia. No obstante, la microglia 
interviene en las modificaciones 
sinápticas iniciadas por aumento de la actividad 
de vías específicas, que se relacionan con 
procesos de aprendizaje. 
 Diversas evidencias indican un papel de 
la microglia en la plasticidad sináptica y el 
aprendizaje. La microglia secreta el factor 
neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), 
necesario para la potenciación de largo plazo 
tipo 3 y la adquisición de memoria episódica 
(ver ATENCIÓN Y MEMORIA). 
En uno de los estudios más importantes 
se observó la depleción de la microglia en 
ratones causaba déficits en diferentes pruebas de 
aprendizaje y reducía la formación de sinapsis 
asociada con el aprendizaje motor. Estos efectos 
fueron mayormente dependientes de la ausencia 
selectiva de BDNF producido por la microglia 
(Fig. 14; CX3R1 es un marcador que, en el 
sistema nervioso, solamente se expresa en la 
microglia). 
 
La circulación cerebral 
 
El tejido cerebral posee un metabolismo muy 
activo y casi exclusivamente aerobio, por lo cual 
requiere una profusa red vascular (Fig. 15). 
Aunque la masa del cerebro es sólo 2 % de la 
masa corporal (1.5 kg), consume 20 % del gasto 
energético en reposo y recibe 12 a 15 % del 
gasto cardíaco en reposo. El caudal sanguíneo 
cerebral es próximo a 0.5 mL/min por gramo de 
tejido, o 750 mL/min para un cerebro de 1500 g 
13 
 
de masa. Su consumo de oxígeno es de ~ 56 
mL/min (3375 mL de O2/h). 
El cerebro es el órgano más sensible a 
la hipoxia e isquemia. La interrupción de la 
irrigación produce pérdida de la conciencia en 5 
a 10 s y daño irreversible en pocos minutos 
debido a que las reservas de ATP sólo bastan 
para sostener el metabolismo energético de las 
neuronas y la glía por aproximadamente 1 min. 
Normalmente emplea como substrato 
casi exclusivamente glucosa, y consume 55 % 
del total de glucosa metabolizada en reposo (3.6 
g/h), para generar 760 mmol de ATP. En el 
ayuno prolongado, el metabolismo energético 
cerebral se adapta para utilizar también 
cetoácidos. 
 
RESEÑA ANATÓMICA 
 
El cerebro es irrigado por las arterias carótidas 
internas y vertebrales. Las arterias vertebrales se 
reúnen en la arteria basilar, que irriga el tallo 
cerebral (bulbo raquídeo, protuberancia y 
cerebelo). El sistema arterial anterior (carótidas 
internas) se anastomosa el sistema posterior 
(basilar) para formar el polígono de Willis (Fig. 
16). Las arterias comunicantes (anterior y 
posteriores) permiten la persistencia de cierto 
grado de flujo, por circulación colateral, en 
caso de obstrucción de alguna de las arterias 
principales. 
 La corteza cerebral es irrigada por las 
arterias cerebrales anterior, media y posterior. 
En la Fig. 17 se indican las áreas corticales 
irrigadas por cada una. Las arterias cerebrales 
dan ramas leptomeníngeas (de la piamadre) que 
forman una red anastomótica colateral. 
Las arterias cerebrales también dan las 
ramas que irrigan el parénquima. A diferencia 
de las ramas leptomeníngeas, las ramas 
parenquimatosas carecen prácticamente de 
anastomosis, de manera que cada 
una irriga una porción bien 
delimitada de la corteza y sustancia 
blanca subyacente. 
Las arterias 
parenquimatosas se ramifican en 
arteriolas que irrigan la red capilar 
cerebral. La pared capilar consta de 
células endoteliales y pericitos; 
ambas clases de célula está rodeada 
por una membrana basal. Por fuera 
de la membrana basal, los capilares 
están rodeados por los pedicelos de 
los astrocitos y por células llamadas 
pericitos (ver más adelante, Barrera 
Hematoencefálica). Se denomina 
“unidad neurovascular” al conjunto de capilares, 
astrocitos, pericitos y neuronas adyacentes. 
La densidad de capilares es muy 
elevada, ya que hay 2500 a 3000/mm
3
 de tejido 
cerebral (en el músculo esquelético hay 10 veces 
menos). La distancia media entre los capilares 
es de 40 m. Se estima que la superficie 
conjunta de los capilares cerebrales es de 14 m
2
. 
La sangre que llega a los capilares drena 
hacia diversos senos venosos, desde donde 
circula por diferentes venas, que tienen 
múltiples anastomosis con venas extracerebrales 
(Fig. 18). La sangre proveniente del cerebro 
drena por la vena yugular interna y en menor 
medida por las vertebrales, que desembocan en 
la vena yugular externa. Las venas vertebrales 
carecen de válvulas, por lo cual el sentido del 
flujo puede revertirse en ellas según los cambios 
de presión. 
El drenaje por las venas vertebrales se 
torna más importante en el individuo en 
posición erecta, ya que en esta condición la vena 
yugular interna tiende a colapsarse por su baja 
presión transmural (ver SISTEMA VENOSO Y 
LINFÁTICO). 
 
REGULACIÓN DEL CAUDAL SANGUÍNEO 
CEREBRAL 
 
En el individuo despierto, el caudal sanguíneo 
cerebral total se mantiene notablemente 
constante, si bien el aumento local del 
metabolismoincrementa el caudal en las áreas 
activadas. El caudal se reduce a la par del 
consumo de energía durante el sueño profundo 
(no REM) y durante la anestesia general. 
 
Presión de perfusión y autorregulación 
14 
 
El caudal sanguíneo cerebral depende del 
cociente entre la presión de perfusión Pp y la 
resistencia vascular cerebral Rvc. 
 
