Struktura, funkcije i bolesti hematološke barijere

krvno-moždana barijera (BHE) je polupropusni zid koji se nalazi između krvi i mozga. Sastoji se od stanica koje formiraju zidove moždane kapilare. Ova barijera omogućuje neuronima središnjeg živčanog sustava da budu kemijski izolirani od ostatka tijela.

Paul Ehrlich, njemački liječnik koji je dobio Nobelovu nagradu za medicinu 1908., pokazao je postojanje krvno-moždane barijere.

Godine 1878. izradio je tezu o histološkom bojanju. Ehrlich je pokušao ubrizgati plavu boju zvanu anilin u krvotok miša. Otkrio je da su sva tkiva obojena plavom bojom, osim mozga i kičmene moždine.

Međutim, pri ubrizgavanju iste boje u cerebrospinalnu tekućinu moždanih komora, cijeli središnji živčani sustav je obojen plavom bojom.

Ovaj eksperiment je pokazao da postoji barijera između krvi i tekućine u moždanim stanicama (izvanstanična tekućina): krvno-moždana barijera.

Mozak je jedini organ koji ima vlastiti sigurnosni sustav. Zahvaljujući krvno-moždanoj barijeri, esencijalni hranjivi sastojci mogu doći do nje, dok blokiraju ulazak drugih tvari.

Ova barijera služi za održavanje pravilnog funkcioniranja neurona kontroliranjem ulaska i izlaska kemikalija u mozgu. Iako, nažalost, ova barijera djeluje tako učinkovito da blokira prolazak stranih tvari u mozak koji normalno također sprječava drogiranje da dosegne ovaj.

U svakom slučaju, istraživanja nastavljaju dizajnirati lijekove koji imaju potrebne uvjete za prodiranje u ovu barijeru.

Međutim, postoje određena područja tijela gdje nema krvno-moždane barijere. Oni su poznati kao kružni organi.

Konačno, postoje određeni uvjeti koji uzrokuju otvaranje krvno-moždane barijere. To omogućuje slobodnu razmjenu tvari, tako da se funkcioniranje mozga može promijeniti. Neki od njih su upale, traume ili bolesti poput multiple skleroze.

Struktura krvno-moždane barijere

Neke tvari mogu preći ovu barijeru, ali druge ne mogu. Što znači da je selektivno propusna barijera.

U velikom dijelu tijela, stanice koje čine krvne kapilare ne vežu se čvrsto. One se nazivaju endotelne stanice i imaju proreze između njih pomoću kojih različite tvari mogu ući i izaći. Tako se elementi razmjenjuju između krvne plazme i tekućine koja okružuje stanice organizma (izvanstanična tekućina).

Međutim, u središnjem živčanom sustavu, kapilare nemaju te rascjepe. Naprotiv, stanice su usko povezane. To sprječava mnoge tvari da napuste krv.

Istina je da postoje neke konkretne tvari koje mogu preći ovu barijeru. Oni to čine pomoću posebnih proteina koji ih transportiraju iz zidova kapilara.

Primjerice, transporteri glukoze dopuštaju ulazak ove tvari u mozak radi dobave goriva. Osim toga, ovi transporteri sprječavaju da toksični otpadni proizvodi ostanu u mozgu.

Glijalne (podupiruće) stanice, nazvane astrociti, nakupljaju se oko krvnih žila u mozgu i čini se da igraju važnu ulogu u razvoju krvno-moždane barijere. Čini se da one također doprinose prijenosu iona iz mozga u krv.

S druge strane, postoje područja živčanog sustava koja imaju krvno-moždanu barijeru više propusnu nego u drugima. Sljedeći odjeljak objašnjava za što se ovo radi.

funkcije

Da bi postojala dobra funkcija mozga, bitno je održavati ravnotežu između tvari unutar neurona i izvanstanične tekućine koja je oko njih. To omogućuje ispravno slanje poruka između ćelija.

Ako se komponente ekstracelularne tekućine promijene, čak i neznatno, taj će se prijenos promijeniti, što će dovesti do promjena u funkciji mozga.

Stoga krvno-moždana barijera djeluje tako da regulira sastav te tekućine. Na primjer, mnoge namirnice koje jedemo predstavljaju kemijske tvari koje bi mogle mijenjati razmjenu informacija između neurona. Krvno-moždana barijera sprečava da te tvari dopru do mozga, održavajući dobro funkcioniranje.

Važno je napomenuti da krvno-moždana barijera nema jedinstvenu strukturu u živčanom sustavu. Ima mjesta gdje ima više propusnosti nego u drugima. To je korisno kako bi se omogućilo prolazak tvari koje nisu dobrodošle na drugim mjestima.

Primjer je područje postreme moždanog debla. Ova regija kontrolira povraćanje i ima mnogo propusniju krvno-moždanu barijeru. Njegova je svrha da neuroni na tom području mogu brzo otkriti toksične tvari u krvi.

Dakle, kada neki otrov koji dolazi iz želuca dopre do cirkulacijskog sustava, stimulira područje cerebralnog deserta uzrokujući povraćanje. Na taj način organizam može izbaciti otrovni sadržaj iz želuca prije nego što postane štetan.

Ukratko, tri glavne funkcije krvno-moždane barijere su:

- Štiti mozak od potencijalno opasnih stranih tvari ili može promijeniti funkciju mozga.

