Bloed-hersenbarrière: de beschermende laag van de hersenen

In de hersenen en het gehele zenuwstelsel is het een fundamenteel orgaan voor de mens. Daarom wordt het sterk beschermd door botten (schedel en wervelkolom) en door een systeem van drie lagen membranen, hersenvliezen genaamd. De veiligheid van de verschillende delen van de hersenen het is versterkt door miljoenen jaren van evolutie.

Hoewel al deze elementen essentieel kunnen zijn bij het beschermen van de schedel tegen een slag of trauma, kunnen ze: niet voldoende zijn om de hersenen te beschermen tegen andere soorten gevaren, zoals virale infecties die via de bloed. Om dergelijke gevaren zoveel mogelijk te vermijden, we hebben een ander type bescherming: de bloed-hersenbarrière (BBB).

De ontdekking van de BBB

Hoewel het bestaan ​​van iets dat de inhoud van het bloed scheidde eerder werd vermoed aanwezig is in het bloedsysteem en het zenuwstelsel, zou de verificatie van dit feit pas arriveren 1885. Een onderzoeker genaamd Paul Ehrlich zou een kleurstof in de bloedbaan van een dier introduceren en dat later waarnemen

het enige punt dat niet kleurde, was het centrale zenuwstelsel, en met name de hersenen. De reden hiervoor moest te maken hebben met een beschermingssysteem dat dat gebied omgaf alsof het een membraan was.

Later zou een andere onderzoeker, Edwin Goldman, het omgekeerde proces proberen door de hersenvochtbro, waarbij werd opgemerkt dat de enige gekleurde delen overeenkwamen met het zenuwweefsel. Deze experimenten weerspiegelen het bestaan ​​van iets dat een hoge mate van blokkering veroorzaakt tussen het zenuwstelsel en de rest van het lichaam, iets dat jaren later door Lewandowski de bloed-hersenbarrière zou worden genoemd en door een groot aantal experts zou worden onderzocht.

Een bescherming tussen het bloed en de hersenen

De bloed-hersenbarrière is een kleine laag endotheelcellen, cellen die deel uitmaken van de wand van bloedvaten, gelegen langs de meeste haarvaten die de hersenen voeden. Het belangrijkste kenmerk van deze laag is de hoge mate van ondoordringbaarheid, waardoor een groot aantal stoffen niet van het bloed naar de hersenen kan gaan en vice versa.

Op deze manier kan de BHE fungeert als een filter tussen het bloed en het zenuwstelsel. Desondanks kunnen sommige stoffen zoals water, zuurstof, glucose, koolstofdioxide, aminozuren en sommige andere moleculen passeren, waarbij de ondoordringbaarheid relatief is.

Zijn werking als een filter wordt uitgevoerd door zowel zijn structuur, door de unie tussen de cellen die deel uitmaken van de te beperken passage naar de verschillende stoffen, zoals door het metabolisme van de stoffen om het te bereiken door het gebruik van enzymen en transportbanden. Dat wil zeggen, het heeft een fysiek facet en een ander dat chemisch is.

Hoewel de bloed-hersenbarrière zelf een laag endotheelcellen is, hangt de goede werking ervan ook af van andere soorten celstructuren. Het wordt met name ondersteund door cellen die pericyten worden genoemd, die structurele ondersteuning bieden en de endotheelcellen omringen, waardoor de wand van het bloedvat stabiel blijft, evenals de microglia.

De blinde vlekken van de BHE

Ondanks het belang van de bloed-hersenbarrière bij de bescherming van het zenuwstelsel bedekt niet de hele hersenen, omdat de hersenen bepaalde stoffen moeten ontvangen en kunnen afgeven, zoals hormonen en neurotransmitters. Het bestaan ​​van dit soort blinde vlekken is noodzakelijk om de goede werking van de organisme, aangezien het niet mogelijk is om de hersenen volledig geïsoleerd te houden van wat er in de rest van de Lichaam.

De gebieden die niet door deze barrière worden beschermd, bevinden zich rond het derde hersenventrikel en worden circumventriculaire organen genoemd. In deze gebieden hebben de haarvaten een gefenestreerd endotheel, met enkele openingen of toegangen waardoor stoffen van de ene kant van het membraan naar de andere kunnen stromen.

De plaatsen zonder bloed-hersenbarrière zijn voornamelijk van het neuro-endocriene systeem en de autonoom zenuwstelsel, sommige van de structuren van deze groep van circumventriculaire organen zijn de neurohypofyse, de pijnappelklier, sommige gebieden van de hypothalamus, het gebied postema het vasculaire orgaan van de lamina terminalis en het subfornische orgaan (onder de fornix).

De bloed-hersenbarrière passeren

Zoals we hebben gezien, is de bloed-hersenbarrière permeabel, maar op een relatieve manier, omdat het de doorgang van sommige stoffen mogelijk maakt. Ongeacht de locaties waar de bloed-hersenbarrière niet aanwezig is, zijn er: een reeks mechanismen waardoor essentiële componenten voor het functioneren van cellen er doorheen kunnen gaan.

