Fluido cerebroespinal - Cerebrospinal fluid

Fluido cerebroespinal
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El líquido cefalorraquídeo circula en el espacio subaracnoideo alrededor del cerebro y la médula espinal , y en los ventrículos del cerebro.
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Imagen que muestra la ubicación del LCR que destaca el sistema ventricular del cerebro
Detalles
Identificadores
latín licor cerebroespinal
Acrónimo (s) LCR
Malla D002555
TA98 A14.1.01.203
TA2 5388
FMA 20935
Terminología anatómica

El líquido cefalorraquídeo ( LCR ) es un líquido corporal transparente e incoloro que se encuentra dentro del tejido que rodea el cerebro y la médula espinal de todos los vertebrados . Reemplaza el fluido corporal que se encuentra fuera de las células de todos los animales bilaterales .

El LCR es producido por células ependimarias especializadas en los plexos coroideos de los ventrículos del cerebro y se absorbe en las granulaciones aracnoideas . Hay aproximadamente 125 ml de LCR en cualquier momento y se generan aproximadamente 500 ml todos los días. El LCR actúa como un colchón o amortiguador, proporcionando protección mecánica e inmunológica básica al cerebro dentro del cráneo . CSF también tiene una función vital en la autorregulación cerebral de flujo sanguíneo cerebral .

El LCR ocupa el espacio subaracnoideo (entre la aracnoides y la piamadre ) y el sistema ventricular alrededor y dentro del cerebro y la médula espinal. Llena los ventrículos del cerebro, cisternas y surcos , así como el canal central de la médula espinal. También hay una conexión desde el espacio subaracnoideo al laberinto óseo del oído interno a través del conducto perilinfático donde la perilinfa es continua con el líquido cefalorraquídeo. Las células ependimarias de los plexos coroideos tienen múltiples cilios móviles en sus superficies apicales que laten para mover el LCR a través de los ventrículos.

Se puede tomar una muestra de LCR mediante punción lumbar . Esto puede revelar la presión intracraneal , así como indicar enfermedades que incluyen infecciones del cerebro o las meninges circundantes .

Aunque Hipócrates lo notó , fue olvidado durante siglos. Fue descubierto en el siglo XVIII por Emanuel Swedenborg . En 1914, Harvey Cushing demostró que el LCR era secretado por el plexo coroideo.

Estructura

Circulación

Resonancia magnética que muestra pulsaciones de LCR
Distribución de LCR

Hay alrededor de 125 a 150 ml de LCR en cualquier momento. Este LCR circula dentro del sistema ventricular del cerebro. Los ventrículos son una serie de cavidades llenas de LCR. La mayor parte del LCR se produce dentro de los dos ventrículos laterales . Desde aquí, el LCR pasa a través del agujero interventricular hasta el tercer ventrículo , luego el acueducto cerebral hasta el cuarto ventrículo . Desde el cuarto ventrículo, el líquido pasa al espacio subaracnoideo a través de cuatro aberturas: el canal central de la médula espinal, la abertura mediana y las dos aberturas laterales . El LCR está presente dentro del espacio subaracnoideo, que cubre el encéfalo, la médula espinal y se extiende por debajo del extremo de la médula espinal hasta el sacro . Existe una conexión entre el espacio subaracnoideo y el laberinto óseo del oído interno, lo que hace que el líquido cefalorraquídeo continúe con la perilinfa en el 93% de las personas.

El LCR se mueve en una única dirección hacia afuera desde los ventrículos, pero multidireccionalmente en el espacio subaracnoideo. El movimiento de los fluidos es pulsátil, coincidiendo con las ondas de presión generadas en los vasos sanguíneos por los latidos del corazón. Algunos autores discuten esto, planteando que no hay circulación de LCR unidireccional, sino movimientos de LCR sistólico-diastólico bidireccionales dependientes del ciclo cardíaco hacia y desde el LCR craneo-espinal.

Contenido

El LCR se deriva del plasma sanguíneo y es muy similar a él, excepto que el LCR casi no contiene proteínas en comparación con el plasma y tiene algunos niveles de electrolitos diferentes . Debido a la forma en que se produce, el LCR tiene un nivel de cloruro más alto que el plasma y un nivel de sodio equivalente .

