Krev-mozková bariéra: ochranná vrstva mozku

V mozku a celé nervové soustavě je základním orgánem lidské bytosti. Z tohoto důvodu je silně chráněn kostmi (lebka a páteř) a systémem tří vrstev membrán nazývaných mozkové pleny. Zabezpečení různých části mozku byla posílena miliony let evoluce.

Přestože všechny tyto prvky mohou být nezbytné při ochraně lebky před úderem nebo traumatem, mohou nestačí k ochraně mozku před jinými typy nebezpečí, jako jsou virové infekce, které by mohly projít krev. Abyste se takovým nebezpečím co nejvíce vyhnuli, máme jiný typ ochrany: hematoencefalickou bariéru (BBB).

Objev BBB

Ačkoli se dříve předpokládalo, že existuje něco, co odděluje obsah krve přítomný v krevním systému a nervovém systému, ověření této skutečnosti by dorazilo až 1885. Výzkumník jménem Paul Ehrlich zavedl barvivo do krve zvířete a později to pozoroval jediným bodem, který nezanechal skvrny, byl centrální nervový systém, konkrétně mozek. Důvod musel souviset s ochranným systémem, který obklopil tuto oblast, jako by to byla membrána.

Později jiný výzkumník, Edwin Goldman, zkusí obrácený proces obarvením

mozkomíšní mokpozoroval, že jediné barevné části odpovídaly nervové tkáni. Tyto experimenty odrážejí existenci něco, co produkuje vysokou úroveň blokády mezi nervovým systémem a zbytkem těla, něco, co by po letech nazval Lewandowski hematoencefalickou bariérou a prozkoumal jej velký počet odborníků.

Ochrana mezi krví a mozkem

Hematoencefalická bariéra je malá vrstva endotelových buněk, buňky, které jsou součástí stěny krevních cév, umístěný podél většiny kapilár, které zásobují mozek. Hlavní charakteristikou této vrstvy je její vysoká úroveň nepropustnosti, která neumožňuje průchodu velkého množství látek z krve do mozku a naopak.

Tedy BHE působí jako filtr mezi krví a nervovým systémem. Navzdory tomu mohou některé látky, jako je voda, kyslík, glukóza, oxid uhličitý, aminokyseliny a některé další molekuly, projít, přičemž nepropustnost je relativní.

Jeho působení jako filtru se provádí prostřednictvím obou jeho struktur, omezením spojení mezi buňkami, které tvoří přechod k různým látkám, jako je metabolismus látek, aby se k nim dostaly pomocí enzymů a dopravníky. To znamená, že má fyzickou stránku a další je chemická.

I když je hematoencefalická bariéra sama o sobě vrstvou endotelových buněk, její správné fungování závisí také na jiných typech buněčných struktur. Konkrétně je podporován buňkami zvanými pericyty, které poskytují strukturální podporu a obklopují endoteliální buňky, udržují stabilní stěnu cévy, stejně jako mikroglie.

Slepá místa BHE

Navzdory důležitosti hematoencefalické bariéry při ochraně nervového systému nepokrývá celý mozek, protože mozek potřebuje přijímat a být schopen emitovat některé látky, jako hormony a neurotransmitery. Existence tohoto druhu mrtvých úhlů je nezbytná k zajištění řádného fungování systému těla, protože není možné udržet mozek úplně izolovaný od toho, co se děje ve zbytku těla Tělo.

Oblasti nechráněné touto bariérou se nacházejí kolem třetí mozkové komory a nazývají se cirkumventrikulární orgány. V těchto oblastech mají kapiláry fenestrovaný endotel s některými otvory nebo přístupy, které umožňují tok látek z jedné strany membrány na druhou.

Místa bez hematoencefalické bariéry jsou hlavně neuroendokrinního systému a autonomní nervový systém, které jsou některými strukturami této skupiny cirkumventrikulárních orgánů, neurohypofýzy, Epifýza, některé oblasti hypotalamus, oblast postema vaskulární orgán lamina terminalis a subfornical orgán (pod fornixem).

Překročení hematoencefalické bariéry

Jak jsme viděli, hematoencefalická bariéra je propustná, ale relativním způsobem, protože umožňuje průchod některých látek. Bez ohledu na místa, kde není přítomna hematoencefalická bariéra, existují řada mechanismů, kterými skrz mohou procházet základní komponenty pro fungování buněk.

