Teorico Liquido Cefalorraquideo y Ba rrera Hematoencefalica 2023 pdf

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Teórico:
Líquido Cefalorraquídeo 
y 
Barrera Hematoencefálica
Prof. Dra. Analia Tomat
Cátedra de Fisiología. 
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Universidad de Buenos Aires
• Neuronas
• Células gliales
• Líquido extracelular cerebral 
(LECC)
• Capilares sanguíneos
• Líquido cefalorraquídeo (LCR)
¿Cuál es el microentorno de las neuronas?
Objetivos
¿Cómo interacciona este 
microentorno con las neuronas?
¿Cómo el SNC estabiliza 
este microentorno?
¿Cómo el microentorno neuronal interacciona
con LEC sistémico (no cerebral)?
El SNC es frágil desde un punto de vista FISICO 
Estructura grande (1400-1300 g, 2% del peso corporal ) y vital 
El SNC es frágil desde un punto de vista METABÓLICO
Recibe el 15% del flujo sanguíneo en reposo
Elevada tasa metabólica: consume el 20% de oxígeno y el 50% de la glucosa en reposo para 
mantener gradientes iónicos (excitabilidad neuronal), sintetizar y transportar 
neurotransmisores y renovar el citoesqueleto de actina.
La interrupción total del flujo sanguíneo que recibe el encéfalo provoca la pérdida del 
conocimiento en el plazo de 5-10 seg debido a que la falta de oxígeno y ATP suprime la mayor 
parte del metabolismo cerebral
¿Qué estructuras protegen al SNC 
de lesiones mecánicas y de los
cambios metabólicos?
El encéfalo está encerrado 
dentro del cráneo óseo 
y la médula espinal corre a 
través de un canal en la 
columna vertebral
Los huesos y el tejido conectivo sostienen el SNC1
Protege de lesiones mecánicas 
Silverthorn, 6° Ed. 
Panamericana 2013
Meninges
2 Membrana gruesa poco 
elástica, asociada a venas 
que drenan la sangre del 
cerebro a través de los senos 
venosos
Membranas ubicadas entre 
el hueso y el tejido nervioso.
Ayudan a estabilizar el 
tejido nervioso y que este 
no se golpee contra los 
huesos. 
Capa delgada de células de 
tejido conjuntivo en íntima 
asociación con la superficie 
del encéfalo y ME
Membrana en forma de 
telaraña, adherida laxamente 
a la membrana mas interna 
(Piamadre), formando el 
espacio subaracnoideo
Silverthorn, 6° Ed. 
Panamericana 2013
Membrana Aracnoides
Piamadre
Espacio perivascular
Espacio Subaracnoideo
La Piamadre recubre los vasos 
sanguíneos a medida que 
atraviesan la capa aracnoidea
hacia el tejido nervioso
Trabécula Aracnoidea
Vaso sanguíneo
Tejido nervioso: 
Neuronas
Células gliales 
Meninges
2
Fisiología Médica. Guyton, 12ª edición. Editorial Elsevier España.
Neuroglía
(glía, pegamento)
Sostén físico y bioquímico que:
• ayudan a definir los contactos sinápticos de las neuronas
• mantienen el medio iónico de las células nerviosas
• modulan la velocidad de propagación de las señales nerviosas
• modulan la acción sináptica al controlar la captación de
neurotransmisores en la hendidura sináptica
• están implicados en la reparación del sistema nervioso dañado,
ya que actúa como células madre en algunas regiones
encefálicas
◼ Neuroglía (pegamento)
Silverthorn, 6° Ed. 
Panamericana 2013
Membrana Aracnoides
LCR
Piamadre
Espacio perivascular
Espacio Subaracnoideo
Trabécula Aracnoidea
Vaso sanguíneo
Tejido nervioso: 
Neuronas
Células gliales (Astrocitos)
3
Compartimentos extracelulares cerebral 
SANGRE
ESPACIO 
INTERSTICIAL
LECC
Fisiología Médica. Guyton, 12ª edición. Editorial Elsevier España.
Los pies de los astrocitos
(glia limitante) recubre la 
piamadre formando la 
capa pioglial. Esta capa 
no restringe la difusión 
entre el LECC y el LCR
Los pies de los astrocitos
recubre los capilares 
formando la Barrera 
Hematoencefálica (BHE)
Pie terminal
Piamadre
Membrana
Pial-glial
Capilar
Terminal
Capilar
Piamadre
Membrana
Pial-glial
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
3
4
Barrera Hematoencefálica: 
barrera funcional entre el LEEC 
y la sangre 
Membrana pioglial
Fisiología Médica. Guyton, 12ª edición. Editorial Elsevier
España.
LEEC o LIQUIDO 
INTERSTICIAL 
Empaquetado estrecho de neuronas y 
astrocitos en un corte de ME de rata.
