El sistema nervioso central está protegido por :
- Unas envolturas óseas : el cráneo y la columna vertebral .
- Unas envolturas membranosas : las meninges
- El líquido cefalorraquídeo (LCR). : circula por el espacio subaracnoideo, los ventrículos cerebrales y el canal ependimario
SUBCATEGORÍAS
Ver cráneo
Ver COLUMNA VERTEBRAL
Las meninges son las membranas de tejido conectivo que cubren todo el sistema nervioso central, - tanto el encéfalo y la médula espinal - cuya función principal es ofrecer una protección blanda que complementa a la proporcionada por una serie de estructuras óseas como son el cráneo y la columna vertebral . . Figura 1. Meninges. Las meninges son envolturas tisulares que rodean el sistema nervioso central -en el encéfalo se hallan inmediatamente por dentro del cráneo , en la médula espinal se hallan cubiertas por la columna vertebral -. Capas existentes: De más externa a más interna, son las siguientes. 1. Duramadre: es la capa fibrosa externa, fuerte y gruesa; 2) Aracnoides: es la capa intermedia delgada; 3) Piamadre : es la capa interna delicada y vascularizada. Espacios meníngeos : Entre las 3 meninges, las estructuras óseas que las cubren y las estructuras nerviosas que protegen quedan limitados unos espacios denominados espacios meníngeos : 1) El espacio epidural : es el el espacio localizado : a ) en la zona del cráneo : por fuera de la duramadre . En situciones normales no existe a este nivel ; b) en la zona de la columna vertebral por encima de la duramadre espinal. Se extiende desde la base del cráneo hasta la membrana sacrococcígea; 2) El espacio subdural o supraaracnoideo : es un espacio linfático , normalmente virtual , situado entre la duramadre y la aracnoides ; 3) El espacio subaracnoideo : es el espacio comprendido entre la piamadre y la aracnoides . Este espacio contiene líquido cefalorraquídeo . Función de las meninges : Protección mecánica, inmunológica y térmica , al tiempo que controlan el paso de ciertas sustancias hacia el encéfalo y la médula, tanto como la eliminación de moléculas y detritus del líquido cefalorraquídeo (LCR). Las meninges contribuyen a la protección mecánica, inmunológica y térmica del encéfalo y de la médula espinal, al tiempo que controlan el paso de ciertas sustancias hacia el cerebro , tanto como la eliminación de moléculas y detritus del líquido cefalorraquídeo A continuación se proporciona información en función si se localizan cranealmente o espinalmente.
El líquido cefalorraquídeo (LCR) es un líquido incoloro e inodoro que rodea el encéfalo y la médula espinal y sirve de protección del sistema nervioso central al actuar como amortiguador entre el sistema nervioso central y los huesos circundantes - cráneo y columna vertebral - Figura 1 . Líquido cefalorraquídeo (LCR) ( imagen modificada de 1) . El LCR es un líquido claro e incoloro que baña las superficies externas del encéfalo y la médula espinal ) Localización : Está contenido en el espacio subaracnoideo craneal que rodea los ventrículos del cerebro y las cisternas que lo rodean y en el espacio subaracnoideo espinal que rodea la médula espinal. Volumen: En un adulto, el volumen medio de LCR es de unos 150 mL y se renueva completamente cada 5-7 h, aproximadamente. De los 150 ml aproximadamente la mitad se encuentra en la cavidad craneal 2. No obstante se ha demostrado que existe una gran variabilidad en el volumen total de LCR en los humanos 3, con volúmenes de LCR lumbosacro que oscilan entre 28 y 81 ml. (importante considerar este dato a la hora de realizar una técnica intradural con anestésicos locales intradurales). Constitución:.El agua constituye el 99% de la composición del LCR . El LCR tiene una osmolaridad parecida a la del plasma. Sin embargo, debido a la presencia de la barrera hematoencefálica existen importantes diferencias en su composición (menos proteínas y una concentración iónica diferente) . Densidad : La densidad del LCR varía en función del sexo, el estado gestacional y el estado de salud. Las densidades medias de LCR en varones (1,00064 +/- 0,00012 g/ml), mujeres posmenopáusicas (1,00070 +/- 0,00018 g/ml) y mujeres premenopáusicas no embarazadas (1,00049 +/- 0,00004 g/ml) son significativamente superiores que en mujeres que están a punto de dar a luz (1,00030 +/- 0,00004 g/ml) y durante el posparto (1,00034 +/- 0,00005 g/ml) 4. La densidad del líquidocefalorraquídeo no está relacionada con la edad, el peso o la estatura 5. Formación: Diariamente el organismo produce unos 500 ml de LCR (0,35 ml min-1). Este LCR se produce : 1) en un 70 % por un mecanismo de filtración y secreción desde el plexo coroideo -son redes de capilares cubiertas por células ependimarias