La barrera hematoencefálica protege al cerebro de los contaminantes de la sangre. Lo hace de dos formas principales. La estructura física de la barrera hematoencefálica limita lo que puede atravesarla. También existen barreras metabólicas, como las enzimas, que limitan la permeabilidad de esta barrera protectora fundamental. Aunque en la mayoría de los casos esa limitación es positiva, en el caso del tratamiento farmacéutico de enfermedades, conseguir que los medicamentos atraviesen la barrera hematoencefálica puede ser un verdadero reto. Un estudio reciente puede conducir a una mejor navegación de las cuestiones relacionadas con la barrera hematoencefálica, ya que los investigadores han descubierto que el ritmo circadiano regula la barrera hematoencefálica y el grado de su permeabilidad.

Cómo regula el ritmo circadiano la barrera hematoencefálica

En un estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania y publicado en la revista Cell, los investigadores utilizaron moscas de la fruta para explorar la permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Las moscas de la fruta son muy útiles en este tipo de contextos de investigación porque tienen un diseño menos complejo, lo que permite a los investigadores obtener información fundamental y comprender mejor los mecanismos básicos implicados en diversos procesos biológicos.

Utilizando un colorante fluorescente para colorear la barrera hematoencefálica de la mosca de la fruta y hacerla más visible, los investigadores observaron que existía una variación horaria en la permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Observaron la existencia de un ritmo diario de variación de la permeabilidad, siendo la barrera hematoencefálica más permeable por la tarde.

A continuación, los investigadores probaron el potencial farmacéutico de esa mayor permeabilidad en moscas de la fruta a las que se podía inducir convulsiones. Administraron fenitoína, un fármaco contra la epilepsia, a las moscas de la fruta que sufrían convulsiones, tratando a grupos de ellas a distintas horas del día. Los investigadores descubrieron que las moscas de la fruta que recibían la medicación por la noche obtenían mejores resultados, recuperándose de sus convulsiones más rápidamente que las moscas de la fruta que recibían la medicación en otros momentos del día.

Una vez establecido el ritmo de permeabilidad y su utilidad práctica en el tratamiento, los investigadores centraron su atención en los mecanismos implicados en dicho ritmo. Utilizando moscas de la fruta carentes de una proteína específica vinculada al funcionamiento del ritmo circadiano, los investigadores pudieron demostrar el papel de éste en el patrón diario de permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Según los investigadores, las células de la glía perineural que forman parte de la estructura de la barrera hematoencefálica albergan un reloj molecular que regula los procesos implicados en la función de la barrera y el ritmo de permeabilidad. A su vez, los relojes moleculares están sincronizados y regulados de otro modo por el ritmo circadiano.

El sueño también desempeña un papel

Otras investigaciones revelaron que el sueño también está relacionado con los patrones de permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Aunque existe un estrecho vínculo entre el sueño y el ritmo circadiano en el sentido de que el ritmo circadiano ayuda a regular el ciclo sueño-vigilia y los retrasos o interrupciones del sueño pueden afectar al ritmo circadiano, hay algo más. Según los investigadores participantes en este estudio posterior de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania, publicado en Trends in Neurosciences, tanto el sueño como el ritmo circadiano ayudan a regular la actividad de la barrera hematoencefálica en todas las especies.

Los investigadores señalan que el sueño ayuda a regular el movimiento de moléculas a lo largo y a través de la barrera hematoencefálica. Durante el sueño, las toxinas y los productos de desecho se eliminan de la barrera hematoencefálica. Los cambios químicos que tienen lugar durante el sueño influyen en una serie de mecanismos profundos que afectan a las funciones y la permeabilidad de la barrera hematoencefálica, entre ellos las comunicaciones e interacciones celulares, así como los procesos mecánicos y químicos que intervienen en el movimiento de las moléculas a través o fuera de la barrera hematoencefálica. Los trastornos del sueño pueden alterar estas funciones reguladoras e incluso, según los investigadores, provocar daños estructurales en la barrera hematoencefálica.

Emocionantes implicaciones terapéuticas

La ciencia médica ya ha establecido que el momento es importante para algunos medicamentos, demostrando que algunos son más eficaces a determinadas horas del día, como los fármacos de quimioterapia contra el cáncer cerebral. Lo que hace esta nueva investigación es arrojar luz sobre los mecanismos implicados, lo que tiene un interesante potencial terapéutico a la hora de superar el reto de tratar enfermedades que requieren que los fármacos atraviesen eficazmente la barrera hematoencefálica.

La importancia del sueño y la salud del ritmo circadiano

Esta investigación también se suma al creciente número de pruebas que apuntan a la importancia del sueño y de un ritmo circadiano saludable para la salud y la protección frente a las enfermedades. Como explican los investigadores, la falta crónica de sueño de calidad puede provocar daños estructurales en la barrera hematoencefálica, reduciendo su capacidad para desempeñar funciones protectoras vitales.

El ritmo circadiano desempeña un papel fundamental en la regulación de innumerables procesos esenciales del organismo, incluidos los que contribuyen al funcionamiento de la barrera hematoencefálica. Convierta el sueño saludable en una prioridad seria y sea proactivo con respecto a la salud de su ritmo circadiano. Trate siempre los problemas de sueño con prontitud.