Barrière hémato-encéphalique: la couche protectrice du cerveau

Dans le cerveau et dans tout le système nerveux, c'est un organe fondamental pour l'être humain. Pour cette raison, il est fortement protégé par les os (crâne et colonne vertébrale) et par un système de trois couches de membranes appelées méninges. La sécurité des différents parties du cerveau elle a été renforcée par des millions d'années d'évolution.

Cependant, bien que tous ces éléments puissent être essentiels pour protéger le crâne d'un coup ou d'un traumatisme, ils peuvent ne suffira pas à protéger le cerveau contre d'autres types de dangers tels que les infections virales qui pourraient provenir du du sang. Pour éviter autant que possible de tels dangers, nous avons un autre type de protection: la barrière hémato-encéphalique (BHE).

La découverte du BBB

Bien que l'existence de quelque chose qui séparait le contenu du sang ait été précédemment suspectée présent dans le système sanguin et le système nerveux, la vérification de ce fait n'arriverait pas avant 1885. Un chercheur du nom de Paul Ehrlich introduirait un colorant dans la circulation sanguine d'un animal et observerait plus tard que

le seul point qui ne s'est pas coloré était le système nerveux central, et plus précisément le cerveau. La raison de cela devait être liée à un système de protection qui entourait cette zone comme s'il s'agissait d'une membrane.

Plus tard, un autre chercheur, Edwin Goldman, tentera le processus inverse en colorant le liquide céphalorachidien, observant que les seules parties colorées correspondaient au tissu nerveux. Ces expériences reflètent l'existence de quelque chose qui produit un niveau élevé de blocage entre le système nerveux et le reste du corps, quelque chose qui des années plus tard serait appelé la barrière hémato-encéphalique par Lewandowski et exploré par un grand nombre d'experts.

Une protection entre le sang et le cerveau

La barrière hémato-encéphalique est une petite couche de cellules endothéliales, des cellules qui font partie de la paroi des vaisseaux sanguins, situé le long de la plupart des capillaires qui alimentent le cerveau. La principale caractéristique de cette couche est son haut niveau d'imperméabilité, ne permettant pas à un grand nombre de substances de passer du sang au cerveau et vice versa.

De cette façon, le BHE agit comme un filtre entre le sang et le système nerveux. Malgré cela, certaines substances comme l'eau, l'oxygène, le glucose, le dioxyde de carbone, les acides aminés et quelques autres molécules peuvent passer, l'imperméabilité étant relative.

Son action de filtre s'exerce à la fois par sa structure, en restreignant l'union entre les cellules qui composent le passage aux différentes substances, comme par le métabolisme des substances pour y parvenir grâce à l'utilisation d'enzymes et convoyeurs. C'est-à-dire qu'il a une facette physique et une autre qui est chimique.

Bien que la barrière hémato-encéphalique soit elle-même une couche de cellules endothéliales, son bon fonctionnement dépend également d'autres types de structures cellulaires. Plus précisément, il est soutenu par des cellules appelées péricytes, qui fournissent un support structurel et entourent les cellules endothéliales, maintenant la paroi du vaisseau sanguin stable, ainsi que la microglie.

Les angles morts du BHE

Malgré l'importance de la barrière hémato-encéphalique dans la protection du système nerveux ne couvre pas tout le cerveau, car le cerveau a besoin de recevoir et de pouvoir émettre certaines substances, comme les hormones et neurotransmetteurs. L'existence de ce type d'angles morts est nécessaire pour garantir le bon fonctionnement du organisme, car il n'est pas possible de garder le cerveau totalement isolé de ce qui se passe dans le reste du Corps.

Les zones non protégées par cette barrière se situent autour du troisième ventricule cérébral et sont appelées organes circumventriculaires. Dans ces zones, les capillaires ont un endothélium fenêtré, avec quelques ouvertures ou accès qui permettent le flux de substances d'un côté de la membrane à l'autre.

Les sites sans barrière hémato-encéphalique sont principalement du système neuroendocrinien et du système nerveux autonome, certaines des structures de ce groupe d'organes circumventriculaires étant la neurohypophyse, la Glande pinéale, certaines régions du hypothalamus, l'area postema l'organe vasculaire de la lamina terminalis et l'organe sous-fornical (sous le fornix).