- Štiti i odvaja središnji živčani sustav od hormona i neurotransmitera koji se nalaze u ostatku tijela, izbjegavajući neželjene učinke.

- Održava stalnu kemijsku ravnotežu u našem mozgu.

Koje tvari prelaze krvno-moždanu barijeru?

Postoje tvari koje su osjetljivije od drugih da prijeđu krvno-moždanu barijeru. Tvari koje imaju sljedeće karakteristike lakše ulaze od drugih:

- Male molekule lakše prolaze krvno-moždanu barijeru nego velike molekule.

- Supstance topljive u mastima lako prelaze krvno-moždanu barijeru, dok one koje to ne rade sporije ili ne prolaze kroz nju. Jedna vrsta lijeka topljivog u lipidima koji lako dospijeva u naš mozak su barbiturati. Drugi primjeri su etanol, nikotin, kofein ili heroin.

- Molekule koje imaju manje električnog naboja brže prelaze barijeru od onih koje imaju visok naboj.

Neke tvari mogu prijeći krvno-moždanu barijeru. Iznad svega, oni prolaze molekule glukoze, kisika i aminokiselina koje su temeljne za pravilno funkcioniranje mozga.

Aminokiseline kao što su tirozin, triptofan, fenilalanin, valin ili leucin vrlo brzo ulaze u krvno-moždanu barijeru. Mnogi od njih su prekursori neurotransmitera koji se sintetiziraju u mozgu.

Međutim, ova barijera isključuje gotovo sve velike molekule i 98% svih lijekova koji se sastoje od malih molekula.

Zbog toga postoje poteškoće u liječenju bolesti mozga, budući da lijekovi obično ne prelaze barijeru ili ne u potrebnim količinama. U određenim slučajevima, terapeutska sredstva se mogu ubrizgati izravno u mozak kako bi se izbjegla krvno-moždana barijera.

Istodobno, sprječava ulazak neurotoksina i lipofilnog putem transportera reguliranog takozvanim glikoproteinom P. 

Circuventrikularni organi

Kao što je spomenuto, postoji nekoliko područja mozga gdje je krvno-moždana barijera najslabija i najpropusnija. To uzrokuje da tvari lako dođu do tih regija.

Zahvaljujući tim područjima, mozak može kontrolirati sastav krvi. Unutar kruga su:

- Pinealna žlijezda: je struktura unutar našeg mozga, između očiju. To je povezano s našim biološkim ritmovima i važnim hormonalnim funkcijama. Oslobađa melatonin i neuroaktivne peptide.

- Neurohipofiza: je stražnji režanj hipofize. Pohranjuje supstance iz hipotalamusa, uglavnom neurohormona kao što su oksitocin i vazopresin.

- Područje postrema: kao što je već spomenuto, proizvodi povraćanje kako bi nas spriječilo u opijanju.

- Subforni organ: bitan je u regulaciji tjelesnih tekućina. Na primjer, ima važnu ulogu u osjećaju žeđi.

- Vaskularni organ terminalne lamine: također doprinosi ravnoteži žeđi i tekućini oslobađanjem vazopresina. Otkriva peptide i druge molekule.

- Mediji eminencije: područje je hipotalamusa koje regulira prednju hipofizu kroz interakcije između stimulirajućih i inhibirajućih hormona hipotalamusa.

Stanja koja djeluju na krvno-moždanu barijeru

Moguće je da se krvno-moždana barijera mijenja zbog različitih bolesti. Osim toga, kada ta barijera oslabi, moguće je da vjerojatnost povećava ili ubrzava pojavu neurodegenerativnih poremećaja.

- Hipertenzija ili visoka napetost: može uzrokovati promjenu ove barijere, postati propusna, što može biti opasno za naše tijelo.

- Zračenje: duga izloženost zračenju može oslabiti krvno-moždanu barijeru.

- Infekcije: upala nekog dijela središnjeg živčanog sustava slabi ovu barijeru. Primjer je meningitis, bolest u kojoj su moždane moždane ovojnice (slojevi koji okružuju mozak i leđnu moždinu) upaljeni raznim virusima i bakterijama..

- Trauma, ishemija, moždani udar ... mogu uzrokovati izravna oštećenja mozga, utječući na krvno-moždanu barijeru.

- Absces mozga To je zbog upale i nakupljanja gnoja unutar mozga. Infekcija obično dolazi iz uha, usta, sinusa itd. Iako može biti posljedica traume ili operacije. U većini slučajeva potrebno je 8 do 12 tjedana antibakterijske terapije.

- Multipla skleroza: čini se da ljudi s ovom bolešću imaju curenje u krvno-moždanu barijeru. To uzrokuje da previše bijelih krvnih stanica dođe do mozga, gdje pogrešno napadaju mijelin.

Mijelin je tvar koja pokriva živčane stanice i omogućuje živčanim impulsima da putuju brzo i učinkovito. Ako se uništi, pojavljuje se kognitivno i progresivno pogoršanje motora.

reference

1. Pregrada krvnog mozga. (N. D.). Preuzeto 22. travnja 2017., s Wikipedije: en.wikipedia.org.
2. Pregrada krvnog mozga ("Keep Out"). (N. D.). Preuzeto 22. travnja 2017. iz neuroznanosti za djecu: faculty.washington.edu.
3. Krvno-moždana barijera. (2. srpnja 2014.) Preuzeto s BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija ponašanja 8. Ed Madrid: Pearson.