localizadas en los cuatro ventrículos del encéfalo que forman el LCR a partir de la filltración del plasma sanguíneo - * El lecho capilar del plexo coroideo es muy dierente del resto de lechos capilares del cerebro. En este lecho no hay uniones estrechas (tight unions). De esta forma en el plexo coroideo no hay barrera hematoencefálica. Los capilares del plexo coroideo además están recubiertos por una monocapa de células epiteliales que son ciliadas. El LCR se produce a partir del plasma por mecanismos de filtración selectiva bajo la presión hidrostática y la secreción por transporte activo, por lo que su composición es diferente al plasma ; 2) En un 30 % a partir de los capilares cerebrales: en este caso el LCR llega a las cavidades ventriculares desde el espacio intersticial cerebral . Se calcula que en los seres humanos el LCR se forma a una tasa de 0,35-0,5 ml / min ( cerca de 500 ml / día ) . Circulación : El LCR fluye desde los ventrículos laterales y a través del agujero de Monro hacia el III ventrículo y , por el acueducto de Silvio , hacia el IV ventrículo . Desde el IV ventrículo el LCR alcanza el espacio subaracnoideo por el foramen de Magendie . Dentro del espacio subaracnoideo el LCR se distribuye tanto hacia abajo por el canal vertebral como hacia arriba por la convexidad cerebral . Debido a que el espacio subaracnoideo acompaña a los vasos cerebrales por trayectos prolongados dentro del parénquima cerebral - constituyendo los espacios de Virchow- Robin , existe un fácil pasaje de solutos desde el tejido cerebral hasta el espacio subracnoideo y, desde aquí, a los ventrículos cerebrales. Reabsoción: En las vellosidades subaracnoideas a nivel del seno sagital en las vellosidades aracnoideas. Estas organelas especializadas son invaginaciones de aracnoides en los senos venosos durales, particularmente en el seno sagital. Estas vellosidades permiten el flujo de LCR hacia el seno impidiendo el flujo retrógrado. El proceso es pasivo y no requiere energía. Este sistema valvular natural tiene una presión de apertura de 5 a 7 mmHg (60 a 100 mmH2O). Otros mecanismos implicados en la reabsorción del LCR incluyen el sistema linfático dural, las órbitas, la esclera y la endolinfa del oido. Su contribución es despreciable en situaciones normales. .Se calcula que la tasa de recambio de LCR es de 3 veces por día . Función : El LCR tiene como funciones aportar nutrientes al tejido nervioso, eliminar los desechos metabólicos y producir una barrera mecánica para proteger tanto al encéfalo como a la médula espinal Tabla 1. Apariencia y Composición del LCR .El LCR es un líquido claro e incoloro similar al agua destilada . Muchos de sus constituyentes son similares a los de la sangre, por lo que es recomendable comparar los valores de LCR con los de una muestra de sangre . El agua constituye el 99% de la composición del LCR, el cual tiene una osmolaridad parecida a la del plasma. Sin embargo, debido a la presencia de la barrera hematoencefálica existen importantes diferencias en su composición ( menos proteínas y una concentración iónica diferente ) .Aproximadamente el 80% de las proteínas del LCR proceden del suero y el 20% se producen intratecalmente . Las proteínas son transportadas desde el suero al LCR por pinocitosis o por transportadores específicos y su concentración depende del radio molecular, la carga, la concentración plasmática de la proteína y el estado funcional de la barrera hematoencefálica. Las proteínas específicas del LCR como la proteína básica de la mielina, la proteína ácida fibrilar glial o la beta-2-transferrina constituyen solo el 1-2% de las proteínas totales en el LCR normal1 y la albúmina es la proteína que se encuentra en mayor concentración. * Si bien la composición del LCR es, en términos generales, semejante a un ultrafiltrado de plasma , existen ciertas diferencias que indican que el lCR se forma en los plexos coroideos tanto por un mecanismo de filtración como por secreción activa. Normalmente, existe un equilibrio osmótico entre el LCR y el plasma . Por otra parte , hay también similitud en la composición del LCR y el líquido extracelular del SNC . Este hecho indica la existencia de un fácil intercambio entre ambos compartimentos . Por el contrario , tanto el LCR como el intersticio cerebral están aislados de la circulación general por 2 barreras funcionales : 1) la barrera hematoencefálica : impide el libre pasaje de sustancias desde los capilares cerebrales- tienen características morfológicas y funcionales que los diferencian de otros capilares del organismo- al espacio extracelular del tejido nervioso ; 2) la barrera hematocefalorraquídea ( BHE-LCR ) , que afecta el libre