ANATOMÍA, FISIOLOGÍA Y COMPOSICIÓN DEL LCR Prof. Agdo Dr. Carlos Oehninger

CÁTEDRA DE NEUROLOGÍA INSTITUTO DE NEUROLOGÍA SEMINARIO DE VERANO DIAGNÓSTICO DE LAS ENFERMEDADES NEUROLÓGICAS POR LCR

COORDINADORES PROF. DR. R. SALAMANO y PROF. AGDO DR. C. OEHNINGER 17 Febrero 2011

 1: posterior medullary velum  2: Choroid plexus  3: Cisterna cerebellodellaris of subarachnoid cavity  4: Central canal  5: Corpora quadrigemina  6: Cerebral peduncle  7: Anterior medullary velum  8: Ependymal lining of ventricle 9: Cisterna pontis of subarachnoid cavity  : Flow of cerebrospinal fluid (CSF) through foramen of Magendie

Human brain left - midsagitttal view closeup 1.Corpus callosum, Rostrum 2.Corpus callosum, Genu 3.Corpus callosum, Corpus 4.Corpus callosum, Splenium 5.Septum pellucidum 6.Epiphyse 7.Recessus pinealis 8.Plexus choroideus 9.Foramen intervetriculare 10.Comissura anterior 11.Recessus supraopticus 12.Recessus infundibuli 13.Infundibulum 14.Aqaeduct 15.Ventriculus quartus 16.Adhaesio interthalamica

PRODUCCIÓN de LCR

SISTEMA PLEXOS COROIDEOS-LCR

CIRCULACIÓN LCR

LCR .1ª denominación “brain water” (2700AC Imperio Antiguo, papiros quirúrgicos de Edwin) . A Versalius (1540) “waterlike fluid” 1/6 TBV . fact tróficos

CP - CSF

homeostasis

desarrollo

. fact angiogénicos . carriers . aminoácidos, proteínas, hormonas (leptina, prolactina) . nucleósidos, hexosas, etc

reparación y neuroprotección

PC - LCR .PC Formación 4º  V Laterales  3º . secuencia uniforme en mamíferos . momento  precoz en la gestación (1/2 del embarazo) . Tubo Neural se llena antes de que se formen los PC (¿síntesis pre PC?) . Síntesis de LCR  aumenta con la ontogénesis . Genera y mantiene presión hidrostática intraventricular  desarrollo del SNC . “Nourrishing” del cerebro en vías de desarrollo . “Nursery” del desarrollo y guía del axón en crecimiento

LCR

. Fluído dinámico . Activo metabólicamente . Invalorable en diagnóstico

inflamación infección inmuno-reacción HSA (TAC (-)) metástasis leptomeníngeas

. Transporta biomoléculas . Remueve metabolitos (CO2, Lactato) . 140-270 ml de fluido (CB, ESA, médula) . 0.35 ml/minuto/g . Removido “turn over” cada 5-7 hs (24 hs aprox.600ml) . Aspecto: límpido (agua de roca), incoloro . Presión < 18 cm H2O; < 15 mm Hg . Viscosidad: 1.020-1027 . pH: 7.3 . Acido láctico: 19 mg/dl (1.1 – 2.2 mmol/L) . pO2: 30 mm/Hg; pCO2: 46 mm Hg; Bicarbonato: 22 mEq/L) . Proteínas totales: 40 mg/100 ml . Gamaglobulinas: 2.1 mg/100ml . Mucoproteínas: 4.9 mg/100 ml . Glucosa: 2/3 de la Glicemia . Celularidad: 0 – 5 células / cm3

LCR deriva de

Plexos coroideos Fluido intersticial

Meninges Raíces dorsales LCR: en condiciones patológicas Células del LCR existen otras fuentes Células cerebrales Fluidos característicos con diferentes B CSF B(s) proteínas (s/t por tamaño) Luego se mezclan en función flujo LCR LCR se renueva 4 veces/día cada 6 hs Corazón se contrae 1 vez/segundo LCR 0.3ml/m ≠ 50ml/s flujo sanguíneo Flujo LCR lento Volumen LCR circulado Nº de monómeros < Nº de polímeros

