Blod-hjärnbarriär: det skyddande skiktet i hjärnan

I hjärnan och hela nervsystemet är det ett grundläggande organ för människan. Därför är den starkt skyddad av ben (skallen och ryggraden) och av ett system med tre lager av membran som kallas hjärnhinnor. Säkerheten för de olika delar av hjärnan den har förstärkts av miljontals år av evolution.

Men även om alla dessa element kan vara nödvändiga när de skyddar skallen från ett slag eller trauma, kan de dock inte vara tillräckligt för att skydda hjärnan från andra typer av faror som virusinfektioner som kan komma genom blod. För att undvika sådana faror så mycket som möjligt, vi har en annan typ av skydd: blod-hjärnbarriären (BBB).

Upptäckten av BBB

Även om förekomsten av något som skilde blodets innehåll tidigare misstänktes närvarande i blodsystemet och nervsystemet, skulle verifiering av detta faktum inte komma fram förrän 1885. En forskare vid namn Paul Ehrlich skulle införa ett färgämne i blodet hos ett djur och senare observera det den enda punkten som inte fläckade var det centrala nervsystemet, och särskilt hjärnan

. Anledningen till detta måste relateras till ett skyddssystem som omgav det området som om det var ett membran.

Senare skulle en annan forskare, Edwin Goldman, försöka den omvända processen genom att färga cerebrospinalvätskaoch observerade att de enda färgade delarna motsvarade nervvävnaden. Dessa experiment återspeglar existensen av något som producerar en hög nivå av blockering mellan nervsystemet och resten av kroppen, något som år senare skulle kallas blod-hjärnbarriären av Lewandowski och utforskas av ett stort antal experter.

Ett skydd mellan blod och hjärna

Blod-hjärnbarriären är ett litet lager av endotelceller, celler som ingår i blodkärlets vägg, som ligger längs de flesta kapillärer som levererar hjärnan. Huvudegenskapen för detta skikt är dess höga ogenomtränglighet, vilket inte tillåter att ett stort antal ämnen passerar från blodet till hjärnan och vice versa.

På detta sätt, BHE fungerar som ett filter mellan blod och nervsystem. Trots detta kan vissa ämnen som vatten, syre, glukos, koldioxid, aminosyror och några andra molekyler passera, med ogenomträngligheten relativt.

Dess verkan som ett filter utförs genom både dess struktur, genom att begränsa föreningen mellan cellerna som utgör passage till de olika ämnena, som genom ämnesomsättningen för att nå den genom användning av enzymer och transportörer. Det vill säga den har en fysisk aspekt och en annan som är kemisk.

Även om blod-hjärnbarriären i sig är ett lager av endotelceller, beror dess korrekta funktion också på andra typer av cellstrukturer. Specifikt stöds den av celler som kallas pericyter, som ger strukturellt stöd och omger endotelcellerna, vilket håller blodkärlets vägg stabil, liksom mikroglia.

BHE: s blinda fläckar

Trots vikten av blod-hjärnbarriären för att skydda nervsystemet täcker inte hela hjärnan, eftersom hjärnan behöver ta emot och kunna avge vissa ämnen, som hormoner och neurotransmittorer. Förekomsten av denna typ av blinda fläckar är nödvändig för att garantera att systemet fungerar korrekt organism, eftersom det inte är möjligt att hålla hjärnan helt isolerad från vad som händer i resten av världen Kropp.

Områdena som inte skyddas av denna barriär är runt den tredje hjärnkammaren och kallas kringgående organ. I dessa områden har kapillärerna ett fenestrerat endotel, med några öppningar eller åtkomst som tillåter flöden av ämnen från ena sidan av membranet till den andra.

Platserna utan blod-hjärnbarriär är huvudsakligen av det neuroendokrina systemet och autonoma nervsystemet, några av strukturerna i denna grupp av kringgående organ är neurohypofysen, den Tallkottkörteln, vissa områden i hypotalamus, området postema det vaskulära organet i lamina terminalis och det subforniska organet (under fornixen).

Korsar blod-hjärnbarriären

Som vi har sett är blod-hjärnbarriären permeabel, men på ett relativt sätt, eftersom det möjliggör passage av vissa ämnen. Oavsett platser där blod-hjärnbarriären inte finns, finns det en serie mekanismer genom vilka väsentliga komponenter för cellernas funktion kan passera genom den.