Caudal = Pp/Rvc 
 
 La presión de perfusión es la diferencia 
entre la presión arterial media dinámica (Pamd) 
y la presión venosa (Pv), cuando ésta es mayor 
que la presión intracraneal (Pic). No obstante, 
cuando Pic es mayor que Pv, la presión de 
perfusión queda determinada por la diferencia 
entre la presión arterial media dinámica y la 
presión intracraneal: 
 
Pp = Pamd – Pic 
 
 Con el individuo en posición erecta, la 
presión venosa en las venas cerebrales puede 
caer por debajo de la presión intracraneal. La 
situación es análoga a la que ocurre en la 
posición erecta en los vértices pulmonares, en 
los cuales la diferencia de presión relevante se 
calcula entre la presión en las arteriolas y la 
presión alveolar. 
Cuando la demanda metabólica del 
cerebro es constante, el caudal sanguíneo 
cerebral es relativamente independiente de la 
presión arterial media. A este fenómeno se lo 
denomina autorregulación. 
Con presiones 
intracraneanas constantes, el 
caudal se mantiene 
virtualmente constante en un 
rango de presión arterial 
media entre 50 y 150 mmHg 
por un aumento proporcional 
de la resistencia vascular 
cerebral (Fig. 19). Por debajo 
de 50 mmHg la vasodilatación 
es máxima y el caudal 
depende solamente de la 
presión. Entre 50 y 150 
mmHg, el caudal depende de 
la presión y de la resistencia, 
que aumenta en paralelo con 
la presión, con lo cual el 
caudal se mantiene constante. 
El aumento de resistencia se 
debe principalmente a la 
contracción del músculo liso 
de arterias pequeñas y 
arteriolas. Por encima de 150 
mmHg, la presión 
intravascular supera la tensión 
desarrollada por el músculo 
liso vascular, lo cual reduce la resistencia y 
aumenta el caudal. 
En personas que padecen de 
hipertensión arterial, la autorregulación sigue 
funcionando, pero el rango de presiones en el 
cual se mantiene la autorregulación se desplaza 
hacia la derecha (por ej., entre 80 y 180 mmHg). 
Dado el rango de autorregulación, en las 
personas normales la presión de perfusión debe 
mantenerse en al menos 50 mmHg. Las 
presiones de perfusión < 40 mmHg se asocian 
con mal pronóstico. En los hipertensos crónicos, 
pueden necesitarse mayores presiones mínimas 
por el fenómeno de desplazamiento del rango de 
autoperfusión indicado antes. 
La presión de perfusión puede reducirse 
por hipotensión arterial pero también por 
aumento de la presión intracraneana. En 
decúbito, la Pic no supera 7 mmHg en los niños 
pequeños ni 10 mmHg en niños mayores y 
adultos. En la posición sentada la Pic puede ser 
cero o incluso subatmosférica (este aspecto se 
trata con mayor detalle luego, a propósito del 
líquido cefalorraquídeo). 
Dada la rigidez de la caja craneana, el 
aumento del volumen intracraneano – por ej., 
por hemorragia o tumor – causa incremento de 
la Pic y, con Pamd constante, reduce la presión 
de perfusión. Cuando el aumento de volumen es 
tal que la Pic aumenta a 20 mmHg, ulteriores 
incrementos elevan muy rápidamente la Pic, 
15 
 
reducen la presión de perfusión y causan 
isquemia cerebral. 
 
Regulación nerviosa 
La inervación de las arterias cerebrales depende 
del tipo preciso de arteria. Las arterias de la 
piamadre reciben inervación autónoma o 
extrínseca principalmente del simpático (ganglio 
cervical superior), pero también de los ganglios 
ótico, esfenopalatino y trigeminal. Las fibras 
simpáticas son vasoconstrictoras. Liberan 
noradrenalina que actúa sobre 1-
adrenoceptores y neuropéptido Y, ambos 
vasoconstrictores. La inervación desde el 
ganglio trigeminal libera serotonina, que 
también es vasoconstrictora (receptores 5HT1 y 
5HT2), aunque también incluye neuropéptidos 
como sustancia P, péptido relacionado con el 
gen de calcitonina (CGRP), neurokinina A y 
polipéptido activador de la adenilato ciclasa 
pituitaria (PACAP). 
La inervación ótica y esfenopalatina es 
principalmente vasodilatadora colinérgica, 
aunque también libera los vasodilatadores óxido 
nítrico y péptido intestinal vasoactivo (VIP). A 
pesar de muchos estudios, no está claro el papel 
de la inervación extrínseca (autonómica) en la 
regulación normal de la circulación cerebral, 
aunque la inervación simpática está afectada en 
la hipertensión arterial y la inervación 
serotonérgica tiene un papel en la patogenia de 
la migraña. 
 La regulación normal del caudal 
sanguíneo cerebral depende fundamentalmente 
de factores locales, en parte por cambios en la 
[K
+
] y [H
+
] extracelulares, así como a la 
liberación de adenosina (todos factores 
vasodilatadores). Las arterias parenquimatosas 
carecen de inervación extrínseca, pero son 
inervadas por neuronas intrínsecas, es decir, del 
propio sistema nervioso central. Por una parte 
hay interneuronas GABAérgicas (que además 
liberan neuropéptidos diversos). Por otra parte, 
los vasos parenquimatosos también reciben 
inervación del locus coeruleus (noradrenérgica), 
los núcleos del rafe (serotonérgica), y del núcleo 
de Meynert (colinérgica). En las arterias 
parenquimatosas, la noradrenalina tiene efecto 
vasodilatador, pues actúa sobre -
adrenoceptores. Probablemente las 
interneuronas y las proyecciones desde núcleos 
subcorticales funcionan como reguladores del 
flujo sanguíneo local. 
 
16 
 
Efectos del dióxido de 
carbono y el oxígeno 
El regulador fisiológico 
más importante del caudal 
sanguíneo cerebral total es 
la presión de CO2. Con 
una presión de perfusión 
constante, las variaciones 
en la presión parcial de 
CO2 arterial en torno de su 
valor normal (40 mmHg) 
causan grandes cambios en 
el caudal sanguíneo 
cerebral (Fig. 20). El 
aumento de la paCO2 causa 
vasodilatación y su 
disminución causa 
vasoconstricción. El 
dióxido de carbono es, 
entonces, un importante 
vasodilatador cerebral. 
Las variaciones de 
la presión parcial de 
oxígeno tienen un efecto 
comparativamente menor. Incrementos de la 
paO2 por encima de su valor normal (100 
mmHg) no modifican el caudal sanguíneo 
cerebral. Por el contrario, la hipoxemia arterial 
puede provocar vasodilatación cerebral, pero 
solamente cuando la paO2 cae por debajo de 60 
mmHg, manteniendo la paCO2 constante. Esto 
no ocurre por hipoxia ambiental en sujetos 
sanos, ya que la hipoxia genera una respuesta 
hiperventilatoria que reduce la paCO2 y por 
tanto cancela el efecto vasodilatador de la baja 
paO2. En cambio, puede haber una importante 
vasodilatación cerebral durante la asfixia, en la 
cual se produce simultáneamente una reducción 
de la paO2 y un aumento de la paCO2. 
 