Het meest voorkomende en meest gebruikte mechanisme in dit verband is het gebruik van transportbanden, waarbij het te transporteren element of de te transporteren stof zich bindt aan een receptor die vervolgens het cytoplasma van de endotheelcel binnengaat. Eenmaal daar scheidt de stof zich van de receptor en wordt door de endotheelcel zelf naar de andere kant uitgescheiden.

Een ander mechanisme waardoor stoffen de bloed-hersenbarrière passeren, is transcytose, een proces waarbij een reeks blaasjes wordt gevormd in de barrière waardoor stoffen van de ene naar de andere kant kunnen gaan.

Transmembraandiffusie zorgt ervoor dat ionen van verschillende lading door de bloed-hersenbarrière kunnen bewegen en op de elektronische ladings- en concentratiegradiënt zodanig dat stoffen aan weerszijden van de barrière door elkaar worden aangetrokken.

Ten slotte is een vierde mechanisme waardoor sommige stoffen naar de hersenen gaan zonder dat de bloed-hersenbarrière tussenkomt, het direct overslaan. Een manier om dit te doen is door de sensorische neuronen te gebruiken, waardoor een transmissie in de omgekeerde richting door het axon van het neuron naar zijn soma wordt gedwongen. Het is het mechanisme dat wordt gebruikt door ziekten die ook wel rabiës worden genoemd.

Belangrijkste functies

Omdat het al mogelijk was om een ​​glimp op te vangen van enkele van de eigenschappen die de bloed-hersenbarrière tot een element maken essentieel voor het zenuwstelsel, aangezien deze laag endotheelcellen voornamelijk het volgende vervult: functies.

De belangrijkste functie van de bloed-hersenbarrière is: de hersenen beschermen tegen de komst van externe stoffen, waardoor de doorgang van deze elementen wordt voorkomen. Op deze manier kan de overgrote meerderheid van moleculen buiten het zenuwstelsel zelf het zenuwstelsel niet beïnvloeden, waardoor wordt voorkomen dat een groot deel van de virale en bacteriële infecties de hersenen aantasten.

Naast deze verdedigingsfunctie door het binnendringen van schadelijke elementen te blokkeren, maakt de aanwezigheid ervan ook de juiste onderhoud van de neurale omgeving door de samenstelling constant te houden van de interstitiële vloeistof die de baadt en in stand houdt cellen.

Een laatste functie van de bloed-hersenbarrière is het metaboliseren of wijzigen van elementen om ze te maken kruising tussen bloed en zenuwweefsel zonder de werking van het zenuwstelsel op een bepaalde manier te veranderen ongewenst. Natuurlijk ontsnappen sommige stoffen aan dit controlemechanisme.

Een therapeutisch problematische bescherming

Het feit dat de bloed-hersenbarrière zo ondoordringbaar is en de meeste elementen niet toelaat, is gunstig wanneer uw hersenfunctie correct is en er geen medische of medische interventie nodig is psychiatrisch. Maar in gevallen waar externe actie noodzakelijk is op medisch of farmacologisch niveau, vormt deze barrière een moeilijkheid waarmee ze moeilijk te behandelen is.

En het is dat een groot deel van de medicijnen die op medisch niveau worden toegepast en die zouden worden gebruikt om een ​​aandoening of infectie in een ander deel van de lichaam zijn niet effectief in het behandelen van het probleem in de hersenen, grotendeels vanwege de blokkerende werking van de barrière bloed hersenen. Voorbeelden hiervan zijn te vinden in medicijnen die zijn gericht op de bestrijding van tumoren, Parkinson of dementie.

Om het te repareren in veel gevallen is het nodig om de stof rechtstreeks in de interstitiële vloeistof te injecteren, gebruik de circumventriculaire organen als toegangsweg, doorbreek tijdelijk de barrière door het gebruik van microbellen die naar specifieke punten worden geleid met behulp van ultrageluid of met behulp van chemische samenstellingen die de bloed-hersenbarrière kunnen passeren via enkele van de hierboven beschreven mechanismen.

Bibliografische referenties:

• Ballab, P. et al. (2004). De bloed-hersenbarrière: een overzicht. Structuur, regelgeving en klinische implicaties. neurobiol. Dis.; 16: 1-13.
• Escobar, A. en Gomez, B. (2008). Bloed-hersenbarrière: neurobiologie, klinische implicaties en effect van stress op de ontwikkeling ervan. ds. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interland, J. (2011). Steek de bloed-hersenbarrière over. Opmerkingen. Onderzoek en wetenschap.
• Pachter, J.S. et al. (2003). De bloed-hersenbarrière en zijn rol in immuunprivilege in het centrale zenuwstelsel. J. Zenuwlijder. deskundige Neurol.; 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985). Principes van neurale ontwikkeling. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Menselijke anatomie. McGraw-Hill.