Структура, функции и заболявания на гематоенцефаличната бариера

на кръвна мозъчна бариера (BHE) е полупропусклива стена, която е между кръвта и мозъка. Тя се състои от клетки, които образуват стените на мозъчните кръвоносни капиляри. Тази бариера позволява на невроните на централната нервна система да бъдат химически изолирани от останалата част на тялото.

Пол Ерлих, германският лекар, който спечели Нобелова награда за медицина през 1908 г., показа наличието на кръвно-мозъчната бариера.

През 1878 г. прави теза за хистологично оцветяване. Ерлих се опита да инжектира в кръвта на мишка синя боя, наречена анилин. Той откри, че всички тъкани са оцветени в синьо, с изключение на мозъка и гръбначния мозък.

Обаче, когато се инжектира една и съща боя в цереброспиналната течност на мозъчните вентрикули, цялата централна нервна система беше оцветена в синьо.

Този експеримент показа, че има бариера между кръвта и течността в мозъчните клетки (извънклетъчната течност): кръвно-мозъчната бариера.

Мозъкът е единственият орган, който има своя собствена система за сигурност. Благодарение на кръвно-мозъчната бариера, основните хранителни вещества могат да достигнат до нея, като блокират навлизането на други вещества.

Тази бариера служи за поддържане на правилното функциониране на невроните чрез контролиране на влизането и излизането на химикали в мозъка. Въпреки че, за съжаление, тази бариера действа толкова ефективно, че блокира преминаването на чужди вещества в мозъка, което също така предотвратява достигането на лекарства до това.

Във всеки случай, изследванията продължават да проектират лекарства, които имат необходимите изисквания за проникване в тази бариера.

Има обаче някои области на тялото, където няма кръвно-мозъчна бариера. Те са известни като кръгови стомашни органи.

И накрая, има определени условия, които предизвикват отваряне на кръвно-мозъчната бариера. Това позволява обмена на вещества свободно, така че функционирането на мозъка може да бъде променено. Някои от тях са възпаление, травми или болести като множествена склероза.

Структура на кръвно-мозъчната бариера

Някои вещества могат да преминат тази бариера, но други не могат. Което означава, че е селективно пропусклива бариера.

В голяма част от тялото клетките, които образуват кръвоносните капиляри, не се свързват плътно. Те се наричат ​​ендотелни клетки и имат процепи между тях, чрез които различни вещества могат да влизат и излизат. По този начин се обменят елементи между кръвната плазма и течността около клетките на организма (екстрацелуларна течност).

Въпреки това, в централната нервна система, капилярите нямат тези цепки. Напротив, клетките са тясно свързани. Това предотвратява излизането на много вещества от кръвта.

Вярно е, че има някои конкретни вещества, които могат да пресекат тази бариера. Те правят това с помощта на специални протеини, които ги транспортират от стените на капилярите.

Например, транспортерите на глюкоза позволяват влизането на това вещество в мозъка за осигуряване на гориво. В допълнение, тези транспортери предотвратяват оставането на токсичните отпадъчни продукти в мозъка.

Глиалните (поддържащи) клетки, наречени астроцити, се събират около кръвоносните съдове на мозъка и изглежда играят важна роля в развитието на кръвно-мозъчната бариера. Те също така допринасят за транспортирането на йони от мозъка към кръвта.

От друга страна, има области на нервната система, които имат кръвно-мозъчна бариера по-пропусклива, отколкото в други. Следващият раздел обяснява за какво е това.

функции

За да има добра мозъчна функция, важно е да се поддържа баланс между веществата вътре в невроните и в извънклетъчната течност, която е около тях. Това позволява съобщенията да се предават правилно между клетките.

Ако компонентите на извънклетъчната течност се променят, дори леко, това предаване ще се промени, което ще доведе до промени в мозъчната функция.

Следователно, кръвно-мозъчната бариера действа, за да регулира състава на тази течност. Например, много от храните, които консумираме, представляват химически вещества, които биха могли да променят обмена на информация между невроните. Кръвно-мозъчната бариера пречи на тези вещества да достигнат до мозъка, поддържайки добро функциониране.

Важно е да се отбележи, че кръвно-мозъчната бариера няма еднаква структура в цялата нервна система. Има места, където има по-голяма пропускливост, отколкото в други. Това е полезно, за да се позволи преминаването на вещества, които не са добре дошли на други места.

Пример за това е областта postrema на мозъчния ствол. Този регион контролира повръщането и има много по-пропусклива кръвно-мозъчна бариера. Целта му е, че невроните в тази област могат бързо да открият токсични вещества в кръвта.

Така, когато някоя отрова, която идва от стомаха, достигне кръвоносната система, тя стимулира зоната на мозъчния десерт, причинявайки повръщане. По този начин организмът може да изхвърли от стомаха отровното съдържание, преди да започне да бъде вредно.

В обобщение, трите основни функции на кръвно-мозъчната бариера са:

- Защитава мозъка от потенциално опасни чужди вещества или може да промени мозъчната функция.