Den vanligaste och ofta använda mekanismen i detta avseende är användningen av transportörer, i vilket elementet eller substansen som ska transporteras binder till en receptor som därefter kommer in i cytoplasman i endotelcellen. Väl där separeras substansen från receptorn och utsöndras till andra sidan av endotelcellen själv.

En annan mekanism genom vilken ämnen passerar blod-hjärnbarriären är transcytos, en process där en serie vesiklar bildas i barriären genom vilken ämnen kan passera från ena sidan till den andra.

Transmembrandiffusion gör att joner med olika laddning kan röra sig genom blod-hjärnbarriären och verka på elektronisk laddnings- och koncentrationsgradient så att ämnen på båda sidor om barriären lockas till varandra.

Slutligen är en fjärde mekanism genom vilken vissa ämnen passerar till hjärnan utan att blod-hjärnbarriären ingriper att hoppa över den direkt. Ett sätt att göra detta är att använda sensoriska nervceller, tvinga en överföring i omvänd riktning genom axeln i neuronen till dess soma. Det är den mekanism som används av så kallade rabies.

Huvudfunktioner

Eftersom det redan har varit möjligt att skymta några av de egenskaper som gör blod-hjärnbarriären till ett element väsentligt för nervsystemet, eftersom detta lager av endotelceller huvudsakligen uppfyller följande funktioner.

Huvudfunktionen för blod-hjärnbarriären är att skydda hjärnan från ankomsten av externa ämnenförhindrar passage av dessa element. På detta sätt kan de allra flesta molekyler utanför nervsystemet inte påverka det, vilket förhindrar att en stor del av virus- och bakterieinfektioner påverkar hjärnan.

Förutom denna defensiva funktion genom att blockera införandet av skadliga element, tillåter dess närvaro också rätt upprätthålla den neurala miljön genom att hålla sammansättningen av den interstitiella vätskan som badar och underhåller konstant celler.

En sista funktion av blod-hjärnbarriären är att metabolisera eller modifiera element för att göra dem korsa mellan blod och nervvävnader utan att förändra nervsystemets funktion på ett sätt oönskade. Naturligtvis undviker vissa ämnen denna kontrollmekanism.

Ett terapeutiskt problematiskt skydd

Det faktum att blod-hjärnbarriären är så ogenomtränglig och inte tillåter att de flesta element kommer in fördelaktigt när din hjärnfunktion är korrekt och ingen medicinsk eller medicinsk intervention krävs psykiatrisk. Men i fall där yttre åtgärder är nödvändiga på medicinsk eller farmakologisk nivå utgör denna barriär en svårighet som den är svår att behandla med.

Och det är att en stor del av läkemedlen som appliceras på medicinsk nivå och som skulle användas för att behandla en sjukdom eller infektion i en annan del av kroppen inte är effektiva för att behandla problemet i hjärnan, till stor del på grund av barriärens blockerande verkan blod hjärna. Exempel på detta finns i läkemedel som är avsedda för att bekämpa tumörer, Parkinsons eller demens.

För att fixa det vid många tillfällen är det nödvändigt att injicera ämnet direkt i mellanvätskan, använda kringgående organ som en åtkomstväg, tillfälligt bryta barriären genom användning av mikrobubblor styrda till specifika punkter använder ultraljud eller använder kemiska kompositioner som kan passera blod-hjärnbarriären genom några av de mekanismer som beskrivs ovan.

Bibliografiska referenser:

• Ballabh, P. et al. (2004). Blod-hjärnbarriären: en översikt. Struktur, reglering och kliniska konsekvenser. Neurobiol. Dis. 16: 1-13.
• Escobar, A. och Gómez, B. (2008). Blod-hjärnbarriär: Neurobiologi, kliniska konsekvenser och effekt av stress på dess utveckling. Varv. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Cross the Blood Brain Barrier. Anteckningar. Forskning och vetenskap.
• Pachter, J.S. et al. (2003). Blod-hjärnbarriären och dess roll i immunförmånen i centrala nervsystemet. J. Neuropat. Exper. Neurol. 62: 593-604.
• Purves, D. Lichtman, J. W. (1985). Principer för neural utveckling. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Mänsklig anatomi. McGraw-Hill.