(Fry M, Ferguson AV. The sensory circumventricular organs: Brain targets for circulating signals controlling ingestive behavior. Physiology & Behavior 2007; 91: 413-423)
1. Introducción
El papel del sistema nervioso autónomo es responder al estrés, regular las funciones viscerales y mantener la homeostasis. El hipotálamo y el tronco encefálico son áreas de reconocida importancia para el procesamiento de la información sensorial y de la regulación de las eferencias autónomas. El objetivo de esta revisión es ilustrar la participación de un muy importante grupo de estructuras especializadas, los órganos circunventriculares (CVOs) sensoriales, en la detección de cambios en la composición de la sangre periférica, la integración de esta información sensitiva y en la transmisión de señales hacia los centros de control autónomo en el hipotálamo y el tronco encefálico.
2. La barrera Hematoencefálica
2.1. La barrera hematoencefálica y los órganos circunventriculares sensoriales
El encéfalo se encuentra en una posición corporal privilegiada, en la cual es especialmente protegido de exposiciones no reguladas de los constituyentes circulatorios. A diferencia de otros capilares ubicados en los tejidos periféricos, los de la mayoría de las áreas del sistema nervioso central (CNS) no contienen fenestraciones y exhiben numerosas uniones estrechas en su endotelio. Aquí hay muy pocas vesículas de plasmalema y los vasos son rodeados por un continuo de terminales astrocíticas, lo que resulta en una permeabilidad altamente restringida a solutos moleculares hacia el interior del sistema nervioso central. Este restringido movimiento transcapilar de las moléculas y solutos transmitidos desde la sangre hacia el parénquima nervioso generó el concepto de barrera hematoencefálica. (blood brain barrier, BBB). Las moléculas que cruzan la barrera hematoencefálica en condiciones normales, lo hacen a través de uno o dos mecanismos, la difusión y el transporte. Moléculas hidrofóbicas (ej. Fenobarbital, etanol) son capaces de difundir a través de las membranas de los capilares encefálicos y de penetrar al sistema nervioso central, con relativa facilidad. Alternativamente, moléculas hidrofílicas como la glucosa, los aminoácidos y muchas otras moléculas biológicas pueden cruzar la barrera hematoencefálica mediante transportadores proteicos. Ciertas hormonas peptídicas han demostrado la capacidad de estimular el transporte mediante vías saturables (ej. Insulina, leptina) y no saturables (ej. Hormona de crecimiento) a través de la barrera hematoencefálica. Por tanto, la barrera hematoencefálica aísla al sistema nervioso central de una gran variedad de moléculas circulantes, incluyendo muchas hormonas, citocinas y glucosa. La barrera hematoencefálica también protege al sistema nervioso central de los cambios en la osmolaridad y las concentraciones electrolíticas, garantizando al mismo tiempo que muchos neuropéptidos, neurotransmisores y factores de crecimiento no se difundan del sistema nervioso central hacia la circulación periférica.
Los cambios en los niveles de las hormonas circulantes, los electrolitos y metabolitos aportan señales cruciales de retroalimentación relacionadas con el estado del medio interno; sin embargo, la barrera hematoencefálica evita que esta información llegue directamente a los centros autónomos del hipotálamo y el tronco encefálico. Aunque existen vías neuronales aferentes, tales como las provenientes por el nervio vago, que proveen información sensorial acerca de las sustancias circulantes en el organismo (ej. niveles de colecistocinina), esta información es muy limitada, lo cual nos habla de la posible existencia de centros alternativos de detección de señales. Los órganos circunventriculares sensoriales son estructuras del sistema nervioso central especializadas que carecen de barrera hematoencefálica, funcionando como ventana a través de la cual el sistema nervioso autónomo obtiene información directa acerca del estado de las variables de la circulación sistémica.
2.2. Los órganos circunventriculares
Los órganos circunventriculares, llamados de esta manera por su distribución periventricular dentro del sistema nervioso central, son estructuras especializadas a nivel de la línea media que se encuentran en todos los vertebrados. Son las únicas en las que existe vascularización muy extensa y que poseen capilares altamente fenestrados . los órganos circunventriculares son, por tanto, áreas no aisladas por la barrera hematoencefálica que cuentan con el papel principal de interface entre el encéfalo y la periferia. En mamíferos, son ocho los órganos circunventriculares que se han descrito, y han sido divididos por su función en dos grupos: los secretores y los sensoriales. Los órganos circunventriculares secretores son la eminencia media, la neurohipófisis, el lóbulo intermedio de la glándula pituitaria y la glándula pineal. El órgano subcomisural es también considerado como secretor; sin embargo, no se ha entendido completamente acerca de su función, y parece exhibir la falta definida de capilares fenestrados presentes en otros órganos circunventriculares. Los órganos circunventriculares sensoriales incluyen al órgano subfonical (SFO), al órgano vasculoso de la lámina terminal (OVLT) y al área postrema (AP). Algunos autores debaten acerca de si el núcleo arcuato del hipotálamo, el cual cuenta con una barrera hematoencefálica débil, debe ser considerado como órgano circunventricular; bajo nuestro conocimiento, no hay evidencia sugestiva de propiedades físicas distintivas de otras áreas con barrera hematoencefálica (comentario especial del autor AV Ferguson). Además, no parece suceder que las sustancias provenientes de la eminencia media difundan hacia el núcleo arcuato del hipotálamo. De los ocho órganos circunventriculares, solamente el órgano subfonical, el órgano vasculoso de la lámina terminal y el área postrema contienen cuerpos celulares; los otros órganos circunventriculares están compuestos de terminales axonales, células gliales y células epiteliales (ependimarias). La anatomía y la sistematización del órgano subfonical, el órgano vasculoso de la lámina terminal y el área postrema serán revisadas brevemente a continuación.