Las neuronas y astrocitos están 
separados por hendiduras estrechas de 
20 nm de ancho. El LEEC en este 
espacio (20% del volumen cerebral)
crea una ruta tortuosa para la difusión 
de solutos.
Es la vía por la cual las células 
nerviosas:
•reciben oxigeno y nutrientes 
•eliminan productos metabólicos 
•Interactúan con neurotransmisores
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
Estructura de la Barrera Hematoencefálica
Uniones estrechas entre 
las células endoteliales
Pericito: célula mural con múltiples
prolongaciones que se extienden alrededor de
los capilares
Prolongaciones de los astrocitos
Membrana Basal
Difusión 
pasiva 
paracelular
Difusión
Pasiva transcelular
Célula 
endotelial
Transporte mediado 
por carrier
Transitosis adsortiva
Transitosis
Mediada por 
receptor
Difusión 
pasiva 
paracelular
Sangre
SNC
BHE
Célula 
endotelial
Astrocito Astrocito
Uniones
estrechas
Difusión 
pasiva
Trasnscelular
Sustancias 
pequeñas (400-600 
Da) liposolubles sin 
carga 
alcohol, 
nicotina, 
antidepresivos, 
gases, heroína, 
metadona, 
cafeina
Mediante 
carriers
Agua, Glucosa, 
aminoácidos, L-
DOPA, ácidos 
nucleicos, Iones
Transitosis
mediada por 
receptor
Insulina
Transferrina
Transitosis
Adsortiva
Albúmina
Búsqueda de estrategias para encontrar una solución a que:
Fármacos (proteínas y péptidos) que poseen un gran potencial en el tratamiento de enfermedades cerebrales no pueden atravesar la BHE
Muchos fármacos muy liposolubles de acción periférica y ejercen efectos colaterales en el SNC al atravesar la BHE
Transportadores 
de expulsión
Cetirizine
(antihistamínico)
glucoproteína P, 
Oat3 
PEPT2 
LECC
Difusión 
pasiva 
paracelular
Sangre
SNC
BHE
Célula 
endotelial
Astrocito Astrocito
Uniones
estrechas
Difusión 
pasiva
Trasnscelular
Sustancias 
pequeñas (400-600 
Da) liposolubles sin 
carga 
alcohol, 
nicotina, 
antidepresivos, 
gases, heroína, 
metadona, 
cafeina
Mediante 
carriers
Agua, Glucosa, 
aminoácidos, L-
DOPA, ácidos 
nucleicos, Iones
Transitosis
mediada por 
receptor
Insulina
Transferrina
Transitosis
Adsortiva
Albúmina
Búsqueda de estrategias para encontrar una solución a que:
Fármacos (proteínas y péptidos) que poseen un gran potencial en el tratamiento de enfermedades cerebrales no pueden atravesar la BHE
Muchos fármacos muy liposolubles de acción periférica y ejercen efectos colaterales en el SNC al atravesar la BHE
Transportadores 
de expulsión
Cetirizine
(antihistamínico)
glucoproteína P, 
Oat3 
PEPT2 
LECC
La entrada de cualquier sustancia (ej: fármaco) al LCR y al espacio extracelular del cerebro 
está determinada por los siguientes factores:
•Tamaño molecular: a menor masa molecular, mayor facilidad para la difusión. 
• Unión a proteínas plasmáticas: sólo la fracción plasmática de la sustancia no unido a 
proteínas plasmáticas atraviesa la BHE. 
• Liposolubilidad: las moléculas liposolubles atraviesan la BHE por vía transcelular con mayor 
afinidad que las hidrosolubles . 
Sin embargo, hay que tener en cuenta que:
- Una liposolubilidad muy elevada suele acompañarse de un alto grado de fijación proteica, 
que disminuirá la cantidad de la sustancia libre, que puede difundir al SNC.
- La liposolubilidad disminuye si la sustancia se ioniza por el pH del medio (ej. ácidos débiles 
como la penicilina o las cefalosporinas)
• Transporte activo: la concentración que una sustancia puede alcanzar en el SNC puede 
alterarse si actúa como ligando de un sistema de transporte que extraiga sustancias tóxicas del 
espacio intracraneal . 
La glucoproteína P, Oat3 y PEPT2 son transportadores proteicos presentes en toda la BHE y 
claro ejemplo del fuerte impacto que un sistema de bombeo puede tener en la concentración 
de un fármaco en el SNC.
AQP4
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
En situaciones de 
hipoglucemia, la insuficiente 
captación de glucosa por las 
células del encéfalopuede 
disminuir la producción de 
ATP para mantener la 
actividad eléctrica
La BHE regula el pH del LEEC y del LCR. La BHE es muy permeable a 
moléculas pequeñas neutras como el dióxido de carbono y el 
oxígeno, pero poco por los iones como Na+, Cl-, H+, HCO3- . 