Franchir la barrière hémato-encéphalique

Comme nous l'avons vu, la barrière hémato-encéphalique est perméable, mais de manière relative, puisqu'elle permet le passage de certaines substances. Quels que soient les endroits où la barrière hémato-encéphalique n'est pas présente, il existe une série de mécanismes par lesquels des composants essentiels au fonctionnement des cellules peuvent le traverser.

Le mécanisme le plus courant et le plus fréquemment utilisé à cet égard est l'utilisation de convoyeurs, dans laquelle l'élément ou la substance à transporter se lie à un récepteur qui pénètre ensuite dans le cytoplasme de la cellule endothéliale. Une fois là, la substance se sépare du récepteur et est excrétée de l'autre côté par la cellule endothéliale elle-même.

Un autre mécanisme par lequel les substances traversent la barrière hémato-encéphalique est la transcytose, un processus dans lequel une série de vésicules sont formées dans la barrière à travers laquelle les substances peuvent passer d'un côté à l'autre.

La diffusion transmembranaire permet à des ions de charges différentes de traverser la barrière hémato-encéphalique, agissant sur le charge électronique et gradient de concentration tels que les substances des deux côtés de la barrière soient attirées l'une vers l'autre.

Enfin, un quatrième mécanisme par lequel certaines substances passent au cerveau sans que la barrière hémato-encéphalique n'intervienne est de le sauter directement. Une façon de le faire est d'utiliser les neurones sensoriels, forçant une transmission dans le sens inverse à travers l'axone du neurone vers son soma. C'est le mécanisme utilisé par des maladies aussi connues que la rage.

Fonctions principales

Comme il a déjà été possible d'entrevoir certaines des propriétés qui font de la barrière hémato-encéphalique un élément essentiel pour le système nerveux, car cette couche de cellules endothéliales remplit principalement les fonctions suivantes les fonctions.

La fonction principale de la barrière hémato-encéphalique est de protéger le cerveau de l'arrivée de substances extérieures, empêchant le passage de ces éléments. De cette façon, la grande majorité des molécules externes au système nerveux lui-même ne peuvent pas l'affecter, empêchant une grande partie des infections virales et bactériennes d'affecter le cerveau.

En plus de cette fonction défensive en bloquant l'entrée d'éléments nuisibles, sa présence permet également le bon maintien de l'environnement neuronal en maintenant constante la composition du liquide interstitiel qui baigne et maintient la cellules.

Une dernière fonction de la barrière hémato-encéphalique est de métaboliser ou de modifier des éléments afin de les rendre croisement entre le sang et les tissus nerveux sans altérer en quelque sorte le fonctionnement du système nerveux indésirable. Bien entendu, certaines substances échappent à ce mécanisme de contrôle.

Une protection thérapeutiquement problématique

Le fait que la barrière hémato-encéphalique soit si imperméable et ne permette pas l'entrée de la plupart des éléments est bénéfique lorsque votre fonction cérébrale est correcte et qu'aucune intervention médicale ou médicale n'est requise psychiatrique. Mais dans les cas où une action extérieure est nécessaire au niveau médical ou pharmacologique, cette barrière représente une difficulté avec laquelle il est difficile de traiter.

Et c'est qu'une grande partie des médicaments qui sont appliqués à un niveau médical et qui seraient utilisés pour traiter une maladie ou une infection dans une autre partie de la corps ne sont pas efficaces pour traiter le problème dans le cerveau, en grande partie en raison de l'action de blocage de la barrière sang cerveau. On en trouve des exemples dans les médicaments dédiés à la lutte contre les tumeurs, la maladie de Parkinson ou les démences.

Afin de le réparer à de nombreuses reprises, il est nécessaire d'injecter la substance directement dans le liquide interstitiel, utiliser les organes circumventriculaires comme voie d'accès, briser temporairement la barrière grâce à l'utilisation de microbulles guidées vers des points précis en utilisant des ultrasons ou en utilisant des compositions chimiques qui peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique par certains des mécanismes décrits ci-dessus.

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