El LCR contiene aproximadamente un 0,3% de proteínas plasmáticas, o aproximadamente de 15 a 40 mg / dL, según el lugar de muestreo. En general, las proteínas globulares y la albúmina se encuentran en menor concentración en el LCR ventricular en comparación con el líquido lumbar o cisternal.Este flujo continuo hacia el sistema venoso diluye la concentración de moléculas insolubles en lípidos más grandes que penetran en el cerebro y el LCR. El LCR normalmente está libre de glóbulos rojos y, como máximo, contiene menos de 5 glóbulos blancos por mm³ (si el recuento de glóbulos blancos es mayor, constituye pleocitosis ).

Desarrollo

Alrededor de la tercera semana de desarrollo , el embrión es un disco de tres capas, cubierto de ectodermo , mesodermo y endodermo . Se desarrolla una formación en forma de tubo en la línea media, llamada notocorda . La notocorda libera moléculas extracelulares que afectan la transformación del ectodermo suprayacente en tejido nervioso. El tubo neural , que se forma a partir del ectodermo, contiene LCR antes del desarrollo de los plexos coroideos. Los neuroporos abiertos del tubo neural se cierran después del primer mes de desarrollo y la presión del LCR aumenta gradualmente.

A medida que el cerebro se desarrolla , en la cuarta semana de desarrollo embriológico se han formado tres hinchazones dentro del embrión alrededor del canal, cerca de donde se desarrollará la cabeza. Estas inflamaciones representan diferentes componentes del sistema nervioso central : el prosencéfalo , el mesencéfalo y el rombencéfalo . Los espacios subaracnoideos son evidentes por primera vez alrededor del día 32 de desarrollo cerca del rombencéfalo; la circulación es visible a partir del día 41. En este momento, se puede ver el primer plexo coroideo, que se encuentra en el cuarto ventrículo, aunque aún no se conoce el momento en el que secretan LCR por primera vez.

El prosencéfalo en desarrollo rodea el cordón neural. A medida que se desarrolla el prosencéfalo, el cordón neural dentro de él se convierte en un ventrículo, que finalmente forma los ventrículos laterales. A lo largo de la superficie interna de ambos ventrículos, la pared ventricular permanece delgada y se desarrolla un plexo coroideo que produce y libera LCR. El LCR llena rápidamente el canal neural. Las vellosidades aracnoideas se forman alrededor de la semana 35 de desarrollo, y las granulaciones aracnoideas se observan alrededor de la 39 y continúan desarrollándose hasta los 18 meses de edad.

El órgano subcomisural secreta SCO-spondina , que forma la fibra de Reissner dentro del LCR que ayuda al movimiento a través del acueducto cerebral. Está presente en la vida intrauterina temprana, pero desaparece durante el desarrollo temprano.

Fisiología

Función

CSF tiene varios propósitos:

  1. Flotabilidad: la masa real del cerebro humano es de aproximadamente 1400-1500 gramos; sin embargo, el peso neto del cerebro suspendido en LCR equivale a una masa de 25 a 50 gramos. Por lo tanto, el cerebro existe en flotabilidad neutra , lo que permite que el cerebro mantenga su densidad sin verse afectado por su propio peso, que cortaría el suministro de sangre y mataría las neuronas en las secciones inferiores sin LCR.
  2. Protección: el líquido cefalorraquídeo protege el tejido cerebral de lesiones cuando se golpea o se sacude, proporcionando un amortiguador de líquido que actúa como amortiguador de algunas formas de lesión mecánica.
  3. Prevención de la isquemia cerebral : la prevención de la isquemia cerebral se facilita al disminuir la cantidad de LCR en el espacio limitado dentro del cráneo. Esto disminuye la presión intracraneal total y facilita la perfusión sanguínea .
  4. Homeostasis : el LCR permite la regulación de la distribución de sustancias entre las células del cerebro yfactores neuroendocrinos , a los que ligeros cambios pueden ocasionar problemas o daños al sistema nervioso. Por ejemplo, una alta concentración de glicina interrumpe el control de la temperatura y la presión arterial , y un pH alto del LCRprovoca mareos y síncope .
  5. Eliminación de desechos: el LCR permite la eliminación de productos de desecho del cerebro y es fundamental en el sistema linfático del cerebro , llamado sistema glifático . Los productos de desecho metabólicos se difunden rápidamente en el LCR y se eliminan al torrente sanguíneo a medida que se absorbe el LCR. Cuando esto sale mal, el LCR puede ser tóxico, como en la esclerosis lateral amiotrófica , la forma más común de enfermedad de las neuronas motoras .