ANHIDRASA 
CARBÓNICA
ANHIDRASA 
CARBÓNICA
Hipofisis
posterior
Eminencia 
media
Glándula 
Pineal
Órgano 
subcomisural
Órgano 
subfornical
(SFO)
Órgano 
vasculoso de la 
lámina terminal 
(OVLT)
Plexos 
coroideos de los 
ventrículos 
cerebrales: 
formación del 
LCR
Regiones cerebrales que carecen de BHE
Área Postrema
Inician el reflejo del 
vómito ante la 
presencia de toxinas, 
drogas o sustancias 
extrañas en la sangreFisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
Hipófisis 
posterior
Los osmoreceptores se localizan en el
órgano vasculoso de la lámina terminal
(OVLT) y órgano subfornical (SFO)
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
Eminencia media
• Las concentraciones de solutos del LEEC fluctúan con la actividad
neuronal. Los cambios en el LECC pueden influir en el comportamiento de
la célula nerviosa.
• El SNC controla meticulosamente la composición del LECC mediante:
1-La BHE: protege al LEEC de fluctuaciones en la composición sanguínea
inducidas por la dieta, el metabolismo, la edad y enfermedades.
Ejemplos:
•Ante un aumento de aminoácidos en sangre luego de una comida, ya
que son precursores para la síntesis de neurotransmisores.
•Ante cambios en las concentraciones de potasio plasmático, ya que
pueden modificar el potencial de membrana de las neuronas.
•Ante cambios cambios en las concentraciones de hormonas y citoquinas
inflamatorias en sangre, que pueden influir en el comportamiento de las
neuronas y células gliales
2-Las células gliales circundantes ¨condicionan¨ al LEEC
3-El LCR influye notablemente en la composición del LEEC
El microentorno neuronal
Funciones del LCR 
1- Protección: amortiguador líquido del encéfalo y la médula espinal contra
deformaciones mecánicas. Disminuye el peso del cerebro (de 1400g a 50 g), ya
que el cerebro "flota" en este líquido, y lo protege de los traumas de golpe -
contragolpe.
2-Constituye el medio interno del SNC, ya que lo provee de la matriz acuosa
con los componentes exactamente necesarios (micronutrientes, pépticos,
lípidos, hormonas, colesterol, glucosa y electrolitos) para su adecuado
funcionamiento (mantenimiento y generación de los potenciales de
membrana)
3-Actúa como linfa cerebral ya que su continua circulación permite la remoción
permanente de materiales nocivos y de desecho.
4- Defensa contra agentes patógenos
5- Mantener la presión intracraneal constante.
fluye desde los dos ventrículos laterales por el foramen interventricular 
(foramen de Monro) hacia el tercer ventrículo, sigue a través del acueducto 
cerebral de Silvio hacia el cuarto ventrículo. El LCR abandona el sistema 
ventricular a través de varios agujeros asociados con el cuarto ventrículo en 
el espacio subaracnoideo. 
LCR
Foramen de Monro
Ventrículos 
laterales (son 2)
Acueducto cerebral de Silvio
Tercer ventrículo
Espacio 
subaracnoideo
Cuarto ventrículo
Foramen de Luschka
Foramen de Magendie
Granulaciones 
aracnoideas
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
El LCR es reabsorbido hacia la 
sangre en las vellosidades 
aracnoideas y retorna a la 
circulación venosa en el seno 
sagital superior.
Silverthorn, 6° Ed. 
Panamericana 2013
LCR
•Producción diaria: 500ml
•Volumen en los ventrículos y espacio subaracnoideo: 150 ml
•Renovación : 3 veces /día
•La generación de nuevo LCR genera un gradiente de presión leve que impulsa la 
circulación de LCR desde los ventrículos hacia el espacio subaracnoideo y desde allí 
es reabsorbido hacia la sangre venosa en el seno venoso sagital. 
Las vellosidades aracnoideas que actúan como 
válvulas unidireccionales sensibles a la presión. 
Mecanismo de transporte: transitosis
La tasa de formación de LCR es 
insensible a los cambios de presión del 
LCR.
La absorción de LCR aumenta de forma 
proporcional a la presión del LCR por 
arriba de los 70 mmH2O
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
Plexos 
coroideos
El epitelio del plexo coroideo está conformado por las células ependimarias cuboideas.
Sus bordes apicales presenta microvellosidades y cilios que se proyectan hacía los
ventrículos, que contienen el LCR.
Sus membranas basolaterales están de cara a los capilares.
Las células están unidas por uniones estrechas, formando una barrera eficaz que restringe
la difusión libre y aisla al LEC que rodea a estos capilares.
