Tema 15: Bioquimica del cerebro Flashcards

(45 cards)

1
Q

¿Cuál es el peso aproximado del cerebro?

A

Aproximadamente 1.400 gramos.

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2
Q

¿Qué proporción y volúmenes corresponden al LEC, la sangre y el LCR en el cerebro?

A

El LEC representa el 15% (unos 200 ml), y adicionalmente hay 100 ml de sangre y 100 ml de LCR

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3
Q

¿Cuáles son los dos compartimentos relacionados con las barreras en el cerebro?

A

La barrera sangre-líquido cefalorraquídeo (localizada en el espacio subaracnoideo) y la barrera hematoencefálica (en el compartimento extracelular).

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4
Q

¿Qué condiciones debe cumplir un compuesto sanguíneo para pasar al líquido extracelular del cerebro?

A

Debe entrar por el lado luminal, no ser metabolizado y posteriormente salir por el lado abluminal.

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5
Q

¿Por qué se considera al cerebro un ejemplo de metabolismo aeróbico?

A

Porque en condiciones normales el 85% de la glucosa captada se oxida en el ciclo de Krebs para obtener energía.

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6
Q

¿Cómo se relaciona la duramadre con el periostio y los espacios epidural y subdural?

A

La duramadre se continúa con el periostio a través del espacio epidural (situado por encima de la duramadre) y debajo de la duramadre se encuentra el espacio subdural.

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7
Q

¿Qué estructura separa la aracnoides de la piamadre y cuál es su importancia en el estudio del LCR?

A

El espacio subaracnoideo separa la aracnoides de la piamadre; en él circula el LCR que envuelve encéfalo y médula espinal y se elimina a través de las vellosidades aracnoideas.

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8
Q

¿Cómo difiere la composición del LCR respecto a la sangre?

A

El LCR tiene mayor concentración de sodio y cloro, menor concentración de potasio y glucosa y, sobre todo, una concentración muy baja de proteínas para evitar alta presión osmótica que comprimiría el cerebro.

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9
Q

¿Qué es la barrera hematoencefálica (BHE)?

A

Es una monocapa de células endoteliales fuertemente unidas por tight junctions, apoyadas en una membrana basal.

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10
Q

¿Cómo se transportan las sustancias hidrofílicas a través de la BHE?

A

A través de dos transportadores: uno en el polo luminal y otro en el polo abluminal, ya que el movimiento paracelular no es posible

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11
Q

¿Qué papel juegan los astrocitos en la formación de la BHE?

A

Los pies de los astrocitos rodean los capilares y la membrana basal, produciendo proteínas que inducen la formación de tight junctions; son esenciales para la BHE, aunque no se consideran parte de ella.

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12
Q

Describe el proceso completo de transporte de una sustancia a través de la BHE.

A

La sustancia sale de la sangre, es captada en el polo luminal por un transportador, cruza el citoplasma de la célula endotelial y es liberada al líquido extracelular por el transportador en el polo abluminal.

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13
Q

¿Qué es la unidad vascular en el contexto del cerebro?

A

Es una unidad que incluye la BHE y sus células asociadas, como neuronas, astrocitos, pericitos, microglía y los propios vasos sanguíneos.

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14
Q

¿Cuáles son dos características en términos de permeabilidad de la BHE?

A

Tiene baja permeabilidad a sustancias hidrofílicas y baja permeabilidad iónica, además de baja conductancia hidráulica.

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15
Q

¿Qué tipos de transporte se realizan en la BHE?

A

Se efectúa el transporte facilitado (pasivo secundario en ambos lados) y el transporte activo, que ocurre únicamente en el lado abluminal siendo sodio-dependiente.

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16
Q

¿Qué estructuras cerebrales carecen de BHE y qué implicación tiene esto?

A

Los órganos circunventriculares (por ejemplo, glándula pineal, neurohipófisis, área postrema, eminencia media) tienen capilares fenestrados, lo que permite el acceso directo de sustancias de la sangre; esto es clave para el funcionamiento del hipotálamo.

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17
Q

Nombra algunas sustancias que atraviesan la BHE sin impedimento.

A

Oxígeno, alcohol y cocaína.

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18
Q

Menciona tres mecanismos de transporte que permiten el paso de sustancias a través de la BHE.

A
  1. Difusión pasiva (ej.: agua, gases, alcohol, cocaína, heroína).
  2. Transporte mediado por receptor (ej.: transferrina).
  3. Difusión facilitada (ej.: glucosa, aminoácidos, colina, cuerpos cetónicos).
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19
Q

¿Qué función cumplen los sistemas de eflujo en la BHE?

A

Permiten que sustancias dentro de la célula endotelial sean transportadas de vuelta a la sangre

20
Q

¿Qué función desempeñan los transportadores sodio-dependientes ubicados en el lado abluminal de la BHE?

A

Se encargan de transportar glucosa y aminoácidos contra gradiente, siendo especialmente importantes en condiciones de hipoglucemia o convulsiones.

21
Q

¿Cuánta glucosa consume el cerebro en un día?

A

Entre 120 y 140 gramos diarios.

22
Q

¿Cuál es el transportador responsable del paso de la glucosa a través de la BHE y cuál es su característica principal? Y que transportador usan las neuronas?

A

GLUT-1, que tiene un Km bajo (1-2 mM).
Las neuronas GLUT 3

23
Q

¿Qué destino tiene la mayor parte de la glucosa captada por las neuronas?

A

La glucosa se oxida completamente en el ciclo de Krebs (alrededor del 85%) o se transforma en lactato.

24
Q

¿Cómo se utiliza la glucosa en los astrocitos?