Producción

Comparación de suero y líquido cefalorraquídeo
Sustancia LCR Suero
Contenido de agua (% en peso) 99 93
Proteína (mg / dL) 35 7000
Glucosa (mg / dL) 60 90
Osmolaridad (mOsm / L) 295 295
Sodio (mEq / L) 138 138
Potasio (mEq / L) 2.8 4.5
Calcio (mEq / L) 2.1 4.8
Magnesio (mEq / L) 2.0–2.5 1,7
Cloruro (mEq / L) 119 102
pH 7.33 7,41

El cerebro produce aproximadamente 500 ml de líquido cefalorraquídeo por día, a una velocidad de aproximadamente 25 ml por hora. Este líquido transcelular se reabsorbe constantemente, de modo que sólo hay 125 a 150 ml presentes en un momento dado.

El volumen de LCR es mayor en ml / kg en niños en comparación con adultos. Los lactantes tienen un volumen de LCR de 4 ml / kg, los niños tienen un volumen de LCR de 3 ml / kg y los adultos tienen un volumen de LCR de 1,5 a 2 ml / kg. Un volumen alto de LCR es la razón por la que se necesita una dosis mayor de anestésico local, en una base de ml / kg, en los lactantes. Además, el mayor volumen de LCR puede ser una de las razones por las que los niños tienen tasas más bajas de cefalea pospunción dural.

La mayor parte (alrededor de dos tercios a 80%) del LCR es producido por el plexo coroideo . El plexo coroideo es una red de vasos sanguíneos presentes en secciones de los cuatro ventrículos del cerebro. Está presente en todo el sistema ventricular excepto en el acueducto cerebral y los cuernos frontal y occipital de los ventrículos laterales . El LCR también es producido por la capa única de células ependimarias en forma de columna que recubren los ventrículos; por el revestimiento que rodea el espacio subaracnoideo ; y una pequeña cantidad directamente de los pequeños espacios que rodean los vasos sanguíneos alrededor del cerebro.

El LCR es producido por el plexo coroideo en dos pasos. En primer lugar, una forma filtrada de plasma se mueve desde los capilares fenestrados en el plexo coroideo hacia un espacio intersticial, con el movimiento guiado por una diferencia de presión entre la sangre en los capilares y el líquido intersticial. Luego, este líquido debe pasar a través de las células del epitelio que recubren el plexo coroideo hacia los ventrículos, un proceso activo que requiere el transporte de sodio , potasio y cloruro que atrae agua al LCR creando presión osmótica . A diferencia de la sangre que pasa de los capilares al plexo coroideo, las células epiteliales que recubren el plexo coroideo contienen uniones estrechas entre las células, que actúan para evitar que la mayoría de las sustancias fluyan libremente hacia el LCR. Los cilios en las superficies apicales de las células ependimarias laten para ayudar a transportar el LCR.

El agua y el dióxido de carbono del líquido intersticial se difunden hacia las células epiteliales. Dentro de estas células, la anhidrasa carbónica convierte las sustancias en iones bicarbonato e hidrógeno . Estos se intercambian por sodio y cloruro en la superficie celular que mira hacia el intersticio. Luego, el sodio, el cloruro, el bicarbonato y el potasio se secretan activamente en la luz ventricular. Esto crea presión osmótica y atrae agua al LCR, facilitada por las acuaporinas . El cloruro, con carga negativa, se mueve con el sodio cargado positivamente para mantener la electroneutralidad . El potasio y el bicarbonato también se transportan fuera del LCR. Como resultado, el LCR contiene una mayor concentración de sodio y cloruro que el plasma sanguíneo, pero menos potasio, calcio, glucosa y proteínas. Los plexos coroideos también secretan factores de crecimiento, yodo , vitaminas B1 , B12 , C , folato , microglobulina beta-2 , arginina vasopresina y óxido nítrico en el LCR. Un cotransportador de Na-K-Cl y Na / K ATPasa que se encuentran en la superficie del endotelio coroideo, parecen desempeñar un papel en la regulación de la secreción y composición del LCR.