Los plexos coroideos están altamente irrigados por un
gran número de capilares permeables, ya que están fuera
de la BHE.
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
Son los riñones del 
cerebro ya que 
estabilizan la 
composición del LCR.
La formación del LCR ocurre en dos etapas:
1- Ultrafiltrado del plasma de la pared
capilar fenestrada hacia el LEC que rodea a
los capilares
2- secreción de agua y solutos hacia el
espacio ventricular por las células
ependimarias
LCR LEC
Flujo Transepitelial de las células
ependimarias:
Transferencia neta de ClNa, NaHCO3 que
impulsa el movimiento osmótico neto de
agua
Reabsorción de POTASIO y METABOLITOS DE
LA SEROTONINA y LA DOPAMINA
LCR
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
Las células ependimarias, células gliales especiales que
revisten la pared de los ventrículos y forman el límite
celular entre el LCR en los ventrículos y el LEEC
intersticial, presentan uniones intercelulares
comunicantes y mediante aberturas paracelulares
pueden atravesar macromoléculas e iones.
Los solutos del LCR en los ventrículos y el espacio subaracnoideo pueden intercambiarse
libremente con los del LEEC que rodea a las neuronas:
La membrana pioglial presenta huecos paracelulares a
través de los cuales pueden equilibrarse las sustancias
entre el LCR del espacio subaracnoideo y el LECC
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
Por ello, el LCR y el LECC presentan una composición semejante.
LCR recién 
secretado
LCR en el 
espacio 
subaracnoideo
LECC Sangre
Concentración
de Potasio 
(mM)
3,3 3 3 4,5
Este intercambio entre el LCR y el LECC, permite al LCR eliminar productos del
metabolismo de las células nerviosas, mediante su reabsorción a nivel de los senos
venosos o por transporte activo en las células de los plexos coroideos en dirección a la
sangre. Ej: metabolitos de la serotonina y la dopamina.
Infección meníngea 
Hemorragia subaracnoidea
Neoplasias primarias del SNC o metastásicas
Procesos neurológicos no neoplásicos como infarto, convulsión febril (niños)
Hidrocefalia 
Punción en el espacio subaracnoideo en la región lumbar 
(espacio intervertebral L3-L4).
Medición de la presión lumbar 
se corresponde con la presión 
intracraneal 
Obtención de muestras del LCR
Ultrafiltrado del plasma ESTERIL
Volumen total: 150 mL en adultos, 70-80 ml en niños y 10-60 ml en neonatos
Aspecto: Incoloro y transparente, por lo que se le caracteriza como agua de roca,
No presenta coagulabilidad
Densidad específica: 1.006 a 1.008 
. 
COMPOSICIÓN DEL LCR NORMAL
Soluto Plasma (mM) LCR 
(mM)
LCR/Plasma
120-130 1,09
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Determinación Intervalo de Referencia
Glucosa 50-70 mg/dl (60-70% del valor del suero)
Proteínas Niños y adultos hasta 60 años: 20-40 
mg/dl
Recién nacidos: 20-150 mg/dl
Mayores de 60 años: 20-60 mg/dl
Cloro 120-130 mEq/L
Lactato 1.1-2.4 mmo/L
LDH 5 a 10% del valor en suero
Recuento de leucocitos 0 - 30 días: 0 - 6 /mm3
1 mes - 5 años: 0 -20 /mm3
6-18 años: 0 -10 /mm3
> 18 años: 0 - 5/ mm3
Polimorfonucleares 0 -30 días: hasta 60 %
> 1 mes: 0%
Linfocitos 0 - 30 días : hasta 35%
> 1 mes: hasta 80%
Monocitos0 - 30 días: hasta 70%
> 1 mes: hasta 20 %
COMPOSICIÓN DEL LCR NORMAL
Cátedra Bioquímica Clinica.FFyB-UBA
Proteína Peso 
Molecular (kDa)
Radio
Hidrodinámico
Plasma/LCR
Cuanto mayor sea el cociente Plasma/LCR, 
mayor será la exclusión de la BHE de proteínas desde el LCR
Fisiología Médica (Boron, W.F.). 3ª edición. Editorial Elsevier España, 2017
-Neurociencia. D Purves y Col. Ed. Médica
Panamericana. 5ra. Ed., 2012
-Fisiología Médica. Guyton, 12ª edición. Editorial
Elsevier España.
-Fisiología Médica. Boron, 3ª edición. Editorial Elsevier
España.
Bibliografía 
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37
¡¡¡
¡Te espero en la clase de consulta!
analiatomat@gmail.com
atomat@ffyb.uba.ar
mailto:analiatomat@gmail.com
mailto:atomat@ffyb.uba.ar
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