pasaje de sustancias desde los capilares coroideos al LCR - en este caso , a diferencia de los capilares cerebrales , los capilares del plexo coroideo presentan numerosas fenestraciones . Presión Menos de 200 cm H2O Color Transparente e incoloro Composición Sangre No se detecta Células Sin hematíes ; menos de 5 linfocitos / mm3 Cultivo y antibiograma Ausencia de gérmenes Bioquímica Proteínas 15-45 mg /dl de LCR ( £ 70 mg / dl en los ancianos y los niños ) Albúmina 17,7-21,1 mg / dl Beta-2-transferrina Positiva Glucosa 50-75 mg /dl LCR o 60-79 % del nivel de glucosa en sangre Cloro 700-750 mg / dl Lacticodehidrogenasa (LDH) < 2,0 -7,2 U / ml Citología Sin células malignas Serología para sífilis Negativa Glutamina 6-15 mg / dl Cabe reseñar que el líquido cefalorraquídeo (LCR) es uno de los tres principales elementos que contiene el cráneo y contribuye con 10% del volumen intracraneal. La capacidad total de la cavidad cerebroespinal en el adulto es de 1,600 a 1,700 ml. El volumen de LCR varía de 50 a 70 ml en lactantes, hasta 75 a 270 ml en el adulto ( en cn 150-200 ml ) dividido entre el sistema ventricular (25%), canal espinal (20 a 50%) y espacio subaracnoideo (25 a 55%) . Por su parte, el volumen del fluido en el intersticio cerebral se estima en 100 a 300 ml. El volumen del LCR no es constante, pero sufre variaciones por diferentes motivos; puede reducirse por cambios fisiológicos en hiperventilación o compresión abdominal, en 10 y 28%, respectivamente6. Por otro lado, el volumen de sangre dentro de la cavidad craneal se estima en 75 a 150 ml, volumen que puede ser igual o menor al LCR. Los cambios en la composición bioquímica del LCR son casi siempre el resultado de la actividad metabólica alterada, muerte celular o de la actividad inmune e inflamatoria Cabe reseñar que el volumen de LCR lumbosacro es el factor más importante que afecta al bloqueo sensitivo máximo y a la duración de la técnica intradural con anestésicos locales intradurales 6, 7. De hecho, todos los fármacos administrados dentro del espacio aracnoideo lumbar se diluyen en el LCR antes de llegar a su lugar de destino en la médula espinal
El transporte de compuestos entre la sangre y el sistema nervioso central. está limitado y regulado por tres tipos de barreras hemáticas las cuales constituyen mecanismos de protección del sistema nervioso central Existen 3 tipos de barreras hemáticas en función de la localización, tipo celular y función: 1) La barrera hematoencefálica ( BHE ) , 2) La barrera hematocefalorraquídea ( BHE-LCR ) y 3) La barrera sangre-aracnoides Figura 1. Barreras hemáticas en el sistema nervioso central Se distinguen tres tipos diferentes en cuanto a su localización, tipo celular y función: 1) La barrera hematoencefálica ( BHE ) : separa el sistema vascular del espacio extracelular del parénquima cerebral, está formada por células endoteliales, que carecen de fenestraciones y de vesículas pinocíticas y que establecen fuertes uniones estrechas intercelulares a nivel apical. 2) La barrera hematocefalorraquídea ( BHE-LCR ) : entre el el plexo coroideo y el líquido cefalorraquídeo , está formada por células epiteliales del plexo coroideo que presentan fenestraciones y hendiduras intercelulares, pero que establecen uniones estrechas a nivel apical para restringir el paso paracelular. ; 3) La barrera sangre-aracnoides : localizada entre la pared de los grandes vasos durales y subaracnoideos y el líquido cefalorraquídeo del espacio subaracnoideo, está formada por células planas aracnoides. , Estas barreras físicas y metabólicas protegen al sistema nervioso central. frente a xenobióticos así como frente a aquellas sustancias endógenas que pudieran resultar potencialmente tóxicas para el organismo. Asimismo, la presencia de estas barreras determina y limita la distribución de moléculas con actividad a nivel del sistema nervioso central. 1, 2 La barrera hematoencefálica ( BHE ) y la barrera hematocefalorraquídea conforman las dos barreras fisiológicas más importantes en el control de entrada y salida de compuestos endógenos y exógenos, siendo la primera la más limitante de las dos. Esto se debe a su gran superficie de intercambio, de entre 12-18 m2 para un adulto humano, es decir, supone un área unas 5000 veces mayor que la correspondiente a la BHE-LCR 3, 4 ,5 ). Por otra parte, la barrera sangre-aracnoides no influye de manera significativa debido a su naturaleza avascular y a su pequeña área superficial 6 Figura 2. Relaciones funcionales entre los distintos elementos que componen la barrera hematoencefálica ( BHE ) y la barrera hematocefalorraquídea Las flechas indican la dirección del líquido cefalorraquídeo (modificado de 7 )