Bariera hematoencefalică: stratul protector al creierului

În creier și în întregul sistem nervos este un organ fundamental pentru ființa umană. Prin urmare, este puternic protejat de oase (craniul și coloana vertebrală) și de un sistem de trei straturi de membrane numite meningi. Securitatea diferitelor părți ale creierului a fost întărită de milioane de ani de evoluție.

Cu toate acestea, deși toate aceste elemente pot fi esențiale atunci când protejează craniul de o lovitură sau traumă, ele pot nu este suficient pentru a proteja creierul de alte tipuri de pericole, cum ar fi infecțiile virale care ar putea să apară prin sânge. Pentru a evita pe cât posibil astfel de pericole, avem un alt tip de protecție: bariera hematoencefalică (BBB).

Descoperirea BBB

Deși a fost suspectată anterior existența a ceva care separa conținutul sângelui prezente în sistemul sanguin și în sistemul nervos, verificarea acestui fapt nu va sosi decât 1885. Un cercetător pe nume Paul Ehrlich ar introduce un colorant în fluxul sanguin al unui animal și ar observa ulterior acest lucru

singurul punct care nu s-a colorat a fost sistemul nervos central și mai exact creierul. Motivul pentru aceasta trebuia să fie legat de un sistem de protecție care înconjura acea zonă ca și cum ar fi o membrană.

Mai târziu, un alt cercetător, Edwin Goldman, ar încerca procesul invers prin colorarea fluid cerebrospinal, observând că singurele părți colorate corespundeau țesutului nervos. Aceste experimente reflectă existența ceva care produce un nivel ridicat de blocaj între sistemul nervos și restul corpului, ceva care ani mai târziu ar fi numit bariera hematoencefalică de către Lewandowski și explorat de un număr mare de experți.

O protecție între sânge și creier

Bariera hematoencefalică este un mic strat de celule endoteliale, celule care fac parte din peretele vaselor de sânge, situat de-a lungul majorității capilarelor care alimentează creierul. Acest strat are ca principală caracteristică nivelul său ridicat de impermeabilitate, nepermițând un număr mare de substanțe să treacă din sânge în creier și invers.

În acest fel, BHE acționează ca un filtru între sânge și sistemele nervoase. În ciuda acestui fapt, pot trece unele substanțe, cum ar fi apa, oxigenul, glucoza, dioxidul de carbon, aminoacizii și alte molecule, impermeabilitatea fiind relativă.

Acțiunea sa ca filtru se realizează atât prin structura sa, prin restricționarea uniunii dintre celulele care alcătuiesc trecerea la diferitele substanțe, ca prin metabolismul substanțelor pentru a ajunge la aceasta prin utilizarea enzimelor și transportoare. Adică are o fațetă fizică și una chimică.

Deși bariera hematoencefalică este ea însăși un strat de celule endoteliale, buna funcționare a acesteia depinde și de alte tipuri de structuri celulare. În mod specific, este susținut de celule numite pericite, care oferă suport structural și înconjoară celulele endoteliale, menținând peretele vasului de sânge stabil, precum și microglia.

Punctele oarbe ale BHE

În ciuda importanței barierei hematoencefalice în protejarea sistemului nervos nu acoperă întregul creier, deoarece creierul trebuie să primească și să poată emite unele substanțe, ca hormonii și neurotransmițători. Existența acestui tip de puncte oarbe este necesară pentru a garanta buna funcționare a organism, deoarece nu este posibil să se mențină creierul complet izolat de ceea ce se întâmplă în restul Corp.

Zonele care nu sunt protejate de această barieră se găsesc în jurul celui de-al treilea ventricul cerebral și se numesc organe circumventriculare. În aceste zone, capilarele au un endoteliu fenestrat, cu unele deschideri sau accesuri care permit fluxul de substanțe de pe o parte a membranei pe cealaltă.

Siturile fără barieră hematoencefalică sunt în principal ale sistemului neuroendocrin și ale sistem nervos autonom, unele dintre structurile acestui grup de organe circumventriculare fiind neurohipofiza, Glanda pineala, unele zone ale hipotalamus, zona postema organul vascular al laminei terminale și organul subfornical (sub fornix).

Trecerea barierei hematoencefalice

După cum am văzut, bariera hematoencefalică este permeabilă, dar într-un mod relativ, deoarece permite trecerea unor substanțe. Indiferent de locațiile în care bariera hematoencefalică nu este prezentă, există o serie de mecanisme prin care componentele esențiale pentru funcționarea celulelor pot trece prin ea.