APOPLEJÍA 
 
Dado que el cerebro se encuentra en una 
estructura rígida (el cráneo), los aumentos del 
volumen intracraneano tienden a comprimir los 
vasos cerebrales por aumento de la presión 
extrínseca (ver más adelante el principio de 
Monro-Kellie). En condiciones fisiológicas, esto 
estabiliza el flujo cerebral frente a cambios de la 
posición de la cabeza. 
En estados anormales en los cuales 
existe un aumento creciente y sostenido de la 
presión intracraneana (causada, por ej., por un 
tumor, edema o un aneurisma cerebral), la 
reducción del caudal provoca una intensa 
respuesta presora (reflejo de Cushing) por 
estimulación directa de los centros vasomotores 
bulbares. 
Lamentablemente, la apoplejía (ictus 
apopleticus), llamada también “accidente 
cerebrovascular”, es un trastorno muy frecuente, 
cuya prevalencia crece con la edad. A veces es 
precedida por varios trastornos isquémicos 
transitorios (TIA), que generan déficitsreversibles. La apoplejía puede deberse a 
aterosclerosis, trombosis o hemorragia. El sitio 
probable de la obstrucción se puede determinar 
con bastante exactitud a partir del cuadro clínico 
que presenta el paciente, y puede confirmarse 
mediante tomografía computada o resonancia 
magnética. 
 
LA BARRERA HEMATOENCEFÁLICA 
 
Para su normal funcionamiento, las neuronas 
requieren un ambiente fisicoquímico 
determinado y relativamente constante. La 
integridad funcional de las neuronas centrales 
depende en parte, como ya se explicó, de las 
funciones metabólicas de la astroglia. Sin 
embargo, es fundamental la regulación de la 
transferencia de sustancias a través de los 
capilares cerebrales. 
Ya en 1885, Paul Ehrlich observó que 
un colorante (azul trípano) inyectado en la 
circulación ingresaba a todos los órganos, con 
excepción del sistema nervioso central. Erwin 
Goldmann, discípulo de Ehrlich, hizo en 1913 
una simple contraprueba: Inyectó el mismo 
17 
 
colorante en el líquido cefalorraquídeo y 
observó que teñía el sistema nervioso sin 
escapar a la circulación general. 
Estudios posteriores demostraron la 
existencia de una barrera difusional que hoy se 
denomina barrera hematoencefálica (BHE). Los 
componentes de la BHE son los capilares 
cerebrales y los pericitos; la participación de la 
astroglia en la función de barrera es menos 
clara (Fig. 21). 
La BHE cumple las siguientes 
funciones: 
 
1. Permitir el continuo aporte de nutrientes 
para las células cerebrales (neuronas y glía) 
2. Permitir la continua eliminación de 
productos metabólicos de desecho. 
3. Mantener la composición del líquido 
intersticial cerebral. 
4. Limitar el paso por difusión simple de 
moléculas polares. 
5. En caso de enfermedad, dirigir y permitir el 
paso de células del sistema inmune. 
 
Los capilares cerebrales permiten el 
paso de gases y sustancias liposolubles, 
incluidos muchos fármacos y los anestésicos 
generales volátiles, como halotano. 
 
Endotelio 
El endotelio de los capilares cerebrales se 
caracteriza por ser continuo y poseer uniones 
intercelulares muy poco permeables de tipo 
unión estrecha (zonula occludens). El vínculo 
mecánico entre las células endoteliales es 
reforzado por uniones adherentes. Ambos tipos 
de unión están formados por complejos 
macromoleculares característicos (Fig. 22). El 
endotelio está rodeado de una membrana basal 
de 30 a 40 nm de espesor, formada por colágeno 
tipo IV, proteoglicanos, laminina, fibronectina y 
otras proteínas. 
Dada la escasa permeabilidad de la vía 
paracelular, la transferencia de sustancias debe 
realizarse principalmente por vía transcelular. El 
endotelio de los capilares cerebrales numerosas 
mitocondrias, que sugieren alta actividad 
metabólica. 
18 
 
La transferencia transcelular de 
sustancias se realiza por diversos mecanismos 
(Fig. 23). El endotelio posee transportadores de 
glucosa (GLUT1 y GLUT4) y diferentes 
sistemas de transporte de aminoácidos y 
nucleósidos como adenosina. El transportador 
de glucosa GLUT1 tiene un Km elevado (11 
mmol/L), de modo que trabaja lejos del valor de 
saturación con glucemias normales (90 mg/dL = 
5 mmol/L). Como consecuencia, la BHE no es 
un factor limitante para el ingreso de glucosa al 
cerebro. 
En el endotelio hay también 
transferencia de ciertas moléculas mayores, 
mediadas por transportadores específicos; por 
ej., para el ingreso de insulina y leptina. 
Adicionalmente, el endotelio de los 
vasos cerebrales posee enzimas (como 
acetilcolinesterasa y monoaminooxidasa) que 
degradan compuestos neuroactivos. Finalmente, 
posee varios sistemas transportadores capaces 
de extraer activamente ciertos compuestos 
desde el intersticio hacia la sangre. Un ejemplo 
bien estudiado es la glicoproteína P-1 (P-Gp1), 
también conocida como MDR1, ABCB1 y 
CD243. La P-Gp1 pertenece a la familia de 
transportadores ABC (ATP Binding Cassette), 
que transfiere compuestos diversos con gasto de 
ATP. P-Gp1 puede transportar una gran 
variedad de compuestos anfipáticos, entre ellos 
fármacos como digoxina, cimetidina, colchicina 
y metotrexate. La anulación genética o 
farmacológica de la función de P-Gp1 en la 
BHE resulta en niveles elevados de estos 
fármacos en el cerebro, 
con el consecuente 
riesgo de 
neurotoxicidad. 
 