A

Los astrocitos captan glucosa a través de GLUT-1; una parte del piruvato se convierte en lactato, que luego es exportado al espacio extracelular mediante el transporte monocarboxílico (MCT) para que las neuronas lo oxiden.

25
¿Qué situaciones pueden hacer que el transporte de glucosa se convierta en un factor limitante?
En hipoglucemia, ya que la concentración se acerca al Km del transportador, y durante convulsiones, donde el consumo es tan alto que los transportadores resultan limitantes.
26
¿El consumo de glucosa cerebral depende de la insulina?
No, el consumo es independiente de la insulina. En situaciones de hiperglucemia, los transportadores GLUT-1 se saturan y limitan el paso de glucosa.
27
¿Para qué se utiliza principalmente la colina en el cerebro?
Principalmente para la síntesis de acetilcolina.
28
¿Cómo influye la disponibilidad de colina en la síntesis de acetilcolina?
Dado que la acetilcolina transferasa no está saturada, un mayor aporte de colina conduce a mayor formación de acetilcolina.
29
¿Qué característica tiene el transportador de colina en la BHE?
Es de baja afinidad (alto Km), por lo que el transporte es lento y su actividad disminuye con la edad.
30
¿En qué condiciones los cuerpos cetónicos pueden convertirse en el sustrato energético principal del cerebro?
Tras varias semanas de ayuno.
31
¿Cómo se comporta el metabolismo de los cuerpos cetónicos en el cerebro en relación a su concentración en sangre?
El metabolismo es lineal respecto a la concentración de cuerpos cetónicos.
32
¿Qué factor limita el transporte de cuerpos cetónicos a través de la BHE?
La disponibilidad de los transportadores de ácido monocarboxílico, presentes en ambos polos de la célula.
33
¿Cómo se regula el transporte de cuerpos cetónicos en la BHE?
Mediante la regulación del transportador monocarboxílico, que aumenta en ayuno, diabetes y dietas ricas en grasa.
34
¿Qué ocurre con el palmitato en relación con la BHE?
El palmitato circula unido a la albúmina y no atraviesa la BHE, concentrándose en los órganos circunventriculares
35
¿Cómo se realiza el transporte de aminoácidos al LEC tras la ingesta alimentaria?
Mediante un transporte pasivo secundario mediado por transportadores que facilitan la entrada de aminoácidos desde la sangre al LEC.
36
¿Qué mecanismo evita la acumulación excesiva de aminoácidos en el LEC?
Un transporte sodio-dependiente en el lado abluminal retorna los aminoácidos a la sangre contra gradiente de concentración.
37
¿Cuál es la relevancia del glutamato en el cerebro?
Es uno de los neurotransmisores excitadores más importantes para el metabolismo cerebral.
38
¿Cuáles son las concentraciones aproximadas de glutamato en el LEC, la sangre, los astrocitos y las neuronas?
– LEC: 0,5 a 2 μM – Sangre: 60 a 100 μM – Astrocitos: 2000 μM – Neuronas: 12.000 μM
39
¿Por qué es fundamental mantener baja la concentración extracelular de glutamato?
Porque un aumento puede desencadenar excitotoxicidad y necrosis neuronal.
40
¿Qué sistemas de transporte se encargan de regular los niveles de glutamato en el cerebro?
Los sistemas EAAT (EAAT1, EAAT2 y EAAT3) ubicados en astrocitos, neuronas y células endoteliales, que captan glutamato contra gradiente, además de otros sistemas para la captación de glutamina.
41
¿Qué proceso ocurre en los astrocitos para manejar el glutamato excesivo?
Los astrocitos captan el glutamato mediante EAATs, lo transforman en glutamina mediante la glutamina sintetasa, y la glutamina se libera al LEC para que luego las neuronas la tomen y la reconviertan en glutamato mediante glutaminasa.
42
Transportadores EAAT
Los EAAT (transportadores de aminoácidos excitatorios) son proteínas Na⁺-dependientes que eliminan glutamato del espacio extracelular para prevenir excitotoxicidad. Se distribuyen así: - ASTROCITOS: EAAT1 (GLAST) y EAAT2 (GLT-1, el más abundante) captan el 90% del glutamato, lo convierten en glutamina (con glutamina sintetasa) y la exportan. - NEURONAS: EAAT3 (EAAC1) recicla glutamato para neurotransmisión. - BARRERA HEMATOENCEFÁLICA (lado abluminal): EAAT1/2/3 expulsan glutamato a la sangre. Ciclo clave: 1️⃣ Astrocitos transforman glutamato → glutamina. 2️⃣ Neuronas convierten glutamina → glutamato (vía glutaminasa). Importancia: Fallos en EAAT2 (principal en astrocitos) causan acumulación de glutamato (epilepsia, ELA).
43
Cómo afecta una dieta rica en carbohidratos al transporte de aminoácidos a través de la BHE?
La liberación de insulina tras una dieta rica en carbohidratos favorece la captación por el músculo de los aminoácidos ramificados (isoleucina, leucina, valina), reduciendo su concentración en sangre y permitiendo mayor entrada de triptófano al cerebro, lo que incrementa la síntesis de serotonina.
44
¿Qué efecto tiene una dieta muy rica en proteínas sobre los aminoácidos y la serotonina cerebral?
La liberación de insulina es menor, manteniendo niveles altos de aminoácidos ramificados en sangre; esto provoca menor entrada de triptófano al cerebro y, en consecuencia, una disminución de la serotonina.
45
¿Cómo se relacionan los aminoácidos ramificados y los niveles de serotonina en pacientes diabéticos tipo II no controlados?
En estos pacientes, la elevada concentración de aminoácidos ramificados en sangre reduce la entrada de triptófano, lo que resulta en menores niveles de serotonina, explicando en parte el incremento del consumo de carbohidratos.