1. Introducción
El papel del sistema nervioso autónomo es responder al estrés, regular las funciones viscerales y mantener la homeostasis. El hipotálamo y el tronco encefálico son áreas de reconocida importancia para el procesamiento de la información sensorial y de la regulación de las eferencias autónomas. El objetivo de esta revisión es ilustrar la participación de un muy importante grupo de estructuras especializadas, los órganos circunventriculares (CVOs) sensoriales, en la detección de cambios en la composición de la sangre periférica, la integración de esta información sensitiva y en la transmisión de señales hacia los centros de control autónomo en el hipotálamo y el tronco encefálico.
2. La barrera Hematoencefálica
2.1. La barrera hematoencefálica y los órganos circunventriculares sensoriales
El encéfalo se encuentra en una posición corporal privilegiada, en la cual es especialmente protegido de exposiciones no reguladas de los constituyentes circulatorios. A diferencia de otros capilares ubicados en los tejidos periféricos, los de la mayoría de las áreas del sistema nervioso central (CNS) no contienen fenestraciones y exhiben numerosas uniones estrechas en su endotelio. Aquí hay muy pocas vesículas de plasmalema y los vasos son rodeados por un continuo de terminales astrocíticas, lo que resulta en una permeabilidad altamente restringida a solutos moleculares hacia el interior del sistema nervioso central. Este restringido movimiento transcapilar de las moléculas y solutos transmitidos desde la sangre hacia el parénquima nervioso generó el concepto de barrera hematoencefálica. (blood brain barrier, BBB). Las moléculas que cruzan la barrera hematoencefálica en condiciones normales, lo hacen a través de uno o dos mecanismos, la difusión y el transporte. Moléculas hidrofóbicas (ej. Fenobarbital, etanol) son capaces de difundir a través de las membranas de los capilares encefálicos y de penetrar al sistema nervioso central, con relativa facilidad. Alternativamente, moléculas hidrofílicas como la glucosa, los aminoácidos y muchas otras moléculas biológicas pueden cruzar la barrera hematoencefálica mediante transportadores proteicos. Ciertas hormonas peptídicas han demostrado la capacidad de estimular el transporte mediante vías saturables (ej. Insulina, leptina) y no saturables (ej. Hormona de crecimiento) a través de la barrera hematoencefálica. Por tanto, la barrera hematoencefálica aísla al sistema nervioso central de una gran variedad de moléculas circulantes, incluyendo muchas hormonas, citocinas y glucosa. La barrera hematoencefálica también protege al sistema nervioso central de los cambios en la osmolaridad y las concentraciones electrolíticas, garantizando al mismo tiempo que muchos neuropéptidos, neurotransmisores y factores de crecimiento no se difundan del sistema nervioso central hacia la circulación periférica.
Los cambios en los niveles de las hormonas circulantes, los electrolitos y metabolitos aportan señales cruciales de retroalimentación relacionadas con el estado del medio interno; sin embargo, la barrera hematoencefálica evita que esta información llegue directamente a los centros autónomos del hipotálamo y el tronco encefálico. Aunque existen vías neuronales aferentes, tales como las provenientes por el nervio vago, que proveen información sensorial acerca de las sustancias circulantes en el organismo (ej. niveles de colecistocinina), esta información es muy limitada, lo cual nos habla de la posible existencia de centros alternativos de detección de señales. Los órganos circunventriculares sensoriales son estructuras del sistema nervioso central especializadas que carecen de barrera hematoencefálica, funcionando como ventana a través de la cual el sistema nervioso autónomo obtiene información directa acerca del estado de las variables de la circulación sistémica.
2.2. Los órganos circunventriculares
Los órganos circunventriculares, llamados de esta manera por su distribución periventricular dentro del sistema nervioso central, son estructuras especializadas a nivel de la línea media que se encuentran en todos los vertebrados. Son las únicas en las que existe vascularización muy extensa y que poseen capilares altamente fenestrados . los órganos circunventriculares son, por tanto, áreas no aisladas por la barrera hematoencefálica que cuentan con el papel principal de interface entre el encéfalo y la periferia. En mamíferos, son ocho los órganos circunventriculares que se han descrito, y han sido divididos por su función en dos grupos: los secretores y los sensoriales. Los órganos circunventriculares secretores son la eminencia media, la neurohipófisis, el lóbulo intermedio de la glándula pituitaria y la glándula pineal. El órgano subcomisural es también considerado como secretor; sin embargo, no se ha entendido completamente acerca de su función, y parece exhibir la falta definida de capilares fenestrados presentes en otros órganos circunventriculares. Los órganos circunventriculares sensoriales incluyen al órgano subfonical (SFO), al órgano vasculoso de la lámina terminal (OVLT) y al área postrema (AP). Algunos autores debaten acerca de si el núcleo arcuato del hipotálamo, el cual cuenta con una barrera hematoencefálica débil, debe ser considerado como órgano circunventricular; bajo nuestro conocimiento, no hay evidencia sugestiva de propiedades físicas distintivas de otras áreas con barrera hematoencefálica (comentario especial del autor AV Ferguson). Además, no parece suceder que las sustancias provenientes de la eminencia media difundan hacia el núcleo arcuato del hipotálamo. De los ocho órganos circunventriculares, solamente el órgano subfonical, el órgano vasculoso de la lámina terminal y el área postrema contienen cuerpos celulares; los otros órganos circunventriculares están compuestos de terminales axonales, células gliales y células epiteliales (ependimarias). La anatomía y la sistematización del órgano subfonical, el órgano vasculoso de la lámina terminal y el área postrema serán revisadas brevemente a continuación.