Pericitos 
Los pericitos o 
miofibroblastos son 
células estrechamente 
asociadas con el 
endotelio, ya que – al 
igual que éste – se 
encuentran por dentro de 
la membrana basal 
pericapilar. 
Los pericitos 
recubren ~ 25 % del 
endotelio. Poseen tienen 
algunas funciones 
específicas como inducir 
la expresión génica de 
las células endoteliales, 
que produce un fenotipo 
diferente del observado en otros endotelios. 
Entre otros efectos, inducen la expresión de P-
Gp1 en el endotelio. 
Los pericitos también promueven la 
polarización funcional de las células gliales que 
recubren los capilares con sus pedicelos. 
Los pericitos poseen proteínas 
contráctiles características del músculo liso 
vascular. Su contracción y relajación contribuye 
a regular la resistencia hemodinámica capilar. 
 
Sitios carentes de barrera hematoencefálica 
La BHE está ausente en ciertas áreas del 
cerebro en las cuales el ingreso relativamente 
irrestricto de sustancias circulantes en la sangre 
o el egreso de sustancias hacia la sangre tiene 
importancia funcional, con neuronas 
neurosecretorias o neuronas quimiosensibles a 
sustancias circulantes en la sangre, 
Estos sitios carentes de BHE son siete áreas, 
llamadas en conjunto órganos 
circunventriculares (Fig. 24): 
 
1. El órgano vasculoso de la lámina terminal 
2. El órgano subfornical 
3. El órgano subcomisural 
4. La eminencia media 
5. La neurohipófisis 
6. La glándula pineal 
7. El área postrema 
 
 Estas regiones restringidas poseen 
capilares cuyo endotelio es más permeable que 
en la BHE, pero están efectivamente aisladas 
19 
 
por la glía del resto del cerebro, donde la BHE 
es funcional. 
 
El líquido cefalorraquídeo 
 
El líquido cefalorraquídeo (LCR), también 
llamado fluido cerebroespinal, es un líquido 
transparente contenido en los ventrículos 
cerebrales, el conducto del epéndimo y los 
espacios subaracnoideos. 
 
RESEÑA ANATÓMICA 
 
El sistema ventricular cerebral consiste en varias 
cavidades comunicadas entre sí (Fig. 25). Existe 
un ventrículo lateral en cada hemisferio, que se 
comunica con el tercer ventrículo (medial) por 
el agujero de Monro (interventricular). El tercer 
ventrículo está comunicado por el acueducto de 
Silvio con el cuarto ventrículo, ubicado en el 
tallo cerebral. El 
cuarto ventrículo se 
continúa en la 
médula espinal como 
el conducto del 
epéndimo. Los 
agujeros de Luschka 
(laterales) y 
Magendie (medial) 
comunican el cuarto 
ventrículo con el 
espacio 
subaracnoideo. 
 Las 
meninges son tres 
membranas de tejido 
conectivo que rodean al sistema 
nervioso central y se denominan, de 
afuera hacia adentro, duramadre, 
aracnoides y piamadre. 
 La duramadre está formada 
por tejido conectivo fibroso que se 
dispone en dos capas, una externa 
llamada perióstica y una interna 
llamada meníngea. La duramadre 
forma dos tabiques intracraneanos 
principales, que restringen los 
desplazamientos del cerebro durante 
las aceleraciones de la cabeza: La hoz 
del cerebro, que separa los 
hemisferios cerebrales y la tienda del 
cerebelo, que separa este órgano de la 
parte posterior del cerebro (Fig. 26 
A). El seno venoso sagital transcurre 
envuelto por la capa meníngea de la 
duramadre (Fig. 26 B). 
 En la médula espinal, la 
duramadre está separada del periostio de las 
vértebras por el espacio epidural, que contiene 
el plexo venoso vertebral interno, adipocitos y 
tejido conectivo laxo. 
 La aracnoides también consta de dos 
capas. La capa externa es continua. Está 
formada porcélulas con numerosas uniones 
estrechas y adherentes y escaso espacio 
intercelular. La capa interna es trabeculada y se 
encuentra en el espacio subaracnoideo, el cual 
está revestido por un epitelio simple plano. 
 La piamadre es una membrana delgada, 
formada por una única capa de células que se 
adhiere a la corteza cerebral. 
 
COMPOSICIÓN, VOLUMEN Y RECAMBIO 
 
El LCR es básicamente una disolución 
cristaloide (Tabla 1), ya que su concentración 
de proteína es de 0.2 a 0.4 g/L o 
20 
 
aproximadamente sólo 0,5 % de la 
concentración plasmática. Sin embargo, el LCR 
no es un simple ultrafiltrado de plasma. Por ej., 
su concentración de Cl
-
 es algo superior y la de 
K
+
 algo inferior a las respectivas 
concentraciones plasmáticas. Su osmolaridad es 
5 mOsm/L mayor que la del plasma 
 El volumen medio de LCR en un adulto 
es de ~ 150 mL, de los cuales 25 mL se 
hallan en los ventrículos y 125 mL en el 
espacio subaracnoideo. El volumen de 
LCR aumenta con la edad debido a la 
progresiva disminución de volumen del 
parénquima cerebral asociada con el 
envejecimiento (Fig. 27). 
 En el adulto joven, la producción 
diaria de LCR es ~ 500 mL. A volumen 
constante, una cantidad igual es 
reabsorbida, por lo cual todo el volumen 
de LCR se recambia entre tres y cuatro 
veces por día. El recambio se reduce 
mucho en ancianos, ya que el volumen 
normal de LCR es mayor y la producción diaria 
media es de sólo ~ 250 mL/día. 
 
FORMACIÓN, CIRCULACIÓN Y ABSORCIÓN 
 
Clásicamente se admite que el LCR se forma en 
los plexos coroideos, aunque parte del volumen 
de LCR proviene del líquido intersticial del 
parénquima cerebral. 
 
