Гематоенцефалічний бар’єр: захисний шар мозку

У мозку та в усій нервовій системі це фундаментальний орган для людини. З цієї причини він надійно захищений кістками (черепом і хребтом) і системою з трьох шарів оболонок, які називаються мозковими оболонками. Безпека різних частини мозку вона була посилена мільйонами років еволюції.

Однак, хоча всі ці елементи можуть мати важливе значення для захисту черепа від удару або травми, вони можуть недостатньо для захисту мозку від інших видів небезпеки, таких як вірусні інфекції, які можуть потрапити через крові. Щоб уникнути такої небезпеки якомога більше, ми маємо інший тип захисту: гематоенцефалічний бар’єр (ВГБ).

Відкриття BBB

Хоча раніше існували підозри на існування чогось, що відділяло вміст крові присутніх у системі крові та нервовій системі, підтвердження цього факту не надійде до 1885. Дослідник на ім’я Пол Ерліх вводив барвник у кров тварини і згодом спостерігав це єдиною точкою, яка не заплямовувала, була центральна нервова система, а особливо мозок. Причина цього мала бути пов’язана із системою захисту, яка оточувала цю територію так, ніби це була мембрана.

Пізніше інший дослідник, Едвін Голдман, спробував би зворотний процес, фарбуючи спинномозкова рідина, спостерігаючи, що єдині кольорові частини відповідають нервовій тканині. Ці експерименти відображають існування те, що створює високий рівень блокування між нервовою системою та рештою тіла, те, що через роки Левандовський назвав гематоенцефалічним бар’єром і дослідив велика кількість експертів.

Захист між кров’ю та мозку

Гематоенцефалічний бар’єр є невеликий шар ендотеліальних клітин, клітин, що входять до стінки судин, розташовані вздовж більшості капілярів, що живлять мозок. Головною характеристикою цього шару є його високий рівень непроникності, не дозволяючи великій кількості речовин переходити з крові в мозок і навпаки.

Таким чином, BHE діє як фільтр між кров’ю та нервовою системою. Незважаючи на це, деякі речовини, такі як вода, кисень, глюкоза, вуглекислий газ, амінокислоти та деякі інші молекули, можуть проходити, при цьому непроникність є відносною.

Його дія як фільтра здійснюється як через його структуру, обмежуючи об'єднання між клітинами, що входять до складу перехід до різних речовин, як через метаболізм речовин, щоб досягти його завдяки використанню ферментів і конвеєри. Тобто він має фізичну грань і ще одну, яка є хімічною.

Хоча гематоенцефалічний бар'єр сам по собі є шаром ендотеліальних клітин, його правильне функціонування також залежить від інших типів клітинних структур. Зокрема, він підтримується клітинами, які називаються перицитами, які забезпечують структурну підтримку та оточують ендотеліальні клітини, підтримуючи стінку судини стабільною, а також мікроглія.

Сліпі плями BHE

Незважаючи на важливість гематоенцефалічного бар'єру для захисту нервової системи не охоплює весь мозок, оскільки мозок повинен отримувати і мати можливість виділяти деякі речовини, як гормони та нейромедіатори. Існування такого роду сліпих плям необхідно для гарантування належного функціонування тіла, оскільки неможливо утримувати мозок повністю ізольованим від того, що відбувається в решті частини Тіло.

Зони, не захищені цим бар’єром, знаходяться навколо третього мозкового шлуночка і називаються органами навколошлуночка. У цих районах капіляри мають фенестрированний ендотелій, з деякими отворами або отворами, що дозволяють перетікати речовинам з одного боку мембрани в інший.

Місця без гематоенцефалічного бар'єру в основному займаються нейроендокринною системою та вегетативна нервова система, будучи однією зі структур цієї групи навколошлуночкових органів, нейрогіпофіз, Шишкоподібної залози, деякі райони гіпоталамус, область постеми судинного органу пластинки терміналу та субфонічного органу (нижче форнікса).

Перетинання гематоенцефалічного бар’єру

Як ми вже бачили, гематоенцефалічний бар’єр є проникним, але відносно, оскільки він дозволяє проходити деякі речовини. Незалежно від місць, де гематоенцефалічний бар’єр відсутній, вони є ряд механізмів, за допомогою яких через нього можуть проходити важливі для функціонування клітини компоненти.