Orešković y Klarica plantean la hipótesis de que el LCR no es producido principalmente por el plexo coroideo, sino que se produce permanentemente dentro de todo el sistema de LCR, como consecuencia de la filtración de agua a través de las paredes capilares hacia el líquido intersticial del tejido cerebral circundante, regulado por AQP- 4 .

Existen variaciones circadianas en la secreción de LCR, y los mecanismos no se comprenden completamente, pero potencialmente se relacionan con diferencias en la activación del sistema nervioso autónomo durante el transcurso del día.

El plexo coroideo del ventrículo lateral produce LCR a partir de la sangre arterial proporcionada por la arteria coroidea anterior . En el cuarto ventrículo, el LCR se produce a partir de la sangre arterial de la arteria cerebelosa anteroinferior (ángulo pontocerebeloso y la parte adyacente del receso lateral), la arteria cerebelosa posteroinferior (techo y abertura media) y la arteria cerebelosa superior .

Reabsorción

El LCR regresa al sistema vascular al ingresar a los senos venosos durales a través de granulaciones aracnoideas . Se trata de salidas de la aracnoides hacia los senos venosos alrededor del cerebro, con válvulas para asegurar un drenaje unidireccional. Esto ocurre debido a una diferencia de presión entre la aracnoides y los senos venosos. También se ha observado que el LCR drena hacia los vasos linfáticos , en particular los que rodean la nariz, a través del drenaje a lo largo del nervio olfatorio a través de la placa cribiforme . La vía y la extensión se desconocen actualmente, pero puede involucrar el flujo de LCR a lo largo de algunos nervios craneales y ser más prominente en el recién nacido . El líquido cefalorraquídeo se revuelve a un ritmo de tres a cuatro veces al día. También se ha observado que el LCR se reabsorbe a través de las vainas de las vainas de los nervios craneales y espinales , y a través del epéndimo.

Regulación

La composición y la velocidad de generación de LCR están influenciadas por las hormonas y el contenido y la presión de la sangre y el LCR. Por ejemplo, cuando la presión del LCR es más alta, hay menos diferencia de presión entre la sangre capilar en los plexos coroideos y el LCR, lo que disminuye la velocidad a la que los fluidos se mueven hacia el plexo coroideo y la generación de LCR. El sistema nervioso autónomo influye en la secreción de LCR del plexo coroideo, con la activación del sistema nervioso simpático disminuyendo la secreción y aumentando la del sistema nervioso parasimpático . Los cambios en el pH de la sangre pueden afectar la actividad de la anhidrasa carbónica , y algunos medicamentos (como la furosemida , que actúa sobre el cotransportador de Na-Cl ) tienen el potencial de impactar los canales de la membrana.

Significación clínica

Presión

La presión del LCR, medida por punción lumbar , es de 10 a 18  cmH 2 O (8 a 15  mmHg o 1,1 a 2 kPa ) con el paciente acostado de lado y de 20 a 30 cmH 2 O (16 a 24 mmHg o 2,1 a 3,2  kPa ). kPa) con el paciente sentado. En los recién nacidos, la presión del LCR varía de 8 a 10 cmH 2 O (4,4 a 7,3 mmHg o 0,78 a 0,98 kPa). La mayoría de las variaciones se deben a la tos o la compresión interna de las venas yugulares del cuello. Cuando está acostado, la presión del LCR estimada por punción lumbar es similar a la presión intracraneal .