Los plexos coroideos 
El sistema ventricular cerebral está recubierto 
por un epitelio ciliado formado por células 
ependimarias. Estas células carecen de 
membrana basal y están (como la piamadre) en 
contacto directo con el tejido nervioso. Las 
células están vinculadas entre sí por uniones 
comunicantes (nexos) y uniones estrechas, pero 
estas últimas son discontinuas, de modo que 
permiten el intercambio de moléculas grandes y 
pequeñas entre el intersticio cerebral y el LCR. 
 En continuidad con el epitelio 
ependimario, existen en los ventrículos los 
pequeños órganos vascularizados conocidos 
como plexos coroideos. Estas estructuras se 
proyectan en forma de láminas en los 
ventrículos laterales, y de vellosidades en los 
ventrículos tercero y cuarto. 
 Las células epiteliales cuboides 
(llamadas células de Kolmer) que recubren los 
plexos carecen de cilias pero poseen 
microvellosidades apicales (en contacto con el 
LCR) que aumentan notablemente su superficie. 
La masa conjunta de los plexos coroideos es de 
2 g, pero su superficie apical es de 200 cm
2
. Su 
caudal sanguíneo relativo es muy elevado, de ~ 
3 mL/min por g de tejido (6 veces más que el 
parénquima cerebral). No obstante, debido a la 
pequeña masa de los plexos coroideos, el caudal 
sanguíneo absoluto es de sólo 6 mL/min. 
 El epitelio de los plexos coroideos posee 
uniones estrechas de muy baja permeabilidad y 
Tabla 1: Composición del líquido cefalorraquídeo 
(LCR) comparada con el plasma (valores medios). 
Componente Plasma LCR Relación 
LCR/plasma 
Na
+
 (mmol/L) 
K
+ 
 (mmol/L) 
Ca
2+
 (mmol/L) 
Mg
2+
 (mmol/L) 
Cl
-
 (mmol/L) 
HCO3
-
 (mmol/L) 
Glucosa (mmol/L) 
Aminoácidos (mmol/L) 
Osmolaridad (mOsm/L) 
pH 
Densidad (g/cm
3
) 
140 
4.5 
1.25 
 0.54 
102 
24 
5.0 
2.9 
300 
7.40 
1.030 
141 
2.9 
1.25 
0.83 
120 
22 
3.0 
0.9 
305 
7.30 
1.007 
~ 1.0 
0.64 
0.50 
1.54 
1.18 
0.92 
0.60 
0.31 
1.02 
0.99 
0.98 
 
21 
 
uniones comunicantes. A diferencia del epitelio 
ependimario, asienta sobre una membrana basal. 
Por debajo de ésta hay tejido conectivo laxo, en 
el cual se encuentran abundantes capilares 
fenestrados (Fig. 28) y algunos linfocitos. 
 Los plexos coroideos reciben inervación 
colinérgica, noradrenérgica, serotonérgica y 
peptidérgica. La acetilcolina estimula la 
secreción, mientras que las catecolaminas y la 
serotonina la reducen. Los plexos tienen 
receptores para atriopeptinas y vasopresina, 
cuya activación reduce la secreción. 
 Los datos estructurales y estudios 
funcionales indican que en los plexos coroideos 
existe una barrera entre la sangre y el LCR, 
pero que dicha barrera está formada por el 
epitelio, a diferencia de la BHE, en la cual el 
endotelio es el que limita el pasaje de sustancias. 
 La secreción en los plexos coroideos se 
realiza en dos pasos. En primer lugar, hay 
filtración pasiva del plasma sanguíneo a través 
del endotelio capilar fenestrado. El segundo 
paso depende de las propiedades funcionales del 
epitelio. 
 La secreción de Na
+
 muestra un ritmo 
circadiano, con valores máximos a las 8 y a las 
18. Probablemente este ritmo está regulado por 
la inervación autónoma ya mencionada. 
El epitelio coroideo está funcionalmente 
polarizado y posee un conjunto de canales y 
transportadores iónicos, además de anhidrasas 
carbónicas (Fig. 29). Cabe notar que la Na, K-
ATPasa se encuentra en la membrana apical. 
Además posee acuaporina 1 (AQP1) tanto en la 
membrana apical como en la membrana 
basolateral (sitio de acción de la vasopresina). 
Dado que la osmolaridad del LCR es levemente 
mayor que la del plasma, se piensa que el agua 
ingresa al LCR por el gradiente osmótico 
creado por el transporte iónico. 
 Además de producir LCR, los plexos 
coroideos poseen transportadores que permiten 
el ingreso al LCR nutrientes como ácido 
ascórbico, folato y nucleósidos. También 
secretan factores de crecimiento como IGF2. 
El epitelio también es capaz de 
transferir algunas sustancias, como aminoácidos 
y ciertas drogas, desde el LCR hacia la sangre. 
Las células de Kolmer responden a la 
presencia de ciertas citokinas en el LCR (como 
TNF) secretando a su vez citokinas que atraen 
leucocitos, en particular linfocitos T CD4+. 
 
El líquido intersticial del cerebro 
El parénquima cerebral carece de vasos 
linfáticos, por lo cual esta vía de egreso del 
exceso de líquido intersticial causada por las 
fuerzas de Starling no está disponible en el 
cerebro (ver MICROCIRCULACIÓN y 
22 
 
CIRCULACIÓN EN VENAS Y LINFÁTICOS). 
 Los capilares cerebrales poseen una 
gran superficie de intercambio (14 m
2
), de modo 
que un pequeño exceso de ultrafiltración con 
respecto a la reabsorción pueden resultar en 
aumentos significativos del líquido intersticial. 
 El líquido intersticial, que rodea las 
neuronas y la glía, constituye ~ 20 % de la masa 
del cerebro in vivo. Esto corresponde a 300 mL 
en un cerebro de 1500 mL. Por tanto, en el 
sistema nervioso central el liquido extracelular 
total tiene un volumen de 450 mL, de los cuales 
1/3 corresponde al LCR (150 mL) y 2/3 al 
líquido intersticial (300 mL). Ambos 
compartimientos están comunicados entre sí. 
Aunque el intersticio cerebral es 
sumamente tortuoso (Fig. 30) y supone una 
considerable resistencia al flujo, se estima que el 
desbalance de las fuerzas de Starling en los 
capilares cerebrales produce cerca de 25 % del 
volumen del LCR; el 75 % restante es secretado 
por los plexos coroideos. No obstante, estas 
proporciones son actualmente objeto de 
controversia. 
 
