Blod-hjerne-barriere: det beskyttende lag af hjernen

I hjernen og hele nervesystemet er det et grundlæggende organ for mennesket. Derfor er den stærkt beskyttet af knogler (kraniet og rygsøjlen) og af et system med tre lag af membraner kaldet hjernehinde. Sikkerheden for de forskellige dele af hjernen det er blevet forstærket af millioner af år med udvikling.

Men selvom alle disse elementer kan være vigtige, når de beskytter kraniet mod et slag eller traume, kan de dog ikke være nok til at beskytte hjernen mod andre typer farer, såsom virusinfektioner, der kan komme gennem blod. For at undgå sådanne farer så meget som muligt, vi har en anden type beskyttelse: blod-hjerne-barrieren (BBB).

Opdagelsen af ​​BBB

Selv om der tidligere var mistanke om eksistensen af ​​noget, der adskilt blodets indhold til stede i blodsystemet og nervesystemet, ville verifikationen af ​​denne kendsgerning ikke ankomme før 1885. En forsker ved navn Paul Ehrlich ville introducere et farvestof i blodet af et dyr og senere observere det det eneste punkt, der ikke plettet, var centralnervesystemet og specifikt hjernen

. Årsagen til dette måtte relateres til et beskyttelsessystem, der omgav området som om det var en membran.

Senere ville en anden forsker, Edwin Goldman, prøve den omvendte proces ved farvning af cerebrospinalvæskeog observerede, at de eneste farvede dele svarede til nervevævet. Disse eksperimenter afspejler eksistensen af noget der producerer et højt niveau af blokering mellem nervesystemet og resten af ​​kroppen, noget der år senere ville blive kaldt blod-hjerne-barrieren af ​​Lewandowski og udforsket af et stort antal eksperter.

En beskyttelse mellem blodet og hjernen

Blod-hjerne-barrieren er et lille lag af endotelceller, celler, der er en del af blodkarvæggen, placeret langs de fleste kapillærer, der forsyner hjernen. Hovedkarakteristikken ved dette lag er dets høje grad af uigennemtrængelighed og tillader ikke, at et stort antal stoffer passerer fra blodet til hjernen og omvendt.

På denne måde BHE fungerer som et filter mellem blodet og nervesystemet. På trods af dette kan nogle stoffer som vand, ilt, glukose, kuldioxid, aminosyrer og nogle andre molekyler passere, hvor uigennemtrængeligheden er relativ.

Dens handling som et filter udføres gennem både dets struktur ved at begrænse foreningen mellem cellerne, der udgør passage til de forskellige stoffer, som gennem stofskiftet for at nå det gennem brug af enzymer og transportbånd. Det vil sige, den har en fysisk facet og en anden, der er kemisk.

Selvom blod-hjerne-barrieren i sig selv er et lag af endotelceller, afhænger dens korrekte funktion også af andre typer cellestrukturer. Specifikt understøttes det af celler kaldet pericytter, som giver strukturel støtte og omgiver endotelcellerne, hvilket holder væggen i blodkaret stabil såvel som mikroglia.

BHE's blinde pletter

På trods af vigtigheden af ​​blod-hjerne-barrieren til beskyttelse af nervesystemet dækker ikke hele hjernen, da hjernen har brug for at modtage og være i stand til at udsende nogle stoffer, som hormoner og neurotransmittere. Eksistensen af ​​denne form for blinde pletter er nødvendig for at garantere, at systemet fungerer korrekt organisme, da det ikke er muligt at holde hjernen helt isoleret fra hvad der sker i resten af ​​landet Legeme.

Områderne, der ikke er beskyttet af denne barriere, er omkring den tredje hjerneventrikel og kaldes omløbsorganer. I disse områder har kapillærerne et fenestreret endotel med nogle åbninger eller indgange, der tillader strømmen af ​​stoffer fra den ene side af membranen til den anden.

Stederne uden blod-hjerne-barriere er hovedsageligt af det neuroendokrine system og Autonome nervesystem, hvor nogle af strukturerne i denne gruppe af omløbsorganer er neurohypofysen, Pinealkirtlen, nogle områder af hypothalamusområdet postema det vaskulære organ i lamina terminalis og det subfornikale organ (under fornix).

Krydser blod-hjerne-barrieren

Som vi har set, er blod-hjerne-barrieren gennemtrængelig, men på en relativ måde, da den tillader passage af nogle stoffer. Uanset de steder, hvor blod-hjerne-barrieren ikke er til stede, er der en række mekanismer, hvormed væsentlige komponenter til cellers funktion kan passere igennem den.

