Krvno-mozgová bariéra: ochranná vrstva mozgu

V mozgu a v celom nervovom systéme je to základný orgán pre človeka. Preto je silne chránený kosťami (lebka a chrbtica) a systémom troch vrstiev membrán nazývaných mozgové blany. Bezpečnosť rôznych časti mozgu bol posilnený miliónmi rokov evolúcie.

Aj keď všetky tieto prvky môžu byť nevyhnutné pri ochrane lebky pred úderom alebo traumou, môžu to urobiť nestačí na ochranu mozgu pred inými druhmi nebezpečenstva, ako sú vírusové infekcie, ktoré by mohli preniknúť cez krv. Aby ste sa čo najviac vyhli takýmto nebezpečenstvám, máme ďalší typ ochrany: hematoencefalickú bariéru (BBB).

Objav BBB

Aj keď existencia niečoho, čo oddeľovalo obsah krvi, sa skôr tušila prítomných v krvnom systéme a nervovom systéme, k overeniu tejto skutočnosti by došlo až 1885. Vedec menom Paul Ehrlich zavedie farbivo do krvi zvieraťa a neskôr ho pozoruje jediný bod, ktorý nezafarbil, bol centrálny nervový systém, konkrétne mozog. Dôvod musel súvisieť s ochranným systémom, ktorý obklopoval túto oblasť, akoby to bola membrána.

Neskôr sa ďalší výskumník, Edwin Goldman, pokúsi obrátený proces zafarbením mozgovomiechový mok, pričom pozoroval, že iba farebné časti zodpovedajú nervovému tkanivu. Tieto experimenty odrážajú existenciu niečo, čo vytvára vysokú úroveň blokovania medzi nervovým systémom a zvyškom tela, niečo, čo by po rokoch Lewandowski nazval hematoencefalickou bariérou a preskúmalo ho veľké množstvo odborníkov.

Ochrana medzi krvou a mozgom

Krvno-mozgová bariéra je malá vrstva endotelových buniek, bunky, ktoré sú súčasťou steny krvných ciev, ktorý sa nachádza pozdĺž väčšiny kapilár, ktoré zásobujú mozog. Hlavnou charakteristikou tejto vrstvy je jej vysoká úroveň nepriepustnosti, ktorá neumožňuje priechod veľkého množstva látok z krvi do mozgu a naopak.

Týmto spôsobom BHE funguje ako filter medzi krvou a nervovým systémom. Napriek tomu môžu niektoré látky ako voda, kyslík, glukóza, oxid uhličitý, aminokyseliny a niektoré ďalšie molekuly prechádzať, pričom nepriepustnosť je relatívna.

Jeho činnosť ako filtra sa uskutočňuje prostredníctvom obidvoch štruktúr tak, že sa obmedzuje spojenie medzi bunkami, ktoré tvoria prechod na rôzne látky, napríklad prostredníctvom metabolizmu látok, aby sa k nim dostali pomocou enzýmov a dopravníky. To znamená, že má fyzickú stránku a inú chemickú.

Aj keď je hematoencefalická bariéra sama o sebe vrstvou endotelových buniek, jej správne fungovanie závisí aj od iných typov bunkových štruktúr. Konkrétne je podporovaný bunkami nazývanými pericyty, ktoré poskytujú štrukturálnu podporu a obklopujú endotelové bunky, čím udržujú stabilnú stenu krvnej cievy, ako aj mikroglia.

Slepé miesta BHE

Napriek dôležitosti hematoencefalickej bariéry pri ochrane nervového systému nepokrýva celý mozog, pretože mozog potrebuje prijímať a byť schopný emitovať niektoré látky, ako hormóny a neurotransmitery. Existencia tohto druhu mŕtvych miest je nevyhnutná na zabezpečenie správneho fungovania systému organizmus, pretože nie je možné udržať mozog úplne izolovaný od toho, čo sa deje vo zvyšku Telo.

Oblasti nechránené touto bariérou sú okolo tretej mozgovej komory a nazývajú sa cirkumventrikulárne orgány. V týchto oblastiach majú kapiláry fenestrovaný endotel s niektorými otvormi alebo prístupmi, ktoré umožňujú tok látok z jednej strany membrány na druhú.

Miesta bez hematoencefalickej bariéry sú hlavne neuroendokrinného systému a autonómna nervová sústava, pričom medzi štruktúrami tejto skupiny cirkulárnych orgánov je neurohypofýza, Epifýza, niektoré oblasti hypotalamus, plocha postema vaskulárny orgán lamina terminalis a subfornický orgán (pod fornixom).

Prechod cez hematoencefalickú bariéru

Ako sme videli, hematoencefalická bariéra je priepustná, ale relatívnym spôsobom, pretože umožňuje priechod niektorých látok. Bez ohľadu na miesta, kde sa nenachádza hematoencefalická bariéra, existujú séria mechanizmov, ktorými cez ňu môžu prechádzať základné komponenty pre fungovanie buniek.