Circulación del líquido cefalorraquídeo 
Desde su sitio principal 
de formación en los 
plexos coroideos el LCR 
circula desde los 
ventrículos laterales, 
tercero y cuarto. Parte 
del LCR sale por el 
agujero medial de 
Magendie desde el 
cuarto ventrículo hacia 
la cisterna magna del 
espacio subaracnoideo. 
Otra parte sale por los 
agujeros de Luschka 
hacia la cisterna del 
ángulo cerebelopontino. 
Parte del LCR puede 
continuar por el 
conducto del epéndimo. 
 La fuerza 
impulsora del 
desplazamiento neto del 
LCR no ha sido 
claramente identificada. 
Intuitivamente se 
pensaría que existe un 
gradiente de presión 
estableentre los 
ventrículos laterales y el 
23 
 
espacio subaracnoideo, pero los datos 
experimentales no avalan tal suposición. 
Se sabe que las pulsaciones arteriales y, 
en menor medida, los movimientos respiratorios 
causan oscilaciones de la presión intracraneal 
(Fig. 31). La velocidad del LCR alcanza valores 
del orden de 10 cm/s en el acueducto de Silvio.
3
 
Con cada pulsación arterial, ingresa al 
cerebro un volumen de sangre de ~ 10 mL (para 
un caudal de 750 mL/min con una frecuencia 
cardíaca de 75/min). Dado que el cráneo es 
inextensible, un volumen similar de LCR o 
sangre venosa debe de ser desplazado fuera de 
él (la porción espinal del sistema nervioso 
central es más distensible debido al espacio 
peridural). 
Por otra parte, durante el ciclo 
respiratorio, la presión intratorácica disminuye 
durante la inspiración, lo cual incrementa el 
retorno venoso y presumiblemente reduce la 
presión venosa intracraneal, facilitando el 
desplazamiento del LCR hacia el seno sagital. 
Durante la espiración la presión intratorácica 
aumenta, dificultando el retorno venoso. 
El efecto combinado sobre la presión 
intracraneal del pulso arterial y los movimientos 
respiratorios origina oscilaciones del orden de 
10 cmH2O. Por el contrario, los cambios en la 
presión lumbar asociados con movimientos 
cardiorrespiratorios son de 0.1 ó 0.2 cmH2O. 
Un estudio reciente con resonancia 
magnética de alta resolución espacial y temporal 
determinó que, en el ser humano, los 
 
3
 Dentro de los ventrículos laterales, el batido rítmico 
de las cilias del epitelio ependimario también 
producen desplazamiento y mezcla del LCR, pero no 
circulación neta. 
movimientos respiratorios son el 
factor preponderante que impulsa 
la circulación del LCR.
4
 
 
Reabsorción del líquido 
cefalorraquídeo 
 Según el modelo clásico, 
el LCR circula por el espacio 
subaracnoideo en sentido 
ascendente y es reabsorbido en el 
seno venoso sagital superior a 
través de las granulaciones 
aracnoideas.. Las granulaciones 
aracnoideas son prolongaciones 
del espacio subaracnoideo, 
recubiertas por el endotelio del 
seno venoso, que atraviesan la 
capa meníngea de la duramadre 
(Fig. 32 A). Actúan como 
válvulas para la salida de LCR hacia la sangre 
venosa (Fig. 32 B). Cuando la presión del LCR 
 
4
 Dreha-Kulaczewski S y col. J Neurosci 35: 2485-
2491, 2015. 
24 
 
es alta, las vellosidades se dilatan y aumenta la 
transferencia de líquido, mientras que se retraen 
cuando la presión del LCR es baja. 
 Además del drenaje hacia el seno 
sagital, se admite que el LCR también puede 
drenar hacia venas y linfáticos que rodean las 
vainas nerviosas de los pares craneanos y los 
nervios espinales. Una vía bien estudiada es a 
través de la placa cribiforme del etmoides, desde 
donde el filtrado alcanza las cadenas 
ganglionares linfáticas del cuello (Fig. 33). 
Recientemente se ha descubierto una red 
linfática en la duramadre, cuya importancia en 
la circulación de LCR aún se desconoce. 
 Es probable que la importancia relativa 
de las vías de reabsorción varíe con la posición 
del cuerpo, en la medida en que dicha posición 
modifique la distribución de LCR en el espacio 
subaracnoideo. 
 
FUNCIONES DEL LÍQUIDO 
CEFALORRAQUÍDEO 
 
El LCR cumple diversas funciones mecánicas, 
químicas e inmunológicas, de las que deben 
mencionarse: 
 
1. Empuje hidrostático del cerebro 
2. Protección mecánica 
3. Ecualización de presiones 
4. Amortiguación del pH extracelular 
5. Eliminación de sustancias de desecho 
6. Distribución de sustancias neuroactivas 
7. Señalización inmunológica 
 
1. Empuje hidrostático del cerebro 
El cerebro es un órgano voluminoso y friable. Si 
un cerebro fresco (sin fijación) se deposita sobre 
un plano sólido, se deforma y se desgarra por su 
propio peso.
5
 
 Según el principio de Arquímedes, en el 
campo gravitatorio, un cuerpo sumergido en el 
seno de un fluido recibe una fuerza ascendente 
(llamada empuje) igual al peso de la masa 
líquida que desplaza. 
 El cerebro in situ está rodeado de LCR 
y por tanto recibe un empuje igual al peso del 
volumen de LCR que desplaza. El LCR tiene un 
peso específico de 1.007 gr/cm
3
 (Tabla 1). El 
cerebro posee un peso específico algo mayor 
(1.040 g/cm
3
). Un cerebro de 1500 cm
3
 pesa 
1558 gr en el aire. El empuje que recibe del 
LCR in situ es de 1500 cm
3
 x 1.007 gr/cm
3
 = 
1510.5 gr. En esas condiciones, el peso neto del 
cerebro es: 
 
1558 gr (aire) – 1510.5 gr (LCR) = 49.5 gr 
 
En conclusión, el cerebro flota en el 
LCR, lo cual impide la deformación e incluso 
los desgarros que su propio peso causarían (Fig. 
34). 
 
