Krvno-moždana barijera: zaštitni sloj mozga

U mozgu i cijelom živčanom sustavu to je temeljni organ za ljudsko biće. Iz tog razloga snažno je zaštićen kostima (lubanja i kralježnični stup) i sustavom od tri sloja membrana koji se nazivaju moždane ovojnice. Sigurnost različitog dijelovi mozga ojačana je milijunima godina evolucije.

Međutim, iako svi ti elementi mogu biti ključni za zaštitu lubanje od udarca ili traume, mogu nedovoljno da zaštiti mozak od drugih vrsta opasnosti poput virusnih infekcija koje bi mogle doći kroz krv. Da bismo što više izbjegli takve opasnosti, imamo još jednu vrstu zaštite: krvno-moždanu barijeru (BBB).

Otkriće BBB-a

Iako se prethodno sumnjalo na postojanje nečega što je razdvajalo sadržaj krvi prisutna u krvnom sustavu i živčanom sustavu, potvrda ove činjenice stigla bi tek 1885. Istraživač po imenu Paul Ehrlich uvest će boju u krvotok životinje i kasnije to primijetiti jedina točka koja nije zamrljala bio je središnji živčani sustav, a posebno mozak. Razlog tome morao je biti povezan sa sustavom zaštite koji je okružio to područje kao da je riječ o opni.

Kasnije će drugi istraživač, Edwin Goldman, pokušati obrnuti postupak bojenjem likvor, primijetivši da jedini obojeni dijelovi odgovaraju živčanom tkivu. Ovi eksperimenti odražavaju postojanje nešto što stvara visoku razinu blokade između živčanog sustava i ostatka tijela, nešto što će Lewandowski godinama kasnije nazvati krvno-moždanom barijerom, a istraživao veliki broj stručnjaka.

Zaštita između krvi i mozga

Krvno-moždana barijera je mali sloj endotelnih stanica, stanica koje su dio zida krvnih žila, smještene duž većine kapilara koje opskrbljuju mozak. Ovaj sloj kao glavnu karakteristiku ima visoku razinu nepropusnosti, ne dopuštajući velikom broju tvari da pređe iz krvi u mozak i obrnuto.

Dakle, BHE djeluje kao filtar između krvi i živčanog sustava. Unatoč tome, neke tvari poput vode, kisika, glukoze, ugljičnog dioksida, aminokiselina i nekih drugih molekula mogu proći, s tim da je nepropusnost relativna.

Njegovo djelovanje kao filtra provodi se kroz obje njegove strukture, ograničavajući spoj između stanica koje čine prijelaz do različitih tvari, poput metabolizma tvari da bi do njega došlo korištenjem enzima i transporteri. Odnosno, ima fizički aspekt i još jedan koji je kemijski.

Iako je krvno-moždana barijera sama po sebi sloj endotelnih stanica, njezino pravilno funkcioniranje ovisi i o drugim vrstama staničnih struktura. Konkretno, podržavaju ga stanice nazvane periciti, koje pružaju strukturnu potporu i okružuju endotelne stanice, održavajući zid krvne žile stabilnim, kao i mikroglija.

Slijepe točke BHE-a

Unatoč važnosti krvno-moždane barijere u zaštiti živčanog sustava ne pokriva cijeli mozak, jer mozak treba primati i moći emitirati neke tvari, poput hormona i neurotransmitera. Postojanje ove vrste slijepih mrlja neophodno je kako bi se zajamčilo pravilno funkcioniranje jer nije moguće održati mozak potpuno izoliranim od onoga što se događa u ostatku Tijelo.

Područja koja nisu zaštićena ovom zaprekom nalaze se oko treće moždane komore i nazivaju se obodni ventrikularni organi. Na tim područjima kapilare imaju prozračni endotelij, s nekim otvorima ili pristupima koji omogućuju protok tvari s jedne strane membrane na drugu.

Mjesta bez krvno-moždane barijere uglavnom su neuroendokrini sustav i autonomni živčani sustav, neke od struktura ove skupine cirkventrikularnih organa su neurohipofiza, Epifiza, neka područja hipotalamus, područje postema vaskularni organ lamina terminalis i subforni organ (ispod forniksa).

Prelazak krvno-moždane barijere

Kao što smo vidjeli, krvno-moždana barijera je propusna, ali na relativan način, jer omogućuje prolazak nekih tvari. Bez obzira na mjesta na kojima krvno-moždana barijera nije prisutna, postoje niz mehanizama pomoću kojih kroz njega mogu proći bitne komponente za funkcioniranje stanica.