Najbežnejší a často používaný mechanizmus v tomto ohľade je použitie dopravníkov, v ktorom sa prvok alebo látka, ktorá sa má transportovať, viaže na receptor, ktorý následne vstupuje do cytoplazmy endotelovej bunky. Akonáhle tam je, látka sa oddelí od receptora a je vylučovaná na druhú stranu samotnou endotelovou bunkou.

Ďalším mechanizmom, ktorým látky prechádzajú cez hematoencefalickú bariéru, je transcytóza, proces, pri ktorom sa v bariére vytvorí rad vezikúl, cez ktoré môžu látky prechádzať z jednej strany na druhú.

Transmembránová difúzia umožňuje iónom rôzneho náboja pohyb cez hematoencefalickú bariéru a pôsobiť na elektronický náboj a gradient koncentrácie tak, že látky na oboch stranách bariéry sú priťahované navzájom.

Nakoniec štvrtým mechanizmom, ktorým niektoré látky prechádzajú do mozgu bez toho, aby zasahovala hematoencefalická bariéra, je jeho priamy preskočenie. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je použitie senzorických neurónov, ktoré nútia prenos v opačnom smere cez axón neurónu do jeho somy. Je to mechanizmus používaný pri chorobách známych ako besnota.

Hlavné funkcie

Pretože už bolo možné zahliadnuť niektoré z vlastností, vďaka ktorým je hematoencefalická bariéra prvkom nevyhnutné pre nervový systém, pretože táto vrstva endotelových buniek spĺňa hlavne nasledujúce funkcie.

Hlavnou funkciou hematoencefalickej bariéry je chrániť mozog pred príchodom vonkajších látok, brániace priechodu týchto prvkov. Týmto spôsobom ho veľká väčšina molekúl mimo nervový systém nemôže sama ovplyvniť, a zabráni tak ovplyvneniu veľkej časti vírusových a bakteriálnych infekcií mozgu.

Okrem tejto obrannej funkcie blokovaním vstupu škodlivých prvkov umožňuje jej prítomnosť aj správne udržiavanie nervového prostredia udržiavaním zloženia intersticiálnej tekutiny, ktorá sa kúpe a udržuje bunky.

Konečnou funkciou hematoencefalickej bariéry je metabolizácia alebo modifikácia prvkov tak, aby sa vytvorili kríži medzi krvou a nervovými tkanivami bez toho, aby nejakým spôsobom zmenil fungovanie nervového systému nežiaduce. Niektoré látky samozrejme z tohto kontrolného mechanizmu unikajú.

Terapeuticky problematická ochrana

Skutočnosť, že hematoencefalická bariéra je taká nepriepustná a neumožňuje vstup väčšiny prvkov, je prospešné, keď je funkcia vášho mozgu správna a nie je potrebný žiadny lekársky alebo lekársky zákrok psychiatrické. Ale v prípadoch, keď je na lekárskej alebo farmakologickej úrovni nevyhnutná vonkajšia činnosť, predstavuje táto bariéra ťažkosti, s ktorými sa ťažko zaobchádza.

Je to tak, že veľká časť liekov, ktoré sa aplikujú na lekárskej úrovni a ktoré by sa používali na liečbu ochorení alebo infekcií v inej časti tela, telo nie sú účinné pri liečbe problému v mozgu, hlavne kvôli blokujúcej činnosti bariéry krvný mozog. Príklady toho možno nájsť v liekoch určených na boj proti nádorom, Parkinsonovej chorobe alebo demencii.

Aby sa to napravilo pri mnohých príležitostiach je potrebné vpichnúť látku priamo do intersticiálnej tekutiny, používať cirkumventrikulárne orgány ako prístupovú cestu, dočasne prelomiť bariéru použitím mikrobubliniek vedených do konkrétnych bodov pomocou ultrazvuku alebo pomocou chemických kompozícií, ktoré môžu prechádzať cez hematoencefalickú bariéru niektorým z vyššie opísaných mechanizmov.

Bibliografické odkazy:

• Ballabh, P. a kol. (2004). Hematoencefalická bariéra: prehľad. Štruktúra, regulácia a klinické dôsledky. Neurobiol. Dis. 16: 1-13.
• Escobar, A. a Gómez, B. (2008). Krvno-mozgová bariéra: neurobiológia, klinické dôsledky a vplyv stresu na jej vývoj. Rev. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Prekročenie bariéry krvného mozgu. Poznámky. Výskum a veda.
• Pachter, J.S. a kol. (2003). Hematoencefalická bariéra a jej úloha v imunitných výsadách v centrálnom nervovom systéme. J. Neuropat. Exper. Neurol; 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985). Princípy nervového vývoja. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Ľudská anatómia. McGraw-Hill.