2. Protección mecánica 
La caja craneana protege al frágil tejido 
cerebral contra traumatismos. El LCR 
contribuye a la protección al interponer una 
capa fluida entre el rígido hueso y el blando 
cerebro. 
 Desde luego, tanto la protección 
proporcionada por el cráneo y el LCR es 
relativa y resulta insuficiente ante 
traumatismos severos, más frecuentemente 
causados por accidentes de tránsito. 
 
3. Ecualización de presiones 
En un individuo en decúbito, la presión del 
LCR es aproximadamente la misma a lo largo 
del neuroeje. Lo mismo se aplica a la presión 
venosa. 
 
5
 El aire es un fluido y también proporciona un 
empuje, pero debido a su baja densidad dicho empuje 
es ínfimo (< 2 gr para un cerebro de 1500 cm
3
). 
25 
 
 No obstante, en cualquier posición 
diferente de la horizontal, la presión venosa y 
del LCR también será afectada por la gravedad. 
 Si la cabeza se encuentra por encima del 
plano horizontal, la presión del LCR disminuye 
en el cráneo y aumenta en la región lumbar 
(Fig. 35). Lo opuesto ocurre si la cabeza está 
por debajo del plano horizontal. Con 
inclinaciones pronunciadas, la presión en la que 
queda por encima del plano horizontal se torna 
subatmosférica (“negativa”). 
 Los cambios en la presión venosa son 
cualitativamente similares a los del LCR. En la 
posición de pie (o sentado) la presión disminuye 
en el cráneo simultáneamente en las arterias, 
venas y LCR debido a la columna hidrostática 
entre el nivel del cráneo y el plano de referencia 
(aurícula 
derecha). La 
presión de 
perfusión 
disminuye 
solamente ~ 10 
% porque el 
LCR se desplaza 
hacia el 
compartimiento 
espinal. De 
todos modos, el 
caudal 
sanguíneo 
cerebral 
disminuye 
también cerca de 
10 % en la 
posición de pie 
con respecto al 
decúbito. 
 
4. Amortiguación del pH 
El único sistema amortiguador presente en el 
LCR en concentración significativa es el sistema 
CO2/HCO3
-
. Este sistema mantiene un pH 
estable en el líquido extracelular cerebral. 
La actividad de los plexos coroideos 
mantiene constante la concentración de 
bicarbonato en condiciones normales. En caso 
de producirse un aumento o una disminución de 
la presión arterial de CO2, la secreción de 
bicarbonato al LCR varía en el mismo sentido, 
de modo que el pH del LCR se normaliza en 
forma mucho más rápida (< 24 h) que la 
compensación metabólica del pH arterial, que 
demora varios días. 
La regulación del pH del LCR no 
solamente es importante para mantener la 
función de las neuronas, sino que influye en la 
capacidad de respuesta de los quimiorreceptores 
centrales, que son bañados por LCR (ver 
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN). 
 
5. Eliminación de sustancias de desecho 
El transporte convectivo de LCR a través de sus 
diferentes vías de reabsorción permite la 
eliminación de productos finales del 
metabolismo cerebral, productos de 
peroxidación y proteínas glicosiladas. Esta 
función decae con la edad debido a la menor 
tasa de recambio de LCR asociada con el 
envejecimiento normal. La declinación de esta 
funciónpuede ser más grave en enfermedades 
degenerativas del sistema nervioso, como las 
enfermedades de Parkinson y de Alzheimer. 
26 
 
 
6. Distribución de sustancias 
neuroactivas 
Diversas moléculas que influencian la 
actividad neuronal pueden llegar al LCR 
desde la sangre (por ej., leptina e 
insulina) o ser secretadas hacia el LCR 
por los plexos coroideos (por ej. IGF2) o 
por elementos nerviosos (por ej., 
melatonina y GnRH). Se desconoce aún 
la importancia de esta transferencia, pero 
es probable que el LCR sea una vía de 
señalización capaz de modificar la 
función de grupos neuronales distantes 
entre sí y sin conexión directa. 
 
7. Señalización inmunológica 
El sistema nervioso central es una de las 
regiones que goza de privilegio inmune 
(ver EL SISTEMA INMUNE). No obstante, 
en diversas enfermedades infecciosas y 
degenerativas del sistema nervioso el 
LCR se torna una vía de tráfico de 
moléculas relacionada con la señalización 
inmunológica y de células de la 
inmunidad. 
 
PUNCIÓN LUMBAR 
 
En 1891, Heinrich Irenaeus Quincke introdujo la 
técnica de extracción de LCR conocida hoy 
como punción lumbar. Con el paciente en 
decúbito lateral, se introduce entre las vértebras 
lumbares tercera y cuarta una aguja hasta el 
espacio subaracnoideo para obtener una muestra 
de LCR (Fig. 36). 
 Entre las variables que pueden 
estudiarse se encuentra (el sufijo “raquia” se 
refiere al LCR): 
 
1. Presión del LCR 
2. Aspecto macroscópico 
3. Glucorraquia 
4. Proteinorraquia 
5. Recuento de leucocitos 
6. Tinción para microorganismos 
 
Por ej., en una meningitis bacteriana la presión 
está aumentada (> 30 cmH2O), el aspecto es 
turbio, la glucorraquia está disminuida (< 2.2 
mmol/L o < 40 mg/dL), la proteinorraquia es > 
1000 mg/L, hay > 500 leucocitos/mm
3
 (con 
predominio de polimorfonucleares) y la tinción 
de Gram permite detectar bacterias en 60 a 90 % 
de los casos. De no identificarse bacterias con la 
tinción de Gram, es posible realizar un cultivo. 
 