Nejběžnější a často používaný mechanismus v tomto ohledu je použití dopravníků, ve kterém se prvek nebo látka, která má být transportována, váže na receptor, který následně vstupuje do cytoplazmy endotelové buňky. Jakmile tam je, látka se oddělí od receptoru a je vylučována na druhou stranu samotnou endotelovou buňkou.

Dalším mechanismem, kterým látky procházejí hematoencefalickou bariérou, je transcytóza, proces, při kterém se v bariéře tvoří řada vezikul, kterými mohou látky procházet z jedné strany na druhou.

Transmembránová difúze umožňuje iontům s různým nábojem pohybovat se hematoencefalickou bariérou a působit na elektronický náboj a gradient koncentrace tak, že látky na obou stranách bariéry jsou navzájem přitahovány.

Čtvrtým mechanismem, kterým některé látky procházejí do mozku bez zasahování hematoencefalické bariéry, je jeho přímé přeskočení. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je použít smyslové neurony a vynutit přenos v opačném směru axonem neuronu do jeho soma. Toto je mechanismus, který používají choroby známé jako vzteklina.

Hlavní funkce

Jak již bylo možné zahlédnout některé z vlastností, díky nimž je hematoencefalická bariéra prvkem nezbytné pro nervový systém, protože tato vrstva endotelových buněk splňuje hlavně následující funkce.

Hlavní funkcí hematoencefalické bariéry je chránit mozek před příchodem vnějších látek, zabraňující průchodu těchto prvků. Tímto způsobem jej nemůže ovlivnit drtivá většina molekul vnějších k samotnému nervovému systému, což zabraňuje velké části virových a bakteriálních infekcí ovlivnit mozek.

Kromě této obranné funkce blokováním vstupu škodlivých prvků umožňuje její přítomnost také správné udržování nervového prostředí udržováním konstantního složení intersticiální tekutiny, která se koupe a udržuje buňky.

Konečnou funkcí hematoencefalické bariéry je metabolizovat nebo modifikovat prvky za účelem jejich výroby křížení mezi krví a nervovými tkáněmi, aniž by nějakým způsobem měnil fungování nervového systému nechtěný. Některé látky samozřejmě z tohoto kontrolního mechanismu unikají.

Terapeuticky problematická ochrana

Skutečnost, že hematoencefalická bariéra je tak nepropustná a neumožňuje vstup většiny prvků, je prospěšné, když je vaše mozková funkce správná a není vyžadován žádný lékařský nebo lékařský zásah psychiatrické. Ale v případech, kdy je nutná vnější akce na lékařské nebo farmakologické úrovni, představuje tato bariéra potíže, s nimiž je obtížné je léčit.

A to je to, že velká část léků, které se aplikují na lékařské úrovni a které by se používaly k léčbě onemocnění nebo infekce v jiné části těla nejsou účinné při léčbě problému v mozku, zejména kvůli blokující akci bariéry krevní mozek. Příkladem toho jsou léky určené k boji s nádory, Parkinsonovou chorobou nebo demencí.

Abychom to napravili při mnoha příležitostech je nutné vstříknout látku přímo do intersticiální tekutiny, používat cirkumventrikulární orgány jako přístupovou cestu, dočasně prolomit bariéru pomocí mikrobublinek vedených do konkrétních bodů pomocí ultrazvuku nebo pomocí chemických kompozic, které mohou procházet hematoencefalickou bariérou některým z výše popsaných mechanismů.

Bibliografické odkazy:

• Ballabh, P. et al. (2004). Hematoencefalická bariéra: přehled. Struktura, regulace a klinické důsledky. Neurobiol. Dis.; 16: 1-13.
• Escobar, A. a Gómez, B. (2008). Krevní bariéra: Neurobiologie, klinické důsledky a vliv stresu na její vývoj. Rev. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Překročte bariéru krevního mozku. Poznámky. Výzkum a věda.
• Pachter, J.S. et al. (2003). Hematoencefalická bariéra a její role v imunitních výsadách v centrálním nervovém systému. J. Neuropat. Exper. Neurol; 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985). Principy nervového vývoje. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Anatomie člověka. McGraw-Hill.