Alfa-1-antitripsina

Diferente patrón de punto isoeléctrico Diferente patrón de punto isoeléctrico No unida a prealbúmina

Alfa-2-macroglobulina Globulina fijadora de retinol

* Ed Thompson 2005

Proteínas del LCR – Rostro

* Ed Thompson 2005

Proteínas del LCR – FUNCIÓN BIOLÓGICA

* Ed Thompson 2005

Bases anatómicas para clasificacion: diferentes fuentes de proteínas de LCR

* Ed Thompson 2005

Cadenas livianas Kappa y Lambda libres Valor Normal Cadenas livianas libres Kppa en sangre Cadenas livianas libres Lambda en sangre Cadenas livianas libres Kappa en LCR Cadenas livianas libres Lambda en LCR IgG LCR / Ab LCR

Índice IgG =_______________________ Sensibilidad: 0.80 Especificidad: 0.77

IgG s / Ab s

200 – 400 mg/dl 100 – 200 mg/dl 60 ± 5 mg/dl 30 ± 5 mg/dl

Media media 320 media 320 media 60 media 30

K LCR / Ab LCR

Índice Kappa =_______________________ Sensibilidad: 0.96 Especificidad: 0.86

K s / Ab s

Transporte de Glucosa . Cerebro : 18% de energía corporal total (2% peso corporal total) . No puede almacenar glucosa para síntesis de energía

BBB  rol fundamental en suplemento glucosa Transportadores específicos: 2 tipos: 1) SGLT sodio dependientes ó secundariamente activos

2)

GLUT sodio independientes o facilitadores

No requieren energía

. Ubicados en polo basal y luminal de membrana de células endoteliales . No pueden movilizar glucosa en contra de gradiente de concentración . Flujo neto proporcional a la [c] > glucosa en plasma que en cerebro ó LCR

ración transendotelial de leucocitos a través de la B (T --- B, monocitos, polimorfos) Moléculas que intervienen Etapas Adhiriendo y pegando (tethering/rolling) Adhesión firme Activación de Integrinas Degradación de la matriz extracelular

PSGL-1/P-selectina LFA-1/ICAM-1, VLA-4/VCAM1 CCR2/CCL2, CXCR3/CXL10, CCR5/CCL5 MMP-9

ta transendotelial  pore-like regions o ruta “parajunctional” lateral uta * CSF in Clinical practice. Irani D, 2009

PROTEINAS LCR Mayoría provienen del suero (80%) 20% derivadas del SNC (autóctonas no específicas):  Plexos Coroideos (15%)  Parénquima (5%)  FI (extra-PC) . A través

 BBB = BHE  BCB

pinocitosis

. En células de capilares endoteliales . A través de barrera epitelial PC . PLCR/PS  Tamaño ≈ PM φ (carga eléctrica) . Abandonan LCR  vellosidades aracnoideas - reabsorción-

PROTEINAS LCR . [C] neta de proteínas en suero es 200 veces > LCR 7.0 g/dl versus 35 mg/dl ↓ V de eflujo 200 veces > que influjo o sea 0.5% del total de proteínas se transfiere del suero al LCR . Llega a un equilibrio estacionario luego de tiempo variable ↓ Proteínas que tienen [C] LCR > 0.5%a 1% de [C] sérica  sufren cierto grado de síntesis local dentro del SNC LCR no es un ultrafiltrado del plasma sino un fluido “hijo”

TRANSPORTE A TRAVES

. Tamaño (P.Mol) . Liposolubilidad . Carga ( )