Den mest almindelige og ofte anvendte mekanisme i denne henseende er brugen af ​​transportbånd, hvor elementet eller stoffet, der skal transporteres, binder til en receptor, som efterfølgende kommer ind i endotelcellens cytoplasma. En gang der adskilles stoffet fra receptoren og udskilles til den anden side af selve endotelcellen.

En anden mekanisme, hvormed stoffer krydser blod-hjerne-barrieren, er transcytose, en proces, hvor en række vesikler dannes i barrieren, gennem hvilken stoffer kan passere fra den ene side til den anden.

Transmembran diffusion tillader ioner med forskellig ladning at bevæge sig gennem blod-hjerne-barrieren, der virker på elektronisk ladnings- og koncentrationsgradient, således at stoffer på begge sider af barrieren tiltrækkes af hinanden.

Endelig er en fjerde mekanisme, hvorigennem nogle stoffer passerer til hjernen uden at blod-hjerne-barrieren griber ind, at springe den direkte over. En måde at gøre dette på er at bruge de sensoriske neuroner, der tvinger en transmission i omvendt retning gennem axonen i neuronen til dens soma. Det er den mekanisme, der anvendes af sygdomme så godt kendt som rabies.

Hovedfunktioner

Da det allerede har været muligt at skimte nogle af de egenskaber, der gør blod-hjerne-barrieren til et element essentielt for nervesystemet, da dette lag af endotelceller hovedsageligt opfylder følgende funktioner.

Den vigtigste funktion af blod-hjerne-barrieren er at beskytte hjernen mod ankomsten af ​​eksterne stoffer, forhindrer passage af disse elementer. På denne måde kan langt størstedelen af ​​molekyler uden for selve nervesystemet ikke påvirke det, hvilket forhindrer en stor del af virus- og bakterieinfektioner i at påvirke hjernen.

Ud over denne defensive funktion ved at blokere indgangen til skadelige elementer tillader dens tilstedeværelse også den korrekte vedligeholdelse af det neurale miljø ved at holde sammensætningen af ​​den interstitielle væske, der bader og opretholder konstant celler.

En sidste funktion af blod-hjerne-barrieren er at metabolisere eller modificere elementer for at gøre dem krydse mellem blod og nervevæv uden at ændre nervesystemets funktion på en måde uønsket. Naturligvis undgår nogle stoffer denne kontrolmekanisme.

En terapeutisk problematisk beskyttelse

Det faktum, at blod-hjerne-barrieren er så uigennemtrængelig og ikke tillader indgangen til de fleste elementer er gavnligt, når din hjernefunktion er korrekt, og der ikke kræves nogen medicinsk eller medicinsk intervention psykiatrisk. Men i tilfælde hvor ekstern handling er nødvendig på et medicinsk eller farmakologisk niveau, repræsenterer denne barriere et problem, som det er vanskeligt at behandle.

Og det er, at en stor del af de lægemidler, der anvendes på medicinsk niveau, og som ville blive brugt til at behandle en sygdom eller infektion i en anden del af kroppen ikke er effektive til at behandle problemet i hjernen, hovedsageligt på grund af barriererens blokerende virkning blod hjerne. Eksempler på dette kan findes i lægemidler dedikeret til bekæmpelse af tumorer, Parkinsons eller demens.

For at ordne det ved mange lejligheder er det nødvendigt at injicere stoffet direkte i den interstitielle væske, bruge de rundtgående organer som en adgangsvej, midlertidigt bryde barrieren gennem brug af mikrobobler styret til bestemte punkter ved hjælp af ultralyd eller ved hjælp af kemiske sammensætninger, der kan krydse blod-hjerne-barrieren gennem nogle af de mekanismer, der er beskrevet ovenfor.

Bibliografiske referencer:

• Ballabh, P. et al. (2004). Blod-hjerne-barrieren: et overblik. Struktur, regulering og kliniske implikationer. Neurobiol. Dis. 16: 1-13.
• Escobar, A. og Gómez, B. (2008). Blod-hjerne-barriere: Neurobiologi, kliniske implikationer og effekt af stress på dens udvikling. Rev. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Crossing the Blood Brain Barrier. Bemærkninger. Forskning og videnskab.
• Pachter, J.S. et al. (2003). Blod-hjerne-barrieren og dens rolle i immunprivilegiet i centralnervesystemet. J. Neuropat. Eksper. Neurol. 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985). Principper for neural udvikling. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Menneskelig anatomi. McGraw-Hill.