- Предпазва и отделя централната нервна система от хормони и невротрансмитери, които се намират в останалата част на тялото, избягвайки нежеланите ефекти..

- Поддържа постоянен химически баланс в нашия мозък.

Какви вещества преминават през кръвно-мозъчната бариера?

Има вещества, които са по-податливи от други да преминават кръвно-мозъчната бариера. Вещества, които имат следните характеристики, влизат по-лесно от други:

- Малките молекули преминават много по-лесно кръвно-мозъчната бариера, отколкото големите молекули.

- Мастноразтворимите вещества лесно преминават кръвно-мозъчната бариера, докато тези, които не го правят по-бавно или не преминават през нея. Един вид разтворим в липиди наркотик, който лесно достига до мозъка ни, са барбитурати. Други примери са етанол, никотин, кофеин или хероин.

- Молекулите, които имат по-малко електрически заряд, преминават бариерата по-бързо от тези, които имат висок заряд.

Някои вещества могат да преминат кръвно-мозъчната бариера. Преди всичко те преминават молекули на глюкоза, кислород и аминокиселини, които са от основно значение за правилното функциониране на мозъка.

Аминокиселини като тирозин, триптофан, фенилаланин, валин или левцин влизат много бързо в кръвно-мозъчната бариера. Много от тях са прекурсори на невротрансмитери, които се синтезират в мозъка.

Тази бариера обаче изключва почти всички големи молекули и 98% от всички лекарства, които са съставени от малки молекули.

Затова съществуват трудности при лечението на мозъчни заболявания, тъй като лекарствата обикновено не преминават бариерата или не са в необходимите количества. В някои случаи терапевтичните средства могат да се инжектират директно в мозъка, за да се избегне кръвно-мозъчната бариера.

В същото време, предотвратява навлизането на невротоксини и липофилни вещества чрез транспортер, регулиран от така наречения гликопротеин Р. 

Циркункуларни органи

Както бе споменато, има няколко области на мозъка, където кръвно-мозъчната бариера е най-слаба и най-проницаема. Това кара веществата да достигат до тези региони с лекота.

Благодарение на тези области, мозъкът може да контролира състава на кръвта. В рамките на кръвоносните органи са:

- Пинеална жлеза: е структура, разположена в нашия мозък, между очите. Тя е свързана с нашите биологични ритми и важни хормонални функции. Освобождава мелатонина и невроактивните пептиди.

- Неврохипофиза: е задният лоб на хипофизната жлеза. Съхранява вещества от хипоталамуса, главно неврохормони като окситоцин и вазопресин.

- Area postrema: както е споменато по-горе, произвежда повръщане, което ни пречи да опияняваме.

- Подформен орган: той е от съществено значение за регулирането на телесните течности. Например, тя има важна роля в усещането за жажда.

- Съдов орган на крайната ламина: също допринася за жажда и течен баланс чрез освобождаване на вазопресин. Открива пептиди и други молекули.

- Високопреосвещенство: област от хипоталамуса, която регулира предната част на хипофизата чрез взаимодействия между хипоталамусните стимулиращи и инхибиращи хормони.

Състояние, засягащо кръвно-мозъчната бариера

Възможно е кръвно-мозъчната бариера да се промени поради различни заболявания. В допълнение, когато тази бариера отслабва, е възможно вероятността да увеличи или ускори появата на невродегенеративни нарушения..

- Хипертонията или високото напрежение: може да причини промяна на бариерата, проникване, което може да бъде опасно за нашето тяло.

- Излъчване: продължителното излагане на радиация може да отслаби кръвно-мозъчната бариера.

- Инфекции: възпалението на част от централната нервна система отслабва тази бариера. Пример за това е менингит, заболяване, при което мозъчните менинги (пластове, които обграждат мозъка и гръбначния мозък) се възпаляват от различни вируси и бактерии..

- Травма, исхемия, инсулт ... могат да причинят директно увреждане на мозъка, засягайки кръвно-мозъчната бариера.

- Мозъчен абсцес Това се дължи на възпалението и натрупването на гной в мозъка. Инфекцията обикновено идва от ухото, устата, синусите и т.н. Въпреки че може да е резултат от травма или операция. В повечето случаи отнема 8 до 12 седмици на антибактериална терапия.

- Множествена склероза: изглежда, че хората с това заболяване имат течове в кръвно-мозъчната бариера. Това причинява твърде много бели кръвни клетки да достигнат до мозъка, където погрешно атакуват миелина.

Миелин е вещество, което покрива нервните клетки и позволява на нервните импулси да пътуват бързо и ефективно. Ако се унищожи, се появява когнитивно и прогресивно моторно увреждане.

препратки

1. Кръвна мозъчна бариера. (Н.О.). Получено на 22 април 2017 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. Кръвната мозъчна бариера ("Keep Out"). (Н.О.). Възстановено на 22 април 2017 г. от Neuroscience for kids: faculty.washington.edu.
3. Кръвно-мозъчната бариера. (2 юли 2014 г.). Взето от BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, N.R. (2006 г.). Физиология на поведението 8. Изд. Мадрид: Pearson.