BBB = BHE BCB

. P Fisicoquímicas

. Presencia o ausencia de transportador específico

. a) transcelular (agentes lipofílicos) . b) transporte carrier-mediado (AA neutros grandes y glucosa) . c) paracelular (agentes hidrosolubles) . d) endocitosis mediada por receptor específico (insulina y transferrina) . e) endocitosis adsortiva (proteínas catiónicas como albúmina) . f) bomba de eflujo para extraer drogas del LCR (“multidrug resistant proteins” MDRP)

MECANISMOS DE TRANSPORTE

a

b

. Difusión facilitada (shuttle) . Pasivo (independiente de energía) . A favor de gradiente [C] (Hexosas y AA) . Transporte activo . Req.energía . Acoplado a cotransporte - de > [C] a < [C]

c

. Endocitosis (Pinocitosis) . Bulk “captación no específica de fluido extracelular . RME (captación selectiva de macromoléculas) . AMT (absorptive mediated transport) . Atracción electrostática (péptidos y AA)

d

. Eflujo mediado por transportadores (“carriers”)

Secreción del LCR . Se segrega en forma Lenta 

Continua – circadiana 0.27 ml/minuto/g Limitante: flujo vascular

. Control autonómico (B2 adrenérgico)  . inervación simpática de PC ↓ . inhibe en forma tónica la producción ↓ . independiente del φ sanguíneo

Flujo y resorción (reabsorción) del LCR

. PC  fluye de manera uniforme desde CSupraV a ESA (cerebro y médula) para ser reabsorbido en las granulaciones aracnoidea

. Flujo Pulsátil y bidireccional (más que laminar) . RMI  Flujo pulsátil s/t en regiones estrechas (acueducto, foramen magnum, médula espinal) . Flujo  depende de la secreción y motilidad de las cilias ependimarias . LCR no iría a un único sitio para su reabsorción

Resorción (reabsorción) del LCR Reabsorción

(simple,

fisiológicamente controlado, no regulado)

Vellosidades aracnoideas

Rutas o vías alternativas de reabsorción

≠

Producción

(complejo, controlado y especializado)

Flujo del LCR  hacia sangre venosa Sentido  unidireccional Valvas  unidireccionales Estímulo  presión hidrostática . PC  drenaje linfático . Pares craneanos (VIII, II, I) . Raíces espinales

Funciones biológicas del LCR 1. Permite expansión del cerebro durante la ontogenia 2. Función de Protección

.Cerebro “flota” en LCR y pasa de 1500g a 50g. .Protección mecánica: escudo y amortiguador contra trauma externo y de base de cráneo .Protección contra variaciones súbitas PIC: Munro-Kellie VIT = V Cerebro + Sangre I/C + V LCR

3. Remoción de Metabolitos 4. Distribución y transporte de sustancias biológicamente activas 5. Función inmune humoral y celular

. CO2 lactato hidrogeniones, etc

. Nutrientes a través del cerebro

a. Amplificación de la respuesta inmune (Igs, complemento, interleukinas, kemoquinas, células inmunocompetentes) b. Interfase entre SN y SI

Proteínas LCR . Proteinorraquia < 0.5 de proteinemia . . . .

exclusivamente a partir del plasma (Albúmina) primariamente a partir del plasma (S-ICAM) primariamente a partir de PC (transtyretina o preAb) TTR primariamente a partir de Parénquima Cerebral (Tau)

Fracción principal a partir del plasma (80%)

. [CSF/plasma] = ↑ PD SNC (autóctonas) . [CSF/plasma] = ↓ PD del plasma

* PD SNC: proteínas derivadas del Sistema Nervioso Centra

Fracción intratecal (FI) . ↑ PD SNC (99%) . ↓ PD del plasma (suero = terapia intrat.

mico (sin barrera)

raumática: disminución número glóbulos rojos en tubos 1-3 oke: sin cambios de glóbulos rojos en tubos 1-3 nocítico: Proteína C-reactiva

* Ed Thompson 2005

Muchas gracias