La hidrocefalia es una acumulación anormal de LCR en los ventrículos del cerebro. La hidrocefalia puede ocurrir debido a la obstrucción del paso del LCR, como por una infección, lesión, masa o anomalía congénita . También puede ocurrir hidrocefalia sin obstrucción asociada con presión normal del LCR . Los síntomas pueden incluir problemas con la marcha y la coordinación , incontinencia urinaria , náuseas y vómitos y deterioro progresivo de la cognición . En los bebés, la hidrocefalia puede causar un agrandamiento de la cabeza, ya que los huesos del cráneo aún no se han fusionado, convulsiones, irritabilidad y somnolencia. Una tomografía computarizada o una resonancia magnética pueden revelar agrandamiento de uno o ambos ventrículos laterales, o masas o lesiones causantes, y la punción lumbar puede usarse para demostrar y, en algunas circunstancias, aliviar la presión intracraneal alta. La hidrocefalia generalmente se trata mediante la inserción de una derivación, como una derivación ventrículo-peritoneal , que desvía líquido a otra parte del cuerpo.

La hipertensión intracraneal idiopática es una afección de causa desconocida caracterizada por un aumento de la presión del LCR. Se asocia con dolores de cabeza, visión doble , dificultades para ver e inflamación del disco óptico . Puede ocurrir en asociación con el uso de antibióticos de vitamina A y tetraciclina , o sin ninguna causa identificable, particularmente en mujeres obesas más jóvenes. El tratamiento puede incluir el cese de cualquier causa conocida, un inhibidor de la anhidrasa carbónica como la acetazolamida , el drenaje repetido mediante punción lumbar o la inserción de una derivación como una derivación ventriculoperitoneal.

Fuga de LCR

El líquido cefalorraquídeo puede filtrarse de la duramadre como resultado de diferentes causas, como un traumatismo físico o una punción lumbar, o por una causa desconocida cuando se denomina pérdida espontánea de líquido cefalorraquídeo . Suele asociarse a hipotensión intracraneal : baja presión del LCR. Puede causar dolores de cabeza, que empeoran al pararse, moverse y toser, ya que la baja presión del LCR hace que el cerebro se "cuelgue" hacia abajo y ejerza presión sobre sus estructuras inferiores. Si se identifica una fuga, una prueba de transferrina beta-2 del líquido que se escapa, cuando es positiva, es altamente específica y sensible para la detección de una fuga de LCR. Las imágenes médicas , como las tomografías computarizadas y las resonancias magnéticas, se pueden utilizar para investigar una presunta fuga de LCR cuando no se encuentra una fuga obvia pero se identifica una presión de LCR baja. La cafeína , administrada por vía oral o intravenosa , a menudo ofrece un alivio sintomático. El tratamiento de una fuga identificada puede incluir la inyección de sangre de una persona en el espacio epidural (un parche de sangre epidural ), cirugía de columna o pegamento de fibrina .

Punción lumbar

Frascos que contienen líquido cefalorraquídeo humano.

El LCR se puede analizar para el diagnóstico de una variedad de enfermedades neurológicas , que generalmente se obtienen mediante un procedimiento llamado punción lumbar . La punción lumbar se realiza en condiciones estériles insertando una aguja en el espacio subaracnoideo, generalmente entre la tercera y cuarta vértebra lumbar . El LCR se extrae a través de la aguja y se analiza. Aproximadamente un tercio de las personas experimentan dolor de cabeza después de la punción lumbar y es común el dolor o malestar en el lugar de entrada de la aguja. Las complicaciones más raras pueden incluir hematomas, meningitis o pérdida continua de LCR posterior a la punción lumbar.

Las pruebas a menudo incluyen observar el color del líquido, medir la presión del LCR y contar e identificar los glóbulos blancos y rojos dentro del líquido; medir los niveles de proteína y glucosa; y cultivar el fluido. La presencia de glóbulos rojos y xantocromía puede indicar hemorragia subaracnoidea ; mientras que las infecciones del sistema nervioso central , como la meningitis , pueden estar indicadas por niveles elevados de glóbulos blancos. Un cultivo de LCR puede producir el microorganismo que ha causado la infección, o se puede usar PCR para identificar una causa viral. Las investigaciones sobre el tipo total y la naturaleza de las proteínas revelan que apuntan a enfermedades específicas, que incluyen esclerosis múltiple , síndromes paraneoplásicos , lupus eritematoso sistémico , neurosarcoidosis , angitis cerebral ; y se pueden analizar anticuerpos específicos tales como acuaporina 4 para ayudar en el diagnóstico de afecciones autoinmunes . Una punción lumbar que drena el líquido cefalorraquídeo también puede usarse como parte del tratamiento para algunas afecciones, como la hipertensión intracraneal idiopática y la hidrocefalia de presión normal .