Cel mai comun și mai frecvent utilizat mecanism în acest sens este utilizarea transportoarelor, în care elementul sau substanța care trebuie transportată se leagă de un receptor care ulterior intră în citoplasma celulei endoteliale. Odată ajuns acolo, substanța se separă de receptor și este excretată către cealaltă parte de către celula endotelială însăși.

Un alt mecanism prin care substanțele traversează bariera hematoencefalică este transcitoza, un proces în care se formează o serie de vezicule în bariera prin care substanțele pot trece de la o parte la alta.

Difuzia transmembranară permite ionilor cu sarcină diferită să se miște prin bariera hematoencefalică, acționând asupra sarcina electronică și gradientul de concentrație astfel încât substanțele de pe ambele părți ale barierei sunt atrase una de cealaltă.

În cele din urmă, un al patrulea mecanism prin care unele substanțe trec în creier fără ca bariera hematoencefalică să intervină este să o săriți direct. O modalitate de a face acest lucru este utilizarea neuronilor senzoriali, forțând o transmisie în direcția inversă prin axonul neuronului către soma acestuia. Este mecanismul folosit de boli, cunoscut și sub numele de rabie.

Funcții principale

Deoarece a fost deja posibil să se întrevadă unele dintre proprietățile care fac din bariera hematoencefalică un element esențial pentru sistemul nervos, deoarece acest strat de celule endoteliale îndeplinește în principal următoarele funcții.

Funcția principală a barierei hematoencefalice este de a protejează creierul de sosirea substanțelor externe, împiedicând trecerea acestor elemente. În acest fel, marea majoritate a moleculelor externe sistemului nervos în sine nu o pot afecta, prevenind o mare parte din infecțiile virale și bacteriene să afecteze creierul.

Pe lângă această funcție defensivă prin blocarea intrării elementelor dăunătoare, prezența acesteia permite și corectarea menținerea mediului neuronal prin menținerea constantă a compoziției lichidului interstițial care scaldă și menține celule.

O funcție finală a barierei hematoencefalice este de a metaboliza sau modifica elementele pentru a le produce se încrucișează între sânge și țesuturile nervoase fără a modifica funcționarea sistemului nervos într-un fel nedorit. Desigur, unele substanțe scapă de acest mecanism de control.

O protecție terapeutică problematică

Faptul că bariera hematoencefalică este atât de impermeabilă și nu permite intrarea majorității elementelor este benefic atunci când funcția creierului dvs. este corectă și nu este necesară nicio intervenție medicală sau medicală psihiatric. Dar în cazurile în care acțiunea externă este necesară la nivel medical sau farmacologic, această barieră reprezintă o dificultate cu care este dificil de tratat.

Și este faptul că o mare parte din medicamentele care se aplică la nivel medical și care ar fi utilizate pentru a trata o afecțiune sau infecție în altă parte a organismul nu este eficient în tratarea problemei din creier, în mare parte datorită acțiunii de blocare a barierei creier de sânge. Exemple în acest sens se găsesc în medicamentele dedicate combaterii tumorilor, Parkinsonului sau demențelor.

Pentru a o remedia în multe ocazii este necesar să se injecteze substanța direct în lichidul interstițial, utilizați organele circumventriculare ca cale de acces, rupeți temporar bariera prin utilizarea de microbule ghidate spre puncte specifice folosind ultrasunete sau folosind compoziții chimice care pot traversa bariera hematoencefalică prin unele dintre mecanismele descrise mai sus.

Referințe bibliografice:

• Ballabh, P. și colab. (2004). Bariera hematoencefalică: o privire de ansamblu. Structura, reglarea și implicațiile clinice. Neurobiol. Dis.; 16: 1-13.
• Escobar, A. și Gómez, B. (2008). Bariera hematoencefalică: neurobiologie, implicații clinice și efectul stresului asupra dezvoltării sale. Rev. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Trecerea barierei cerebrale a sângelui. Note. Cercetare și Știință.
• Pachter, J.S. și colab. (2003). Bariera hematoencefalică și rolul său în privilegiul imunitar în sistemul nervos central. J. Nevropat. Exper. Neurol.; 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985). Principiile dezvoltării neuronale. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Anatomia omului. McGraw-Hill.