Найпоширеніший і часто вживаний механізм у цьому плані полягає у використанні конвеєрів, в якому елемент або речовина, що підлягає транспортуванню, зв’язується з рецептором, який згодом потрапляє в цитоплазму ендотеліальної клітини. Опинившись там, речовина відокремлюється від рецептора і виводиться на інший бік самою ендотеліальною клітиною.

Іншим механізмом, за допомогою якого речовини проникають через гематоенцефалічний бар’єр, є трансцитоз, процес, при якому на бар’єрі утворюється ряд пухирців, через які речовини можуть переходити з одного боку на інший.

Трансмембранна дифузія дозволяє іонам різного заряду рухатися через гематоенцефалічний бар'єр, діючи на електронний заряд і градієнт концентрації, так що речовини по обидва боки бар’єру притягуються одна до одної.

Нарешті, четвертим механізмом, за допомогою якого деякі речовини проходять до мозку без втручання гематоенцефалічного бар’єру, є пряме його пропускання. Один із способів зробити це - використовувати сенсорні нейрони, змушуючи передачу у зворотному напрямку через аксон нейрона до його соми. Це механізм, який використовують хвороби, відомі як сказ.

Основні функції

Оскільки вже можна було побачити деякі властивості, які роблять гематоенцефалічний бар’єр елементом необхідний для нервової системи, оскільки цей шар ендотеліальних клітин переважно виконує наступне функції.

Основною функцією гематоенцефалічного бар’єру є захищають мозок від надходження зовнішніх речовин, запобігаючи проходженню цих елементів. Таким чином, переважна більшість молекул, зовнішніх для самої нервової системи, не можуть впливати на неї, запобігаючи впливу значної частини вірусних та бактеріальних інфекцій на мозок.

На додаток до цієї оборонної функції, блокуючи надходження шкідливих елементів, її наявність також дозволяє правильно підтримання нервового середовища, підтримуючи постійний склад інтерстиціальної рідини, яка купається і підтримує клітин.

Кінцевою функцією гематоенцефалічного бар’єру є метаболізм або модифікація елементів для їх утворення перетинати кров з нервовими тканинами, не змінюючи при цьому функціонування нервової системи небажаний. Звичайно, деякі речовини виходять з цього механізму контролю.

Терапевтично проблематичний захист

Той факт, що гематоенцефалічний бар’єр настільки непроникний і не дозволяє проникненню більшості елементів, є корисно, коли ваша функція мозку правильна і не потрібно медичного чи медичного втручання психіатрична. Але у випадках, коли зовнішня дія необхідна на медичному або фармакологічному рівні, цей бар'єр представляє труднощі, з якими важко піддається лікуванню.

І це те, що значна частина ліків, що застосовуються на медичному рівні, і які будуть використовуватися для лікування недуги або інфекції в іншій частині Тіло не ефективно лікувати проблему мозку, головним чином через блокуючу дію бар’єру кров'яний мозок. Приклади цього є в препаратах, призначених для боротьби з пухлинами, паркінсонізмом або деменціями.

Для того, щоб це виправити у багатьох випадках необхідно вводити речовину безпосередньо в інтерстиціальну рідину, використовуйте навколошлуночкові органи як шлях доступу, тимчасово порушуйте бар’єр за допомогою мікробульбашок, які ведуть до певних точок за допомогою ультразвуку або хімічних складів, які можуть перетнути гематоенцефалічний бар’єр за допомогою деяких із описаних вище механізмів.

Бібліографічні посилання:

• Баллабх, П. та ін. (2004). Гематоенцефалічний бар’єр: огляд. Структура, регуляція та клінічні наслідки. Нейробіол. Дис.; 16: 1-13.
• Ескобар, А. та Гомес, Б. (2008). Гематоенцефалічний бар’єр: нейробіологія, клінічні наслідки та вплив стресу на його розвиток. Преподобний Мексика. Neurci.: 9(5): 395-405.
• Інтерланді, Дж. (2011). Перетинання кров’яно-мозкового бар’єру. Примітки. Дослідження та наука.
• Пахтер, Дж. та ін. (2003). Гематоенцефалічний бар’єр та його роль у імунних привілеях у центральній нервовій системі. Дж. Невропат. Експерт. Нейрол.; 62: 593-604.
• Пурвес, Д.; Ліхтман, Дж. В. (1985). Принципи нервового розвитку. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates.
• Саладін, К. (2011). Анатомія людини. Макгроу-Хілл.