La punción lumbar también se puede realizar para medir la presión intracraneal , que puede aumentar en ciertos tipos de hidrocefalia . Sin embargo, nunca se debe realizar una punción lumbar si se sospecha un aumento de la presión intracraneal debido a determinadas situaciones, como un tumor, ya que puede provocar una hernia cerebral mortal .

Anestesia y quimioterapia.

Algunos anestésicos y quimioterapia se inyectan por vía intratecal en el espacio subaracnoideo, donde se diseminan alrededor del LCR, lo que significa que las sustancias que no pueden cruzar la barrera hematoencefálica pueden seguir activas en todo el sistema nervioso central. La baricidad se refiere a la densidad de una sustancia en comparación con la densidad del líquido cefalorraquídeo humano y se utiliza en la anestesia regional para determinar la forma en que un fármaco en particular se propagará en el espacio intratecal .

Historia

Se ha leído que varios comentarios de médicos antiguos se refieren al LCR. Hipócrates habló del "agua" que rodea el cerebro cuando describió la hidrocefalia congénita , y Galeno se refirió al "líquido excremental" en los ventrículos del cerebro, que creía que se purgaba por la nariz. Pero durante unos 16 siglos intermedios de estudios anatómicos en curso, el LCR permaneció sin mencionarse en la literatura. Esto quizás se deba a la técnica de autopsia predominante, que implicaba cortar la cabeza, eliminando así la evidencia de LCR antes de que se examinara el cerebro.

El redescubrimiento moderno de la peste porcina clásica se atribuye a Emanuel Swedenborg . En un manuscrito escrito entre 1741 y 1744, inédito en su vida, Swedenborg se refirió al LCR como "linfa espirituosa" secretada desde el techo del cuarto ventrículo hasta el bulbo raquídeo y la médula espinal. Este manuscrito finalmente se publicó en traducción en 1887.

Albrecht von Haller , un médico y fisiólogo suizo, señaló en su libro de 1747 sobre fisiología que el "agua" del cerebro se secretaba en los ventrículos y se absorbía en las venas, y cuando se secretaba en exceso, podía provocar hidrocefalia. Francois Magendie estudió las propiedades del LCR por vivisección. Descubrió el foramen Magendie, la abertura en el techo del cuarto ventrículo, pero creyó erróneamente que el LCR era secretado por la piamadre .

Thomas Willis (conocido como el descubridor del círculo de Willis ) tomó nota del hecho de que la consistencia del LCR se altera en la meningitis. En 1869, Gustav Schwalbe propuso que el drenaje de LCR podría ocurrir a través de los vasos linfáticos.

En 1891, W. Essex Wynter comenzó a tratar la meningitis tuberculosa mediante la eliminación de LCR del espacio subaracnoideo, y Heinrich Quincke comenzó a popularizar la punción lumbar, que defendía tanto con fines diagnósticos como terapéuticos. En 1912, un neurólogo William Mestrezat dio la primera descripción precisa de la composición química del LCR. En 1914, Harvey W. Cushing publicó pruebas concluyentes de que el LCR es secretado por el plexo coroideo .

Otros animales

Durante la filogénesis , el LCR está presente dentro del neuroeje antes de que circule. El LCR del pez Teleostei está contenido dentro de los ventrículos del cerebro, pero no en un espacio subaracnoideo inexistente. En los mamíferos, donde hay un espacio subaracnoideo, el LCR está presente. La absorción de LCR se observa en amniotas y especies más complejas y, a medida que las especies se vuelven progresivamente más complejas, el sistema de absorción se mejora progresivamente y el papel de las venas epidurales espinales en la absorción juega un papel cada vez más pequeño.

La cantidad de líquido cefalorraquídeo varía según el tamaño y la especie. En los seres humanos y otros mamíferos , el líquido cefalorraquídeo, producido, circulando y reabsorbido de manera similar a los humanos, y con una función similar, se revuelve a una velocidad de 3 a 5 veces al día. En otros animales se presentan problemas con la circulación del LCR que provocan hidrocefalia.

Ver también

Referencias

enlaces externos