 
 
 
 
 
Transporte transmembrana y potencial de reposo 
 
Dr. Fernando D. Saraví 
 
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA A TRAVÉS DE MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
Pasivos: Son impulsados por la agitación térmica del soluto (difusión) o disolvente (ósmosis). 
Requieren diferencias de concentración (solutos no cargados) o electroquímicas (iones). Son procesos 
disipativos que tienden a llevar el sistema a un estado de 
equilibrio termodinámico. Por ejemplo, en la difusión 
simple a través de una membrana que separa dos medios A 
y B con diferente concentración de un soluto, se denomina 
gradiente al cociente entre la diferencia de concentración (A 
– B) y la distancia que las separa, en este caso el espesor X 
de la membrana (Fig. 1). A medida que avanza el proceso 
difusional, la concentración de A decrece y la de B crece, lo 
cual reduce progresivamente el gradiente. 
Activos: No explicables por agitación térmica. 
Pueden funcionar contra gradientes de concentración 
(solutos no cargados) o electroquímicos (iones). Se 
clasifican en transporte activo primario, donde el 
acoplamiento entre el transporte y el consumo 
de energía es directo (ATPasas), y transporte 
activo secundario, donde el acoplamiento es 
indirecto (otro mecanismo directo crea el 
gradiente necesario). 
Otra clasificación posible se basa en la 
ausencia o existencia de moléculas 
transportadoras específicas (transportadores 
o carriers). La difusión simple, la ósmosis y la 
ultrafiltración (transferencia por diferencia de 
presión hidrostática) no son mediados por transportadores (Fig. 2). 
 
TRANSFERENCIA MEDIADA POR 
TRANSPORTADORES 
A. Difusión facilitada: Una molécula específica 
facilita la transferencia de un soluto a favor de su 
diferencia de concentración. Por ejemplo, 
transportadores de glucosa que facilitan el ingreso de la 
hexosa a las células en la mayoría de los tejidos, y la 
salida en epitelios a través de los cuales se transfiere 
glucosa (túbulo proximal, intestino delgado, plexos 
coroideos). Para igual diferencia de concentración, la 
transferencia es mucho mayor en presencia del 
transportador (Fig. 3). 
B. Transporte activo primario. Una molécula 
específica permite la transferencia de uno o más 
solutos, en general iones, en contra de sus gradientes 
electroquímicos. La molécula tiene actividad de 
ATPasa (hidroliza ATP). Tres ejemplos son la Na,K-
ATPasa presente en la membrana plasmática de todas las células, la Ca-ATPasa del retículo 
sarcoplásmico, y la H,K-ATPasa de las células oxínticas de la mucosa gástrica. 
C. Transporte activo secundario. Una molécula específica acopla el paso de un soluto en contra de su 
gradiente electroquímico con el paso de otro a favor de su gradiente. La energía perdida por este último es 
empleada para transportar el primero. Los solutos pueden trasportarse en el mismo sentido (cotransporte; 
o simporte; por ej., Na con glucosa) o en sentido opuesto (antiporte; por ejemplo, Na+/H+ o Cl-/HCO3-). 
Fig. 2 
Fig. 1 
Posgrado-00
Sello
Transporte y potencial transmembrana 
Dr. Fernando D. Saraví 
2
Estos transportes carecen de actividad de ATPasa. La energía se requiere para mantener el gradiente que 
permite el funcionamiento del sistema (Por ej., la Na,K-ATPasa es necesaria para mantener antiporte 
Na/H que acopla el ingreso de Na+ a favor de su gradiente electroquímico con el egreso de H+ en contra de 
su gradiente electroquímico). 
El transporte activo primario y secundario puede ser electrogénico (generar una corriente transmembrana) 
cuando hay transferencia neta de carga eléctrica (ej., simporte Na-glucosa, Na,K-ATPasa con 
estequiometría 3 Na, 2 K por molécula de ATP hidrolizada). 
 
CARACTERÍSTICAS DE LOS PROCESOS MEDIADOS POR TRANSPORTADORES 
1. Especificidad. Solamente ciertos iones o moléculas son transferidos. 
2. Estereoespecificidad. En caso de solutos ópticamente activos (por ejemplo, D-glucosa) 
3. Saturación. La transferencia no aumenta indefinidamente sino que tiende a un máximo que depende 
del número de transportadores presentes y la duración del ciclo de cada uno. 
4. Inhibición competitiva. Dos solutos de estructuras muy similares pueden competir por un mismo 
transportador (por ejemplo, glucosa y galactosa en el epitelio intestinal). 
5. Dependencia del aporte de energía. Solamente en el caso de transporte activo primario o secundario 
(no para difusión facilitada). 
 
LA Na,K-ATPASA 
(BOMBA DE SODIO Y POTASIO) 
La Na,K-ATPasa es una enzima 
presente en la membrana de todas las 
células, que mantiene los gradientes de 
concentración del Na+ y del K+. Es 
fundamental para mantener en el tiempo 
los gradientes iónicos responsables del 
potencial de reposo y de la actividad 
eléctrica propagada. Extrae Na+ e 
introduce K+ con la misma tasa con que 
dichos iones se mueven pasivamente en 
sentido contrario. Dicho proceso 
requiere energía metabólica en forma de ATP. El funcionamiento de la bomba requiere 25 a 30 % del ATP 
que la célula consume. 
La Na,K-ATPasa posee dos subunidades, una α de 120 KDa y otra β de menor tamaño, la cual está 
glicosilada (Fig. 4). La subunidad α tiene los extremos amino y carboxilo en el interior de la célula, y diez 
segmentos transmembrana que en la figura aparecen desplegados, aunque en la molécula los segmentos 
están agrupados. La subunidad α es la que liga e hidroliza ATP y trasloca los iones. La subunidad β no 
participa en el transporte iónico, pero es necesaria para direccionar la Na,K-ATPasa a la membrana 
plasmática. Además su presencia modifica la cinética del transporte. Se ha descrito una tercera unidad, 
llamada γ, que también cumpliría funciones reguladoras. En la membrana se forman tetrámeros α2 β2. 
La Na, K- ATPasa es miembro de una familia llamada E1-E2 porque a lo largo de su ciclo cambia 
de una conformación (E1) con alta afinidad para el Na+ a otra E2 con alta afinidad por el K+. La bomba 
funciona en un ciclo de 10 ms de duración, por lo cual cada unidad de