Najčešći i najčešće korišten mehanizam u tom pogledu je upotreba transportera, u kojem se element ili tvar koja se prevozi veže za receptor koji naknadno ulazi u citoplazmu endotelne stanice. Kad se tamo nađe, tvar se odvaja od receptora, a sama endotelna stanica izlučuje na drugu stranu.

Drugi mehanizam kojim tvari prelaze krvno-moždanu barijeru je transcitoza, postupak u kojem se u prepreci stvara niz vezikula kroz koje tvari mogu prelaziti s jedne na drugu stranu.

Transmembranska difuzija omogućuje ionima različitog naboja da se kreću kroz krvno-moždanu barijeru djelujući na elektronički gradijent naboja i koncentracije takav da se tvari s obje strane barijere međusobno privlače.

Konačno, četvrti mehanizam kroz koji neke tvari prolaze u mozak bez intervencije krvno-moždane barijere jest izravno ga preskočiti. Jedan od načina da se to učini je uporaba senzornih neurona, prisiljavajući prijenos u obrnutom smjeru kroz akson neurona do njegove some. To je mehanizam koji koriste bolesti poznate i kao bjesnoća.

Glavne funkcije

Kao što je već bilo moguće uvidjeti neka svojstva koja krvno-moždanu barijeru čine elementom neophodan za živčani sustav, jer ovaj sloj endotelnih stanica uglavnom ispunjava sljedeće funkcije.

Glavna funkcija krvno-moždane barijere je da zaštititi mozak od dolaska vanjskih tvari, sprečavajući prolazak ovih elemenata. Na taj način velika većina molekula izvan samog živčanog sustava ne može utjecati na njega, sprečavajući da velik dio virusnih i bakterijskih infekcija utječe na mozak.

Uz ovu obrambenu funkciju blokiranjem ulaska štetnih elemenata, njezina prisutnost omogućuje i točnu održavanje neuralne okoline održavanjem konstantnog sastava intersticijske tekućine koja se kupa i održava Stanice.

Konačna funkcija krvno-moždane barijere je metabolizacija ili modifikacija elemenata kako bi se oni stvorili križati se između krvi i živčanog tkiva, a da na neki način ne promijeni funkcioniranje živčanog sustava neželjeni. Naravno, neke tvari izmiču ovom kontrolnom mehanizmu.

Terapeutski problematična zaštita

Činjenica da je krvno-moždana barijera tako nepropusna i da ne dopušta ulazak većini elemenata jest korisno kada je vaša moždana funkcija ispravna i nije potrebna nikakva medicinska ili medicinska intervencija psihijatrijska. Ali u slučajevima kada je vanjsko djelovanje potrebno na medicinskoj ili farmakološkoj razini, ova prepreka predstavlja poteškoću s kojom je teško liječiti.

I to je da se velik dio lijekova koji se primjenjuju na medicinskoj razini i koji bi se koristio za liječenje bolesti ili infekcije u drugom dijelu tijelo nisu učinkoviti u liječenju problema u mozgu, uglavnom zbog blokirajućeg djelovanja barijere krvni mozak. Primjeri toga nalaze se u lijekovima posvećenim borbi protiv tumora, Parkinsonove bolesti ili demencije.

Da bi se to popravilo u mnogim je prilikama potrebno injekciju ubrizgati izravno u intersticijsku tekućinu, koristite cirkventrikularne organe kao put pristupa, privremeno probijte barijeru uporabom mikro mjehurića vođenih do određenih točaka pomoću ultrazvuka ili pomoću kemijskih sastava koji mogu prijeći krvno-moždanu barijeru kroz neke od gore opisanih mehanizama.

Bibliografske reference:

• Ballabh, P. i sur. (2004). Krvno-moždana barijera: pregled. Struktura, regulacija i kliničke implikacije. Neurobiol. Dis.; 16: 1-13.
• Escobar, A. i Gómez, B. (2008). Krvno-moždana barijera: Neurobiologija, kliničke implikacije i utjecaj stresa na njegov razvoj. Vlč. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Pređite krvno-moždanu barijeru. Bilješke. Istraživanje i znanost.
• Pachter, J.S. i sur. (2003). Krvno-moždana barijera i njezina uloga u imunološkoj privilegiji u središnjem živčanom sustavu. J. Neuropat. Exper. Neurol. 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985). Načela živčanog razvoja. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Anatomija čovjeka. McGraw-Hill.